《光电显示材料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光电显示材料（157页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 光电显示材料光电显示材料2.1 发光机理与发光特性发光机理与发光特性2.2 光电显示材料和器件的基本特性光电显示材料和器件的基本特性2.3 发光显示材料发光显示材料2.4 受光显示材料受光显示材料2.5 光电显示材料的发展前景光电显示材料的发展前景荡瞻遣胀池窟寂享轮辐廖哗嗡蜀匆义苔柯委恶痘引坯媳坞卡斥虞责垃农菊光电显示材料光电显示材料一.光辐射2.1 发光机理与发光特性1.定义： 以电磁波形式或能量量子（光子）形式传播的能量以及这种能量的传播过程称为光辐射。2.形成机制光源：能够辐射电磁波的物体1)原子核变化：g射线2)原子电子结构变化：可见，紫外，X射线3)原子晶格振动：红外，微波，无线电
2、波3.分类：按光辐射的波长分 （ 注：发光波长由光源决定 ） 踢展笆笨烤委冉骑送晨店桑跺流庭涧越候紫毒桅碎真壁蛔力驻砾蚌郴矮屏光电显示材料光电显示材料一般认为，光辐射的波长在10nm1mm。一般按辐射波长及人眼的生理视觉效应将光辐射分成三部分：紫外辐射、可见光、红外辐射。走咕扁寻缄屁瞅橙祟砂群丑涌学吏嫁美隙匿曝突痛美询嗅潜虑弯嚷龄议腿光电显示材料光电显示材料二.固体材料的发光过程分类u根据发光机理的不同，发光过程可以分为两类，即分立发光和复合发光。分立发光：发光中心受激发时并未离化，即激发和发射过程发生在彼此独立的、个别的发光中心内部的发光。特点：单分子过程，并不伴随着光电导，又称“非光电导型
3、”发光。复合发光：复合发光：发光材料受激发时分离出一对带异号电荷的粒子（一般为正离子或者空穴和电子），这两种粒子复合时的发光。由于离化的带电粒子在发光材料中漂移或扩散，从而构成特征性光电导，所以又称“光电导型”发光。发光（Luminescence）一般用来描述某些固体材料由于吸收能量而随之发生的发射光现象。脉氰瞅渣氦量朋涝冕烘辑定千券火望爬椭桐产乌陨秩峰阵拱摹蠢鸵盯圭巳光电显示材料光电显示材料u根据激发光源类型的不同，发光过程主要有如下三类：光致发光（Photoluminescence）：以光子或光为激发光源。电致发光（Electroluminescence）：以电能（直流或交流电场）作激发源
4、阴极致发光（Cathodoluminescence）：使用阴极射线或高能电子束为激发源。化学发光：某些化学反应中释放的能量可以转变为光能。摩擦发光：机械作用所引起的发光。机械压力作用下由于压电效应可以形成局部电场,在局部电场作用下可以发生齐纳击穿,从而产生电子-空穴对, 然后它们复合时可以发射出光子.煌铣讹信染肘规幢郁溉亲劣钙训咋挞瘴迪绳谦柴拼比逮例德殴袖狈卒百抡光电显示材料光电显示材料1.光致发光（1）定义：在外界光源照射下，物体从中获得能量，产生激发导至发光的现象。（2）光致发光的主要过程：光吸收：能级间跃迁能量传递：通过激发态的运动实现光发射：能级间跃迁 无辐射跃迁：激发态弛豫的重要途径
5、 （影响发光效率）（3）激发光源的类型紫外辐射（常用）、可见光、红外辐射光源腮捂融朋吉炬狈撵伙销粤箩嗜缕邦刺傀签拭快凉彼莹穗捅掳行晒篓渤淡椅光电显示材料光电显示材料（4）光致发光的应用 1）照明光源 日光灯：最普遍的应用Hg白光玻璃壳磷光体料涂层185nm254nm日光灯的构造示意图灯管内气体放电产生的紫外线激发管壁上的发光粉而发出可见光。其效率约为白炽灯的5倍。 上图是荧光灯的构造示意图，它由一个内壁涂有发光粉的玻璃管内充有汞蒸气和氩气构成。通电后，汞原子受到灯丝发出电子的轰击，被激发到较高能态。当它返回到基态时便发出波长为254nm和185nm的紫外光，涂在灯管内壁的发光粉受到这种光辐照，
6、就随之发出白光。这里我们说的是低压汞灯，还有高压汞灯，但原理都一样。遵剑汕调漫霓唬献锑曙绝属纠蓉怀示空漫瓦道庇添剥质晃峦拢郸顾私显晒光电显示材料光电显示材料其它照明光源：低压汞灯：主要应用作杀菌灯、荧光分析、光谱仪波长基准。低压汞灯光强低，光固化速度慢，但发热量小，不需冷却就可使用. 紫外线杀菌灯（UV灯)高压汞灯：玻壳内表面涂有荧光粉的高压汞蒸汽放电灯，发柔和的白色灯光。结构简单，低成本，低维修费用，可直接取代普通白炽灯，具有光效长，寿命长，省电经济的特点。只适于广场、街道的照明。荧光灯：灯管内壁涂有荧光粉，荧光粉吸收紫外线的辐射能后发出可见光。荧光粉不同，发出的光线也不同，这就是荧光灯可做
7、成白色和各种彩色的缘由。荧光灯的发光效率远比白炽灯和卤钨灯高，是目前节能的电光源。匠哄齐薛爬许葛勇静混滩衙僚图纂盼蕴马头蚁汕窄咕亚瓶召侯暖紧疾痹测光电显示材料光电显示材料（4）光致发光的应用 2）平板显示 等离子体显示： 利用惰性气体（Ne、He、Xe等）在一定电压的作用下产生气体放电（紫外光），形成等离子体，发射真空紫外线进而激发三基色光致发光荧光粉而发射可见光的一种主动发光型平板显示。松下85寸等离子体电视暇早鲸拳茧毒逛但爬瓦愈供湛吗蔗陋礁仅廓蔽隧凰实攒筒摄星巷稠啸乳粉光电显示材料光电显示材料（4）光致发光的应用 3）磷光和荧光 （自发辐射）磷光：当某种常温物质经某种波长的入射光（通常是紫
8、外线或X射线）照射，吸收光能后进入激发态，再缓慢地退激发并发出比入射光的的波长长的出射光（通常波长在可见光波段）。荧光发光机制磷光体发光机制溅帧径趟几吱书零里虫叉基裂奄箕吟冗促乎貉貌乐龄方揩汝颂瀑希岂开毒光电显示材料光电显示材料磷光磷光荧光荧光相同点自发辐射；光致冷发光不同点发光速度慢，持续时间长发光速度慢，持续时间短光源离开，磷光持续发光光源离开，荧光消失激发态自旋组态与初态不同激发态自旋组态与初态相同实例夜明珠荧光灯骏漫暑乱谱候姐缅接赴京汞逞械角磁癌菲共烧湿俯搞骇蓬鸟印栈暇盈胺矾光电显示材料光电显示材料夜明珠2010年11月22日，海南侨乡文昌市宝玉宫展出世界上最贵的的夜明珠，这颗夜明珠来
9、自中国内蒙古，材质以萤石矿物为主，发现时是不规则形状，用 3 年时间加工而成现形，重达 6 吨，直径1 . 6 米，在关闭光源的黑暗环境中能发出晶莹透亮的光芒。业内专家估计价值22亿元人民币。紫外线光照下，叶绿素也能发光买迅莫茂愚墓盈张虹搜庸摹钓区晃迫驭闪尧粕矫址冕枯拘怨胚撼撅促恼仪光电显示材料光电显示材料（4）光致发光的应用 4）科研用途：PL谱 光致发光是光与物质相互作用的反映，可以提供有关材料的结构、成分及环境原子排列的信息，是一种非破坏性的、灵敏度高的分析方法。激光的应用更使这类分析方法深入到微区、选择激发及瞬态过程的领域，使它又进一步成为重要的研究手段，应用到物理学、材料科学、化学及
10、分子生物学等领域，逐步出现新的边缘学科。畅筋馁欧饭费还奶您脐羌腋鲜注扎蚤恼登街佃诌不苗营捷吃哀鸯俯报刃椒光电显示材料光电显示材料2.电致发光（1）定义：电致发光又称电场发光，简称EL，是通过加在两电极的电压产生电场，被电场激发的电子碰击发光中心，而引致电子解级的跃进、变化、复合导致发光的一种物理现象。电致发光为冷光。典型的电致发光材料： 掺杂了Cu和Ag的ZnS 蓝色钻石目前电致发光的研究方向： 有机电致发光材料狡版椽碟须绪关违鹏斯夷问土贩纽堤筋炸童椎沫痛忽欺浸沛效葵芍伴贼篱光电显示材料光电显示材料（2）电致发光的特点: 1)由电场直接作用所致，直接将电能转换为光能，无任何中间形式能量转换，是
11、最直接的光激发方式，易于调制. 2)发光体属于整个电路的一部分，对发光效率会有所影响。 3)电致发光的发光性能通常不均匀。（样品的不均匀导致加了电压后电场强度不均匀） 4)非平衡载流子的激发和复合通常发生在不同时间 5)交变电场下，表面状况对发光效率影响较大。陕瞧舍寄蕴五烧奉握砸那晒笼掳荡价帖砌急宗睡崖嫁姬坎傲尊狗炭诌弓光光电显示材料光电显示材料（3） 电致发光的两种形式: 1）由于载流子注入晶体中及随后的复合所引起的(通常是直流低电压). 如III-V族化合物半导体制成的p-n结（注入式电致发光）. 2）由于粉末材料在强电场(通常是交流电场)作用下通过碰撞电离激发而产生的.如：II-VI族化
12、合物半导体淡搬盎馁枪衙苹蛛逝消耕深炭服妇勒援覆绍搏势武搀嗜警梆竞貌贸粥逞抗光电显示材料光电显示材料（4） 电致发光的机理1）注入式发光 正向偏置的p-n结加上正向电压, 使得势垒高度降低而载流子的势能提高,于是可以继续发生载流子的扩散: 空穴从p区注入n 区, 电子从n区注入p区, 即有正向电流通过. 与此同时,在结附近扩散长度范围内, 注入的空穴与n区电子复合而发光. 同样地, 注入电子与p区空穴复合而发光.一律宠叮歼混辐勿砷颧贾忿剩淌逝悲靶议婪节作赔轴滓连本跃只踌膝层绝光电显示材料光电显示材料异质结：可控制某一种载流子优先注入发光bebh, 加上正向电压V后p区的空穴较易注入n区, 并与n
13、区电子相复合而发光, 即n区为发光区. 僧镶昌狼愧怖毙庶碑霸句恒谱粟录呕蓉诧踊檬僳郁冠棺淀镑隧趋莹滴柬窄光电显示材料光电显示材料2）碰撞的电离激发 在强电场作用下半导体中电子被加速，与晶格原子或发光中心发生非弹性碰撞作用，同时失去从电场得到的一部分能量。如果每次碰撞损失的能量小于两次碰撞之间由电场所获得的能量，则电子的动能可以逐渐增加直至大于Eg，在这种能量值下出现把能量转交给价带电子或发光中心并产生新载流子的可能性。新载流子与原来电子一样可以被电场加速。在足够强的电场下这些过程的结果可以使载流子数目雪崩般倍增。这时可能会有一部分电子-空穴对复合，并发射出光子。玛趟溜茶芍彦衙蛮姜幂慧庆碍疹耽掉
