一种电子集成器件及其制作方法技术

公开了一种电子集成器件，包含：第一和第二基板、薄膜光伏器件(TFPV)和有机电致发光器件(OLED)；TFPV和OLED分别设置在第一和第二基板上，TFPV包含第一和第二电极，第一电极和第一基板的接触面为第一表面，第二电极设置在第一电极上；OLED包含第三和第四电极，第三电极和第二基板的接触面为第二表面，第四电极设置在第三电极上；第一和第二基板物理连接；第一电极到第二电极的方向与第三电极到第四电极的方向的夹角小于90°，第一和第二表面的垂直投影面积完全不重合；第一和第三电极之间的最小横向距离不大于5mm。TFPV不仅能吸收环境光，还能吸收OLED发出的光，并将其转换成电能实现光能的回收利用。

【技术实现步骤摘要】
一种电子集成器件及其制作方法
本专利技术涉及一种电子集成器件及其制作方法。更具体地，涉及一种集成薄膜光伏器件和有机电致发光器件的电子集成器件，以及该电子集成器件的制作方法。
技术介绍
有机电致发光器件(OLED)由阴极、阳极和在阴极与阳极之间的有机层堆叠而成，通过在器件阴阳极两端施加电压，将电能转换成光能，具有宽广角、高对比度和更快的响应时间等优点。在过去的几十年中，为得到高效器件，科研工作者进行了大量的研究工作，使用磷光的OLED器件实现了近100％的内部量子效率(IQE)。然而由于不同膜层间的折射率不匹配，大量的光在界面处被全反射或者吸收，导致典型OLED的外部量子效率(EQE)仅处于20％-30％之间。JinoukSong等人报道过由于OLED的多层结构，光在器件内部的损失可以归纳为以下几种模式：“基板模式”表示光从薄膜OLED中逸出至空气的过程中，由于空气的折射率(1.0)小于基板的折射率(玻璃1.5)而发生全反射被限制在基板内，基板模式的光占据了有机层辐射光子总量的约30％。“波导模式”指的是从OLED发光层发出的光到达透明电极和基板的界面处，由于基板的折射率(玻璃1.5)通常小于透明电极(ITO2.0)而引起全反射被限制在有机薄膜中，波导模式的光占了有机层辐射光子总量的约30％。此外还有损失在有机层和金属阴极层界面的等离子体模式的光。因而，如何将这些被困在OLED器件内部的光能提取出来一直是研究者们关心的方向。太阳能电池或光伏电池是通过材料的光伏效应将光能(尤其是太阳辐射)转换成电能的器件。近几年来，薄膜光伏器件(TFPV)，如有机太阳能器件(OPV)由于其高效率、低成本、易于制备等优势得到了飞速发展，其外量子效率可达到18％；钙钛矿太阳能器件自报导以来其光电转化效率得到了飞速的提升，目前实验室器件外量子效率达到24.2％，可以与商业化的硅基太阳能电池技术相媲美。薄膜光伏器件可以有效地将室内环境中的低强度光转换为兆瓦级至微瓦级的电力，被公认为是驱动低功耗设备的理想选择。YongCui等人研发的室内有机太阳能器件不仅能在客厅、办公室、图书馆等室内发电，用LED灯(1000照度)照射该OPV器件，转换效率更高达26％。同无机LED相比，OLED光谱宽，在380nm-1000nm均能发光，利用TFPV器件的吸光特性可以将吸收的OLED光转换成电能实现光能的回收利用，这对节能环保将起到重大意义。OLED与TFPV器件一般都以玻璃或其他透明材料作为基板，也都包含ITO之类的透明导电氧化物作为阳极，而其他功能层也通常以真空热蒸发或是溶液喷涂打印等方式成膜。因此这两类器件在材料和制备工艺上有很强的兼容性。已有一些现有技术公开了结合OPV和OLED器件的制备方法、照明装置或显示设备。CN106058052A公开了一种基于薄膜发电、储能、发光的集成系统，将OPV器件、OLED器件以及超级电容器结合，其专利技术意图实际为利用OPV将太阳能转化为电能从而驱动OLED器件发光或作为供电装置。另外，该申请强调OLED器件和OPV器件制备在同一基板的同一平面上，而且明确提到OPV的作用是将太阳能转换成电能，同时限定了光伏器件为OPV。US10453904B2公开了一种有源矩阵显示器件，该器件采用多层纵向叠加结构，将OLED器件与OPV器件分别设置于两个基板之上，半透明OLED器件垂直地设置于OPV器件之上，OLED器件与OPV器件间存在空气间隙，这样的器件排列方式使OPV只能吸收OLED发出的光，而无法利用OLED内部可能损失的光。同时，其中OLED器件是双面发光的，导致其发光效率大大降低。CN105307304A公开了一种OPV驱动的OLED光源及其制备方法，OPV采集太阳光通过控制器将光能转化为电能并向OLED供电，同时存储到OPV控制器以及存储器中，储存的能量可以再次释放出来驱动OLED，从而实现OPV驱动OLED光源发光。但是，该专利申请中将OPV和OLED组件由共用电极层连接，共同组成一个器件的两部分，为叠加的器件结构。