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CN101739909B - 有机光电转换、照明和显示系统 - Google Patents

有机光电转换、照明和显示系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及有机光电技术领域基于有机发光二极管技术、有机太阳能电池技术和蓄电电池技术进行有机光电转换、照明和显示系统，其特征在于：包括有机太阳能电池层(3)、有机发光二极管层(4)和蓄电电池系统(5)，有机太阳能电池层(3)与有机发光二极管层(4)相互叠加并经上、下玻璃基片(7、8)封装构成发光显示屏，该发光显示屏并与蓄电电池系统(5)相并联构成有机光电转换、照明和显示系统。本发明继承了有机发光二极管具有亮度、低驱动电压、超薄、全固化等特点，同时具备有机太阳能电池光电转换功能。

Description

有机光电转换、照明和显示系统
技术领域
本发明涉及有机光电技术领域，特别是一种基于有机发光二极管技术、有机太阳能电池技术和蓄电电池技术进行有机光电转换、照明和显示系统。
背景技术
在有机光电研究领域中，关于有机发光二极管和有机太阳能电池的研究是两大热点，下面分别介绍这两种技术：
有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diodes)，又称为有机电致发光显示(Organic Electroluminesence Display，OELD)。自1987年Kodak公司的C.W.Tang利用小分子有机化合物Alq3作为发光材料研制出了低驱动电压的有机电致发光器件以来，有机电致发光以其低驱动电压，高发光亮度，主动发光，易实现单色和彩色平板显示，制作工艺简单、全固体化、高亮度、低功耗等优势显示而出强大的生命力。有机发光二极管一般常用结构中包括：衬底、ITO阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、阴极，其工作原理是，空穴和电子分别从阳极和阴极注入，经过空穴传输层和电子传输层、在发光层空穴和电子复合形成激子，激子退激发光。
有机太阳能电池是核心部分，由有机材料构成的太阳能电池。第一个有机光电转换器件是由Kearns和Calvin在1958年制备的，其主要材料为镁酞菁(MgPc)染料，染料层夹在两个功函数不同的电极之间。1986年发现由四羧基苝的一种衍生物和铜酞菁(CuPc)组成的双层膜异质结太阳能电池，其效率能达到1％，双层膜异质结太阳能电池结构包括：给体和受体的有机半导体材料，给体材料吸收光子之后产生空穴一电子对，电子注入到作为受体的有机半导体材料后，空穴和电子得到分离，从电极输出形成光电流。现在异质结太阳能电池仍是研究的热点之一。后来人们又提出了bulkhetero-junction，即将受体材料和给体材料混合，通过共蒸或旋涂的办法形成一层薄膜，这样在任何位置形成的激子很容易到达给体和受体的界面，从而提高了电荷分离的效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种有机光电转换、照明和显示系统，该系统将有机发光二极管、有机太阳能电池和蓄电电池有机地整合在一起，能够实现太阳能-电能转换并存储、照明和信息显示的功能。系统继承了有机发光二极管具有亮度、低驱动电压、超薄、全固化等特点，同时具备有机太阳能电池光电转换功能。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的，一种有机光电转换、照明和显示系统，其特征在于：包括有机太阳能电池层、有机发光二极管层和蓄电电池系统，有机太阳能电池层与有机发光二极管层相互叠加并经上、下玻璃基片封装构成发光显示屏，该发光显示屏并与蓄电电池系统相并联构成有机光电转换、照明和显示系统。
所述有机发光二极管层包括依次至下而上相互叠加的透光衬底、透光导电阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极。
所述有机太阳能电池层包括依次至上而下相互叠加的透光导电阳极、有机层及与有机发光二极管层共用的同一阴极。
所述上玻璃基片与下玻璃基片通过封装胶封装。
所述透光衬底选用柔性衬底或刚性衬底。该柔性衬底为聚乙烯对苯二甲酯(polyethyleneterephthalate，PET)、聚碳酸酯(polycarbonate)或聚丙烯(acrylic)；该刚性衬底为玻璃或硅。
所述阴极为普通阴极或透光导电阴极。
本发明采用镀膜工艺将各个功能层逐一镀到衬底上，采用公共阴极，来整合有机太阳能电池和有机发光二极管。利用有机太阳能电池层来实现光-电转换，利用有机发光二极管层来实现照明或信息显示，白光照明是通过改变有机发光二极管的发光层的结构和材料来实现的，当要求信息显示(特别是彩色信息显示)时，需要将有机发光二极管层的衬底换成具有滤色膜的透光衬底。
附图说明
图1是本发明的使用原理简图；
图2是本发明结构示意图；
图3是本发明有机功能层简单封装结构示意图。
图中：1、入射光；2、出射光；3、有机太阳能电池层；4、有机发光二极管层；5、蓄电电池系统；6、有机发光二极管输出光；7、上玻璃基片；8、下玻璃基片；9、封装胶；401、透光衬底；402、透光导电阳极；403、空穴注入层；404、空穴传输层；405、发光层；406、电子传输层；407、电子注入层；408、阴极；309、有机层；310、透光导电阳极。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1所示，该有机光电转换、照明和显示系统包括有机太阳能电池层3、有机发光二极管层4和蓄电电池系统5，有机太阳能电池层3与有机发光二极管层4相互叠加并经上玻璃基片7、下玻璃基片8封装构成发光显示屏，该发光显示屏并与蓄电电池系统5相并联构成有机光电转换、照明和显示系统。
如图2所示，有机发光二极管层4包括依次之下而上相互叠加的透光衬底401、透光导电阳极402、空穴注入层403、空穴传输层404、发光层405、电子传输层406、电子注入层407和阴极408。
所述透光衬底401选用柔性衬底或刚性衬底。其中，所述柔性衬底为聚乙烯对苯二甲酯(polyethyleneterephthalate，PET)、聚碳酸酯(polycarbonate)或聚丙烯(acrylic)；所述刚性衬底为玻璃或硅。
有机太阳能电池层3包括透光导电阳极310、有机层309，有机太阳能电池层3和有机发光二极管层4共用同一阴极408。所述阴极408为普通阴极或透光导电阴极。
上述有机发光二极管层4的阴极408同时作为有机太阳能电池层3的阴极，该阴极与蓄电电池系统5的电源负极相连，同时透光导电阳极310与蓄电电池系统5的电源正极相连；有机发光二极管层4的透光导电阳极402通过开关与蓄电电池系统5的电源正极相连。
如图3所示，上述上玻璃基片7、下玻璃基片8封装构成发光显示屏，是将有机太阳能电池层3、有机发光二极管层4相互叠加，并通过上玻璃基片7与下玻璃基片8将其封装，在其两端密封有封装胶9。通过这样的简单封装，可以减小环境对本发明的有机发光二极管层4的影响。
本发明采用本行业通用的镀膜工艺及通用的材料将上述各个功能层按照图2所示层间分布逐一镀到衬底上，并采用公共阴极，将有机太阳能电池和有机发光二极管蒸镀为一体，构成发光显示屏，该发光显示屏并通过与蓄电电池系统5的并联构成本发明系统，从而实现有机光电转换、照明和显示。
图1中，充电时，太阳光发出的入射光1到本发明系统的有机太阳能电池层3，其吸收部分太阳光并转换为电能，存储到蓄电电池系统5中，实现充电功能；同时部分光出射光2穿过有机发光二极管层4；当需要照明时，闭合开关K(如图2所示)，蓄电电池系统5向有机发光二极管层4供电，光线按有机发光二极管输出光6路径出射，实现照明功能。

