專利名稱：有機(jī)光電轉(zhuǎn)換、照明和顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)光電技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于有機(jī)發(fā)光二極管技術(shù)、有機(jī)太陽
能電池技術(shù)和蓄電電池技術(shù)進(jìn)行有機(jī)光電轉(zhuǎn)換、照明和顯示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在有機(jī)光電研究領(lǐng)域中，關(guān)于有機(jī)發(fā)光二極管和有機(jī)太陽能電池的研究是兩大熱 點(diǎn)，下面分別介紹這兩種技術(shù) 有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting Diodes)，又稱為有機(jī)電致發(fā)光顯示 (Organic Electrol咖inesence Display, 0ELD)。自1987年Kodak公司的C. W. Tang利用小 分子有機(jī)化合物Alq3作為發(fā)光材料研制出了低驅(qū)動電壓的有機(jī)電致發(fā)光器件以來，有機(jī)
電致發(fā)光以其低驅(qū)動電壓，高發(fā)光亮度，主動發(fā)光，易實現(xiàn)單色和彩色平板顯示，制作工藝 簡單、全固體化、高亮度、低功耗等優(yōu)勢顯示而出強(qiáng)大的生命力。有機(jī)發(fā)光二極管一般常用
結(jié)構(gòu)中包括襯底、IT0陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層、 陰極，其工作原理是，空穴和電子分別從陽極和陰極注入，經(jīng)過空穴傳輸層和電子傳輸層、 在發(fā)光層空穴和電子復(fù)合形成激子，激子退激發(fā)光。 有機(jī)太陽能電池是核心部分，由有機(jī)材料構(gòu)成的太陽能電池。第一個有機(jī)光電轉(zhuǎn) 換器件是由Kearns和Calvin在1958年制備的，其主要材料為鎂酞菁(MgPc)染料，染料層 夾在兩個功函數(shù)不同的電極之間。1986年發(fā)現(xiàn)由四羧基茈的一種衍生物和銅酞菁(CuPc) 組成的雙層膜異質(zhì)結(jié)太陽能電池，其效率能達(dá)到1%，雙層膜異質(zhì)結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)包括 給體和受體的有機(jī)半導(dǎo)體材料，給體材料吸收光子之后產(chǎn)生空穴一電子對，電子注入到作 為受體的有機(jī)半導(dǎo)體材料后，空穴和電子得到分離，從電極輸出形成光電流?，F(xiàn)在異質(zhì)結(jié)太 陽能電池仍是研究的熱點(diǎn)之一。后來人們又提出了 bulkhetero-junction,即將受體材料和 給體材料混合，通過共蒸或旋涂的辦法形成一層薄膜，這樣在任何位置形成的激子很容易 到達(dá)給體和受體的界面，從而提高了電荷分離的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種有機(jī)光電轉(zhuǎn)換、照明和顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)將有機(jī)發(fā)光二 極管、有機(jī)太陽能電池和蓄電電池有機(jī)地整合在一起，能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能_電能轉(zhuǎn)換并存儲、 照明和信息顯示的功能。系統(tǒng)繼承了有機(jī)發(fā)光二極管具有亮度、低驅(qū)動電壓、超薄、全固化 等特點(diǎn)，同時具備有機(jī)太陽能電池光電轉(zhuǎn)換功能。 本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的，一種有機(jī)光電轉(zhuǎn)換、照明和顯示系 統(tǒng)，其特征在于包括有機(jī)太陽能電池層、有機(jī)發(fā)光二極管層和蓄電電池系統(tǒng)，有機(jī)太陽能 電池層與有機(jī)發(fā)光二極管層相互疊加并經(jīng)上、下玻璃基片封裝構(gòu)成發(fā)光顯示屏，該發(fā)光顯 示屏并與蓄電電池系統(tǒng)相并聯(lián)構(gòu)成有機(jī)光電轉(zhuǎn)換、照明和顯示系統(tǒng)。 所述有機(jī)發(fā)光二極管層包括依次至下而上相互疊加的透光襯底、透光導(dǎo)電陽極、 空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極。
