光源的发光机理

２０１１年２月　第２７卷第１期　江苏教育学院学报（自然科学）　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）　Ｆｅｂ．，２０１１　ＶｏＩ＿２７　Ｎｏ．１　

有机电致发光材料的发展及其发光机理　

胡志新　

（江苏省梅村高级中学，江苏无锡２１４１１２）　

［摘要］　有机电致发光器件（ＯＬＥＤ）具有低压直流驱动、高亮度、高效率、响应速度快，适合于动态图像显示，　以及易实现全彩色大面积显示等优点，在平板显示领域引起了广泛的关注．本文介绍了近年来有机电致发光材料的发　

展及其发光机理．　［关键词］　有机电致发光；金属配合物；发光性能；发光效率　［中图分类号］０７３４　［文献标识码］　Ａ　［文章编号］　１６７１—１６９６（２０１１）０１—００２７—０３　

一、有机电致发光材料的发展　

自从Ｔａｎｇ等１９８７年研制出高亮度、高性能的有　

机电致发光材料与器件（Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔ　Ｄｉｏｄｅ，　ＯＬＥＤ）¨　以来，有机电致发光器件引起了科学界的　

广泛关注，被普遍认为是新一代显示技术中最具竞　

争力的技术之一．　

与无机材料的电致发光相比，有机薄膜具有许　

多优越性：（１）有机材料可获得在可见光谱范围内的　

全色发光；（２）可以直接用几十伏甚至几伏的直流低　

压驱动，可以和集成电路直接相匹配；（３）有机电致　

发光器件制作工艺简单，可以低成本制成超薄平板　

显示器件．因此，ＯＬＥＤ与当前已处于普及应用的其　

它ＬＥＤ显示技术包括无机电致发光器件相比，具有　

低压直流驱动、高亮度、高效率、响应速度快，适合于　

动态图像显示以及易实现全彩色大面积显示等优　

点．但是ＯＬＥＤ的全彩色显示目前还存在较多问题，　

其中一个关键问题就是缺乏性能优异的电致发光材　

料．　

与其它显示技术相同，ＯＬＥＤ也采用基于红、绿、　

蓝的三原色的全色显示方案．这种显示方案要求材　

料具有高的荧光量子效率、饱和的色纯度、窄的发射　谱带、均匀致密的成膜和良好的热稳定性等．ＯＬＥＤ　

射灯发光原理

射灯，又称射流灯或聚光灯，是一种高亮度的光源，在舞台照明、建筑照明、影视拍摄等领域得到广泛应用。射灯的发光原理与普通白炽灯不同，本文将介绍射灯的发光原理。

射灯的发光原理基于一种叫做“气体放电”的物理过程。气体放电是一种在某些特定条件下，发生在气体中的电磁现象，它能够通过电离气体分子并使其发射光线。

射灯中的发光原理主要分为两种情况：一种是通过氩气的气体放电产生弧光放电，使灯内的金属钨丝加热并发出白炽光，这种射灯称为汽灯；另一种是通过高压气体的放电将气体分子电离，使其发射出可见的光线，这种射灯称为气体放电灯。

汽灯的工作原理是，电流通过气体放电在放电时产生的弧光热作用在钨丝上，使之加热到高温的同时也放射出大量的热辐射和光辐射。钨丝的温度越高，辐射的能量就越大，光线也就越亮。汽灯的发光机理就是依靠钨丝的高温辐射产生白炽光。

气体放电灯的工作原理则是，当高压电流通过灯内的气体时，在电场的作用下，气体分子受到能量的激励，发生电离并激发到高能态。这些高能态的分子会通过自发辐射或碰撞激发其他分子，使其发射出可见光。这样，灯内的气体就会发出彩色光线，形成了各种各样的颜色和光谱。

气体放电灯常见的有汞灯、氙灯、钨卤素灯等。汞灯的工作原理是，在高压电流的作用下，气态汞分子电离并激发到高能态，然后发生自发辐射，释放出紫外线光线。紫外线照射到汞蒸汽所在的管壁上的荧光粉层上，进而转化为可见光。氙灯的发光机理和汞灯类似，是利用氙气分子的电离辐射产生可见光。不同的是，氙灯的光谱范围更广，亮度更高，使用寿命更长。钨卤素灯则是在气体放电的将钨丝或卤素灯丝中的卤素元素蒸发出来，使其与空气中的氧气发生化学反应，产生强烈的化学发光。

在以上几种射灯中，有一种叫做滤光片射灯，它的原理是将气体放电灯与几种不同颜色的滤光片组合，以便产生不同的颜色。滤光片是由高级光学材料制成的，可以选择性地吸收和透过某些特定波长的光线，使其成为颜色滤光片。当滤光片射灯工作时，灯内的气体放电发射出的光线不能全部透过滤光片，因为滤光片会选择性地吸收某些波长的光线，只有某些波长的光线能够通过滤光片，从而呈现出不同的颜色。

