電致發(fā)光顯示技術

關于電致發(fā)光顯示技術第1頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五發(fā)展歷程1最早的發(fā)現(xiàn)——1963年，法國的Destriau發(fā)現(xiàn)，將ZnS熒光粉末浸入油性溶液中，使其封于兩塊電極之間，施加交流電壓就會產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象，這就是EL。第一代ELD——1950年，發(fā)明了以SnO2為主要成分的透明導電膜，Sylvania公司利用這種電極，成功開發(fā)了分散型EL元件，作為平面型發(fā)光源.第2頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五發(fā)展歷程2第二代ELD——Vecth等人發(fā)表了一篇文章，闡明分散型EL元件熒光體表面通過Cu的處理可以實現(xiàn)直流驅動；Kahng等人發(fā)表了另一篇文章，闡明在薄膜型EL中導入作為發(fā)光中心的稀土氟化物，可實現(xiàn)高輝度。成為研究課題之一——Inoguchi等人于1974年發(fā)表了關于高輝度、長壽命的二層絕緣膜結構的薄膜型EL元件的文章，并通過實驗驗證了EL用于電視面顯示的可能性。第3頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五發(fā)展歷程3批量生產(chǎn)——1983年，日本開始了薄膜ELD的批量生產(chǎn)。目前橙紅色的ELD可由Sharp等公司供應。引起廣泛注意——近年來，對ELD的研究更集中于全彩色顯示和更大容量的顯示方面。實現(xiàn)全彩色顯示，高質量的紅、綠、藍三基色熒光體必不可少。最近，采用由發(fā)光層及電子輸送層，空穴輸送層構成有機薄膜型電致發(fā)光（OLED）器件研制成功，它成功在低電壓下獲得高輝度發(fā)光，并有可能實現(xiàn)藍色發(fā)光。第4頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五ELD的分類按結構上又可分：按發(fā)光層材料分：從驅動方式上：無機電致發(fā)光有機電致發(fā)光薄膜型分散型交流驅動型EL直流驅動型EL第5頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五無機和有機電致發(fā)光組合出的3種EL顯示器件有薄膜型交流EL分散型交流EL薄膜型交流驅動EL實用性達到實用化達到實用化未達到實用化特性高輝度高可靠性價格低易實現(xiàn)多彩色性能可靠壽命長用作發(fā)橙黃色光的平板顯示器平面光源，如液晶顯示器的背光源平板顯示領域

母體材料硫化鋅為主體硫化鋅為主體聚對苯撐乙烯第6頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五（1）圖像顯示質量高（2）受溫度變化的影響小（3）EL是目前所知唯一的全固體顯示元件，耐振動沖擊的特性極好，適合坦克、裝甲車等軍事應用。（4）具有小功耗、薄型、質量輕等特征。（5）快速顯示響應時間小于1ms（6）低電磁泄漏ELD的特點:第7頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五分散型交流EL元件的發(fā)光機理簡述如下：ZnS熒光體粉末的粒徑為5～30μm，通常在一個ZnS顆粒中會存在點缺陷及線缺陷。電場在ZnS顆粒內會呈非均勻分布，造成發(fā)光狀態(tài)變化。在ZnS顆粒內沿線缺陷會有Cu析出，形成電導率較大的CuxS，CuxS與ZnS形成異質結?？梢哉J為，這樣就形成了導電率非常高的P型或金屬電導狀態(tài)。當施加電壓時，在上述CuxS/ZnS界面上會產(chǎn)生高于平均電場的電場強度（105～106V/cm）。在這種高場強作用下，位于界面能級的電子會通過隧道效應向ZnS內注入，與發(fā)光中心捕獲的空穴發(fā)生復合，產(chǎn)生發(fā)光。當發(fā)光中心為Mn時，如上所述發(fā)生的電子與這些發(fā)光中心碰撞使其激發(fā)，引起發(fā)光。分散型交流EL元件的基本原理原理—分散型交流電致發(fā)光第8頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五基本結構——分散型交流EL元件分散型交流EL元件的基板為玻璃或柔性塑料板。透明電極采用ITO膜，發(fā)光層由熒光體粉末分散在有機黏接劑中做成。熒光體粉末的母體材料是ZnS，其中添加了作為發(fā)光中心的活化劑和Cu、Cl（氯）、I（碘）及Mn原子等，由此可得到不同的發(fā)光顏色。黏接劑中采用介電常數(shù)較高的有機物，如氰乙基纖維素等。發(fā)光層與背電極間設有介電體層以防止絕緣層被破壞，背電極用Al膜做成。第9頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五原理—分散型直流電致發(fā)光分散型直流EL元件制成之后，先不讓它馬上發(fā)光，而是在透明電極一側接電源正極，Al背電極一側接電源負極，在一定的電壓下經(jīng)長時間放置后，再讓其正式發(fā)光。在這個定形化（forming）處理過程中，Cu2+離子會從透明電極附近的熒光體粒子向Al電極一側遷移，結果在透明電極一側會出現(xiàn)沒有CuxS包覆的、電阻率高的ZnS層（脫銅層）。這樣，外加電壓的大部分會作用在脫銅層上，使該層中形成106V/cm的強電場，在此電場的作用下，會使電子注入到ZnS層中，經(jīng)加速成為發(fā)光中心。

