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冷光EL的来源

1.冷光的沿革什么是冷光(E.L, Electro Luminesence)电机发光(EL)早在1936年首度由Destria博士发现,是一项已有六十年历史的技术,直到近年由于固态化学与薄膜半导体技术的发展,EL平面显示器才逐渐受到重视。EL可依发光材料分为有机和无机两种,过去多以无机的研究为主。目前,有机电激发光材料在操作寿命达到突破后,已经达工业化价值。EL可应用致文字处理机、个人计算机、等各种OA机器,以及车辆用导航终端机等各种用途。此外,EL显示器的全彩化已达实用水准,在不久的将来,渴望提升高精细的全彩EL显示器。由于信息科技的发展,平面显示器(Flat Panel Display;FPD)逐渐成为电子应用产品中的主流,举凡日常生活中的各种电器用品,包括;电视、汽车仪表板、手表、广告看板…..等。目前平面显示器的技术有三种,即液晶式(Liquid Crystal Display;LCD)、电浆式(Plasma Display Panel;PDP)与电激发光式(Electron luminescent Display;ELD),液晶式由于成本低,耗电量小,已经大量使用于手提形计算机,不过,液晶式仍有许多缺点存在,像是视角不良、速度慢、结构复杂、无法大型化与生产成本高等,而电激发光式显示器所具有的视角度、发光却不发热、软屏可挠与轻薄短小等特性,使EL平面显示器在未来有极大发展潜力。电激发光(Electron luminescence;EL),即将电能转换成光能的一种物理现象。EL在1936年首度被德国科学家Destria博士发现,发光现象是由一根硫化锌(ZnS)棒浸在水银电极中产生,但是当时没有透明电极的发现,所以直到1951年透明电极的发现,才间接促进EL作为平面光源之设计,不过由于EL的发光强度与寿命的问题,EL仍无法实际应用。1974年Inoguchi发表具有双绝缘层的薄膜EL结构,解决发光强度与及寿命的问题,才开始成为研究的新领域。表1-1为EL平面显示器之发展历史。平面显示器一词最早出现在1960年代,发展至今,种类繁多,目前有日本的Sharp 与美国的Planar systems 两家公司,后者是Tektronix于1983年成立的子公司。 240′Sharp在1983年首先推出单色320 240′EL显示器,第一代的便携式计算机就是使用这种显示器。美国Planar公司则在1988年推出全色ACTFEL (交流驱动薄膜型) 320 dots平面显示器,引起显示器业者相当大的注意力。现今Planar systems 已完成多色EL显示器商品化,并于1993年第一个全彩色EL原型样品。EL是一种简单可靠的发光方式,是种已有六十年历史的科技,但因涉及较复杂的固态化学与材料应用,发展至今一直没有受到重视,近年来固态技术日渐成熟,EL显示器在未来将占重要市场。2.原理激发光平面显示器(ELD)的基本构造如图2-1,主要包含电极材料、绝缘材料与发光材料(萤光体),萤光体材料通常区分为有机与无机两种,其中以无机的研究较多。EL类似半导体,萤光体内主要有母体材料(Host)与适当的添加物(Dopant,又称为Activator )形成的发光中心所组成。目前已经开发的母体材料多为二六族(Ⅱ-Ⅵ)的离子化合物,大致上包括Ca、Sr、Ba(ⅡA族)或是Zn、Cd、Hg(ⅡB族)搭配S、Se(Ⅵ族)作为母体材料。添加物则决定发光颜色,一般添加物多为Mn、Cu、Ag及镧系元素(Eu、Sm、Tb)等过渡金属,表2-1则是以硫化锌为母体材料加入不同的活化剂之发光颜色;由于发光机制涉及阳离子洞隙的填补,因此若添加物非二价金属,则必须加入平衡电荷用的一价或三价物质,通常为F、Br、Cl等卤素,此平衡电荷物称为共同活化剂(Co-activator)。EL发光的形成需要大约10V/cm以上的外加电压,本文将对外加电压、EL组件的亮度与发光效率之关系作个说明,图2-3为EL组件的亮度、发光效率与外加电压之关系图,图中可分为三个区域,第一个区域为低电压区(Ⅰ),由于外加电场很低,所以传导电子无法激发发光中心的外层电子,EL组件不会发光;当电压到达中电压区(Ⅱ),传导电子被加速为热电子,可以激发发光中心,EL组件有发光现象产生;同时在这个区域,电场的增加造成热电子的能量遽增,导致发光强度与效率亦增加;最后电压到达高电压区域(Ⅲ),发光层中的热电子将引起绝缘破坏,所以外加电场的增加不会再造成发光层中的电场上升,热电子的能量也不会增加,发光强度与发光效率也就保持一定。有机EL与无机EL之比较1. 何谓 OEL OLED有机EL是ORGANIC ELECTRO LUMINESCENT简称OEL,OLED是ORGANIC LIGHT EMITTER DEVICE 与有机EL、OEL均是相同只是名称不一样而已2. 有机EL与无机EL,原理都是一样,二端加电极中间发光层被激致而发光,只是无机发光层的原料及客发光体材料(DOPANT EMITTER MATERIAL)均用无机物诸如ZnS、Cu、Mn等,而有机EL则用有机化合物做为发光材料及客发光材料诸如PPV、CN-PPV、PVK。3. 有机EL(OLED)又分为小分子(MOLECULES)EL及高分子(POLYMER)EL其特性请看附表一4. 无机EL加工容易成本低但颜色的变化比较不易控制又其DRIVER的电压高,有机EL工作电压低(DC 10V以下)因此控制电路比较容易制作,有机EL颜色控制比较容易有机EL初期的投资大,因其制程上有用到蒸镀所以大尺寸的也比较困难,又有机EL其材料目前均有专利,所以从事有机EL的制造均属大厂,诸如柯达、PHILIP、PIONEER??等,台湾的工厂要生产有机EL必须克服初期投资资金并取得专利的授权,因此障碍很大。