專(zhuān)利名稱(chēng)：固態(tài)類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光平板顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在固態(tài)介質(zhì)中產(chǎn)生類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光器件。
背景技術(shù)：
電場(chǎng)誘導(dǎo)下的發(fā)光已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了四種(一)陰極射線(xiàn)發(fā)光；(二)p-n結(jié)發(fā)光；(三)無(wú)機(jī)場(chǎng)致發(fā)光；(四)有機(jī)/聚合物場(chǎng)致發(fā)光。
1987年潘可夫(S.Pankove)還提出了另一個(gè)電場(chǎng)誘導(dǎo)下發(fā)光的模型，認(rèn)為隧穿進(jìn)入發(fā)光層導(dǎo)帶較高能級(jí)的電子可以將其位能直接轉(zhuǎn)換成激發(fā)能，在常規(guī)情況下，由于電聲子相互作用很強(qiáng)，電子很快可以降至導(dǎo)帶底，這種情況是不可能的。在這四種發(fā)光中(一)的工作電壓很高，萬(wàn)伏以上；(二)的發(fā)光是在低場(chǎng)區(qū)；只有(三)及(四)的發(fā)光是在場(chǎng)強(qiáng)相近的條件下實(shí)現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的固態(tài)類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光器件，由透明導(dǎo)電玻璃(ITO)、淀積在透明導(dǎo)電玻璃上的發(fā)光層和背電極構(gòu)成。所述的發(fā)光層為有機(jī)發(fā)光層和其兩側(cè)淀積的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層的復(fù)合層，有機(jī)發(fā)光層采用高分子發(fā)光材料聚苯乙炔PPV，無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層采用無(wú)機(jī)寬禁帶半導(dǎo)體材料二氧化硅SiO2。按ITO/SiO2/PPV/SiO2/Al結(jié)構(gòu)，做成對(duì)稱(chēng)性的器件。另一種，所述的發(fā)光層為有機(jī)發(fā)光層和其一側(cè)淀積的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層的復(fù)合層，有機(jī)發(fā)光層采用高分子發(fā)光材料PPV，無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層采用無(wú)機(jī)寬禁帶半導(dǎo)體材料SiO2；按ITO/SiO2/PPV/Al結(jié)構(gòu)做成不對(duì)稱(chēng)性的器件。在電場(chǎng)激發(fā)下，電子經(jīng)無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層而獲得足夠的能量后，可直接碰撞激發(fā)有機(jī)發(fā)光層而發(fā)光，從而產(chǎn)生類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光。這種發(fā)光的依據(jù)是半導(dǎo)體寬禁帶材料在高電場(chǎng)中可以有加速電子的功能，加速的結(jié)果可以達(dá)到10ev以上的能量，這么大能量的電子足可碰撞發(fā)光體而使它發(fā)光，發(fā)光的波長(zhǎng)范圍可以包括整個(gè)可見(jiàn)區(qū)。首先這個(gè)器件在有機(jī)或聚合物上容易實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榉肿又g的相互作用很弱，每個(gè)分子都保持了一定程度的獨(dú)立性。不管材料是非晶態(tài)的或晶態(tài)的，單個(gè)分子在受到紫外或粒子(包括電子及高能粒子)的轟擊時(shí)，只要這個(gè)單個(gè)分子被激發(fā)了，它就會(huì)按尋常的規(guī)律產(chǎn)生光的發(fā)射。本發(fā)明的有益效果是避免使用真空，使器件重量、體積都大大變小，并可發(fā)出包括整個(gè)可見(jiàn)區(qū)的各種波長(zhǎng)的發(fā)光。
四

圖1固態(tài)類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光器件對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的示意2固態(tài)類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光器件非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的示意3固態(tài)類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光器件多層結(jié)構(gòu)的示意中1為透明導(dǎo)電玻璃(ITO)層、2為無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層、3為有機(jī)發(fā)光層、4為鋁電極(Al)。
五、具體實(shí)施例如圖l所示，固態(tài)類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光器件是由透明導(dǎo)電玻璃(ITO)層1、淀積于透明導(dǎo)電玻璃(ITO)層1上的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層2、有機(jī)發(fā)光層3、無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層2和鋁電極(Al)4構(gòu)成。所述的發(fā)光層為有機(jī)發(fā)光層3和其兩側(cè)淀積的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層2的復(fù)合層，有機(jī)發(fā)光層采用高分子發(fā)光材料PPV，無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層2采用無(wú)機(jī)寬禁帶半導(dǎo)體材料SiO2。按以上選用的材料做成的結(jié)構(gòu)為ITO/SiO2/PPV/SiO2/Al的對(duì)稱(chēng)器件。
如圖2所示，固態(tài)類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光器件中，所述的發(fā)光層為有機(jī)發(fā)光層3和其一側(cè)淀積的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層2的復(fù)合層，有機(jī)發(fā)光層采用高分子發(fā)光材料PPV，無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層采用無(wú)機(jī)寬禁帶半導(dǎo)體材料SIO2；按以上選用材料做成的不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)為ITO/SiO2/PPV/Al。
