1、 顯示技術(shù)發(fā)展史顯示技術(shù)發(fā)展史 電激發(fā)發(fā)光材料分類電激發(fā)發(fā)光材料分類 2.1 陰極射線管顯示器陰極射線管顯示器 2.2 場(chǎng)發(fā)射顯示器場(chǎng)發(fā)射顯示器 2.3 真空熒光顯示器真空熒光顯示器 2.4 電致發(fā)光材料電致發(fā)光材料(LED, OLED) 2.5 等離子顯示器等離子顯示器3. 液晶顯示器液晶顯示器4. 3D顯示技術(shù)顯示技術(shù)1.顯示技術(shù)發(fā)展史顯示技術(shù)發(fā)展史黑白顯示黑白顯示彩色顯示彩色顯示數(shù)字顯示數(shù)字顯示？激光顯示激光顯示OLED3D顯示顯示電子紙技術(shù)電子紙技術(shù)FED顯示器的時(shí)代變遷電子顯電子顯示器件示器件主動(dòng)發(fā)光型主動(dòng)發(fā)光型（發(fā)光型）（發(fā)光型）非主動(dòng)發(fā)光型非主動(dòng)發(fā)光型（受光型）（受光型）陰極射線

2、管顯示器（陰極射線管顯示器（Cathode Ray Tube，CRT）等離子體顯示器（等離子體顯示器（Plasma Display Panel，PDP）電致發(fā)光顯示器（電致發(fā)光顯示器（Electroluminescent Display, ELD）真空熒光顯示器（真空熒光顯示器（Vacuum Fluorescent Display，VFD）發(fā)光二極管顯示器（發(fā)光二極管顯示器（Light Emitting Diode Display，LED Display）場(chǎng)致發(fā)射顯示器（場(chǎng)致發(fā)射顯示器（Field Emission Display，F(xiàn)ED）有機(jī)發(fā)光二極管顯示器（有機(jī)發(fā)光二極管顯示器（Organ

3、ic Light Emitting Diode Display，OLED Display）液晶顯示器（液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD）電致變色顯示器（電致變色顯示器（Electrochromism Display，ECD）按發(fā)光類型分類按發(fā)光類型分類利用信息來調(diào)制個(gè)像素利用信息來調(diào)制個(gè)像素的發(fā)光亮度和顏色，進(jìn)的發(fā)光亮度和顏色，進(jìn)行直接顯示行直接顯示本身不發(fā)光，本身不發(fā)光，而是利用信息而是利用信息調(diào)制外光源而調(diào)制外光源而使其達(dá)到顯示使其達(dá)到顯示的目的的目的2.發(fā)光顯示材料發(fā)光顯示材料正投式正投式背投式背投式直觀式直觀式投影式投影式圖像直接顯示圖像直接顯示在顯示器

4、件的在顯示器件的屏幕上屏幕上把顯示器件生成的較把顯示器件生成的較小圖像源，通過透鏡小圖像源，通過透鏡等光學(xué)系統(tǒng)放大投影等光學(xué)系統(tǒng)放大投影于屏幕上于屏幕上Digital Light Processor數(shù)字光處數(shù)字光處理器理器Liquid Crystal on Silicon 硅基液晶硅基液晶按觀看位置分類按觀看位置分類2.1 CRT(Cathode Ray Tube)顯示的特點(diǎn)顯示的特點(diǎn)組成：組成：電子槍電子槍(Electron Gun)，偏轉(zhuǎn)線圈偏轉(zhuǎn)線圈(Deflection coils)，蔭罩蔭罩(Shadow mask)，熒光粉層熒光粉層(Phosphor)及玻璃外殼及玻璃外殼v電子槍電子

5、槍v聚焦系統(tǒng)聚焦系統(tǒng)v加速電極加速電極v偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)v熒光屏熒光屏工作原理：在電子槍中，陰極被燈絲間接加熱至約2000 時(shí)，陰極發(fā)射大量的電子，經(jīng)加速、聚焦、偏轉(zhuǎn)后轟擊熒光屏上的熒光粉，發(fā)出可見光?；叶然叶? 控制每個(gè)像素的電子束強(qiáng)度控制每個(gè)像素的電子束強(qiáng)度 1 場(chǎng)信號(hào)場(chǎng)信號(hào): 掃描過程中每個(gè)圖像的掃描周期掃描過程中每個(gè)圖像的掃描周期 CRT顯像管圖像顯示原理顯像管圖像顯示原理Principle of image display scheme for CRTelectron gun 電子槍電子槍電子束電子束electron beamPixel像素像素scan line 掃描線掃描線1TV-