分散型直流EL元件的基本結構第10頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五基本結構——分散型直流EL元件分散型直流EL元件在玻璃基板上形成透明電極，將ZnS︰Cu、Mn熒光體粉末與少量黏接劑的混合物均勻涂布于上，厚度為30～50μm。由于是直流驅動，應選擇具有導電性的熒光體層，為此選用粒徑為0.5～1μm的較細的熒光粉末。將ZnS熒光體浸在Cu2SO4溶液中進行熱處理，使其表面產(chǎn)生具有導電性的CuxS層，這種工藝叫做包銅處理。最后再蒸鍍Al，形成背電極，從而得到EL元件。第11頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五原理—薄膜型交流電致發(fā)光從發(fā)光機制來說，可用ZnS:Mn系熒光體的碰撞激發(fā)來解釋。既當施加的電壓大于閾值電壓Vth時，由于隧道效應，從絕緣層與發(fā)光層間的界面能級飛出的電子被106V/c2m的強電場加速，使其熱電子化，并碰撞激發(fā)Mn等發(fā)光中心。被激發(fā)發(fā)光中心的熱電子，在發(fā)光層與絕緣層的界面上停止移動，即產(chǎn)生極化作用。這種極化電場與外加電場相重疊，在交流驅動施加反極性脈沖電壓時，會使發(fā)光層中的電場強度加強。二層絕緣膜結構薄膜型交流EL元件第12頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五基本結構——薄膜型交流EL元件薄膜型交流EL元件是將發(fā)光層薄膜夾于兩層絕緣膜之間組成三明治結構形式，在玻璃基板上依次沉積透明電極、第一絕緣層、發(fā)光層、第二絕緣層、背電極（A1）等。發(fā)光層厚為0.5～lμm，絕緣層厚0.3～0.5μm，全膜厚只有2μm左右。在EL元件電極間施加200V左右的電壓，即可使EL發(fā)光。由于發(fā)光層夾在兩絕緣層之間，可防止元件的絕緣層被破壞，故在發(fā)光層中可以形成穩(wěn)定的106V/cm以上的強電場。并且，由于致密的絕緣層保護，故可防止雜質及濕氣對發(fā)光層的損害。第13頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五薄膜型直流電致發(fā)光這種電致發(fā)光元件結構簡單，在薄膜發(fā)光層的兩側直接形成電極即可。迄今為止已試做過各種各樣的元件，由于沒有絕緣膜保護，很難維持穩(wěn)定的強電場，故至今未能達到實用化。第14頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五有機薄膜發(fā)光層及空穴輸送層的注入型薄膜EL元件，稱為OLED。目前有機EL的研究重點是：研制高穩(wěn)定性的R、G、B3基色和白色器件已向實用化邁進，并在此基礎上研究用于動態(tài)顯示的矩陣屏及實現(xiàn)高質量動態(tài)顯示的驅動電路。有機薄膜電致發(fā)光第15頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五Addyoutitle有機EL的特點:電極：Al、Mn、IT0膜制造方法：高溫真空沉積效率：低對比度：高電壓：高電流：小顯示面積：大穩(wěn)定性：很好無機EL的特點:電極：低逸出功材料制造方法：低溫真空沉積效率：高對比度：低電壓：低電流：大顯示面積：小第16頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五（1）紅、綠、藍3色各點分別采用3色發(fā)光材料獨立發(fā)光。（2）將藍色顯示作為色變換層，使其一部分轉變?yōu)榧t色和綠色，從而形成紅、綠、藍3基色。（3）使用白色有機EL為背光，采用類似LCD所用的彩色濾光片來達到全彩色的效果。（4）使用特殊材料，在不同的驅動電壓下顯示不同的顏色。（5）激光共振方式。（6）將紅、綠、藍3色發(fā)光膜重疊起來構成彩色像素。實現(xiàn)全彩色顯示的方式第17頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五原理——分散型交流電致發(fā)光第18頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五welcometousethesepowerpointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperiencewelcometousethesepowerpointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperienceAddyoutitle第19頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五Addyoutitlewelcometousethesepowerpointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperiencewelcometousethesepowerpointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperiencetexttexttexttexttext第20頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五Addyoutitlewelcometousethesepowerpointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperienceAddYourTextwelcometousethesepowerpointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperienceAddYourTextwelcometousethesepowerpointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperienceAddYourText第21頁，共24頁，2023年，2月20日，星期五welcometousethesepowerpointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperiencewelcometousethesepowerpointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperiencewelcometousethesepowerpointtemplates,NewContentdesignw