US20190006425A1公开了一种照明组件，该照明组件结合使用了OLED和OPV，其中每个OLED像素都与一个OPV器件同样也采用多层纵向叠加结构进行组合，OPV和OLED电连接，OPV吸收太阳能产生电能给OLED供电。上述制备方法、照明装置或显示面板均是采用OPV和OLED的叠加结构，利用OPV将太阳能或环境光转化为电能并给OLED供电，但是叠加结构工艺复杂，成本增高，而且OPV没有利用OLED器件中可能损失的光。US20140225090A1公开了一种具有太阳能电池的OLED显示设备，太阳能电池器件置于OLED像素点与像素点边界构成的区域，但太阳能电池器件要么置于OLED器件不透明电极的下方，OLED器件的不透明电极与太阳能电池器件电极之间用绝缘层隔开；要么OLED器件的不透明电极(底电极)与太阳能电池的一个电极在同一水平面上，但接下来的功能层分别在这个水平面上相反方向制备，所以上述两种情况的OLED器件与太阳能电池的的摆放位置使得太阳能电池器件只能吸收外界的环境光，无法利用OLED发出的光。太阳能电池也可以置于OLED器件上方，但实际是置于制备完成的OLED器件的出光一侧的封装片的上方，这种器件结构的设置使得OLED的光只能经过太阳能电池器件后才能射出去，那么大部分的光将会在太阳能电池器件中损失，所以该专利技术意在OLED像素点间设置一些太阳能电池器件以吸收太阳光或环境光，必要时给OLED供电以实现能源的有效利用。TakayukiChiba等人报道了一种双模式OLED-OPV器件，该器件采用纵向叠加结构，底部是一个OPV器件，在OPV器件之上设置有OLED器件，OPV与OLED器件通过一层薄层金属Ag/Ag:Al连接，OLED顶部设置有半透明电极Mg:Ag，该结构可实现白天利用OPV存储电能，夜晚照明的目的。同样也是利用OPV将太阳能转化为电能，以给OLED供电，所以其器件结构，以及所要实现的功能与本专利技术是不一样的。本专利技术在上述基础上，通过专利技术人的深入研究，提出了一种集成薄膜光伏器件和有机电致发光器件的电子集成器件。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种集成薄膜光伏器件和有机电致发光器件的电子集成器件。根据本专利技术的一个实施例，公开了一种电子集成器件，其特征在于，包括：第一基板、第二基板、至少一个薄膜光伏器件(TFPV)和至少一个有机电致发光器件(OLED)；其中至少一个TFPV设置在第一基板之上，所述TFPV包含第一电极和第二电极，且所述第一电极和第一基板直接接触，其接触面为第一表面，所述第二电极设置在第一电极上；其中至少一个OLED设置在第二基板之上，所述OLED包含第三电极和第四电极，且所述第三电极和第二基板直接接触，其接触面为第二表面，所述第四电极设置在第三电极上；所述第一基板和第二基板物理连接；所述第一电极到所述第二电极的方向与所述第三电极到所述第四电极的方向构成的夹角小于90°，且第一表面和第二表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子集成器件，其特征在于，包括：第一基板、第二基板、至少一个薄膜光伏器件(TFPV)和至少一个有机电致发光器件(OLED)；/n其中至少一个TFPV设置在第一基板之上，所述TFPV包含第一电极和第二电极，且所述第一电极和第一基板直接接触，其接触面为第一表面，所述第二电极设置在第一电极上；/n其中至少一个OLED设置在第二基板之上，所述OLED包含第三电极和第四电极，且所述第三电极和第二基板直接接触，其接触面为第二表面，所述第四电极设置在第三电极上；/n所述第一基板和第二基板物理连接；/n所述第一电极到所述第二电极的方向与所述第三电极到所述第四电极的方向构成的夹角小于90°，且第一表面和第二表面的垂直投影面积完全不重合；/n所述第一电极和所述第三电极之间的最小横向距离不大于5mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种电子集成器件，其特征在于，包括：第一基板、第二基板、至少一个薄膜光伏器件(TFPV)和至少一个有机电致发光器件(OLED)；
其中至少一个TFPV设置在第一基板之上，所述TFPV包含第一电极和第二电极，且所述第一电极和第一基板直接接触，其接触面为第一表面，所述第二电极设置在第一电极上；
其中至少一个OLED设置在第二基板之上，所述OLED包含第三电极和第四电极，且所述第三电极和第二基板直接接触，其接触面为第二表面，所述第四电极设置在第三电极上；
所述第一基板和第二基板物理连接；
所述第一电极到所述第二电极的方向与所述第三电极到所述第四电极的方向构成的夹角小于90°，且第一表面和第二表面的垂直投影面积完全不重合；
所述第一电极和所述第三电极之间的最小横向距离不大于5mm。