6、field1場(chǎng)信號(hào)場(chǎng)信號(hào)2022-5-39CRT熒光粉 CRT熒光粉一般具有高的發(fā)光效率和各種各樣的發(fā)射光熒光粉一般具有高的發(fā)光效率和各種各樣的發(fā)射光譜。制備譜。制備CRT發(fā)光材料的原材料要求具有發(fā)光材料的原材料要求具有較高的純度較高的純度。例如，。例如，F(xiàn)e、Co、Ni、Mn質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過110-7，Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過超過510-8。熒光粉由熒光粉由基質(zhì)、激活劑基質(zhì)、激活劑和和助熔劑助熔劑組成。組成。熒光粉基質(zhì)可分為：熒光粉基質(zhì)可分為： 氧化物：氧化物：ZnO：Zn 硫化物：硫化物：ZnS：Cu，Al；CdS 硅酸鹽：硅酸鹽：Zn2SiO4：Mn2+ 鎢酸鹽：鎢酸

7、鹽：CaWO4 稀土化合物：稀土化合物：Y2O3；YGdO2S：Tb為降低基質(zhì)結(jié)晶溫度，為降低基質(zhì)結(jié)晶溫度，促進(jìn)晶體形成和長(zhǎng)大，促進(jìn)晶體形成和長(zhǎng)大，并使激活劑易于進(jìn)入晶并使激活劑易于進(jìn)入晶格中而加入的物質(zhì)。往格中而加入的物質(zhì)。往往不含在最終產(chǎn)品中。往不含在最終產(chǎn)品中。雜質(zhì)類型雜質(zhì)類型 激活劑激活劑：對(duì)某種特定的化合物起激活作用，使原來不發(fā)光或發(fā)：對(duì)某種特定的化合物起激活作用，使原來不發(fā)光或發(fā)光很微弱的材料發(fā)光，如光很微弱的材料發(fā)光，如ZnS: Ag共激活劑共激活劑：與激活劑協(xié)同激活基質(zhì)的雜質(zhì)，摻入后有利于發(fā)光：與激活劑協(xié)同激活基質(zhì)的雜質(zhì)，摻入后有利于發(fā)光中心的形成，稱為共激活劑，如中心的形成，

8、稱為共激活劑，如ZnS：Cu，Al敏化劑敏化劑：能夠?qū)⑺盏哪芰總鹘o發(fā)光中心，有助于激活劑引：能夠?qū)⑺盏哪芰總鹘o發(fā)光中心，有助于激活劑引起的發(fā)光，使發(fā)光亮度增加，稱為敏化劑，如起的發(fā)光，使發(fā)光亮度增加，稱為敏化劑，如YF3：Yb，Er猝滅劑猝滅劑：損害發(fā)光性能，使發(fā)光強(qiáng)度降低的雜質(zhì)。如：損害發(fā)光性能，使發(fā)光強(qiáng)度降低的雜質(zhì)。如Fe、Co、Ni等等惰性雜質(zhì)惰性雜質(zhì)：對(duì)發(fā)光性能影響較小，對(duì)發(fā)光亮度和顏色不起直接：對(duì)發(fā)光性能影響較小，對(duì)發(fā)光亮度和顏色不起直接作用的雜質(zhì)，如堿金屬、堿土金屬等。作用的雜質(zhì)，如堿金屬、堿土金屬等。2022-5-311熒光粉的制備配料配料(Y2O3:Eu)（Y0.96E

9、u0.04）2O3助熔劑（助熔劑（NH4Cl，Li2SiO3）球磨球磨選粉選粉中性中性燒結(jié)燒結(jié)1340下灼燒12h石英坩堝石英坩堝氧化鋁坩堝氧化鋁坩堝253.7nm紫外光紫外光去離子水洗去離子水洗CRT典型發(fā)光粉特性熒光粉的發(fā)光特性表征陰極射線管顯示器陰極射線管顯示器陰極射線管顯示器的優(yōu)缺點(diǎn)陰極射線管顯示器的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：視角度大、無壞點(diǎn)、色彩還原度高、視角度大、無壞點(diǎn)、色彩還原度高、色度均勻、可調(diào)節(jié)的多分辨率模式、色度均勻、可調(diào)節(jié)的多分辨率模式、響應(yīng)時(shí)間極短響應(yīng)時(shí)間極短 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：體積大，重量大，耗電量大，輻射較體積大，重量大，耗電量大，輻射較強(qiáng)，容易磁化等強(qiáng)，容易磁化等2022-5