14、髓捞与导头滑竹骋却党冀佯扶辆痈邵光电显示材料光电显示材料（5） 电致发光的应用 1）固态照明2）平板显示据称，韩国三星公司将于2013年上半年发布新一代柔软屏幕的智能手机。（有机电致发光）3）科研用途：EL谱聋钵政痹殖豫教询比各御颇灾狐绢肯绒恕孝勤顿弓侩腻不和便拖苦赌艇樊光电显示材料光电显示材料3.阴极射线致发光（1）定义 阴极射线或高能电子束（电子的能量：1e3-1e4电子伏特）入射到发光材料表面，大部分都可进入材料内部。产生速度越来越低的“次级”电子，直到发光体中出现大量的能量在几电子伏到十几电子伏的低速电子。这些低能量的电子离化或激发发光中心引起的发光。（2）应用显示：CRT电视、雷达、
15、示波器、计算机的荧光屏科研用途：作为一种分析手段来研究物质的结构和成分（CL谱）锨玲物兢奄位躺赚灿鸳器脉猿拳掖萤扩烬筋侄斩墒胀消耍疾冬求沼现苟盾光电显示材料光电显示材料三. 半导体材料的辐射跃迁1.本征辐射跃迁：电子从导带跃迁至价带 直接跃迁和间接跃迁: 直接跃迁几率比间接跃迁几率大得多. 发光器件多采用直接跃迁半导体.定义：:伴随有发射光子的电子跃迁过程称为辐射跃迁.锑役逮隙沁道虎稚擂溜逾约乃表迸般病秃前意龚认址区屏吨侠汀呜摧蛀凡光电显示材料光电显示材料2. 激子辐射复合（1）自由激子直接带隙半导体间接带隙半导体（2）束缚激子自由激子的束缚能或离解能将激子局限在杂质中心的附加束缚能间接复合间
16、接复合时必须发时必须发射声子射声子适换烩压湘褥橙己耀光股凿轰摹贝秃尤岩志沈孽膝往岳吼橡涛侄耪敝奉肛光电显示材料光电显示材料3. 能带与杂质能级之间的辐射跃迁（1）浅跃迁 （2）深跃迁4. 施主与受主间的辐射跃迁：被施主束缚的电子和被受主束缚的空穴相复合。间接带隙半导体拙脏请荚履妨黍准胁痛栗魄纶啄户肃顺财倍屯欧坷悔七卿巍场丢闲更削浩光电显示材料光电显示材料四.发光和发光材料的特点1.颜色特征不同的发光中心，在不同的基质材料中，可能发出不同波长的光。已知的发光材料可以覆盖整个可见光的范围。吸收光谱和发射光谱表征发光材料特性的常用方法。吸收光谱是材料激发时所对应的光谱，相应吸收峰的波长就是激发时能量
17、对应波长。发射光谱反映发光材料辐射光的情况，对应谱峰的波长就是发光的颜色，一般说来发光波长大于吸收光谱的波长。Zn2SiO4：Mn的发射光谱和吸收光谱搜侍胸蛔梁瞬牡瘩崩姓坚轻柄纫伴粟贮申肢引敛祁烬侵棵仗炽场渣榴昼妻光电显示材料光电显示材料宽带材料：半宽度100nm，如CaWO4窄带材料：半宽度50nm，如Sr(PO4)3Cl：Eu3+线谱材料：半宽度0.1nm，如GdVO4：Eu3+依照发射峰半宽度发光材料究竟属于哪一类，既与基质有关，又与杂质有关。例如，将Eu2+掺杂在不同的基质中，可以得到上述3种类型的发光材料，而且随着基质的改变，发光的颜色也可以改变。半宽度半宽度发射峰的半宽度从材料的发
18、射光谱来看，发射谱峰的宽窄也是发光材料的重要特性，谱峰越窄，发光材料的单色性越好，反之亦然。我们将谱峰1/2高度时峰的宽度称作半宽度。铅赣评峪蔑淡撮兢喀递训墓虞尹漱搬撒购韦哎隆赘曲盈绕闽撒忻批慎明何光电显示材料光电显示材料发光材料的另一个重要特性是其发光强度，发光强度也随激发强度而改变。通常用发光效率来表征材料的发光本领，有3种表示方法：量子效率 发射物质辐射的量子数N发光与激发光源输入的量子数N吸收（如是光致发光则是光子数；如系电致发光，则是电子数。余类推。）的比值：B量子量子 = N发光发光 / N吸收吸收能量效率 光能量与激发源输入能量之间的比值B量子量子 = E发光发光 / E吸收吸收
19、光度效率 光的流明数与激发源输入流明数的比值：B量子量子 =光度光度发光发光 / 光度光度吸收吸收2.发光强度惺拇农豪博凤垢锁毋竞墨炽瞅添卡圃拖庐拎扔诞倚忘导轰堕掐走眷脆舅拯光电显示材料光电显示材料3.发光持续时间（余辉）荧光：激发和发射两个过程之间的间隙极短，约为10-8秒。只要光源一离开，荧光就会消失。磷光：在激发源离开后，发光还会持续较长的时间。余辉时间：当激发停止后，发光强度衰减到10%所经历的时间。极短余辉：余辉时间1s的发光能虫嫌猫愁得鹤撰腿培噪足蔫限区夺敷砖悠逆龚随亿灵旋柱院插闪袱惋寞光电显示材料光电显示材料 发发光光材材料料的的颜颜色色在在商商品品上上主主要要用用所所谓谓色色坐
20、坐标标来来表表示示。我我们们知知道道，平平常常所所看看到到的的颜颜色色都都可可以以用用红红、绿绿、蓝蓝3种种彼彼此此独独立立的的基基色色匹匹配配而而成成。但但在在匹匹配配某某种种颜颜色色时时，不不是是将将3种种颜颜色色叠叠加加起起来来，而而是是从从2种种颜颜色色叠叠加加的的结结果果中中减减去去第第3种种颜颜色色。所所以以，国国际际照照明明协协会会决决定定选选取取一一组组三三基基色色参参数数x、y、z，称作（，称作（x、y、z系统）。任何一种颜色系统）。任何一种颜色Q在这种系统中表示为：在这种系统中表示为：Q= ax+by+cz 这这3个系数的相对值为：个系数的相对值为：x= y= z= 称称作
21、作色色坐坐标标。由由于于x+y+z=1，所所以以如如果果x、y确确定定了了，z值值也也就就定定了了，因此可以用一个平面图来表示各种颜色。因此可以用一个平面图来表示各种颜色。下下图图给给出出了了这这种种颜颜色色坐坐标标图图。其其中中，给给出出了了各各种种颜颜色色的的位位置置，周周围围曲线上的坐标相当于单色光。这样任何一种颜色均可用坐标曲线上的坐标相当于单色光。这样任何一种颜色均可用坐标x、y来表征。来表征。4.色坐标仕赌求箍皂琉锤遇饥沿状削迅略锻酌埔称璃幅哇癌殉绕辆体蚌妒斯爬棱端光电显示材料光电显示材料颜色坐标图颜色坐标图笑回缎路阳衙羔耻搔瘩凸哭据瘫硼磨轮洪预郭盐蝇岔过饿堂墙陶僳挂霞听光电显示材
22、料光电显示材料u常用的发光材料都是二元或者多元化合物。-：ZnS、ZnO、（Cd，Zn）S、Zn（S，Se）等紫外光、电子束、电场、X射线或带电粒子激发-：GaAlP、GaAlAs、GaP：发光二极管GaN：结型场致发光碱卤化合物：NaI：Tl、CsI：Tl、LiI：Eu用于闪烁体氧化物：Y2O3：Eu氟化物：MgF2、ZnF2硫氧化物：Y2O2S：Eu用于电子束管钨酸盐：MgWO4硅酸盐：CaSiO3：Pb，Mn眷咱揽藤寻肮竟怯厘佰弹掳毅臣秀对削魏在起斧派皇溉扁触花汛芥毋骨犀光电显示材料光电显示材料对于发光材料，要想得到有效的发光，大都要在这些材料中掺杂微量杂质。基质为半导体，需要一定的导电
23、能力，应从施主、受主的角度选择杂质。掺杂的杂质在复合发光中发挥作用。基质为高阻半导体或绝缘体，需要从发光中心的角度选择杂质。掺杂的杂质包括过渡族元素、类汞元素、重金属及稀土元素。疤檬目伸栋坤龋疑泥邯仟衡吃瞻荫入既溜骤凿部蝇熟蔷铱刚夺捧逢菌刻战光电显示材料光电显示材料2.2 光电显示材料和器件的基本特性一、显示材料特性发光显示材料：利用光发射直接进行显示。(激励能量传输辐射可见光) 考虑：发光材料的发光特性、易制备性、成本等受光显示材料：利用电场作用下材料光学性能的变化实现显示，通过反射、散射、干涉等现象，对其它光源所发出的入射光进行控制，即通过光交换进行显示。如：改变光的偏振态、选择性吸收等。
24、 考虑：材料光电特性变化的陡度、响应速度、功耗、电压等袍坛趣络卧惫府被众挥师邵右刹利假孔皮财田阉馅苫甩通诅肚晌转绩阑诫光电显示材料光电显示材料二、光电显示的分类故榆讫刚犹舜海字炎量忠咙诈颤齿林逮砍骏描疑鱼躺耕翠癸眩砚蚌送辗酶光电显示材料光电显示材料三、显示器件的基本特征1）亮度 光通量（流明，lm）光源在单位时间发出的光量总和。光强（坎德拉，cd）光源在某一给定方向单位立体角内发射的光通量称为光源在该方向的发光强度。照度（勒克斯，lx）光源照射在被照射物体单位面积上的光通量。亮度（cd/m2）光源在某一方向的亮度 = 光源在该方向的光强 / 发光面在该方向上的投影表面积光效（流明/瓦，lm/W
25、）光源的光效 = 光源发出的总光通量 / 光源消耗的电功率 显示器件的发光强度（发光面的明亮程度），指垂直于光束传播方向单位面积上的发光强度。 发光式显示器件和受光式液晶显示器件均采用亮度参数。但受光式、反射式显示器件以反射光的强度表示亮度。爆春赎胳翅掠射剐萤崖蕾泰多肺劲熊蛰速靳剂纳桶萍布什丘凯焉竣滁清璃光电显示材料光电显示材料2）发光效率 指显示器件辐射出的单位能量(W)所发出的光通量，单位为lm/W。 e.g. 一般显示器件0.11.5lm/W，真空荧光显示110lm/W。3）对比度 表示显示部分的亮度和非显示部分的亮度之比。 在室内照明条件下对比度达到5：1，基本上满足显示要求。翌渠陛而
26、闲腰艺聂若邪傈鬼细缚牙坞纵绘帅孩斑搀或秋玫锯曰术顷鸽榴呈光电显示材料光电显示材料4）分辨率 包括像元密度和器件包含的像元总数。 CRT分辨率达到100110ppi(每英寸像元数)时，再提高有难度，因受电子束聚焦有限性和发光粉颗粒及发光效率等因素的影响。 LCD分辨率已达到300ppi，还有潜力再提高。5）灰度 表示屏上亮度的等级。以亮度的 倍的发光强度的变化划分等级。 灰度越高，图像层次越分明，彩色显示中颜色更丰富，图像更柔和。挺装宏吩伸剁用砒拭衍抓鱼扒饿宜瓢擒刀悠沏绊勃钓壮汉胆彼骡痘恶然瞬光电显示材料光电显示材料6）响应时间、余辉时间 响应时间表示从施加电压到显示图像所需要的时间。切断电压后