2.如权利要求1所述的电子集成器件，其特征在于，所述第一电极和第三电极都为阳极，所述第二电极和第四电极都为阴极。


3.如权利要求1或2所述的电子集成器件，其特征在于，所述第一电极和第三电极相同或不同地选自ITO、IZO、金属氧化物、石墨烯、石墨烯/碳纳米管复合薄膜，或其组合；所述第二电极和第四电极相同或不同地选自Al，Ag，Mg，Yb，MoOx，或其组合。


4.如权利要求1所述的电子集成器件，其特征在于，所述第一基板和第二基板通过物理连接形成连续的同一基板。


5.如权利要求4所述的电子集成器件，其特征在于，所述第一电极和第三电极是连续的，和/或所述第二电极和第四电极是连续的。


6.如权利要求1所述的一种电子集成器件，进一步包含粘合胶，所述粘合胶设置在第一基板和第二基板之间，且所述第一基板和所述第二基板通过粘合胶物理连接，粘合胶固化后的折射率在1.2-2.4之间；
优选地，所述粘合胶固化后的折射率与第一基板和第二基板中的至少一个的折射率的差值在±10％的范围内。


7.如权利要求1所述的电子集成器件，其特征在于，所述第一表面和第二表面的高度相同，或所述第一表面比第二表面高至少80nm。


8.如权利要求1所述的电子集成器件，其特征在于，所述第一基板和第二基板为透明基板。


9.如权利要求1所述的电子集成器件，进一步包含储能装置，所述储能装置与TFPV和/或OLED电连接。


10.如权利要求1所述的电子集成器件，进一步包含外部电驱动装置。


11.如权利要求1所述的电子集成器件，其特征在于，所述TFPV和OLED进一步包含封装层，且所述TFPV的封装层和所述OLED的封装层是连续的或独立的。


12.如权利要求1所述的电子集成器件，其特征在于，所述TFPV包括钙钛矿薄膜光伏，有机薄膜光伏器件，铜铟镓硒薄膜太阳能电池，碲化镉薄膜太阳能电池，非晶硅光伏器件，染料敏化光伏器件中的一种或多种。


13.如权利要求1所述的电子集成器件，其特征在于，所述TFPV呈环状版图围绕在OLED器件之外。


14.如权利要求1所述的电子集成器件，其特征在于，所述第一电极和第三电极均包含长边和短边，且第一电极的长边与第三电极的短边...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢梦兰，庞惠卿，高亮，
申请(专利权)人：北京夏禾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11