10、-3142.2 FED(Field Emission Display)發(fā)光材料發(fā)光機(jī)理發(fā)光機(jī)理： 屬于電子射線激發(fā)發(fā)光（陰極發(fā)光）。將強(qiáng)電場(chǎng)屬于電子射線激發(fā)發(fā)光（陰極發(fā)光）。將強(qiáng)電場(chǎng)集中在陰極上面的圓錐形發(fā)射極上，通過電場(chǎng)使電子集中在陰極上面的圓錐形發(fā)射極上，通過電場(chǎng)使電子發(fā)射到真空中（發(fā)射到真空中（冷陰極冷陰極）。）。特點(diǎn)特點(diǎn)： 圖像質(zhì)量好，耗能低，體積薄，亮度高。圖像質(zhì)量好，耗能低，體積薄，亮度高。FED基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)2022-5-316FED發(fā)光材料FED采用矩陣式逐行掃描方式，尋址時(shí)間較長(zhǎng)（幾十采用矩陣式逐行掃描方式，尋址時(shí)間較長(zhǎng)（幾十微秒），使發(fā)光粉庫(kù)侖負(fù)載較大，容易發(fā)光飽和并老微

11、秒），使發(fā)光粉庫(kù)侖負(fù)載較大，容易發(fā)光飽和并老化?；?。滿足滿足FED使用條件的熒光粉：使用條件的熒光粉：ZnO:Zn、ZnCa2O4（藍(lán)光）、（藍(lán)光）、ZnCa2O4:Mn（綠粉）、（綠粉）、Gd2O2S:Tb（綠（綠粉）、粉）、Y2O2S:Eu（紅粉）。（紅粉）。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：亮度偏低，開發(fā)新型亮度偏低，開發(fā)新型FED發(fā)光粉成為當(dāng)務(wù)之急。發(fā)光粉成為當(dāng)務(wù)之急。2022-5-317項(xiàng)目項(xiàng)目CRTFED陰極類型陰極類型熱陰極熱陰極冷陰極冷陰極加速電壓加速電壓1530kV3008000V掃描方式掃描方式逐點(diǎn)掃描逐點(diǎn)掃描矩陣式逐行掃描矩陣式逐行掃描尋址時(shí)間尋址時(shí)間ns量級(jí)量級(jí)幾十幾十sCRT與FED202

12、2-5-3182.3 真空熒光顯示器（VFD）VFD(vacuum fluorescence display)是是1967年由伊勢(shì)電年由伊勢(shì)電子工業(yè)公司開發(fā)的光電顯示器件，它子工業(yè)公司開發(fā)的光電顯示器件，它利用電子撞擊熒利用電子撞擊熒光粉，使熒光粉發(fā)光，是一種自身發(fā)光顯示器件光粉，使熒光粉發(fā)光，是一種自身發(fā)光顯示器件。用途用途：它可以做：它可以做多色彩顯示多色彩顯示，亮度高，又可以用低電，亮度高，又可以用低電壓來驅(qū)動(dòng)，壓來驅(qū)動(dòng)，易與集成電路配套易與集成電路配套，用于家電產(chǎn)品、，用于家電產(chǎn)品、AV產(chǎn)品、車載設(shè)備和測(cè)試設(shè)備等方面。產(chǎn)品、車載設(shè)備和測(cè)試設(shè)備等方面。2022-5-319VFD基本結(jié)構(gòu)基

13、本原理：當(dāng)對(duì)涂有氧化材料的陰極加熱時(shí)，它在近650度時(shí)發(fā)射熱電子。熱電子被金屬網(wǎng)柵加速后，再轟擊陽極的熒光物質(zhì)發(fā)光。結(jié)構(gòu)：玻璃面板 陰極 柵極 陽極（涂熒光物質(zhì)） 玻璃襯底2022-5-320燈絲：燈絲：直徑為直徑為1020m的鎢絲用熱電子發(fā)射率的鎢絲用熱電子發(fā)射率 高的氧化物涂覆高的氧化物涂覆柵極：柵極：開孔度大的篩網(wǎng)狀開孔度大的篩網(wǎng)狀極薄不銹鋼板極薄不銹鋼板熒光材料：熒光材料：ZnO：Zn（藍(lán)綠色）（藍(lán)綠色）多種熒光粉發(fā)光頻譜多種熒光粉發(fā)光頻譜2022-5-3222.4 電致發(fā)光材料EL無機(jī)電致發(fā)光材料無機(jī)電致發(fā)光材料有機(jī)電致發(fā)光材料有機(jī)電致發(fā)光材料粉末發(fā)光材料粉末發(fā)光材料薄膜發(fā)光材料薄膜

