点击关注稀金计算 更多精彩内容
发光材料在电场的作用下的发光称为电致发光（electroluminescence，EL）。电致发光是在直流或交流电场作用下，依靠电流和电场的激发使某种固体材料发光的现象。又称场致发光。电致发光是把电能直接转变为可见光而不产生热的少数实例之一。电致发光不产生热，它是直接将电能转换成光能的一种发光形式，电致发光属于主动发光。早在1901年人们在研究碱卤化物时就发现了电致发光现象，1936年法国学者又发现了ZnS粉末的电致发光现象。
此后，由于导电玻璃的发明，20世纪50年代世界各国竞相研究电致发光显示板，用于制作面光源、显示板和试制平板电视，但始终因存在亮度低、效率低、寿命短等问题而进展不大。
随着电子学和材料科学的进步，到70年代电致发光板的研制又进入一个高潮。由于薄膜技术的发展，EL在亮度、效率、寿命和信息存储等方面的缺点都得到不同程度的克服。在众多平板显示技术中，电致发光器件由于其全固体化、体积小、质量轻、响应速度快、视角大、适用温度宽、制作工序简单等优点，已引起广泛关注，发展迅速，但它也面临着液晶显示和等离子体显示的强有力竞争。随着各类电致发光显示研究的不断深入，稀土发光材料在电致发光领域占有越来越重要的地位。
电致发光显示具有如下特点：
①器件结构中没有电流流过，功率消耗全部用于发光；但同时带来的问题是难以通过增大输入功率来提高发光亮度，因此将电致发光器件做成亮度很高的显示器件比较困难。
②响应时间可满足一般的显示应用；可制成任意形状、尺寸很大的面光源或显示器件；使用寿命长，可超过10000h。
③电致发光器件厚度薄而且牢固，适于用在飞机等使用空间受限制的场合，也适于在受冲击或压力大的环境（如海底开发）使用。
④发光层表面性状对发光性能影响较大。
具有电致发光能力的固体材料很多，但达到商业应用水平的主要是半导体材料。其中有II-IX族、III-V族、IV-VI族的二元或三元化合物。III-V族和IV-VI族化合物是典型的半导体发光材料。II-IV族化合物是以ZnS基质材料为代表。
电致发光元件的类型较多，但与稀土发光材料相关的是交流薄膜电致发光和粉末直流电致发光两类，前者属于内禀发光，后者属于电荷注入发光。交流薄膜电致发光器件的结构，是在粘有透明导电薄膜的玻璃基片上依次层叠绝缘层、发光层、绝缘层和背面电极。
直流电致发光材料与交流电致发光材料有所不同，它要求电流通过发光颗粒，因此发光体与电极要求有良好的接触。例如颗粒表面含有Cu2S相的ZnS:Mn，在直流电场激发下可发出很强的光。稀土激活的直流电致发光荧光粉正在研制中，如绿色的CaS:Ce，Cl，红色的CS:Eu，Cl和蓝绿色的SrS:Ce，Cl等等。
根据所施加的电压的高低，可分为低场电致发光和高场电致发光两类。发光二极管把其能量注入一个p-n结，这是一种典型的低场电致发光，它的外加电压一般为几伏。高场电致发光需要的电场约为106V/cm，在这类电致发光的应用中，使用最为普遍的材料就是ZnS。低场电致发光通常在直流电场下工作，而高场电致发光一般在交流电下工作。
在这里，首先讨论低场电致发光以及它们的应用，其中包括：发光二极管和激光二极管，后者也称为半导体激光器（semiconductor lasers）。然后，再讨论高场电致发光，它在薄膜型电致发光显示应用中，表现出很大的潜力。
往期推荐