27、到图像消失所需要的时间称为余辉时间。 发光器件和铁电液晶响应时间一般为微秒量级。视频图像显示要求响应时间和余辉时间加起来小于50ms才能满足帧频的要求。7）寿命和稳定性 发光显示器件初发始亮度衰减一半所需时间称为半寿命，一般即指寿命。 受光显示器件的主要显示指标保持正常的时间为使用寿命。同时湿度、温度、紫外光等环境状态和稳定性是很重要的参数。过逗菇惫汐劝祖谦历守较淡妒操逛虫大耶湾柞蛤祸鸭膛胎吝瑟益眩措顾皑光电显示材料光电显示材料8）色彩 显示颜色分为黑白、单色、多色、全色。显示颜色是衡量显示器件性能优劣的重要参数。 发光显示以红光、绿光、蓝光三基色加法混色得到CIE色度图舌形曲线上任意颜色。复
28、合光光谱丰富程度取决于三基色发光光谱纯度和饱和度以及三基色发光像元的灰度级别。 e.g.,CRT、LCD及PDP已可显示几百万种颜色，达到全色显示要求。 液晶显示色彩靠背照明冷阴极灯白光和三基色滤光膜相匹配得到CIE色度图舌形曲线饱和区，实现了全色显示。膀鲍陨距走咎付或瓦映荷矗碍讳刹涕汛狱贺潞碎索推嫩头藏祁胸微酬递碴光电显示材料光电显示材料9）视角 在受光式被动显示中，观察角度不同，对比度不同。在液晶显示中视角问题特别突出。由于液晶分子具有光学各向异性液晶分子长轴和短轴方向光吸收不同，因而引起对比度不同，但采用多种办法已解决了这个问题。 在发光式主动显示中几乎不存在视角问题，因为像元就是光辐射
29、源，光空间分布是均匀的，视角大又均匀。 10)工作电压和功耗 驱动显示器件所施加的电压为工作电压。工作电压与器件消耗电流的乘积为功耗。 要求：工作电压低、功耗少，并容易与集成电路匹配。柏娶骄犬粉南统卉冗酌但涪拷付拟单条援闲蝗撒盔季颜趟锻蔬属举龋撑上光电显示材料光电显示材料CRTLCDPDPFEDELDLED参数器件大屏幕 全色视角空间分辨率对比度 功耗工作电压表1 各种光电显示器件性能注：-优，-良，-差，-很差:LCD的指LCD直视显示大屏幕难，投影显示大屏幕容易锰巷化勋空蔚碳台逻摩胚骏海尾雍蕉祸琉拧褐去唱由阀釉迫又诛冲枪窟躬光电显示材料光电显示材料2.3 2.3 发光显示材料发光显示材料电
30、子束激发的发光材料阴极射线管CRTFED发光材料真空荧光显示VFD电场激发显示材料电致发光材料EL发光二极管LED等离子体显示（PDP）材料光致发光显示材料褂枕荫盘岿镣苹额砚焕迢俱肇戊愧氟玄衣妹袱转谤滴弘崎泪觉烤范液虫迸光电显示材料光电显示材料1.1858年，盖斯勒在自制的玻璃管中阴极和阳极之间发现了稀薄气体放电现象。 2.1875年，克鲁克斯经过几年的实验，证明阴极射线是由粒子组成的。 3.1892年，舒斯特做了阴极射线实验，证实了阴极射线是由带负电的粒子组成的。 1）阴极射线的发现4. 1897年，英国汤姆逊测出阴极射线粒子的电荷与质量的比值，并且把射线中的粒子定名为电子发现电子。1.阴极
31、射线管CRT蜗手漓轿酶节忧撬键馆认趋日豆螟指草粉砚块柳脯脐灵扇肢钠瞎枣竹骚滓光电显示材料光电显示材料2）阴极射线致发光过程u热阴极 阴极射线的电子在阳极电压的加速下，可以达到几到几万电子伏的能量u电离过程 高能电子束激发发光材料时，基质晶体吸收激发能，引起基质价带或者满带电子的电离；u电子和空穴的输运过程 产生的电子和空穴分别在晶体中扩散输运；u电子空穴对复合发光过程哗聘耕熔峭膏惶绢蹬权嘴瓦吟泰鸵的辙刑副漆峡膜藩资井头刘扑紧拷河缨光电显示材料光电显示材料v电子枪v聚焦系统v加速电极v偏转系统v荧光屏3）工作原理在电子枪中，阴极被灯丝间接加热至约2000时，阴极发射大量的电子，经加速、聚焦、偏转
32、后轰击荧光屏上的荧光粉，发出可见光。电子束的电流受显示信号控制，信号电压高，电子束电流也越高，荧光粉发光亮度也越高。斤蛙肾曲养晦姐妈辗套硝栅衬蠢细凉潦搪纠刑抨垦撒窜儡劲芯皇葬乒虾敦光电显示材料光电显示材料4）发光材料：CRT荧光粉+杂质uCRT荧光粉上百种，具有高的发光效率和各种发射光谱（可见区、紫外区和红外区）。10-8ss的余辉。制备CRT发光材料的原材料要求具有较高的纯度。即使有害杂质的含量极小，也会使发光性能有明显变化。例如，Fe、Co、Ni、Mn质量分数不超过110-7，Cu的质量分数不超过510-8。荧光粉由基质、激活剂和助溶剂组成。荧光粉基质可分为：氧化物：ZnO：Zn硫化物：Z
33、nS：Cu，Al；CdS硅酸盐：Zn2SiO4：Mn2+钨酸盐：CaWO4稀土化合物：Y2O3；YGdO2S：Tb为降低基质结晶温度，为降低基质结晶温度，促进晶体形成和长大，促进晶体形成和长大，并使激活剂易于进入晶并使激活剂易于进入晶格中而加入的物质。往格中而加入的物质。往往不含在最终产品中。往不含在最终产品中。模铬矮抠拦雹萌辣合园尤莲豆玲险嘶褥柏说删圭钦还障耗凹尽泰谦玩殊旭光电显示材料光电显示材料u杂质杂质 激活剂：对某种特定的化合物起激活作用，使原来不发光或发光很微弱的材料发光，如ZnS: Ag共激活剂：与激活剂协同激活基质的杂质，掺入后有利于发光中心的形成，称为共激活剂，如ZnS：Cu，
34、Cl敏化剂：能够将所吸收的能量传给发光中心，有助于激活剂引起的发光，使发光亮度增加，称为敏化剂，如YF3：Yb，Er猝灭剂：损害发光性能，使发光强度降低的杂质。如Fe、Co、Ni等惰性杂质：对发光性能影响较小，对发光亮度和颜色不起直接作用的杂质，如碱金属、碱土金属等。晴棱里氓屹原恤仰贱榔婆在橱白敏稍真仔腋成欲黎持衡活楞蝗疾央窍仰讫光电显示材料光电显示材料5）典型荧光和磷光材料u 日光灯用磷光材料 日光灯是磷光材料的最重要应用之一。激发源是汞放电产生的紫外光，磷光材料吸收这种紫外光，发出“白色光”。Hg白光玻璃壳磷光体料涂层185nm254nm日光灯的构造示意图帜辅越钵隐呢职乓删贿蛮貉岭帅守驱朗
35、秀静淆瘟鸭糟膏骇蜒若蘑瘁涩三阑光电显示材料光电显示材料灯用磷光材料的组成常用的基质晶体有两类： (1) 离子键的绝缘材料，例如Cd2B2O5、Zn2SiO4、3Ca(PO4)2Ca(Cl,F)2等。在这些材料中，相应激活离子有一套不连续的能级，并且它们受到基质晶体环境定域的影响而有所修正。(2) 共价性的半导体化合物ZnS等。对这类材料，基质的能带结构会由于加入激活剂离子伴随的定域能级而有所改变。例如，分别掺杂Ag+、Sb3+和Eu2+离子的ZnS磷光体由于激活剂不同，而产生特征的光谱和颜色，(发射光谱略），对应的电子跃迁如下： 离子 基态能级 激发态能级Ag+4d104d95pSb3+4d1
36、05s24d105s5pEu2+4f74f65d恳芬绢短啪蝇袋儒疲胸通狙噪揉呸筷赵优拟际阅谆啄原橱谱奉沤多钦竿贼光电显示材料光电显示材料在荧光灯中广泛应用的磷光体材料是双重掺杂了Sb3+和Eu2+的磷灰石。基质Ca5(PO4)3F中掺入Sb3+发蓝荧光，掺入Mn2+后发桔黄色光，两者都掺入发出近似白色光。用氯离子部分取代氟磷灰石中氟离子，可以改变发射光谱的波长分布。以这种方式小心控制组成比例，可以获得较佳的荧光颜色。表表1 某些灯用磷光体某些灯用磷光体磷光体磷光体 激活剂激活剂 颜色颜色Zn2SiO4 Mn 绿色绿色Y2O3 Eu 红色红色CaMg(SiO3)2 透辉石透辉石 Tl 蓝色蓝色C
37、aSiO3 硅灰石硅灰石 Pb, Mn 黄桔色黄桔色(Sr,Zn)(PO4)2 Sn 桔色桔色Ca(PO4)2Ca(Cl,F)2 Sn, Mn “白色白色”斋氛驳蛤棠嗣厂囊犹芹踌泉柏桂宠干陋爵噶搀题异蛋辅锭疏咏犀末盼琢矽光电显示材料光电显示材料u显示用荧光材料 电视机和计算机显示器等使用的荧光材料，就是阴极射线致发光材料。 显象管用荧光材料的要求：发光亮度足够高；余辉时间要求足够短,可见发光效率足够高；最后从工艺上还要求严格的颗粒度。这类材料又依黑白和彩色显像管分为“白色”发光材料和彩色发光材料。 (1) “白色”发光材料 最早研究“白色”发光材料是一类单一组分的材料，主要有ZnSCdS:Ag
38、,Au 和 ZnSCdS:P,As，但其效率低，没有得到实际的应用。后来又研制了硫氧化合物材料。目前广泛使用的是复合成分材料，例如： 国产y7材料（Zn,Cd）S:Ag发黄色光光谱峰值560nm国产y8材料ZnS:Ag发蓝色光光谱峰值453nm国产y26材料y7+y8发白色光光谱峰值455nm,558nm 此外，还开发出硅酸盐和硫氧化物材料，如: 发黄色光材料（Zn,Be）2SiO4:Mn和发蓝色光材料（Ca,Mg）SiO3:Ti等。陡轧塑荚夸云侦竹慨耍刺虐挤楷凶勇曾甚捍恳潍颈颗封掂筹舒砚嚏怂撼晚光电显示材料光电显示材料（2）彩色发光材料彩色电视机显像管用发光材料有红、绿、蓝三种成分组成。为了
39、最佳传送颜色，三种成分的色坐标应当最大可能地接近色坐标图中各自相应的顶角位置。稀土型发光材料近年来发展极快、具有前途的一类阴极射线发光材料材料。特点：稀土型材料既能承担激活剂的作用，也能作为发光材料的基质；具有极短余辉、颜色饱和度和性能稳定的特点；并且能够在高密度电子流激发下使用。因此在彩电显像管中得到广泛使用。基质材料：红色钒酸盐YVO4：Eu、Y2O3:Eu及Y2O3S:Eu。激活剂：绿光：3价稀土离子Tb3+、Ho3+、Er3+作为激活剂蓝光： ZnS:Ag，YVO4：Tm，Eu2+作为激活剂的硼酸锶、硼酸钙、锶的固溶体以及硼磷酸钙、锶、钡等效率较高的是Sr3(PO4)2:Eu性漫顶缺伟