14、發(fā)光材料發(fā)光二極管發(fā)光二極管單晶發(fā)光材料單晶發(fā)光材料在直流或者交流電場(chǎng)作用下，依靠電流和電場(chǎng)的激發(fā)使材料發(fā)光的現(xiàn)象，又稱場(chǎng)致發(fā)光。相應(yīng)的材料稱為電致發(fā)光（場(chǎng)致發(fā)光）材料。無機(jī)電致發(fā)光材料分類2022-5-324電致發(fā)光材料電致發(fā)光（電致發(fā)光（ELEL）按激發(fā)過程的不同分為兩大類：）按激發(fā)過程的不同分為兩大類：本征型電致發(fā)光本征型電致發(fā)光：熒光粉中的電子或由電極注入的電子在外：熒光粉中的電子或由電極注入的電子在外加強(qiáng)電場(chǎng)的作用下在晶體內(nèi)部加速，碰撞發(fā)光中心并使其激加強(qiáng)電場(chǎng)的作用下在晶體內(nèi)部加速，碰撞發(fā)光中心并使其激發(fā)或離化，電子在恢復(fù)到基態(tài)時(shí)輻射發(fā)光。發(fā)或離化，電子在恢復(fù)到基態(tài)時(shí)輻射發(fā)光。注入式

15、電致發(fā)光注入式電致發(fā)光：直接由裝在晶體上的電極注入電子和空穴，：直接由裝在晶體上的電極注入電子和空穴，當(dāng)電子與空穴在晶體內(nèi)再?gòu)?fù)合時(shí)，以光的形式釋放出多余的當(dāng)電子與空穴在晶體內(nèi)再?gòu)?fù)合時(shí)，以光的形式釋放出多余的能量。注入式電致發(fā)光的基本結(jié)構(gòu)是能量。注入式電致發(fā)光的基本結(jié)構(gòu)是結(jié)型二極管（結(jié)型二極管（LEDLED）；）；電致發(fā)光薄膜電致發(fā)光薄膜為使器件能夠耐受高電壓為使器件能夠耐受高電壓，因此，因此絕緣層應(yīng)具有高的介電強(qiáng)度；絕緣層應(yīng)具有高的介電強(qiáng)度；絕緣層要有高的介電系數(shù)，絕緣層要有高的介電系數(shù)，使電使電壓能盡可能多地分配到發(fā)光膜壓能盡可能多地分配到發(fā)光膜絕緣膜通常采用絕緣膜通常采用Y2O3或或Si3

16、N4器件的制作采用器件的制作采用電子束真空蒸發(fā)或射頻濺射電子束真空蒸發(fā)或射頻濺射的方法，將各層膜按次序蒸發(fā)的方法，將各層膜按次序蒸發(fā)碰撞離化過程示意圖碰撞離化過程示意圖薄膜薄膜EL機(jī)理：機(jī)理：碰撞離化（激發(fā)）碰撞離化（激發(fā)）而次級(jí)電子又將被加速，這就是電子的倍增過程。而次級(jí)電子又將被加速，這就是電子的倍增過程。過程過程1.電子可以穿過勢(shì)壘進(jìn)入導(dǎo)帶產(chǎn)生電子可以穿過勢(shì)壘進(jìn)入導(dǎo)帶產(chǎn)生隧道效應(yīng)隧道效應(yīng)過程過程2.電子在導(dǎo)帶中被電場(chǎng)加速電子在導(dǎo)帶中被電場(chǎng)加速3.發(fā)光中心發(fā)光中心4. 晶格晶格(interface state)IS在絕緣層和發(fā)光層的交界處由于物質(zhì)的差異和晶格在絕緣層和發(fā)光層的交界處由于物質(zhì)

