固体发光讲义 著者:许少鸿 第八章 无机物的电致发光 第八章 无机物的电致发光 8-1 概述 具有电致发光(EL)性能的无机材料有多种形态:粉末,单晶,薄膜。激发的方式则有交流和直流。单晶的EL早在上世纪二十年代就已发现。那是SiC(天然矿石,最早曾用作收音机的整流器件),可以说是发光二极管(LED)的原型。当然也是一种半导体器件。LED的广泛利用只有到人们对半导体有了充分的了解以后才得以实现。那已经是上世纪六十年代末的事了。自此以后,LED的性能迅速提高,应用和市场迅速扩大,现在已经是家喻户晓的东西。。LED基本上占领了所有家用电器上的各种指示装置,许多广场的大屏幕显示用的也多半是LED。它们并且可能在不太远的将来被用做照明光源[.Bergh et al, 2001], [Rohw er and Srivastava, 2003]。半导体激光器是它的进一步发展。这是光盘驱动器和光纤通讯必不可少的器件。 粉末的EL最先是法国的 Destrieu发现于1936,是用交流驱动的。自四十年代末发明透明的导电玻璃以后,直至六十年代,这个领域的研究几乎遍及全世界的发光或显示实验室。人们期望,这种平板式的发光能够成为大面积光源,实现墙壁式照明;另外,还进一步期望能实现平板式显像,以代替现有的笨重的真空显像管。但这些期望基本上落空了。这是由于有几个始终未能解决好的问题:一是器件的亮度不够高,作为低亮度照明,例如液晶的背照明、夜间标识、应急照明等,比起其它光源,有相当的优势,但根本没有可能作为一般的照明,无法代替现有的光源如白炽灯、日光灯等。二是寿命不够长,半寿命能够达到一万小时以上的,亮度太低;亮度稍高的,寿命就只有几千小时。三是得不到合格的三基色,因而无法实现全色显像。再有一个难以克服的缺点是必需用一百伏以上的交流电压驱动,使与之匹配的半导体电路必须在高的电源下运作。七十年代,又有人发现直流的粉末电致发光,也做成了一些显示器件,有样机。但它的发光颜色的种类更少,驱动电流又比较大,它和交流EL类似,应用同样有限。 \就在同一时期,日本夏普公司的 Inoguchi 公布了他的发明:亮度长寿命的薄膜电致发光器件,亮度(ZnS:Mn的橙色)可高达 3000cd/m2,做成显示器时亮度可以有 100cd/m2,符合应用的需要。寿命则可超过一万小时。[Inoguchi, et al,:1974] [Inoguchi and Mito, 1977].。这样,几项主要的指标已经达到实用要求。夏普公司也在八十年代初用这种器件生产出手提式计算机的平板显...