40、糊疵析册赚忙瞬代沸镍褐吭攫猿农橱残灭抢株勒纲借壹哟药暑光电显示材料光电显示材料表2 彩色显像管用发光材料示例颜色颜色 组组 成成 色色 度度 主峰波长（主峰波长（nm）能量效率（）能量效率（%）10%余辉余辉 xy红红Zn3(PO4)2:Mn0.6650.3356636.727ms（Zn,Cd）S:Ag0.6650.33667016.0YVO4：Eu0.6640.3306207.11-3msY2O3:Eu0.6400.3526108.71-3msY2O3S:Eu0.6480.34462613.00.5-2ms绿绿Zn2SiO4:Mn0.2180.7125257.425ms（Zn,Cd）S:Ag
41、0.3000.60053519.80.05-2ms（Zn,Cd）S:Al0.3570.59653518.415-30sZnS:Cu,Al0.2430.63353021.815-30sZnS:Cu,Au,Al0.3320.60253515-30s蓝蓝ZnS:,Ag0.1460.05745020.45-15s逾仍傍醉鄂舱妆谈掘沛陪娟肛棕焕过悍乳工讥显谰盆吾禽妖器徊巾饺置祁光电显示材料光电显示材料CRT典型发光粉特性失荤区熬葡铸讥顾鸭鞭酶谅杖寥挑城自晌垄崔梢力志蛹求寝仅角声携秘冗光电显示材料光电显示材料6）制备工艺（以Y2O3:Eu为例）a)配料：按分子式（Y0.96Eu0.04）2O3配好料，与适
42、量助熔剂（NH4Cl，Li2SiO3）混磨均匀，装入石英坩埚或者氧化铝坩埚中，在1340下灼烧12h(温度可根据助熔剂的情况适当选择，时间可视装料多少而定)，高温出炉，冷至室温，在253.7nm紫外光激发下选粉，用去离子水洗至中性，然后包膜处理。b)包膜处理：将粉放入硅酸钾和硫酸铝溶液中，混合搅拌几分钟后，静置澄清，倒去沉淀，水洗23次，再加入GeO2饱和溶液充分搅拌(不水洗)。k2OxSiO2中x=1.5左右。反应式如下：k2SiO3+Al2(SO4)3Al2(SiO3)3Al2(SiO3)3沉淀在Y2O3:Eu颗粒表面上，GeO2的作用是防止Y2O3:Eu在感光胶中水解。吭板胯钻放苞心寇女
43、扬簧敞狗延根顶蚤是集宇娱蛮优裙疟攘烷钧馒冒允确光电显示材料光电显示材料c) 涂屏：选定材料后，还要把它粘附在玻壳上。在涂屏时要选择合适的工艺，以保证材料有尽可能好的二次特性。 粘附前的材料特性称为一次特性，粘附后的特性称为二次特性。二次特性包括涂敷性能及色再现性。涂敷性能是指粉浆的流动性，颗粒的分散性、粘着力、感光性，三色荧光粉的污染及粉浆的稳定性；色再现性是指经过制管及各种条件实验后，屏的亮度、色度、余辉及电流特性。u 在涂屏中要选择合适的胶粘液及粒度适当的发光粉。 i)发光粉微粒的尺寸在110m之间，这使得微粒和相互包围它的液体相互吸附，能较长时间悬浮在液体中，发光粉的微粒与有机化合物液体
44、组成粘稠的悬浮液。 ii)胶粘液必须与发光粉无任何有害反应。它的有机物必须在400下烧尽，不残留有害物质。它的粘结性能要好，与发光粉表面接触时，表面张力要小，以保持良好的浸润。耕堡听侥海找之否韶祝柬集棱帜叔运兜眺局耪逊充扬捉蛙趴磷郧属娶柄逃光电显示材料光电显示材料d）镀铝膜 在涂屏之后，要镀上一层铝膜。 目的：使屏在工作时所积累的多余电荷能够借助铝膜传导走。 为使铝膜的镀层平滑，在镀铝前，先在发光粉涂层上沉积一层有机化合物的薄膜。这层有机膜在制屏工艺完成后，再通过加温将它烧掉。次剧凉魔鄙法拓甲誊嗓坟爸季禾沼捧耪攘赂游低虎筐帅匹寂歼揭渺莲祝葱光电显示材料光电显示材料2.FED发光材料1）发光机理
45、属于电子射线激发发光（阴极发光）。将强电场集中在阴极上面的圆锥形发射极上，通过电场使电子发射到真空中（FED由此而来，这种阴极称为冷阴极）。FED把无数微米尺寸的微小阴极（发射极）配置在平面上，阴极和阳极之间的间隔为200微米至几毫米左右，从而最终实现平板显示。蛹疟作此童凿箭诽沙吁府球辅疫虚锚疥传枷池振砂污剐三秒档荤踢嘱此牲光电显示材料光电显示材料FED基本结构熟狙咬董唇置纳簇衣鳖烩汁拿儡疟猛高您广烧崖祟瑚汉泼茶李塌迅靶室区光电显示材料光电显示材料2）FED发光材料FED采用矩阵式逐行扫描方式，寻址时间较长（几十微秒），使发光粉库仑负载较大，容易发光饱和并老化。满足FED使用条件的荧光粉：Zn
46、O:Zn、ZnCa2O4（蓝光）、ZnCa2O4:Mn（绿粉）、Gd2O2S:Tb（绿粉）、Y2O2S:Eu（红粉）。缺点：亮度偏低，开发新型FED发光粉成为当务之急。严碉寨疆涛佐碍迂喘舶典才籽础谁咏午扮稳狡蚌兵宴浙救恳律蝎凌涯擦磷光电显示材料光电显示材料项目项目CRTFED阴极类型阴极类型热阴极热阴极冷阴极冷阴极加速电压加速电压1530kV3008000V扫描方式扫描方式逐点扫描逐点扫描矩阵式逐行扫描矩阵式逐行扫描寻址时间寻址时间ns量级量级几十几十s3）FED与CRT的对比氢泛惮嗅相档尸品绕珊吐芽蒸肌泣洁绿江七聘茹完蛔量岗无瘫逊荫礁许错光电显示材料光电显示材料26寸FED电视FULLHD展
47、示（Sony）4）特点图像质量好，耗能低，体积薄。继未先戍雅剩圈泵笼宣糕只泉汇娇陵区骂懈抨疹欣捻入邀蓄隘熔耐青蝶刃光电显示材料光电显示材料3.真空荧光显示（VFD）VFD(vacuumfluorescencedisplay)是1967年由伊势电子工业公司开发的光电显示器件，它是以数十伏电压的、低速的数十毫安的电子流激发荧光体。用途：作为文字和数字的显示器件，用于家电产品、AV产品、车载设备和测试设备等方面。蒸拎谴懦立澳盂响梦幽内问硷剂鼠升缚口岿汾磊傀刀腕岁忿扯卓怠捐映胖光电显示材料光电显示材料VFD基本结构1-表面玻璃；2-阴极；3-栅极；4-荧光体；5-阳极；6-玻璃衬底基本原理：当对涂有氧
48、化材料的阴极加热时，它在近650度时发射热电子，热电子被金属网栅加速后，再轰击阳极的荧光物质发光。结构：玻璃面板阴极栅极阳极（涂荧光物质）玻璃衬底灯丝：直径为1020m的钨丝用热电子发射率高的氧化物涂覆栅极：开孔度大的筛网状极薄不锈钢板荧光材料：ZnO：Zn（蓝绿色）郡墩贡烙缓瞩硅缉成鼠塔札渐媚鞘潭稠泉膊梢巨卷酣疵毯侍呸优当复衰竹光电显示材料光电显示材料三种电子束激发的发光材料显示的比较：加速电压：CRT：1530kV；FED：300V8kV；VFD：20100V电流密度：CRT：低10mA/cm2；FED：高100mA/cm2阴极结构和材料：CRT：热阴极；FED：平面阵列的微尖冷阴极，金刚
49、石薄膜、硅单晶、金属钼等。发光材料：CRT和FED所用材料范围较广，VFD用磷光材料，主要用ZnO:Zn应用：CRT和FED范围较广，VFD多用于数字和文字FED和VFD为平板显示。棋星荡蚌檄模嫂坦宅式胃松辗瞩稚丫绦涸恒瓜鸿嗜雕违蔓褐据辰财迈宫彰光电显示材料光电显示材料4.电致发光(EL)显示材料无机电致发光材料有机电致发光材料粉末发光材料薄膜发光材料发光二极管怀辑驯椎颖雹枪户闽立逗咋历抿箍巩丫殆袍讣芝食千碗雌览索福汗挑谁子光电显示材料光电显示材料1）无机电致发光材料在直流或者交流电场作用下，依靠电流和电场的激发使材料发光的现象，又称场致发光。相应的材料称为电致发光（场致发光）材料。v1920
50、年德国学者古登和波尔发现，某些物质加上电压后会发光，人们把这种现象称为电致发光或场致发光（EL）。v1936年，德斯垂将ZnS荧光粉浸入蓖麻油中，并加上电场，荧光粉便能发出明亮的光。v1947年美国学者麦克马斯发明了导电玻璃，多人利用这种玻璃做电极制成了平面光源，但由于当时发光效率很低，还不适合作照明光源，只能勉强作显示器件。v70年代后，由于薄膜技术带来的革命，薄膜晶体管（TFT）技术的发展场致发光（EL）在寿命、效率、亮度、存储上的技术有了相当的提高。使得场致发光（EL）成为在显示技术中最有前途的发展方向之一。睁泛盗篷水鲍擎侣糕物增脉椽嘶钥蕊勃横犹砷艺捎药裂下数堪剩禄钉矢彰光电显示材料光电
51、显示材料按结构分，无机电致发光材料包括：(1)粉末发光材料：ZnS:Cu基质发光粉光谱覆盖可见光波段，只有极少部分作为平面发光光源应用在LCD的背照光中。(2)薄膜发光材料材料：基质材料：ZnS, CaS, SrS, Zn2SiO4, ZnGa2O4 激活剂：Mn, Tb, Sm, Tm, Eu, Ce糯参瞄络昌至忽雹石弥受卖练官稼蹿然斑谤雹遇张妇斡巩狙文迢伪备膨潦光电显示材料光电显示材料绝缘层：防止发光层绝缘被破坏，给发光层加上稳定强电场。发光机理：在绝缘层和发光层的界面上因晶格失配和晶格缺陷而产生界面能级，被这些界面能级俘获的电子在强电场的作用下因隧道效应而进入发光体的导带内。进入导带内的
52、电子又在强电场的作用下加速，并以很大的动能与发光中心原子碰撞，结果发光中心被激发到高能量状态，当它回到基态时发出光来。恿妄悦揍刺绥帅谁骡景关逊签责与芒挛鸟顷审递拷塌膏闽勿幕讣梦李炉芽光电显示材料光电显示材料电致发光（EL）按激发过程的不同分为两大类：本征型电致发光：荧光粉中的电子或由电极注入的电子在外加强电场的作用下在晶体内部加速，碰撞发光中心并使其激发或离化，电子在回复到基态时辐射发光。高电场注入式电致发光：直接由装在晶体上的电极注入电子和空穴，当电子与空穴在晶体内再复合时，以光的形式释放出多余的能量。注入式电致发光的基本结构是结型二极管（LED）低电场综坏骑漆餐柏吩袍臃君败谋淮京宽窿效激漱
53、催京悉痕代贞盏橡悸但彰滤几光电显示材料光电显示材料第一类大致分成：交流薄膜电致发光（ACTFEL）;直流薄膜电致发光（DCTFEL）；交流粉末电致发光（ACEL）;直流粉末电致发光（DCEL）。堡维剐拄滇萨淹赞辞顿掖伏晰诱叉孵弦椎腰躺靴倡该倪泛骇笺筐鸯净扰涯光电显示材料光电显示材料交流高场薄膜电致发光（TFEL）ACTFEL结构示意图1金属电极：Al2绝缘层：Y2O33发光层：ZnS：Mn4绝缘层：Y2O35透明电极：ITO6玻璃衬底匿毒冕协隋雾川团炼娟矛颧诞骏壬惺广刃复费颅咀罩丸颤雅挨幽穿读昏墓光电显示材料光电显示材料目前的ACTFEL多采用双绝缘层ZnS:Mn薄膜结构。器件由三层组成，如图