17、的差異和晶格不匹配產(chǎn)生了許多界面態(tài)，它們會(huì)俘獲一些電子。不匹配產(chǎn)生了許多界面態(tài)，它們會(huì)俘獲一些電子。當(dāng)器件加電壓后，當(dāng)器件加電壓后，ZnS能帶傾斜，在邊界出現(xiàn)一個(gè)能帶傾斜，在邊界出現(xiàn)一個(gè)三角形勢(shì)壘。界面態(tài)和三角形勢(shì)壘。界面態(tài)和ZnS導(dǎo)帶之間的距離縮小了導(dǎo)帶之間的距離縮小了達(dá)到一定速度后即可離化發(fā)光中心或晶格達(dá)到一定速度后即可離化發(fā)光中心或晶格,產(chǎn)生更產(chǎn)生更多的電子，即次級(jí)電子多的電子，即次級(jí)電子（Secondary electrons）帶中的一部分電子可能直接激發(fā)發(fā)光中心帶中的一部分電子可能直接激發(fā)發(fā)光中心一部分則可能從導(dǎo)帶落入發(fā)光中心的激發(fā)能級(jí)。一部分則可能從導(dǎo)帶落入發(fā)光中心的激發(fā)能級(jí)。這些

18、結(jié)果都可以產(chǎn)生發(fā)光。這些結(jié)果都可以產(chǎn)生發(fā)光。2022-5-327ACTFEL結(jié)構(gòu)示意圖交流粉末電致發(fā)光交流粉末電致發(fā)光2022-5-328交流粉末電致發(fā)光交流粉末電致發(fā)光交流粉末電致發(fā)光結(jié)構(gòu)圖交流粉末電致發(fā)光結(jié)構(gòu)圖目前的交流粉末電致發(fā)光多采用目前的交流粉末電致發(fā)光多采用ZnS:CuZnS:Cu粉末粉末，器件由三層組成。，器件由三層組成。發(fā)光層作用：消除漏電流與避免擊穿發(fā)光層作用：消除漏電流與避免擊穿2022-5-329優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：壽命長(zhǎng)壽命長(zhǎng)（大于（大于2 2萬小時(shí)），萬小時(shí)），亮度高，工作溫度寬亮度高，工作溫度寬（- -5555+125+125）缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：摻不同雜質(zhì)則發(fā)不同的光，只有摻摻不

19、同雜質(zhì)則發(fā)不同的光，只有摻MnMn的發(fā)光效率高，的發(fā)光效率高，且為橙黃色。對(duì)全色顯示要求的三基色，研制高效的發(fā)光材料且為橙黃色。對(duì)全色顯示要求的三基色，研制高效的發(fā)光材料是當(dāng)今研究的課題。是當(dāng)今研究的課題。應(yīng)用：應(yīng)用： EL EL器件目前已被應(yīng)用在背光源照明上，在汽車、飛機(jī)及其器件目前已被應(yīng)用在背光源照明上，在汽車、飛機(jī)及其他設(shè)備儀器儀表、手機(jī)、手表、電子鐘、他設(shè)備儀器儀表、手機(jī)、手表、電子鐘、LCDLCD模塊、筆記本電模塊、筆記本電腦顯示器等方面獲得應(yīng)用。也作為交通安全標(biāo)志，公司標(biāo)志，腦顯示器等方面獲得應(yīng)用。也作為交通安全標(biāo)志，公司標(biāo)志，出口通道等發(fā)光指示牌上的發(fā)光顯示器件。出口通道等發(fā)光指

20、示牌上的發(fā)光顯示器件。交流粉末電致發(fā)光優(yōu)缺點(diǎn)交流粉末電致發(fā)光優(yōu)缺點(diǎn)2022-5-330幾種電致發(fā)光粉特性2022-5-331發(fā)光二極管（發(fā)光二極管（Light-Emitting Diode，LED） 是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。它是利用是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導(dǎo)固體半導(dǎo)體芯片體芯片作為發(fā)光材料，在半導(dǎo)體中通過的載流子發(fā)作為發(fā)光材料，在半導(dǎo)體中通過的載流子發(fā)生復(fù)合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射，發(fā)出某種生復(fù)合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射，發(fā)出某種顏色的光或者白光。顏色的光或者白光。 LED照明產(chǎn)品就是利用照明產(chǎn)品就是利用LED作為光源作為光源制造出來的制造出來的照明器具。照明器具。

