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光电显示材料;目录;1 概述;2 光电显示物理基础;二、半导体的辐射跃迁;2. 激子辐射复合;3. 能带与杂质能级之间的辐射跃迁;三、半导体的无辐射复合;2. 表面复合 两种表面态：半导体少数载流子在表面消失的现象;（1）光致发光：受入射光的激发而产生 （2）化学发光：某些化学反应中释放的能量可以转变为光能。 （3）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. （4）阴极射线发光：在高能电子束（阴极射线作用之下固体的发光。 （5）电致发光：在直流或交流电场直接作用下引起的发光。;3 光电显示材料和器件的基本特性;二、光电显示的分类;三、显示器件的基本特征;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。 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。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。 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。;; 4 发光显示材料;不同之处： ①加速电压： CRT：15~30kV；FED：300V~8kV；VFD：20~100V ②电流密度： CRT：低10mA/cm2；FED：高100mA/cm2 ③阴极结构和材料： CRT：热阴极；FED：平面阵列的微尖冷阴极，金刚石薄膜、硅单晶、金属钼等。 ④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 ⑤应用： CRT和FED范围较广，VFD多用于数字和文字 ⑥ FED和VFD为平板显示。;二、发光材料;3)共激活剂：与激活剂协同激活基质的杂质，如ZnS:Cu、Cl和ZnS:Cu、Al中的Cl-、Al3+就是Cu的共激活剂。当Cu+替换ZnS中的Zn2+时， Cl-和Al3+都起电荷补偿作用，使Cu容易进入基质。 4)敏化剂：有助于激活剂引起的发光，使发光亮度增加的杂质。敏化剂与共激活剂的作用效果一样，但两者的作用原理不同。如上转换材料YF3:Yb、Er中Yb是敏化剂，Er是激活剂，通过Yb3+吸收激发能，把能量传给Er3+发光。 5)惰性杂质：指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、硫酸盐和卤素等。; 色坐标： 色彩是红、绿、蓝三基色混 合得到的。这三种基色在CIE 色坐标图中构成一个三角形， 红、绿、蓝三点越接近曲线边 缘，颜色越纯，即颜色越正， 色饱和度越好。我国彩色电视 的制式是PAL制，白场色温为 D6500。三基色材料的色坐标必 须适合PAL制的要求；同时在 保证色坐标的前提下，每一单 色荧光粉的发光效率要高。当 激发红、绿、蓝三基色发光粉 的三束电流比在显示白场 时， 要接近1：1：1。;(3)材料制备工艺：以Y2O3:Eu为例;三、 发光二极管;3)发光跃迁几率高 直接跃迁等电子陷阱束缚激子发光间接跃迁;(2)材料制备;2. PDP工作原理：在PDP中，有数百万个如上所述的微小荧光灯，即放电胞，真空放电胞中封入的气体，一般采用Ne和Xe，或He和Xe(Xe辐射147nm紫外光)的混合惰性气体。放电胞内壁涂覆的荧光体并不是发白光，而是红、绿、蓝三原色光。对放电胞施加电压，放电胞中发生气体放电，产生等离子体，等离子体产生的紫外线照射胞内壁上涂覆的荧光体，产生可见光。三原色巧妙地混合，对于视者来说，产生丰富多彩的颜色。;;3. 三基色荧光粉应满足的条件 ;;4. 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2~2.8eV，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