所述有機(jī)太陽能電池層包括依次至上而下相互疊加的透光導(dǎo)電陽極、有機(jī)層及與 有機(jī)發(fā)光二極管層共用的同 一 陰極。 所述上玻璃基片與下玻璃基片通過封裝膠封裝。 所述透光襯底選用柔性襯底或剛性襯底。該柔性襯底為聚乙烯對苯二甲酯 (polyethyleneter印hthalate， PET)、聚碳酸酉旨(polycarbonate)或聚丙烯(acrylic);該 剛性襯底為玻璃或硅。 所述陰極為普通陰極或透光導(dǎo)電陰極。 本發(fā)明采用鍍膜工藝將各個功能層逐一鍍到襯底上，采用公共陰極，來整合有機(jī) 太陽能電池和有機(jī)發(fā)光二極管。利用有機(jī)太陽能電池層來實現(xiàn)光-電轉(zhuǎn)換，利用有機(jī)發(fā)光 二極管層來實現(xiàn)照明或信息顯示，白光照明是通過改變有機(jī)發(fā)光二極管的發(fā)光層的結(jié)構(gòu)和 材料來實現(xiàn)的，當(dāng)要求信息顯示(特別是彩色信息顯示)時，需要將有機(jī)發(fā)光二極管層的襯 底換成具有濾色膜的透光襯底。


圖1是本發(fā)明的使用原理簡圖；
圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明有機(jī)功能層簡單封裝結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1、入射光；2、出射光；3、有機(jī)太陽能電池層；4、有機(jī)發(fā)光二極管層；5、蓄電 電池系統(tǒng)；6、有機(jī)發(fā)光二極管輸出光；7、上玻璃基片；8、下玻璃基片；9、封裝膠；401、透光
襯底；402、透光導(dǎo)電陽極；403、空穴注入層；404、空穴傳輸層；405、發(fā)光層；406、電子傳輸 層；407、電子注入層；408、陰極；309、有機(jī)層；310、透光導(dǎo)電陽極。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。 參見圖1所示，該有機(jī)光電轉(zhuǎn)換、照明和顯示系統(tǒng)包括有機(jī)太陽能電池層3、有機(jī) 發(fā)光二極管層4和蓄電電池系統(tǒng)5，有機(jī)太陽能電池層3與有機(jī)發(fā)光二極管層4相互疊加并 經(jīng)上玻璃基片7、下玻璃基片8封裝構(gòu)成發(fā)光顯示屏，該發(fā)光顯示屏并與蓄電電池系統(tǒng)5相 并聯(lián)構(gòu)成有機(jī)光電轉(zhuǎn)換、照明和顯示系統(tǒng)。 如圖2所示，有機(jī)發(fā)光二極管層4包括依次之下而上相互疊加的透光襯底401、透 光導(dǎo)電陽極402、空穴注入層403、空穴傳輸層404、發(fā)光層405、電子傳輸層406、電子注入層 407和陰極408。 所述透光襯底401選用柔性襯底或剛性襯底。其中，所述柔性襯底為聚乙烯 對苯二甲酯(polyethyleneter印hthalate， PET)、聚碳酸酉旨(polycarbonate)或聚丙烯 (acrylic);所述剛性襯底為玻璃或硅。 有機(jī)太陽能電池層3包括透光導(dǎo)電陽極310、有機(jī)層309，有機(jī)太陽能電池層3和 有機(jī)發(fā)光二極管層4共用同一陰極408。所述陰極408為普通陰極或透光導(dǎo)電陰極。
上述有機(jī)發(fā)光二極管層4的陰極408同時作為有機(jī)太陽能電池層3的陰極，該陰 極與蓄電電池系統(tǒng)5的電源負(fù)極相連，同時透光導(dǎo)電陽極310與蓄電電池系統(tǒng)5的電源正 極相連；有機(jī)發(fā)光二極管層4的透光導(dǎo)電陽極402通過開關(guān)與蓄電電池系統(tǒng)5的電源正極相連。 如圖3所示，上述上玻璃基片7、下玻璃基片8封裝構(gòu)成發(fā)光顯示屏，是將有機(jī)太 陽能電池層3、有機(jī)發(fā)光二極管層4相互疊加，并通過上玻璃基片7與下玻璃基片8將其封 裝，在其兩端密封有封裝膠9。通過這樣的簡單封裝，可以減小環(huán)境對本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光二 極管層4的影響。 