21、發(fā)光二極管LED形成空間電荷區(qū)形成空間電荷區(qū) 擴(kuò)散的結(jié)果使空間擴(kuò)散的結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬。電荷區(qū)變寬。多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)濃度差濃度差空間電荷區(qū)也稱空間電荷區(qū)也稱 PN 結(jié)結(jié) +PN 結(jié)變窄結(jié)變窄 P接正、接正、N接負(fù)接負(fù) 外電場(chǎng)外電場(chǎng)IFPN PN 結(jié)加正向電壓時(shí)，結(jié)加正向電壓時(shí)，PNPN結(jié)變窄，正向電流較大，結(jié)變窄，正向電流較大，正向電阻較小，正向電阻較小，PNPN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)PN+PN 結(jié)加反向電壓（反向偏置）結(jié)加反向電壓（反向偏置） 內(nèi)電場(chǎng)被加內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)，少子的漂強(qiáng)，少子的漂移加強(qiáng)，由于移加強(qiáng)，由于少子數(shù)

22、量很少，少子數(shù)量很少，形成很小的反形成很小的反向電流。向電流。IR+2022-5-335LED發(fā)光原理二極管特性：二極管特性：正向?qū)ā⒎聪蚪刂?、擊穿特性正向?qū)ā⒎聪蚪刂?、擊穿特性?發(fā)光二極管一般由發(fā)光二極管一般由-族化合物，如族化合物，如GaAs（砷化鎵）、（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、（磷化鎵）、GaAsP（磷砷鎵）等半導(dǎo)體制成的，其核心是（磷砷鎵）等半導(dǎo)體制成的，其核心是PN結(jié)結(jié)。發(fā)光機(jī)理：發(fā)光機(jī)理：在正向電壓下，電子由在正向電壓下，電子由N區(qū)注入?yún)^(qū)注入P區(qū)，空區(qū)，空穴由穴由P區(qū)注入?yún)^(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)區(qū)。進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)載流子載流子(少子少子)一部分與多數(shù)載流子一部分與

23、多數(shù)載流子(多子多子)復(fù)合而發(fā)光，如右圖所示。復(fù)合而發(fā)光，如右圖所示。LED結(jié)構(gòu)及發(fā)光原理結(jié)構(gòu)及發(fā)光原理基本結(jié)構(gòu)：一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線的架基本結(jié)構(gòu)：一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線的架子上，然后四周用子上，然后四周用環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用。密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用。在在PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。子

24、難以注入，故不發(fā)光。這種利用這種利用注入式電致發(fā)光原理注入式電致發(fā)光原理制作的制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。當(dāng)它處于當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)正向工作狀態(tài)時(shí)，電流從時(shí)，電流從LED陽極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)陽極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。 LED光參數(shù)介紹光參數(shù)介紹發(fā)光效率和光通量發(fā)光效率和光通量:發(fā)光效率就是發(fā)光效率就是光通量與電功率之比光通量與電功率之比。發(fā)光效率表征了光源的。發(fā)光效率表征了光源的節(jié)能特性。節(jié)能特性。 發(fā)光強(qiáng)度和光強(qiáng)分布：發(fā)光強(qiáng)度和光強(qiáng)分布： LE

25、D發(fā)光強(qiáng)度是表征發(fā)光強(qiáng)度是表征它在某個(gè)方向上的發(fā)光強(qiáng)弱它在某個(gè)方向上的發(fā)光強(qiáng)弱，直接影響，直接影響到到LED顯示裝置的最小觀察角度。顯示裝置的最小觀察角度。波長(zhǎng)：波長(zhǎng)： 對(duì)于對(duì)于LED的光譜特性，主要看它的單色性是否優(yōu)良，而且要的光譜特性，主要看它的單色性是否優(yōu)良，而且要注意到紅、黃、藍(lán)、綠、白色注意到紅、黃、藍(lán)、綠、白色LED等主要的顏色是否純正。等主要的顏色是否純正。參量：參量：發(fā)光效率和光通量發(fā)光效率和光通量，發(fā)光強(qiáng)度及光強(qiáng)分布發(fā)光強(qiáng)度及光強(qiáng)分布，波長(zhǎng)波長(zhǎng)2022-5-338LED優(yōu)點(diǎn)v高節(jié)能高節(jié)能：直流驅(qū)動(dòng)，超低功耗（單管：直流驅(qū)動(dòng)，超低功耗（單管0.03-0.06 0.03-0.06

