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固态阴极射线发光的表征


□ 赵谡玲

  摘 要固态阴极射线发光(SSCL)是一种全新的激发方式,是发光的一个分支.文章作者辨认了固态阴极射线发光的本质,证明了它的普适性.文章对固态阴极射线发光的本质作了进一步的分析,分析了它的发光光谱及随驱动电压提高时的变化规律,证明了固态阴极射线激发既可引起激子发光,又可引起扩展态发光,扩展态的发光是激子离化后产生的电子-空穴的直接复合.文章作者还研究了固态阴极射线发光的瞬态特性及发光的衰减,证明了在它的发光波形中用传统的位相方法已不能表示固态阴极射线发光与激发电压的时间关系,并从它的两个发光峰随频率变化的明显差别提出了实测真实发光寿命的思路.
  关键词固态阴极射线发光,有机电致发光,激子,扩展态
  
  Characterization of solid state cathodoluminescence
  ZHAOSu-Ling
  (Key Laboratory of Luminescence and Optical Information, Ministry of Education, Institute of Optoelectronics Technology, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044,China)
  AbstractThe character of solid state cathodoluminescence (SSCL), a new excitation mechanism of luminescence, has been identified and its universality demonstrated. The spectrum of SSCL and its change in behavior with the increase of driving voltage have been analyzed in detail. It is shown that SSCL includes the luminescence from exciton recombination and expanded state recombination. Under a high electric field, excitons dissociate to electrons and holes in expanded states, which results in luminescence from the expanded state recombination. The transient and decay characteristics of SSCL have also been investigated. It is concluded that the traditional phase method cannot be used to assess the temporal relationship between SSCL and the driving voltage. From the variation of SSCL with the excitation driving frequency we propose a new method to measure the true luminescence lifetime. 
  Keywordssolid state cathodeluminescence(SSCL), organic electroluminescence, exciton, expanded state
  
  现代信息社会使显示技术进入了一个全新的环境,平板显示(FPD)是现代显示技术的发展趋势.平板显示器件种类繁多,比较有代表性的有液晶显示器(LCD)、等离子显示器(PDP)、电致发光显示器件(ELD)和发光二极管(LED)等.这些显示器件或已经占据大量市场份额,或将要大批量投入生产,但到目前为止,它们的显示质量还不能与传统的阴极射线管(CRT)显示相比.电致发光显示被认为是下一代理想的平板显示技术之一,尤其是有机电致发光显示,但有机器件的寿命和效率一直是困扰其应用的棘手问题,因此还不能大批量地投入生产.在有机电致发光过程中,电子和空穴复合后,单线态和三线态同时产生,按照自旋统计原则,发光分子的单线态及三线态激子数之比是1:3,所以单线态的发光只是全部被激发的分子的1/4.一般单线态的辐射跃迁是允许跃迁,而三线态的辐射跃迁是被禁戒的.这样就只有1/4被激发的分子可以发光,所以一般认为有机场致发光的效率最大也不能超过光致发光的25%.无机电致发光器件的蓝色发光一直达不到实用化的要求,限制了其在彩色显示方面的应用,可以说,蓝色发光是目前无机器件的一个瓶颈,如果不能突破这个瓶颈,无机薄膜电致发光器件在显示领域的应用将受到非常大的限制.
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摘自:物理 2008年第11期  
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