第二章发光材料及其特征.pptVIP

余辉 发光材料的一个重要特性是它的发光持续时间。 依发光持续时间，我们可应将发光区分为荧光和磷光： 荧光（Fluorescence）：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（Phosphorescence）：在激发源离开后，发光还会持续较长的时间。 还可以用余辉来表示物质发光的持续时间。余辉的定义为：当激发光停止时的发光亮度（或强度）J0衰减到J0的10%时，所经历的时间称为余辉时间，简称余辉。根据余辉可将发光材料分为六个范围： 极短余辉 1μs 短余辉 1~10μs 中短余辉 10-2~1ms 中余辉 1~100ms 长余辉 0.1~1s 极长余辉 1s 色坐标 发光材料的颜色在商品上主要用所谓色坐标来表示。我们知道，平常所看到的颜色都可以用红、绿、蓝3种彼此独立的基色匹配而成。但在匹配某种颜色时，不是将3种颜色叠加起来，而是从2种颜色叠加的结果中减去第3种颜色。所以，国际照明协会决定选取一组三基色参数x、y、z，时的颜色匹配过程中只有叠加的办法，称作（x、y、z系统）。任何一种颜色Q在这种系统中表示为： Q= ax+by+cz 5.2.5 这3个系数的相对值为： x= y= z= 5.2.6 称作色坐标。由于x+y+z=1，所以如果x、y确定了，z值也就定了，因此可以用一个平面图来表示各种颜色。 颜色坐标图 * 注入式电致发光 由于电子和空穴的扩散作用，在p-n结接触面两侧形成空间电荷区（称为耗尽层），形成一个势垒，阻碍电子和空穴的进一步扩散。 加上正向电压时，势垒高度降低，耗尽层减薄，能量较大的电子和空穴分别注入到p区或n区，同p区的空穴和n区的电子复合，同时以光的形式辐射出多余的能量。 在低场下由电子－空穴对在p-n结附近复合而产生的发光现象。 * 高场电致发光分类 基于高场下的电致发光现象所制成的器件，根据发光物质的形态和驱动电压波形可分为四类： * Al ELECTRODE INSULATOR PHOSPHOR (50-100μm ) ITO ELECTRODE PLASTIC SUBSTRATE 交流粉末电致发光器件结构： 绝缘层的作用： 消除不希望有的漏电流 在高电场下不会击穿 绝缘层使用高介电常数和高介电强度的材料：Y2O3、Si3N4、Al2O3等。 * 电致发光中，只有通过一定的电场分布，引起发光材料中载流子的速度和能量分布发生变化，才能引起碰撞激发或离化发光中心，然后复合发光。 (a). 在电场作用下，发光层与绝缘层界面能级处束缚的电子隧穿发射至发光层； (b). 发光层中杂质和缺陷也电离，部分电子连同隧穿电子在电场作用下被加速； (c). 当其能量增大到足够大时，碰撞激发发光中心，从而实现发光； (d). 电子在穿过发光层后，被另一侧的界面俘获。 电致发光的物理过程 * 碰撞离化 在碰撞离化过程中电场的能量直接转变成晶体中电子的能量，使得电子能量分布发生变化，处在导带中的电子在电场加速下达到较高的能量状态，并与发光中心碰撞而离化，即形成了激发态。当电子从这些能量较高的激发态再跃迁回到原来能量较低的状态时，就可能产生各种辐射复合发光。 在发光层中，过热电子碰撞激发发光中心的几率取决于发光中心的横截面大小、发光中心的空间密度和电子达到碰撞激发阈值能量的几率。器件的效率则取决于发光中心、基质晶格和绝缘层的性质以及器件工作的方式。 电致发光的一种重要的激发机构。 * (a).基质材料半导体化合物要有较宽的禁带，但禁带宽度过大，不利于热电子的传输效率。具有合适的能带结构、结晶类型、晶格常数和介电特性等； (b).引进合适的发光中心，掺杂的杂质能成为可见光的发光中心，并且在基质中有一定的溶解度，离子半径与基质相近，还要考虑价键相匹配，碰撞截面大，在高场下稳定等因素； (c).结构上能形成高场，并有充足的初始电子束源，在高场区能出现足够的过热电子，方能实现有效的电致发光。 高场电致发光至少需要具备以下三个条