Claims (1)

1.有机光电转换、照明和显示系统，其特征在于：该系统包括有机太阳能电池层（3）、有机发光二极管层（4）和蓄电电池系统（5），有机太阳能电池层（3）与有机发光二极管层（4）相互叠加并经上、下玻璃基片（7、8）封装构成发光显示屏，该发光显示屏并与蓄电电池系统（5）相并联构成有机光电转换、照明和显示系统；
所述有机发光二极管层（4）包括依次至下而上相互叠加的透光衬底（401）、透光导电阳极（402）、空穴注入层（403）、空穴传输层（404）、发光层（405）、电子传输层（406）、电子注入层（407）和阴极（408）；
所述有机太阳能电池层（3）包括依次至上而下相互叠加的透光导电阳极（310）、有机层（309）及与有机发光二极管层（4）共用的同一阴极（408）；
所述透光衬底（401）选用柔性衬底或刚性衬底；
所述柔性衬底为聚乙烯对苯二甲酯、PET、聚碳酸酯或聚丙烯；所述刚性衬底为玻璃或硅；
所述阴极（408）为透光导电阴极；
充电时，太阳光发出的入射光（1）到有机太阳能电池层（3），其吸收部分太阳光并转换为电能，存储到蓄电电池系统（5）中，实现充电功能；同时部分光出射光（2）穿过有机发光二极管层（4）；当需要照明时，闭合开关，蓄电电池系统（5）向有机发光二极管层（4）供电，光线按有机发光二极管输出光（6）路径出射，实现照明功能。
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