第二节电致发光材料及其器件处于激发态的分子、晶体和非晶态物质在退激过程中会产生辐射，即发光。根据其受激的方式，这种激发态发光可以分为三种形式：人们曾经将这种ELD和光导膜结合，用于光放大器和x射线增强器，1960年在日本曾用于电视成像。有机电致发光：从成分上看，多样性分子设计易于实现，因而大大地丰富了发光的颜色。例如，8—羟基哇琳衍生物中，A1q3发光颜色为绿色(λmax＝520nm)，Mgq2和Znq2的发光颜色则分别是绿色(λmax＝518nm)和黄色(λmax＝570nm)。发光亮度和效率高；全固化的主动发光；视角宽，响应速度快；制备过程简单，费用低；超薄膜，重量轻；易于实现大面积彩色显示；可以制作在柔性衬底上，器件可以弯曲、折叠；具有与集成电路相匹配的直流低电压驱动特性。2025/3/6最简单的分散型直流电致发光器件如图。将一层CuS(p型半导体)热敷在ZnS(n型半导体)光发射磷光体的表面上(即发绿光的掺Cu的ZnS，记为ZnS：Cu)，从而形成一个异质pn结。发光层夹在透明的电极和金属电极之间，在一定方向的直流电场下发光。通常对电致发光薄膜器件采用多层式的金属／绝缘体／半导体／绝缘体／金属(MISIM)结构。在典型的ACEL-MISIM器件中，发光的半导体并不和电极直接接触。衬底为玻璃，薄膜沉积在可带有预定花样的透明In-Sn氧化物(1TO玻璃)上，再用后电极(A1)覆盖。载流于是由某种机理(如交流电场下的碰撞电离)而产生的电子。当电子到达绝缘体／半导体的界面时就被捕获。这种薄膜式ACEL器件具有非常好的亮度、稳定性、视角和效率，因此发展很快。发光亮度B和施加的电压V之间的关系为：例：SiO2(ε＝3.5)、Si3N4(εc＝8.5)、Y2O3(ε＝11)、Sm2O3(ε＝16)、Ta2O3(ε＝22)、BaTiO3(ε＝55)和PbTiO3(ε＝100)。2025/3/62、稀土材料的发光特性2025/3/62025/3/6进一步考虑LS耦合后还可以得到按光谱支项2S+1LJ表示的更细微的能级分裂。其能级高低的规律是：当L、S都相同时，对于小于半充满f的电子组态，J值越小的电子组态越稳定；对于大于半充满的电子组态，则J值越大的越稳定。前图中用光谱支项2S+1LJ(因能级太密，在图中用(2S十1)LJ表示)所标识的各个Re3+多重态能级图，反映了这些规律，其中谱项的宽度大致表示不同能级在晶体场中的分裂程度。例如，在稀土发光材料中常用的有f→f跃迁的Eu3+(红光)、Tb3+(绿光)和d→f跃迁的Eu2+(蓝光)。90％以上的激光晶体中掺有稀土离子，只有10％左右是掺人V2+、Ni2+、Co2+、Co3+、Ti3+、Cr3+和U3+等过渡金属离子。稀土自由离子受电子斥力、自旋轨道精合和晶体场作用而产生能级位移和分裂。稀土元素Nd的过磷酸盐是目前激光晶体中使用最为广泛的激活材料。例如，将Nd3+离子掺人YP5O14中所得到的YP5O14：Nd晶体就具有较好的激光性能。由于热载流子(一般是动能约2一10eV的电子)和掺杂的稀土离子直接相互作用而使稀土离子的4f(5d)电子激发到激发态。电子交换(Dexter)机理：两个独立的单电子各自朝相反的方向转移(也要求在小于1nm内两者有轨道重叠，是近程过程)，结果形成光敏剂的基态和淬灭剂的激发态。其中fS(E)和fA(E)分别为光敏剂S和稀土离子受体A的发射和吸收谱的谱形函数。该式表示DAP中发射光谱和稀土的吸收光谱重叠时能量交换效率高。稀土原子的间接激发过程要求自由载流子必须被给体和受体俘获，因此在具有强电场的EL结构中，这种过程是很难实现的，因为在该条件下自由载流子立刻被电场加速到EI器件的弱场区，在该区域中给体和受体中心不会电离。最简单的分子电致发光器件仅由阴极(金属)、发光层和阳极(1TO)所组成的单层夹心式结构。这是一种注入型的发光器件。通常用ITO玻璃作为阳极，在正向电压驱动下向发光层注入空穴，作为阴极的金属电极向发光层注入电子。注入的空穴和电子在发光层中相遇而结合成激子。激子复合后再将能量传递给发光材料，后者中被激发的电子经过辐射弛豫过程而发光。典型的实用化的三层发光器件2025/3/6电致发光器件中包含了电极、发光材料及载流子传输材料三个部分。根据它们的不同作用，对它们都有一定的要求。（小分子发光材料）2025/3/62025/3/6非过渡金属离子A13+、Zn2+、Ga3+、In3+、Be2+、Th4+、Zr4+、Sc3+和芳香族有机化合物所形成的配合物受到广泛重视。其中的配体通常含有一个能与金属离子形成。键的-OH、-SH、-NH2或-COOH官能团，还含有一个能与金属离子形成配位键的N、O或OR等官能团，如羟基蒽染料、偶氮染料和8—羟基喹啉所形成的