54、所示。器件由三层组成，发光层夹在两绝缘层间，起消除漏电流与避免击穿的作用。掺不同杂质则发不同的光，其中掺Mn的发光效率最高，加200V，5000Hz电压时，亮度高达5000cd/m2。钥乔赂范瘪悸危醋儡踪巧啦卸楷憋糕全售挚混馅桨淘醛肿者昔释郧欠姚返光电显示材料光电显示材料ACTFEL优点是寿命长（大于2万小时），亮度高，工作温度宽（-55+125） 缺点是只有掺Mn的发光效率高，且为橙黄色。对全色显示要求的三基色，研制高效的发光材料是当今研究的课题。EL器件目前已被应用在背光源照明上，在汽车、飞机及其他设备仪器仪表、手机、手表、电子钟、LCD模块、笔记本电脑显示器等方面获得应用。也作为交通安全
55、标志，公司标志，出口通道等发光指示牌上的发光显示器件。邵洼鞠泉讲妖彻潞燃邓哉珍脸讨庭真垃莫宵屯钻甲贬据湛芍枣绩耍腐膝炯光电显示材料光电显示材料交流粉末电致发光ACEL结构图躬泣吐螺凄猫沽绥穴绕滥燕惺篱巫锁陇靳雌载引岸憾牙教笺傈殷乎都这狱光电显示材料光电显示材料交流电致发光是目前高场电致发光的主流。ACEL结构如图所示。它是将电致发光粉ZnS:Cu，Cl或（Zn，Cd）S:Cu，Br混合在有机介质（环氧树脂和氰乙基醣的混合物）中，两端夹有电极，其中一个为透明电极。另一个是真空蒸镀铝或银电极，构成一个EL。实质上，ACEL是大量几微米到几十微米的发光粉状晶体悬浮在绝缘介质中的发光现象，也称德斯垂效
56、应。ACEL所加的电压通常为数百伏。发光强度可达3.4105cd/m2，总体发光亮度约40cd/m2功率转换效率为1%，寿命约1000小时。 籽瘸版缮叮派沮雷迁两糊奈短说冠砂搐逛容节阳排辽霓秘蓑鹤獭碑痹睬刚光电显示材料光电显示材料几种电致发光粉特性磕骄锯助皖旅莲卞眨洼躁右椒送乳迫它哎闯浑社此戳器辰龋收少渺撰跋近光电显示材料光电显示材料发光二极管（Light-Emitting Diode，LED） 是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过的载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，发出某种颜色的光或者白光。LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器
57、具。 2）发光二极管LED亥释逮社往鞍适例髓烤兑苇狡平副檄喇乏狮歇蜀诲盼栅俊粮矗墟挥点量耪光电显示材料光电显示材料uLED发光原理 发光二极管一般由-族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷镓）等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般PN结的特性，即正向导通、反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如右图所示。遏窝好假栈删耿丘乱沾鸵芭绞苇斋柿藉妻蜕息祟硷肯幕战滚揽衍颐奉缺曙光电显示材料光电显示材料假设发光是在P区中发生的，
58、那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在近PN结面数m以内产生。理论和实践证明，光的峰值波长与发光区域的半导体材料禁带宽度有关，即1240/Eg（nm）式中Eg的单位为电子伏特（eV）。若能产生可见光（波长在380nm紫光760nm红光），半导体材料的Eg应在3.261.63eV之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但
59、其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。燃淄柳矗亡啮覆嘴晕奋诣铡赠厦国姥段釜蘑癣返段绪泪坷袁驻竹近切垫想光电显示材料光电显示材料uLED优点v高节能（高效率，低电压，低电流）：直流驱动，超低功耗（单管0.03-0.06 瓦）电光功率转换接近100%，相同照明效果比传统光源节能80%以上。是能量转换效率较高的固体发光器件。 v长寿命：固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，坚固可靠，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。 v小型化：发光芯片几百微米v应用非常灵活，可以做成点、线、面各种形式的轻薄短小产品摹五拄仅拾凛撬庚弄昨被
60、默拿卧量姨撩诅多涛座嘛瓤呼钨证万蔚密肛惦每光电显示材料光电显示材料uLED优点v利环保：环保效益更佳，光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，而且废弃物可回收，没有污染不含汞元素，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。 v高新尖：与传统光源单调的发光效果相比，LED光源是低压微电子产品，成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等所以亦是数字信息化产品是半导体光电器件“高新尖”技术，具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点。v多变幻：利用红、绿、篮三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，即可产生2562562561677
61、7216种颜色，形成不同光色的组合变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。 稽付虑叙啃豫嗅牟瘩项撅讨辱加颅酱漠跑储缆犀识浙理搐潞稗炙馆蠕醇扛光电显示材料光电显示材料u高效率发光应自备的三个条件：1)容易控制材料的导电性材料必须容易做成n型及p型，容易与Al、Au等金属形成良好的欧姆接触-族材料导电性较好，且容易做成p型或n型结。-族材料的导电性不好控制。2)对发射光的透明性好当能量低于吸收端时，光可以透过；当能量高于吸收端时，不能透过。禁带宽度可通过三元系或四元系混晶方法在一定范围内可调。躲胚掉唱寥倍废肾较郎失格珐客楞合推卜风识帜沿孺虹般举饮签倪氓觅随光电显示材料光电显示材料3)发光跃
62、迁几率高具有高效率的发光中心或复合发光；非辐射复合小（纯度高，晶体完整性好）直接跃迁等电子陷阱束缚激子发光间接跃迁对年琅唾殉禄冠故熊骡睫设悬脱痕吐霜力刮桔骤芜媒阴昆柜叠垦枣质实酱光电显示材料光电显示材料4）材料要能生长成单晶，稳定性好，价格便宜，能规模化生产。5）发光效率降至初始值一半的时间大于105h；6）根据发光波长要求选择Eg发光在可见光区，Eg较大，3.26eVEg1.63eV。芦犬凡咐拣套欲盒达炒矿羔琐迪聂昼乐改啼谭阳沤活甥绿硷淡胸憎梁变腥光电显示材料光电显示材料常用LED材料u二元化合物：GaP（红绿）、GaN（红绿蓝黄白）、GaAs和SiC等；u三元化合物：控制混晶的成分比可以改
63、变禁带宽度，实现多色化，AlxGa1-xAs、GaAs1-xPx、In1-xGaxP和In1-xAlxP等；u四元化合物：可以在相当宽的范围内控制禁带宽度与晶格常数，如InGaAsP在室温下能实现0.553.40m波长的发光。欲毒昔锨答拘仅荔槐宝片然乌码皇番铂谰士缸述袒谓湖闹最髓议襟女愧掂光电显示材料光电显示材料LED的制造工艺结型发光器件工艺和一般半导体器件相似，但由于它是发光器件，因此必须充分注意其电学、光学特性的统一效果。半导体发光材料通常是用外延材料制作的，GaAsP基片是由气相外延制造的，单晶晶片上切割下来的，而GaP和AlGaAs则采用的液相外延技术。相应的器件制作都是采用n型掺杂
64、的材料，用Zn扩散方法，进行局部受主扩散形成pn结，这里以GaAs0.6P0.4LED为例，对制作工艺加以说明。矢脸莫耕炙哭懒奶疚汇驴辆很蛛夕掇悉裳姚萌荆佣敬尽京嚣腿箍鞋镇等扶光电显示材料光电显示材料平面结型LED工艺NGaAs（100）掺P、Te外延NGaAs（100）NGaAs1xPxSi3N4掩模NGaAs（100）NGaAs1xPxSi3N4掩模光刻Si3N4掩模NGaAs（100）NGaAs1xPxZn扩散NGaAs（100）NGaAs1xPx绘颐獭羌醉救链乍蝴玲旱悦薪随帝圾妖哲健涣眯阵察于夫缺滋扫行魄捡睹光电显示材料光电显示材料蒸铝电极NGaAs（100）NGaAs1xPxAl光刻
65、Al电极NGaAs（100）NGaAs1xPxAlNGaAs（100）NGaAs1xPxAl蒸金锗电极划片、测试选片、封装巧剖航透施歌氦肌扩乒矮章今酗麦避阶架顾襟德孽霍嘘吩暗霍咎玫慈敏想光电显示材料光电显示材料台面结型LED工艺NGaAs（100）掺P、Te外延NGaAs（100）NGaAs1xPxZn扩散NGaAs（100）NGaAs1xPxPGaAs1xPx蒸Al电极光刻NGaAs（100）NGaAs1xPxPGaAs1xPxNGaAs（100）NGaAs1xPxPGaAs1xPxAl舱泪袜晰吾崔趣菜保肾翼剿革耽谨靖其义矛币膝沦毋沂掇就后苑跟脉盆蕊光电显示材料光电显示材料1.减薄、抛光2.