如圖3所示，固態(tài)類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光器件中，可以采用級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，按以上兩例選用材料，其結(jié)構(gòu)為ITO/SiO2/PPV/SiO2/PPV/SiO2/Al，這是有兩個(gè)發(fā)光層的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)。此外，還可制作有三個(gè)發(fā)光層3的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，相鄰發(fā)光層3之間夾有半導(dǎo)體加速層2。
以上幾例均以交流激發(fā)(ac)，從電極進(jìn)入SiO2或在電極及SiO2界面上局部能級(jí)上的電子經(jīng)高電場(chǎng)的加速獲得足夠的能量后，直接轟擊鄰層的發(fā)光薄膜，即可使它被激發(fā)，然后它的退激發(fā)或馳豫即引起發(fā)光。由于這種激發(fā)是由于在固體中加速的高能電子，而非尋常陰極射線(xiàn)中在真空中被加速的電子，后者已被命名為陰極射線(xiàn)。所以，這種在固體中經(jīng)加速的電子只能命名為類(lèi)陰射線(xiàn)。它的直接碰撞引起的發(fā)光就命名為類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光。
這種發(fā)光同樣發(fā)生在有空穴導(dǎo)電能力的有機(jī)分子或聚合物，例如以MEH-PPV做成夾在SiO2薄膜中的發(fā)光層，用交流電場(chǎng)激發(fā)也可得到它的類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光。
如果把其中一層SiO2換成Ta2O5，使電子不能從電極進(jìn)入有機(jī)或聚合物發(fā)光層。仍用交流電場(chǎng)激發(fā)，也同樣可得到類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光，但它的激發(fā)只限于SiO2一側(cè)，發(fā)光強(qiáng)度將變?nèi)酢EH-PPV上都觀察到這一現(xiàn)象。
用無(wú)機(jī)發(fā)光材料也可得到類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光，但難度較大，因結(jié)晶良好的要求較高。在這些結(jié)構(gòu)中半導(dǎo)體層的厚度為50nm±15nm。有機(jī)發(fā)光層的厚度在40nm以下，太厚則電子進(jìn)深不夠。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光器件，由透明導(dǎo)電玻璃ITO層(1)、淀積在透明導(dǎo)電玻璃ITO層(1)上的發(fā)光層和鋁電極(4)構(gòu)成，其特征在于所述的發(fā)光層為有機(jī)發(fā)光層(3)和其兩側(cè)淀積的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層(2)的復(fù)合層，有機(jī)發(fā)光層采用高分子發(fā)光材料PPV，無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層采用無(wú)機(jī)寬禁帶半導(dǎo)體材料SiO2；按ITO/SiO2/PPV/SiO2/Al結(jié)構(gòu)，做成對(duì)稱(chēng)性的器件；在交流電場(chǎng)激發(fā)下，電子經(jīng)無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層(2)獲得足夠的能量后，可直接碰撞激發(fā)有機(jī)發(fā)光層(3)發(fā)光，產(chǎn)生類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光。
2.一種固態(tài)類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光器件，由透明導(dǎo)電玻璃ITO層(1)、淀積在透明導(dǎo)電玻璃ITO層(1)上的發(fā)光層和鋁電極(4)構(gòu)成，其特征在于所述的發(fā)光層為有機(jī)發(fā)光層(3)和其一側(cè)淀積的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層(2)的復(fù)合層，有機(jī)發(fā)光層(3)采用高分子發(fā)光材料PPV，無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層(2)采用無(wú)機(jī)寬禁帶半導(dǎo)體材料SIO2；在交流電場(chǎng)激發(fā)下，電子經(jīng)無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層獲得足夠的能量后，可直接碰撞激發(fā)有機(jī)發(fā)光層(3)發(fā)光，產(chǎn)生類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的固態(tài)類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光器件，其特征在于有機(jī)發(fā)光層(3)，還可采用其它高分子發(fā)光材料MEH-PPV或有機(jī)小分子材料等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的固態(tài)類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光器件，其特征在于提供高能電子的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層(2)，還可采用無(wú)機(jī)寬禁帶半導(dǎo)體材料如II-VI族化合物，ZnO、ZnS、ZnSe等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的固態(tài)類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光器件，其特征在于用交流電激發(fā)時(shí)，器件的發(fā)光部分還可采用2至3個(gè)有機(jī)發(fā)光層(3)的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，相鄰有機(jī)發(fā)光層(3)之間，夾有無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層(2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固態(tài)類(lèi)陰極射線(xiàn)發(fā)光器件,由透明導(dǎo)電玻璃ITO層1、淀積于透明導(dǎo)電玻璃(ITO)層1上的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層2、有機(jī)發(fā)光層3、無(wú)機(jī)半導(dǎo)體加速層2和鋁電極(Al)4構(gòu)成。依所選用材料其結(jié)構(gòu)為ITO/SiO
文檔編號(hào)H01J63/00GK1333550SQ0112050
公開(kāi)日2002年1月30日 申請(qǐng)日期2001年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月18日
發(fā)明者徐敘瑢, 徐征 申請(qǐng)人:北方交通大學(xué)