常见发光免疫分析技术的比较

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免疫学技术的迅速发展对精度的要求越来越高，一般的酶免检测技术已逐渐无法适应这种形势的需要。现今发展的主流已不再是用放射性同位素标记的测定方法(避免污染环境及对人体损害)，而是转向于能在任何地方操作的快速均相和固相测定，最终趋向于能够枪测到皮克或10负18摩尔级的、非同位素的、自动或半自动的实验室测定技术，发光免疫分析技术顺应了这一潮流，开创了免疫诊断的新纪元。

发光免疫分析是一种灵敏度高、特异性强、检测快速及无放射危害的分析技术。70年代末以来得到了迅速发展，目前在国际上已经实现商品化和产业化的发光免疫分析产品，基本上可以分为：化学发光、时间分辨荧光(也称时间延迟光致发光)、电化学发光(也称场致发光和电致发光)几种。

1、化学发光

化学发光是指在化学反应过程中发出可见光的现象。通常是指有些化合物不经紫外光或可见光照射，通过吸收化学能(主要为氧化还原反应)，从基态激发至激发态。退激时通过跃迁(或将激发能转移至受体分子上)，释放能量产生光子，以光形式放出能量从而导致的发光现象。其主要特点为消耗发光剂。同时量子效率相对较低。

1.1 按化学反应类型分类：可分为酶促化学发光和非酶促化学发光两类。其中酶促化学发光主要包括辣根过氧化物酶(HRP)系统、碱性磷酸酶 (ALP)系统、黄嘌呤氧化酶系统等。酶促发光的共同特点为发光过程中作为标记物的酶基本不被消耗，而反应体系中发光剂充分过最，因此发光信号强而稳定，且发光时间较长。因此可采用速率法测量，故检测方式简单、成本较低。酶促反应的主要缺点为工作曲线可能随时间漂移，而且低端斜率容易呈非线性下移。而非酶促化学发光包括吖啶酯系统、草酸酯系统、三价铁一鲁米诺系统等。非酶促发光的共同特点为发光过程中标记物被消耗，同时作为标记物的发光剂是发光反应的瓶颈，即含量总是相对不足，因此发光信号持续时间较短；如果直接在免疫反应杯中启动发光反应，由于发光剂被很快消耗，故只能进行一次性测量。所以重复性较差。为降低检测成本并实现重复测量，目前普遍采用原位进样加流动池的时间积分测量方式。因此仪器成本及维护费用较高，而且反复使用的流动池可能导致交叉污染；并目冲洗或进样中产生的气泡也会干扰测定；同时繁琐冗长的冲洗过程也会成为提高检测效率的瓶颈。另外，使用磁性或非磁性微粒时，强烈的散射吸收作用也会降低灵敏度。

描述icp光源的结构、发光机理和特点

ICP光源，即指感应耦合等离子体光源（Inductively Coupled

Plasma Source），是一种常用于质谱仪等科学仪器中的光源。它通过感应耦合等离子体的产生和激发，使样品中的分子或原子产生发光现象，从而实现分析和检测的目的。

ICP光源的结构主要包括以下几个部分：射频功率源、射频线圈、石英管、气体进样系统以及质谱仪接口。其中，射频功率源用于提供高频电源，使射频线圈内的电流形成高频交变磁场；射频线圈是一个螺线管状的线圈，用于产生高频交变磁场；石英管是一个密封的反应室，用于容纳样品和感应耦合等离子体；气体进样系统用于将待测样品输送到石英管中；质谱仪接口用于连接ICP光源和质谱仪主体。

ICP光源的发光机理是基于感应耦合等离子体的产生和激发过程。当射频功率源提供高频电源时，射频线圈内的电流形成高频交变磁场。这个高频交变磁场通过感应作用，使石英管中的气体产生等离子体。在感应耦合等离子体中，高能电子与气体分子或原子碰撞，使其电子激发到高能态。当这些激发态的电子回到基态时，会释放出能量，产生光子。这些光子经过进一步的光学调节和分析，最终用于分析和检测。

ICP光源具有以下几个特点：

1. 高温高能：感应耦合等离子体在产生过程中，通常需要高温和高能的条件。这使得ICP光源具有较高的激发能力，能够激发样品中的分子和原子到高能态，从而产生更强的发光信号。

2. 高稳定性：ICP光源采用射频功率源和射频线圈的供电方式，能够提供稳定的高频电源，使得感应耦合等离子体能够稳定持续地产生和激发。这使得ICP光源具有较高的稳定性和可靠性，适用于长时间的分析和检测工作。

3. 多元素分析：ICP光源能够同时激发多种元素的发光。在分析过程中，可以通过调节射频功率和气体组分，实现对不同元素的选择性激发和检测。这使得ICP光源在多元素分析中具有较高的灵活性和应用价值。

4. 高分辨率：ICP光源产生的发光信号具有较高的分辨率。这是由于感应耦合等离子体产生的等离子体团簇具有较小的体积，能够提供较高的空间分辨率。这使得ICP光源在微量元素分析和高精度测量中具有优势。