本發(fā)明采用本行業(yè)通用的鍍膜工藝及通用的材料將上述各個功能層按照圖2所 示層間分布逐一鍍到襯底上，并采用公共陰極，將有機(jī)太陽能電池和有機(jī)發(fā)光二極管蒸鍍 為一體，構(gòu)成發(fā)光顯示屏，該發(fā)光顯示屏并通過與蓄電電池系統(tǒng)5的并聯(lián)構(gòu)成本發(fā)明系統(tǒng)， 從而實現(xiàn)有機(jī)光電轉(zhuǎn)換、照明和顯示。 圖1中，充電時，太陽光發(fā)出的入射光1到本發(fā)明系統(tǒng)的有機(jī)太陽能電池層3，其吸 收部分太陽光并轉(zhuǎn)換為電能，存儲到蓄電電池系統(tǒng)5中，實現(xiàn)充電功能；同時部分光出射光 2穿過有機(jī)發(fā)光二極管層4 ;當(dāng)需要照明時，閉合開關(guān)K(如圖2所示)，蓄電電池系統(tǒng)5向 有機(jī)發(fā)光二極管層4供電，光線按有機(jī)發(fā)光二極管輸出光6路徑出射，實現(xiàn)照明功能。
權(quán)利要求
有機(jī)光電轉(zhuǎn)換、照明和顯示系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括有機(jī)太陽能電池層(3)、有機(jī)發(fā)光二極管層(4)和蓄電電池系統(tǒng)(5)，有機(jī)太陽能電池層(3)與有機(jī)發(fā)光二極管層(4)相互疊加并經(jīng)上、下玻璃基片(7、8)封裝構(gòu)成發(fā)光顯示屏，該發(fā)光顯示屏并與蓄電電池系統(tǒng)(5)相并聯(lián)構(gòu)成有機(jī)光電轉(zhuǎn)換、照明和顯示系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換、照明和顯示系統(tǒng)，其特征在于所述有機(jī)發(fā)光 二極管層(4)包括依次至下而上相互疊加的透光襯底(401)、透光導(dǎo)電陽極(402)、空穴注 入層(403)、空穴傳輸層(404)、發(fā)光層(405)、電子傳輸層(406)、電子注入層(407)和陰極 (408)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換、照明和顯示系統(tǒng)，其特征在于所述有機(jī)太陽 能電池層(3)包括依次至上而下相互疊加的透光導(dǎo)電陽極(310)、有機(jī)層(309)及與機(jī)發(fā)光 二極管層(4)共用的同一陰極(408)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換、照明和顯示系統(tǒng)，其特征在于所述上玻璃基 片(7)與下玻璃基片(8)通過封裝膠(9)封裝。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換、照明和顯示系統(tǒng)，其特征在于所述透光襯底 (401)選用柔性襯底或剛性襯底。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換、照明和顯示系統(tǒng)，其特征在于所述柔性襯底 為聚乙烯對苯二甲酯polyethyleneter印hthalate， PET、聚碳酸酯polycarbonate或聚丙 烯acrylic ;所述剛性襯底為玻璃或硅。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換、照明和顯示系統(tǒng)，其特征在于所述陰極 (408)為普通陰極或透光導(dǎo)電陰極。
全文摘要
本發(fā)明涉及有機(jī)光電技術(shù)領(lǐng)域基于有機(jī)發(fā)光二極管技術(shù)、有機(jī)太陽能電池技術(shù)和蓄電電池技術(shù)進(jìn)行有機(jī)光電轉(zhuǎn)換、照明和顯示系統(tǒng)，其特征在于包括有機(jī)太陽能電池層(3)、有機(jī)發(fā)光二極管層(4)和蓄電電池系統(tǒng)(5)，有機(jī)太陽能電池層(3)與有機(jī)發(fā)光二極管層(4)相互疊加并經(jīng)上、下玻璃基片(7、8)封裝構(gòu)成發(fā)光顯示屏，該發(fā)光顯示屏并與蓄電電池系統(tǒng)(5)相并聯(lián)構(gòu)成有機(jī)光電轉(zhuǎn)換、照明和顯示系統(tǒng)。本發(fā)明繼承了有機(jī)發(fā)光二極管具有亮度、低驅(qū)動電壓、超薄、全固化等特點(diǎn)，同時具備有機(jī)太陽能電池光電轉(zhuǎn)換功能。
文檔編號G09F9/33GK101739909SQ20101001366
公開日2010年6月16日 申請日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者丁磊, 劉丁菡, 張方輝, 蔣謙, 閻洪剛 申請人:陜西科技大學(xué)