[发明专利]发光颜色受电压调控的无机电致发光器件

说明书

技术领域：

本发明涉及电子半导体元器件技术领域，具体地，涉及一种发光颜色受电压调控的无机电致发光器件(electroluminescent device)。

背景技术：

无机电致发光器件的一般堆叠结构在美国专利第5543237和564181号中公开。其涉及的无机电致发光器件受交流(AC)电压驱动，该AC电压建立了很强的交变电场，其中电子被加速并与荧光物质碰撞，进而发光。AC电源不便于携带，而且危险性高；其制备方法为物理气象沉积(PVD)、化学气象沉积(CVD)或溅射方法制备，所需仪器价格昂贵；其未涉及多色发光。

低压直流驱动的有机电致发光器件(OLED)在美国专利第5294870号中公开。具有这种典型堆叠结构的有机电致发光器件，所选用功能层材料为各种大分子或小分子有机物，可以实现低压直流电压驱动。通过设计层状结构可以实现发光颜色受电压调控的有机电致发光器件，但是所选有机功能层材料稳定性差，器件工作寿命短，要实现多色发光，器件的结构复杂。

现在常见的LED，具有单色性好，发光亮度高，直流驱动，起亮电压低等一些优点，但是其对制作环境要求苛刻，所用设备价格昂贵，其功能层所用的原材料纯度高、价格昂贵，制备工艺复杂，且单器件不能实现多色发光。

发明内容

本发明的目的是提供一种发光颜色受电压调控的无机电致发光器件，可以实现制备工艺简单、低压直流驱动且发光颜色随电信号变化的无机电致发光器件。

为实现上述目的，

本发明所采用的技术方案是提供一种发光颜色受电压调控的无机电致发光器件如图1，包括：透明衬底10；第一导电层20，形成在透明衬底10上；无机功能层30，形成在第一导电层20上；以及，第二导电层40，形成在无机功能层30上。

所述的无机功能层30中无机发光层选用的是发光能级丰富的宽禁带半导体材料，如ZnO、ZnS、ZnSe、ZnSe_xS_1-x、CdS、Cd_xZn_1-xS、Si量子点；并且无机功能层是用旋涂或印刷工艺制备。

其中所述的衬底是透明的，可以是玻璃、柔性基板；所述的第一导电层，一般是氧化铟锡(ITO)、氧化锌铝(AZO)、氧化锌镓(GZO)透明的金属氧化物，优选ITO；所述的无机功能层可以是单层结构或多层结构，为单层结构时由无机半导体电致发光纳米材料组成，可以为发光能级丰富的半导体材料，如ZnO、ZnS、ZnSe、ZnSe_xS_1-x、CdS、Cd_xZn_1-xS、Si量子点。为多层结构时包括一个发光层，和至少包括一层空穴传输层(HTL)或电子传输层(ETL)或载流子调制层，其中发光层由无机半导体纳米材料组成，可以是发光能级丰富的半导体材料，如ZnO、ZnS、ZnSe、ZnSe_xS_1-x、CdS、Cd_xZn_1-xS、Si量子点；第二导电层材料为锂(Li)、钙(Ca)、镁(Mg)、铝(Al)、铟(In)等功函数较低的金属，或它们与铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)的合金。

本发明提供的发光颜色受电压调控的无机电致发光器件可以通过控制驱动电压来改变器件的发光颜色，实现器件的多色发光；并且器件的发光层是通过旋涂或印刷工艺制备，所以大大简化了制作工艺，降低了制备成本；此外，这种器件由直流电压驱动，使用方便、安全。

附图说明

图1为具有堆叠结构的无机电致发光器件的示意性剖视图；

图2根据本发明第一实施例，无机电致发光器件的示意性剖视图；

图3根据本发明第二实施例，具有堆叠结构的无机电致发光器件的示意性剖视图；

图4根据本发明第三实施例，具有堆叠结构的无机电致发光器件的示意性剖视图；

图5根据本发明第四实施例，具有堆叠结构的无机电致发光器件的示意性剖视图；

图6器件工作原理示意图，其中；

16是无机发光层材料的价带，26是空穴从正极注入，36是电子从负极注入，46是无机发光层材料的导带，56、66、76分别是无机发光层材料里不同杂质能级随电压的变化而发出的不同颜色的光；

图7器件中无机发光层SEM图像，此图是ZnS量子点在ITO玻璃上的亚微米薄膜。

具体实施方式