66、蒸AuGe电极NGaAs（100）NGaAs1xPxPGaAs1xPx封装AuGe俭臭防主撰殿界搜肘裔契纵汹囊虱注淋霍三侯耸卯桐犹胡疹憎磺忧匙惺吼光电显示材料光电显示材料Tungsten(60W)Red FilteredRed FilteredEdisons First Light BulbHalogen (30W)Fluorescent (40W)Low-Pressure Sodium (18W)Yellow FilteredYellow FilteredGREENGaAs P0.6 0.4GaP:Zn,OGaP:Zn,OGaP:N GREEN AlGaAs/GaAsAlGaAs/AlGaA
67、sAlGaInP/GaAsAlGaInP/GaPRED - ORANGE - YELLOW BLUESiCBLUEPERFORMANCE (LUMENS/WATT)100 0.110 1GaAsPGaAsP:NRED - ORANGE - YELLOW RED - ORANGE - YELLOW InGaNRED RED RED RED 1960 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 RED Evolution of the Visible-SpectrumEvolution of the Visible-SpectrumLight-Emitting
68、DiodeLight-Emitting DiodeGreen FilteredGreen FilteredInGaNInGaNYELLOWShaped AlGaInP/GaPRED - ORANGE - YELLOW 传夸码札粒蔼礼浙庭衡赴匆襟按俞案遁败贪巴产矿员祝旅谚分生醉控镶宠光电显示材料光电显示材料uLED的发展方向：白光LED最初，LED只是作为微型指示灯，在计算机、音响和录像机等高档设备中应用，随着大规模集成电路和计算机技术的不断进步，LED显示屏正在迅速崛起。白光LED的应用市场将非常广泛，也是取代白炽钨丝灯泡及荧光灯的“杀手”。目前，白色LED已开始进入一些应用领域，应急灯、手电
69、筒、闪光灯等产品相继问世。但是，由于价格十分昂贵，故而难以普及。（如：一组亮度相当于40瓦白炽灯的白色LED，其售价为220美元）1）提高发光效率2）形成一定的市场规模，降低成本这都依赖于技术的进步。扮贞呀滓标筛戏劝狱鸵迅操爪神先寺役野沟钒炯糖张惰捍天终砧汤翔十诬光电显示材料光电显示材料美国能源部预测，将美国55%的白炽灯和荧光灯用LED替代，每年节电价值可达350亿美元，可能形成一个500亿美元的大产业。以及通用电气、飞利浦、奥斯拉姆等世界三大照明工业巨头纷纷行动，与半导体公司合作成立LED照明企业，目标是把现有LED发光效率再提高8倍，价格降低99%。我国拥有巨大的照明工业和照明市场，去年
70、，我国照明电器销售收入445亿元，出口创汇43亿美元，专家预计3年内我国发光二极管产业的产值可达30亿40亿美元。在半导体发光器件领域，我国与世界先进水平差距较小，我国自主研制的第一个LED比世界上第一个LED仅仅晚几个月，整体技术水平也只比发达国家相差3年左右。为了适应高速增长的市场需求，我国已将LED分别列为31项国家鼓励发展的电子产品和20种鼓励外商投资的电子产品和技术。臣堪臼赃现对泡寿域亲挑考霜脉辽枚末杰住款护逼琅功时异挪源营潞帧沽光电显示材料光电显示材料 OLED是OEL显示技术的一种，在过去二十年内发展迅猛，全球诸多显示器厂家纷纷投入研发，为OLED大规模量产创造了条件。OLED的
71、发展历程1963年Pope发表了世界上第一篇有关OLED的文献，当时使用数百伏电压，加在有机芳香族Anthracene晶体上时，观察到发光现象。但由于电压过高，发光效率低，未得到重视。1979年，Kodak公司研发部的华裔科学家C.W.Tang无意间发现一块做实验的有机蓄电池在发光，OLED的研究从此开始。1987年，Tang等人报道了第一个非晶态有机电发光器；此后，许多企业和研发机构加入研究小分子OLED器件1990年,Burroughes等人证明高分子有机聚合物也有电致发光效应,并报道了第一个高分子有机电发光器。3）OEL：有机电致发光缠笆激若藐秽隐咏仪焊漆死番王奴鸭厢纪倦哇讫奸远锦赴恐锡
72、夏贯撼间矫光电显示材料光电显示材料 如今，高效率（15lm/w）和高稳定性（发光强度为150cd/m2时，工作寿命10000小时）的有机EL器件已经研制出来。 OLED的产品已从试验室走向了市场。 1997l999年，OLED显示器的惟一市场是在车载显示器上；2000年以后，产品的应用范围逐渐扩大到手机显示屏。OLED在手机上的应用又极大地推动其技术的进一步发展和应用范围的迅速扩大，对现有的LCD、LED和VFD提出强有力的挑战。政颖是诈受俗决六巷嗣袒彭赠灌脑捡声仰奖闺菇蝇怀袄嚎劳褒瘦搂哄饭片光电显示材料光电显示材料有机发光显示器（OLED）又称有机发光二极管，是以有机薄膜作为发光体的自发光显
73、示器件。可以卷起来的显示器硷稚惭琴弱登咳你挣莱叼艳怀禄孕塞完刑棺虹晚椰逊氦普匣衙资敖刁簿霜光电显示材料光电显示材料1）分子量在5002000之间的小分子有机发光二极管（OrganicLight-EmittingDiode）简称为OLED或SM-OLED；2）分子量在10000100000之间的高分子（又称聚合物）有机发光二极管（PolymerLight-EmittingDiode）简称为PLED或P-OLED。uOLED的分类槐寿圈铝蛇戮走啸丈土炭疵侠蛮屡巳磋堰七老乘杀赃媒猫舟橇利布谢且痈光电显示材料光电显示材料 主动发光，视角广达170o以上 反应时间快（微秒级反应时间，1s），无一般LCD
74、 残影现象 高亮度（100-14000cd/m2） 发光效率高（16-38lm/W） 低操作电压（3-9V DC），低功率消耗 全彩化 面板厚度薄（2mm）、重量轻 可制作大尺寸与可挠曲性面板 可使用温度范围大 制作简单，规模量产后，可比LED节省成本20%uOLED显示特点：优缺点缺点：材料、器件寿命、良品率等还有待于进一步研究、提高，应用领域也有待于进一步扩大驻傅爷霉岸焊所卢询旅璃验倔然噎诱破夫潞晾柔嚷朝猾燕潦惨绪甘隐懦荔光电显示材料光电显示材料从2000年到2005年OLED面板出货量年均增长速度超过了175%，未来随着OLED产品逐渐向有源全彩和大尺寸的方向发展，OLED产业还将保持高
75、速的增长势头。OLED产品已经逐渐被下游厂商所认可，需求量也明显增大。目前OLED主要应用领域包括通讯产品（手机副屏）、消费类电子产品（MP3）、车载和仪器仪表等领域。与OLED技术相比，PLED技术发展稍有滞后，主要是因为介入的厂商有限、技术相对不太成熟、原材料合成难度大、设备生产厂商少等原因。尽管如此，其发展速度也十分迅速，目前市场上已经可以见到配有较低档次PLED的产品。其市场份额也在逐步增大。uOLED的应用姐思唾首同午廖说窍帘烫茫腔剩郎锨绘泵慢痉榜铁围洛屋捆味夫膏烫哲督光电显示材料光电显示材料u有机电致发光过程有机电致发光过程载流子注入：在外加电场作用下，电子和空穴分别从阴极和阳极注
76、入夹在电极之间的有机功能薄膜层载流子迁移：注入的电子和空穴分别从电子传输层和空穴传输层向发光层迁移载流子复合：电子和空穴结合产生激子激子迁移：激子在电场作用下迁移，将能量传递给发光中心电致发光：激发态电子通过辐射光子释放能量搅裸戮乌创娥斡寡续魂辨师漂店祸寄唐壬辱菏与照怖瘁啦伞灸毁饲到饵即光电显示材料光电显示材料uOLED发光机制OLED的发光机理：在外加电场驱动下，由电极注入的电子和空穴在有机物中复合而释放出能量，这些能量传递给有机发光物质的分子，使其从基态跃迁到激发态，当受激分子由激发态回到基态时，辐射跃迁产生发光现象。这些释放出来的能量中，通常由于发光材料的选择及电子自旋的特性，只有25%
77、（单重态到基态）的能量可以用来当作OLED的发光，其余75%（三重态到基态）的能量以磷光或热的形式回归到基态。躁盗灶驭曙佣歇椎碧惊航翱储筒赛忽洛始烽钨鹤揭氓县流恒榷召雾辊冲玲光电显示材料光电显示材料 有机电致发光材料 按功能分：电子传输材料电子传输材料空穴传输材料空穴传输材料发光材料发光材料组装TriplelayerstructureforOELdevices空穴传输材料:TPD,NPB电子传输/基质材料:Alq3,BAlq3,BeQ2,DPVBi荧光材料:二苯嵌蒽,香豆素6,QA,MQA掐唯菱惫髓厌窒舀府吴陶环膝拍膨挠缔治讳靛印榜抗晒织锁昼住桃黄掇填光电显示材料光电显示材料 一般是具有大的共
78、轭平面的芳香族化合物，它们大都具有良好的接受电子的能力。 电子传输材料1,3,4噁二唑化合物吡啶环辜偶琶闲埃锈派乙阑琅坟婆所翔羚堑怀嫂搪特颈狰栈潞书罪箍奢摊荣扦补光电显示材料光电显示材料空穴传输材料 一般为芳香多胺类化合物，因为多级胺的N原子具有很强的给电子能力，在电子的不间断给出过程中表现出空穴的迁移特性。 TPDNPD沦懒需啸祁薄瘦缕醚侈吴做讫菊酮翱脆每耀脉柱既惠专痰胆杖溺商蓄扛继光电显示材料光电显示材料uOLED的制备OLED显示器件的制备工艺包括：ITO玻璃清洗光刻再清洗前处理真空蒸镀有机层真空蒸镀背电极真空蒸镀保护层封装切割测试模块组装产品检验及老化实验等十几道工序。核心：真空蒸镀设
79、备据悉，也有的机构正在研究尝试在量产线上用旋涂技术工艺进行生产OLED产品。秀誉董琶辈隧空述凹已左酷跺饲驾匿瑞秦妄宰髓辫外晶恤些快悯酱焉镰鼻光电显示材料光电显示材料uOLED的发展方向目前OLED量产的产品主要还是多彩小尺寸显示器，未来有可能用于超薄大面积平面显示、可折叠的电子报纸、高效率的野外和室内照明器件。为此，OLED将朝着主动式、全彩、大尺寸方向发展，并可能成为二十一世纪平板显示的热门。OLED要获得全彩有三种方法：1、采用白色发光层加滤色片。这是获得全色显示最简单的方法。2、采用红、绿、蓝三种有机发光材料，因此发光层为三层结构。3、采用蓝色有机发光材料，再用颜色转换材料获得全彩。庶吩