26、 瓦）瓦）電光功率轉(zhuǎn)換接近電光功率轉(zhuǎn)換接近100%100%，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%80%以上。以上。 v壽命長(zhǎng)壽命長(zhǎng)：LEDLED光源有人稱它為長(zhǎng)壽燈，意為永不熄滅的燈。固體冷光源，環(huán)光源有人稱它為長(zhǎng)壽燈，意為永不熄滅的燈。固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內(nèi)也沒有松動(dòng)的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等氧樹脂封裝，燈體內(nèi)也沒有松動(dòng)的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點(diǎn)，使用壽命可達(dá)缺點(diǎn)，使用壽命可達(dá)6 6萬到萬到1010萬小時(shí)萬小時(shí)，比傳統(tǒng)光源壽命長(zhǎng)，比傳統(tǒng)光源壽命長(zhǎng)1010倍以上。倍以上。 v利環(huán)保利環(huán)保：環(huán)保效益更佳，光譜中沒有紫外線和紅外線

27、，既沒有熱量，也沒有：環(huán)保效益更佳，光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，眩光小，而且廢棄物可回收，沒有污染不含汞元素，冷光源，可以安全觸輻射，眩光小，而且廢棄物可回收，沒有污染不含汞元素，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。摸，屬于典型的綠色照明光源。 v高新尖高新尖：與傳統(tǒng)光源單調(diào)的發(fā)光效果相比，：與傳統(tǒng)光源單調(diào)的發(fā)光效果相比，LEDLED光源是低壓微電子產(chǎn)品，成光源是低壓微電子產(chǎn)品，成功融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)等所以亦功融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)等所以亦是數(shù)字信息化產(chǎn)品是半導(dǎo)體光電器件是數(shù)字信息化

28、產(chǎn)品是半導(dǎo)體光電器件“高新尖高新尖”技術(shù)，具有在線編程、無限升級(jí)、技術(shù)，具有在線編程、無限升級(jí)、靈活多變的特點(diǎn)。靈活多變的特點(diǎn)。v多變幻多變幻：LEDLED光源可利用紅、綠、籃三基色原理，在計(jì)算機(jī)技術(shù)控制下使三光源可利用紅、綠、籃三基色原理，在計(jì)算機(jī)技術(shù)控制下使三種顏色具有種顏色具有256256級(jí)灰度并任意混合，即可產(chǎn)生級(jí)灰度并任意混合，即可產(chǎn)生2562562562562562561677721616777216種顏色，種顏色，形成不同光色的組合變化多端，實(shí)現(xiàn)豐富多彩的動(dòng)態(tài)變化效果及各種圖像。形成不同光色的組合變化多端，實(shí)現(xiàn)豐富多彩的動(dòng)態(tài)變化效果及各種圖像。 2022-5-339發(fā)光二極管用發(fā)

29、光材料發(fā)光二極管用材料要求具有如下特性： 發(fā)光在可見光區(qū)，禁帶寬度3.26eV Eg1.63eV； 材料必須容易做成n型及p型； 具有高效率的發(fā)光中心或復(fù)合發(fā)光； 效率降至初始值一半的時(shí)間大于105h； 材料要能生長(zhǎng)成單晶，能規(guī)?；a(chǎn)。u二元化合物：GaP（紅綠）、GaN（紅綠藍(lán)黃白）、GaAs和SiC等；u三元化合物：控制混晶的成分比可以改變禁帶寬度，實(shí)現(xiàn)多色化，AlxGa1-xAs、GaAs1-xPx、In1-xGaxP和In1-xAlxP等；u四元化合物：可以在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)控制禁帶寬度與晶格常數(shù)，如InGaAsP在室溫下能實(shí)現(xiàn)0.553.40m波長(zhǎng)的發(fā)光。2022-5-340有機(jī)發(fā)光

30、顯示器（有機(jī)發(fā)光顯示器（OLED）又稱有機(jī)發(fā)光二極管，是以又稱有機(jī)發(fā)光二極管，是以有機(jī)薄膜有機(jī)薄膜作為發(fā)光體的自發(fā)光顯示器件。作為發(fā)光體的自發(fā)光顯示器件。OLED：有機(jī)電致發(fā)光可以卷起來的顯示器41OLED分類Categories:主動(dòng)式主動(dòng)式小分子小分子OLED被動(dòng)式被動(dòng)式高分子高分子OLED主動(dòng)式主動(dòng)式高分子高分子OLED被動(dòng)式被動(dòng)式小分子小分子OLED依發(fā)光材料分子大小依發(fā)光材料分子大小依依驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)方方式式OLEDOLED與與LCDLCD相比較，優(yōu)勢(shì)明顯：相比較，優(yōu)勢(shì)明顯：薄膜化的全固態(tài)器件，薄膜化的全固態(tài)器件，更輕、更薄更輕、更薄；高亮度，高分辨率高亮度，高分辨率；寬視角寬視角，上下左

