Solid State Luminescence: Theory, materials and devices

از لحاظ تاریخی، تابش جسم سیاه در لامپ رشته‌ای تنگستن، ابزار صنعتی اولیه ما برای تولید نور «مصنوعی» بود، زیرا جایگزین لامپ‌های گازی شد. دستگاه های شب تاب حالت جامد برای کاربردهای مختلف از لامپ گرفته تا نمایشگر از آن زمان به ویژه به دلیل توسعه نیمه هادی ها و فسفرها گسترش یافته اند. محصولات روشنایی ما در حال حاضر بیشتر مبتنی بر فسفر هستند و این "نور سرد" جایگزین بخش فزاینده ای از لامپ های رشته تنگستن می شود. حتی دیودهای ساطع کننده نور هم اکنون چنین لامپ هایی را برای چراغ های ترمز خودرو به چالش می کشند. در زمینه نمایش اطلاعات، فسفرهای لوله اشعه کاتدی ثابت کرده اند که ساطع کننده نور بسیار کارآمد با قابلیت رنگ عالی هستند. فشار فعلی برای نمایشگرهای صفحه تخت کاملاً شدید است و سردرگمی زیادی در مورد اینکه توسعه و تجاری سازی سریعتر در کجا اتفاق می افتد وجود دارد، اما با نیاز به رنگ، اکنون آشکار است که لومینسانس حالت جامد نقش اصلی را به عنوان فاز گاز ایفا خواهد کرد. نمایشگرهای پلاسما به راحتی اجازه رنگ با وضوح بالا را که امروزه مورد نیاز است، نمی دهند. چالش طولانی مدت برای توسعه نمایشگرهای الکترولومینسانس همچنان ادامه دارد و لامپ های فلورسنت با کارایی بالا در حال حاضر نمایشگرهای تک رنگ و رنگی کریستال مایع را روشن می کنند. توسعه فسفرهای خاکی کمیاب سه جزء از اهمیت خاصی برخوردار است.

Historically, black body radiation in the tungsten filament lamp was our primary industrial means for producing 'artificial' light, as it replaced gas lamps. Solid state luminescent devices for applications ranging from lamps to displays have proliferated since then, particularly owing to the develop­ ment of semiconductors and phosphors. Our lighting products are now mostly phosphor based and this 'cold light' is replacing an increasing fraction of tungsten filament lamps. Even light emitting diodes now chal­ lenge such lamps for automotive brake lights. In the area of information displays, cathode ray tube phosphors have proved themselves to be outstandingly efficient light emitters with excellent colour capability. The current push for flat panel displays is quite intense, and much confusion exists as to where development and commercialization will occur most rapidly, but with the need for colour, it is now apparent that solid state luminescence will play a primary role, as gas phase plasma displays do not conveniently permit colour at the high resolution needed today. The long term challenge to develop electroluminescent displays continues, and high performance fluorescent lamps currently illuminate liquid crystal monochrome and colour displays. The development of tri­ component rare earth phosphors is of particular importance.