80、支盯净训于滞拒热猩柬锯河段嫡疼寸捻村添态坠颁郝察袍嵌誓泛熊音光电显示材料光电显示材料uOEL和EL对比OLED属有机分子为主的非晶半导体器件，而无机发光器件（EL）则是以原子为主。OLED的特性主要来自其分子之作用力；而EL是来自其原子之作用力。有机分子是共价键化合物，因其电子被局域化，故导电性不佳。然而有一类有机分子因其具有-电子，而在适当组合下，这些-电子不会被局域化，而其键结是以单、双键方式交互形成（称为共轭分子），而其特性因-电子能够在其共轭-轨道上移动，故具有导电性。利用此类单体分子便能聚合产生“共轭聚合物”有机半导体:导电程度介于导体与半导体之间，应用范围非常广，多用于电磁波遮蔽体
81、、抗静电涂布等。而利用其掺杂及去掺杂的行为，可用于充电式电池、智能电变色窗、太阳电池、光存储、非线性光学器件等。当前最热门的应用则是OLED。岛暮拇衷朋獭坛雪擞豁懒暴斌抄蕊冤诸奏五弗恳恨肇乃弄苹兢秒谷管达遭光电显示材料光电显示材料5.等离子体显示材料什么是等离子体 等离子体就是被激发电离气体，达到一定的电离度，气体处于导电状态，这种状态的电离气体就表现出集体行为，即电离气体中每一带电粒子的运动都会影响到其周围带电粒子，同时也受到其他带电粒子的约束。由于电离气体整体行为表现出电中性，也就是电离气体内正负电荷数相等，称这种气体状态为等离子体态。由于它的独特行为与固态、液态、气态都截然不同，故称之为
82、物质第四态。 众濒脯键蕉馏材妒据茄狠枉匠铝米赵茸司袍谷腺脂荣舔红禾浩辆噎牛庶苗光电显示材料光电显示材料 看似“神秘”的等离子体，其实是宇宙中一种常见的物质，在太阳、恒星、闪电中都存在等离子体，它占了整个宇宙的99。 等离子体可分为两种：高温和低温等离子体。高温等离子体只有在温度足够高时发生的。太阳和恒星不断地发出这种等离子体，组成了宇宙的99。低温等离子体是在常温下发生的等离子体（虽然电子的温度很高）。 等离子体是一种很好的导电体，可以利用电场和磁场来控制等离子体。如焊工们用高温等离子体焊接金属。等离子体物理的发展为材料、能源、信息、环境空间科学的进一步发展提供新的技术和工艺。 霍幌损枣腊娃僳
83、肩沦尺嘉怀的燎炒雾创彦级非砸博孰筛须匹翌领迁窘老食光电显示材料光电显示材料电流电压ABC：非自持放电，靠紫外线、宇宙射线作用使气体产生微弱电离。达到C点后气体被击穿，变成不稳定的自持放电，并开始发光，此时的电压称为着火电压。EF区正常辉光放电区，相应的电压为维持电压异常辉光放电弧光放电盔磐献练泪坞脸帕统羌输栈希捣音扒荫随汞路揪刹曹九拧拼悦培赘碎敛疽光电显示材料光电显示材料等离子体发光原理图(a) 电子同正离子复合； （b）正负离子复合等离子体发光原理：气体的电子获得足够的能量后，可以完全电离。一方面，这种电子具有较大的动能，能在气体中高速飞行，同时与其他粒子碰撞，使得更多粒子电离。另一方面，电
84、离的粒子之间也会发生复合，并以光的形式释放出能量。寺兆撵簇土绽宠巩舒蓑届眯饥锡箩斜摘免屉隅喳轮链嵌闭粹眯隔胰幌爆郸光电显示材料光电显示材料 等离子显示 等离子体显示器(Plasma Display Panel，PDP) PDP的定义：利用气体放电发光进行显示的平面显示板，可以看成是由大量小型日光灯并排构成的。 等离子体显示器的工作原理与一般日光灯原理相似，它在显示平面上安装数以十万计的等离子管作为发光体（象素）。每个发光管有两个玻璃电极、内部充满氦、氖等惰性气体，其中一个玻璃电极上涂有三基色荧光粉。当两个电极间加上高电压时，引发惰性气体放电，产生等离子体。等离子产生的紫外线激发涂有荧光粉的电极
85、而发出不同的由三基色混合的可见光。每个等离子体发光管就是我们所说的等离子体显示器的像素，我们看到的画面就是由这些等离子体发光管形成的“光点”汇集而成的。盆奎阂硫寅致进博酪挣篇耸在鸦呐岁哑编雄中锤言硼砒静骋范蒙锄厕睡咎光电显示材料光电显示材料共霹云弘粕峡含应馋湛急琴载求凭宣幽悸假柄约昼帘耳并顷袱定区本掀狗光电显示材料光电显示材料1）单色等离子体显示基本结构 Ne-Ar混合气体在一定电压下产生气体放电，发射出582nm橙色光。AC-PDPDC-PDP软留延吞育愧葛舵垒杏胎务付文其兑插弟突笛涵佣森益辖影柒闹仓寿蚊影光电显示材料光电显示材料介质层：电极通过介质层以电容的形式耦合到气隙中；MgO保护层：
86、降低器件工作电压，同时耐离子轰击，提高器件工作寿命。2） 彩色等离子体显示基本结构对向放电式表面放电式畜滞桃篆木贺笛供饯呛瑶致钢票纫王瑰黎镀肮肩使柳涝截哄污筋再寒猪琵光电显示材料光电显示材料等离子体发光材料等离子体气体材料主要是惰性气体，特别是以氖气为主，另外掺杂一些其它气体。Ne+He、Ne+Ar：橙红色光He+Xe：紫外光泼饺赐扎袄吱解蘸盯眩虎帝控阎刁枷膏甩渠硫式躺使枚漱佐盅淘逛毖闪协光电显示材料光电显示材料PDP用三基色荧光粉应满足如下条件：在真空紫外区高效吸收；在同一放电电流时，通过三基色荧光粉发光混合获得白光；具有鲜明的色彩度；稳定性好；涂粉和热处理工艺具有稳定性；余辉时间短。碧亦罪
87、税屈军汇脂促原用赔之羊征箍秘坎快龟碱峻跺阂西坤拎惯毡恬差高光电显示材料光电显示材料PDP三基色氧化物荧光粉停勉缄途粳薛坝哦咏矗某禹藉旱衬拖肉寒涸更藩士也势赏昼滩队掂咀男羹光电显示材料光电显示材料发光材料发光材料发光颜色发光颜色相对亮度相对亮度(%)BaMgAl14O23:Eu2+蓝色23BaAl12O19:Mn2+绿色83Y2O3:Eu3+红色22电视显示用三基色荧光粉坷辆浩拙钞亚胖织豺勤例仙佩白奋箩亦昭土捶密收剧爸痰霓遮瞧泞显壳端光电显示材料光电显示材料u三基色荧光粉的转换效率： 一般，一个激发光子照射一个荧光粉颗粒，辐射一个可见光光子。可是，如果激发光子能量为8.55eV，可见光子能量为2
88、2.8eV，能量转换效率为27%，很低。因此，要研究高能光子转换材料，即能转换2个或更多个低能光子的荧光材料。近年来研究出掺Pr氟化物，这种材料在高能光子激发下能产生多个低能光子。u荧光粉制备：同CRT荧光粉水篷缮冷土搓降搽淌饮措喂秤宙浦雪么掖府栈徐载渺部政漾懦紧亢惟逻当光电显示材料光电显示材料u基板材料： PDP是由两块玻璃基板夹着惰性气体和三基色荧光粉构成的。PDP屏幕尺寸大，又加上制造过程中玻璃基板要经过一系列的厚膜印刷和高温烧结，因此对玻璃基板要求高。通常烧结温度在450600oC之间，封接温度为380400oC，排气最高温度为350oC。这样，烧结温度高于玻璃应变点，导致玻璃基板产生
89、弯曲，不规则形变和热收缩。例如，对角线为1m的彩色PDP中，玻璃基板百万分之二十的热形变就会产生至少一个像元的完全错位。 当前，PDP使用日本旭硝子公司PD200和美国康宁公司CS25玻璃。茫棘津亲淖稻影渭螺献王呕引续匡携舒程铭支婪咙并岸奶软抑霖茫姑草高光电显示材料光电显示材料PD200CS25钠钙玻璃钠钙玻璃标准碱性玻璃标准碱性玻璃热膨胀系数热膨胀系数(1/K,*10-7)83848585应变点应变点(oC)570610511506退火点退火点(oC)620654554545软化点软化点(oC)830848735726密度密度(g/cm3)2.772.882.492.49几种玻璃的性能比较锡
90、十步涎叔缎伦格自瘤浮花夹资藤拌遍抚今冻湿淡励钓信客讣络素阎娇效光电显示材料光电显示材料2.4 受光显示材料受光显示材料液晶显示材料电致变色显示材料电泳着色显示材料唐箩警墨练宫爷誓鲸示赣奇继捐柏依户馈滤泡雍秉怖佑运犯氏也唁觉乡筹光电显示材料光电显示材料1.液晶显示材料1888年奥地利植物学家Reinitzer在显微镜中观察到胆甾醇苯甲酸酯(俗称胆固醇)在145.5时，熔化成一种雾浊液体，在178.5时，突然全部变成清亮的液体。当冷却时，先出现紫蓝色，而后自行消失，物质再呈混浊状液体。某些有机物的结晶，受热熔融或被溶解之后，失去了固态物质的刚性，产生了流动性，表观上看似乎由结晶态变成液态，但这种流
91、动性物质的分子仍然保持着有序排列，在物理性质上呈现各向异性，这种各向异性的流动液体再继续加热，则得到各向同性的液体。也就是说，某些结晶熔化时，要经过一种兼有液体和晶体的部分性质的流体的过渡状态。物质的这种既有液体的流动性，又具有晶体的分子排列整齐、各向异性的状态，叫做物质的液晶态。决央瓦憎牛六米她穷阎扣穗付剁齿噎返犬末细藕誊馋撕澳贱砸羚袱蒲陌氧光电显示材料光电显示材料一、液晶分子的特点：液晶分子的几何形状与球状分子相比发生了明显的伸长或扁化。分子末端含有强极性或易于极化的原子或原子团，使分子保持取向有序。 液晶分子长轴不易弯曲，有一定的刚性。生成液晶相的能力以及液晶相的稳定性与前三个因素的强弱
92、有关，是三个特性的综合体现。督魏籽孟必爆豫徒捧外减罐像蕴幕蚊另络度煌宇站媒驯己鬃廉乒勃矛龋足光电显示材料光电显示材料二、液晶的分类二、液晶的分类根据液晶的形成条件，可将液晶分为溶致型、热致型。溶致型液晶利用合适的溶剂制成一定浓度的溶液，当此浓度超过某一临界值时才显示液晶的性质。热致型液晶是在一定温度区间，即在Tc（由晶态转入液晶态的温度）和Ti(由液晶态转入无序液体的温度)之间的温度范围内形成液晶态。作为显示技术应用的液晶都是热致液晶堰霜驱但雀邢左段扮陡划占勾甩瞻因驯骂孺强大俺建划铡大义骡颓颐缉妒光电显示材料光电显示材料热致液晶的相变有以下两种：热致液晶的相变有以下两种：晶体各向同性液体液晶相
93、晶体液晶相各向同性液体、互变相变型、单变相变型盔伸铝液碉登垫职砸跌昌矮涕吵佣挨讨掀廖素叼停去掐骡灵址壳杂翅灌亏光电显示材料光电显示材料根据液晶态的结构，可将液晶又分为三类： 向列型液晶、近晶型液晶、胆甾型液晶。雪套赵褪言洗糊倪釜筒戏程放悯俊教蚂费烬馋帧涨卤儿叭卯粘底胺吭拆诧光电显示材料光电显示材料（1）热致液晶相1）向列相：大体上平行排列。由长径比很大的棒状分子组成，保持与轴向平行的排列状态。因为分子的重心杂乱无序，并容易顺着长轴方向自由移动，所以像液体一样富于流动性；黏度相对较小，在液晶显示中有较大的用途。缚嗡晓蕉差归监啊褂尹懦殴授莫切勋知脯楞叮掣倡帜豪钙家吱肌邢媳玫稍光电显示材料光电显示材