31、右視角寬度大于，上下左右視角寬度大于170170度；度；微秒級(jí)響應(yīng)速度微秒級(jí)響應(yīng)速度，是，是LCDLCD的的10001000倍；倍；無需背光源，低能耗無需背光源，低能耗；工藝較工藝較LCDLCD簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單，成本低成本低；在在-20 70 -20 70 都能正常工作。都能正常工作。OLED優(yōu)點(diǎn)43Structure:玻玻 璃璃 基基 板板ITO 陽極陽極隔離層隔離層(空穴空穴)N2發(fā)射層發(fā)射層陰極陰極保護(hù)層保護(hù)層Theory: OLED基本結(jié)構(gòu)為在兩電極間置放有機(jī)發(fā)光層，其中之一電極必基本結(jié)構(gòu)為在兩電極間置放有機(jī)發(fā)光層，其中之一電極必須為透明電極須為透明電極(e.g. ITO透明電極透明電極)，

32、以方便有機(jī)層所產(chǎn)生的光線穿，以方便有機(jī)層所產(chǎn)生的光線穿透。當(dāng)電流通過有機(jī)層時(shí)，電流使空穴與電子分別由正、負(fù)極出透。當(dāng)電流通過有機(jī)層時(shí)，電流使空穴與電子分別由正、負(fù)極出發(fā)，有效率地在有機(jī)材料層相遇而產(chǎn)生發(fā)光。發(fā)，有效率地在有機(jī)材料層相遇而產(chǎn)生發(fā)光。OLED結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖2022-5-344OLEDOLED的發(fā)光機(jī)理的發(fā)光機(jī)理：在外加電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，由電極注入的電子和：在外加電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，由電極注入的電子和空穴在有機(jī)物中復(fù)合而釋放出能量，這些能量傳遞給有機(jī)發(fā)空穴在有機(jī)物中復(fù)合而釋放出能量，這些能量傳遞給有機(jī)發(fā)光物質(zhì)的分子，使其從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，當(dāng)受激分子由激光物質(zhì)的分子，使其從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，當(dāng)受激分

33、子由激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)，輻射躍遷產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)，輻射躍遷產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。這些釋放出來的能量中，通常由于發(fā)光材料的這些釋放出來的能量中，通常由于發(fā)光材料的選擇及電子自選擇及電子自旋旋的特性，只有的特性，只有25%（單重態(tài)到基態(tài)）的能量可以用來當(dāng)作（單重態(tài)到基態(tài)）的能量可以用來當(dāng)作OLED的發(fā)光，其余的發(fā)光，其余75%（三重態(tài)到基態(tài)）的能量以磷光或（三重態(tài)到基態(tài)）的能量以磷光或熱的形式回歸到基態(tài)。熱的形式回歸到基態(tài)。OLEDOLED發(fā)光機(jī)制發(fā)光機(jī)制 有機(jī)電致發(fā)光材料 按功能分：按功能分：組裝組裝Triple layer structure for OEL devices電子傳輸材料電子傳

34、輸材料空穴傳輸材料空穴傳輸材料發(fā)光材料發(fā)光材料有機(jī)電致發(fā)光過程有機(jī)電致發(fā)光過程載流子注入載流子注入：在外加電場(chǎng)作用下，電子和空穴分別：在外加電場(chǎng)作用下，電子和空穴分別從陰極和陽極注入夾在電極之間的有機(jī)功能薄膜層從陰極和陽極注入夾在電極之間的有機(jī)功能薄膜層載流子遷移載流子遷移：注入的電子和空穴分別從電子傳輸層：注入的電子和空穴分別從電子傳輸層和空穴傳輸層向發(fā)光層遷移和空穴傳輸層向發(fā)光層遷移載流子復(fù)合載流子復(fù)合：電子和空穴結(jié)合產(chǎn)生激子：電子和空穴結(jié)合產(chǎn)生激子激子遷移激子遷移：激子在電場(chǎng)作用下遷移，將能量傳遞給：激子在電場(chǎng)作用下遷移，將能量傳遞給發(fā)光中心發(fā)光中心電致發(fā)光電致發(fā)光：激發(fā)態(tài)電子通過輻射光子釋放能量：激發(fā)