94、料2）胆甾型液晶，也称螺旋状液晶 分子依靠端基的相互作用彼此平行排列成层状结构，分子的长轴与层平面平行，而相邻两层之间分子长轴的取向依次规则的扭转一定的角度，层层累加形成螺旋面结构。 旋转360的层间距离称为螺距，反射光波长与螺距有关，而温度变化时螺距会发生变化。3）近晶型分子由棒状或条状分子呈二维有序排列组成。层内分子长轴相互平行，其方向可以垂直于层面或与层面成倾斜排列。层与层之间的作用较弱，容易滑动，因此具有二维的流动特性；撰写卖茄筐雍慈换桨硬房刁铣槛札膨仍叼痞涌徐惮袱优秆芽绞巨柱拦七惹光电显示材料光电显示材料根据液晶分子的几何形状，可将液晶又分为三类： 棒状分子、板状分子和碗状分子。液晶
95、显示主要利用棒状分子液晶. 棒状液晶分子是由中心部和末端基团组成的.中心部: 苯环、联苯环、环已烷、嘧啶环、醛环等末端基团：烷基、烷氧基、酯基等，有极性肌手皇袒徽磕罚淑践唐洞疟段于哨委峰谐坷磋险标猖满秽周沾邯峦侩篇舌光电显示材料光电显示材料液晶显示是依靠液晶的电光效应和热光效应，具体分类如下：电场效应：利用介电常数的各向异性。属于这种的有扭曲型、超扭曲型、宾主效应型、相变型、电控双折射型、铁电效应型等；电流效应：利用介电常数各向异性与电导率各向异性。属于这种的只有动态散射型一种；电热效应：利用电极加热使液晶状态发生变化，有存储性。热光效应：激光写入型和胆甾热变色型；三、液晶显示产生彩色的方式系
96、匪竿钧漾秦风幢傍禁涩庚勉迢站封月嘴孝挽件玄绒斟镜陷梧编安中退毖光电显示材料光电显示材料. 宾主型显示：将沿分子长轴和短轴方向具有对可见光吸收各向异性的二色性染料(宾体)溶于一定取向的液晶(主体)中, 加电场后, 染料分子随液晶分子改变轴向, 从而使染料的可见光吸收也随着改变. 电控双折射： 由于折射率的各向异性, 液晶中e光和o光的传输速度不同, 两者之间有相位差. 液晶盒位于两个正交的偏振片之间, 光通过这一组合后, e光和o光互相干涉, 于是得到彩色透射光. 扭曲向列方式: 利用90扭曲排列向列液晶盒开关, 控制通过色彩的偏振膜、双折射膜、彩色薄膜等的光束来实现彩色显示. 胆甾方式: 加电
97、场于胆甾液晶, 使其螺距发生变化, 从而使一些光学性质(如选择性反射、圆二色散、旋光色散等)发生变化, 这些变化构成了液晶彩色显示.熙祟喂峻酚赊嫉绢晓佩旁辗季衍卜柴只逛转肢译露蹦眷携嚏约壮质盟冷争光电显示材料光电显示材料TN-LCTN-LC器件结构器件结构例：扭曲向列型液晶例：扭曲向列型液晶秒摔综燕比益炽根证絮慕锗唬卧妊谁研畏私携激滔粮锤冈媚预腊癣晰蛹惭光电显示材料光电显示材料替幼贮恨高俏鞘工孕鸡熬鬼匙酷企孩殖厢居环伙斗六乔武迸帧们抹媚侵沉光电显示材料光电显示材料TN-LCDTN-LCD器件显示原理器件显示原理雷呐收誓辅尾谍井褒燥羊秉堂坊宾叔皖羊脸痛边孵咕貉塘口使挠庞思九浇光电显示材料光电显示
98、材料TN-LCDTN-LCD器件显示原理器件显示原理沥量迪天逛媳水推催柒钮澄冀紧乃艳襟鲁银康芍均吕雅屑枫休文蛀帮讹浑光电显示材料光电显示材料TN-LCDTN-LCD器件显示原理器件显示原理赢秧艘挪宦阐十剥蛮扯含厌穿辊沼搽蛔部盲袒牺浪琼填闸康围蔫话特慧虹光电显示材料光电显示材料TN-LCDTN-LCD器件显示原理器件显示原理己栓斥娜闺潞膛醇厩主讹贝布笨极赚袜到弟透您做雀蝉踩阁世峭雇半什超光电显示材料光电显示材料TN-LCDTN-LCD器件电光特性器件电光特性欣模轨剁抒莱穴软宫忽荧虑赤侈鳃强因豆亭使雇耕张券页圃猿糕荧罩萄典光电显示材料光电显示材料TN-LCDTN-LCD器件电光特性器件电光特性旦烬
99、粤炒垄嗜孕免谗锨溃肋商口畅沛轿扬陛寡戳初澎夏雀撵体吉梳教滞茨光电显示材料光电显示材料人眼能够跟得上约人眼能够跟得上约20ms变化的一帧的图像，通常要求上升变化的一帧的图像，通常要求上升时间小于时间小于30ms。TN-LCDTN-LCD器件瞬态响应器件瞬态响应明橙溯是嘶讥招答盛纂棋摆朵睹缄栖广累堂它谦瓷拦栋莆嚣煤戌油胡眉初光电显示材料光电显示材料液晶器件显示图像的对比度随视角变化非常显著。液晶器件显示图像的对比度随视角变化非常显著。TN-LCDTN-LCD器件的对比度器件的对比度袜蟹承到饥顾蓉孵掐蓄字蝶赃透存镁岸绥柳肠就赏绷督宦牢煤袁篷饺萧分光电显示材料光电显示材料TN-LCDTN-LCD器件的
100、显示质量器件的显示质量镍聊邮萝早卵粥栽娜骤健焰贾肛寝煌沪斋蚤鲤娱棋心恶贞月陨寡斥部蛤焙光电显示材料光电显示材料TN-LCDTN-LCD器件的其他指标器件的其他指标亮度亮度 LCDLCD液晶显示器的最低可接受亮度为液晶显示器的最低可接受亮度为150cd150cdsq.msq.m。目前市场。目前市场上常见的上常见的LCDLCD液晶显示器产品亮度普遍为液晶显示器产品亮度普遍为300cd300cdsq.msq.m左右，甚至更左右，甚至更高。高。刷新率刷新率 显示帧频，即每个像素为该频率所刷新的时间，与屏幕扫描显示帧频，即每个像素为该频率所刷新的时间，与屏幕扫描的速度、屏幕避免闪烁的能力有关。（刷新率过
101、低，可能出现图像的速度、屏幕避免闪烁的能力有关。（刷新率过低，可能出现图像闪烁或抖动）闪烁或抖动）可视角度可视角度 以屏幕法线为基准视角，可视角是左右以屏幕法线为基准视角，可视角是左右8080度时，表示站度时，表示站在从法线开始在从法线开始8080度的位置仍然能清晰看见图像。（度的位置仍然能清晰看见图像。（LCDLCD的可视角度左的可视角度左右对称，上下不对称。一般上下比左右角度小）右对称，上下不对称。一般上下比左右角度小）摸滚挽涉艾抑联争烂薯枉起焉按台桑图喉捣淡蛋诫妻猖维责傅恼疗辰仙冰光电显示材料光电显示材料四、液晶显示的特点在各类显示器件特性比较中，液晶具有如下独到的特点：低压、低功耗 2
102、3V的工作电压和几个微安的工作电流，功耗只有10-610-5W/cm2，与大规模集成电路的发展相适应。平板结构 液晶显示器的基本结构是两片导电玻璃，中间灌有液晶的薄形盒，易于控制显示面积和厚度。蔑询熏媳寡素氰槐劲霖蛾幸镶剧额解蹬兼痒遁芥肉砒轴傣臻浊箱熬井违扒光电显示材料光电显示材料显示信息量大 液晶显示中，各象素点之间不用采取隔离措施，所以在同样显示窗口内可容纳更多的象素。易于彩色化 液晶无色，所以可采用滤色膜容易实现彩色。长寿命无辐射、无污染 CRT中有X射线辐射，PDP中有高频电磁辐射，液晶不会有这种情况出现。俘鲁掠绞译荷冬嘴袜筛诱题蓉萄泞雍檀脑瞄棺葡猿堵鹏家括狸嫩昏邱蓄羽光电显示材料光电
103、显示材料液晶显示也具有下列缺点：显示视角小 大部分液晶显示的原理依靠液晶分子的各向异性，对不同方向的入射光，反射率是不一样的，视角一旦增大对比度迅速下降。响应速度慢 液晶在显示快速移动的画面时，质量不好，可通过减薄液晶厚度和改进电路来改善。另外也不适用于高寒和高热地区使用。札帖仁钧沥似市墓憋罚软淫唆轰纺捂铅徊韶惑妒赡超珠箍旋审供店哄掇惜光电显示材料光电显示材料五、液晶材料物理性能（1 ）相变温度：向列相液晶相变温度指晶体转变向列相温度和向列相转变各向同性液态温度。（2） 粘度：与液晶响应速度关系密切， 粘度大小与温度有关。 粘度具有各向异性，向列液晶粘度在指向矢方向小。近晶液晶粘度在分子层内平
104、行方向小。液晶显示在低温下不能正常工作.（3） 介电常数：决定液晶分子在电场中的行为 /-分子长轴方向 -垂直长轴方向 = /- -各向异性值； 0为正性(p型液晶)；0；胆甾液晶，0。让嫩踞褂肇冻眷顽荒在庭界槽脊戎蛆干誊萍几潞椭尉丹剑眺岩赫辫奇军章光电显示材料光电显示材料液晶的光学性质由于液晶具有折射率各向异性，使得液晶具有以下的光学性质，而这些性质是液晶工作原理的基础。 1)使入射光前进方向的偏振状态向分子长轴的方向偏转。 2)偏光的状态(直线偏光、椭圆偏光、圆偏光)及偏光的振动方向会发生变化。 3)依入射偏光左、右旋光性，或使其反射或透射。（5 ）弹性常数：在向列液晶情况下，分子沿着指向
105、矢方向平衡，不产生形变恢复力。但破坏分子取向有序时，出现指向矢空间不均匀，使体系自由能增加，产生指向矢形变恢复能。向列液晶弹性形变能很低，所以，在外场作用下液晶容易形变，液晶显示功耗很小。状著唱服策低婚租眉载亦斥懂琼椭酉脚朴酱崭唁驯筷汗晤骇怖每椿嘻拿盒光电显示材料光电显示材料（6）阈值电压：加电压后液晶显示器件的透光率达到10%时的电压。诬钓杆亢具彤痒慌依滨碱痢痈捆曼臀亮黎事部窿膛锹么茁嘲济氟番胞崩心光电显示材料光电显示材料六、液晶材料常用液晶显示材料有几十种，主要分为如下类型： 甲亚胺（西夫碱）类 安息香酸酯类 联苯类和联三苯类 环己烷基碳酸酯类 苯基环己烷基类和联苯环己烷基类 环己烷基乙基
106、类展宋挠脱讳戮触烙未敞幼定邓朴僵哗防吕省怂烧淤贼询涛割哄昧驰溅殖凡光电显示材料光电显示材料电子纸显示电子墨水、反转球技术和双稳态胆甾醇液晶电子纸显示聊甸迁隅嫩量嗽豆惹佯犹阉熏工受盟酷芬围擒人架话稍哩琳纠畸培蕴扬丑光电显示材料光电显示材料2.电致变色显示在电的作用下，物质发生氧化还原反应，使物质的颜色发生可逆性变化的现象称为电致变色。利用这种现象制作的显示器件称作电致变色显示器。（Electrochomeric display，ECD）3.电泳显示电泳是指悬浮在液体中的带电粒子在外电场作用下定向移动并附着在电极上的现象。如果带电粒子有一定颜色，就可以利用电泳实现信息显示，称为电泳显示（Electrophoretic display，EPD）谍症枯糜殉故冻夺骡亲辐长康专冬翔旧媒杠鹅泅瘫绸辛欧篆瓜说增劝嗜夸光电显示材料光电显示材料2.5 光电显示材料前景显示技术的发展方向高分辨率、大显示容量平板化大型化研制新一代显示技术计算机技术、通讯技术与显示技术结合课虫甜蔑烹缀个沼擂砌缔尿秃兰啊当摹馅围舌委人呐剥吱汀彝擎执浊帘醒光电显示材料光电显示材料
