專利名稱：混合激發(fā)的納米薄膜發(fā)光屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種面發(fā)光源，可用于一定照度范圍的光源及平板顯示技術(shù)。 在后一技術(shù)中它可用于穩(wěn)態(tài)顯示，也可用于動態(tài)顯示。
背景技術(shù)：
基于能源和環(huán)境保護的需要，針對照明和顯示領(lǐng)域，分別提出和發(fā)展了綠 色照明及低功耗、高效率顯示，要求既要節(jié)約能源，又不能對環(huán)境造成污染。
由場誘導(dǎo)的發(fā)光是在諸多發(fā)光現(xiàn)象中一個種類最多的可用電場控制的領(lǐng) 域，既可用于照明，也可用于顯示。它包括歷史悠久的真空陰極射線發(fā)光，上
世紀(jì)50年代興起的場致發(fā)光，60年代興起的發(fā)光二極管，80年代興起的有機 場致發(fā)光，及上世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)的固態(tài)陰極射線發(fā)光。真空陰極射線發(fā)光又分傳統(tǒng) 的三維龐大腔體器件及真空平板薄層腔體兩種。前者因腔體笨重，逐漸向平板 型轉(zhuǎn)化，早于60年代就實現(xiàn)的低壓熒光使用了熱電極，及20多伏電壓，用于 電子秤及時鐘。較大顯示屏幕及彩色化都很困難。近二十年來以冷陰極發(fā)射電 子的嘗試正在進行，至今未見產(chǎn)品。場致發(fā)光除完全具有一般要求的顯示參數(shù) 外，還有耐振動、加速及惡劣環(huán)境的特性。場致發(fā)光的單色或彩色屏30年前即 已開始應(yīng)用，特別是在軍事技術(shù)中。但它的藍光材料奇少，彩色化遲緩，近期 Ifire公司有突破，但距離適用還有很長的距離。發(fā)光二極管是分立單晶器件， 用于數(shù)碼、大屏顯示，但它的鑒別率不高；在照明領(lǐng)域，發(fā)光二極管被認(rèn)為是 最具前景的綠色照明技術(shù)，但發(fā)光二極管照明體積大、僵硬、厚重(當(dāng)發(fā)光二極 管加上散熱模塊時)，特別是發(fā)光二極管在面光源照明的應(yīng)用上，現(xiàn)階段制作方 式仍須使用擴散板或?qū)Ч獍?，但這會使其高發(fā)光效率降低。由于有機發(fā)光二極 管在照明和顯示領(lǐng)域具有輕、薄、光源分布均勻、可撓、多彩等優(yōu)勢，引起了廣泛關(guān)注，有機發(fā)光二極管的效率和穩(wěn)定性是迫切需要解決的問題。
至于新發(fā)現(xiàn)的固態(tài)陰極射線發(fā)光既具有真空陰極射線發(fā)光的優(yōu)點(既可激 發(fā)半導(dǎo)體，又可激發(fā)絕緣體，既可激發(fā)無機發(fā)光材料，又可激發(fā)有機發(fā)光材料)， 又克服了它的缺點(使用百伏量級的電壓，取代上萬伏的高壓；使用全固態(tài)結(jié) 構(gòu)，取代笨重的真空容器)。它比場致發(fā)光的優(yōu)越性體現(xiàn)在器件更輕與易得藍色 發(fā)光。與發(fā)光二極管相比，可以作成鑒別率高的中、小屏。它是無機/有機復(fù)合 器件，穩(wěn)定性應(yīng)可高于純有機發(fā)光器件。在固態(tài)陰極射線器件中，利用無機納 米薄膜作為發(fā)光材料取代有機發(fā)光材料，可以通過改變納米顆粒的大小改變顏 色，也可通過摻雜雜質(zhì)改變顏色。它的特點是既可用固體陰極射線激發(fā)，又可 利用載流子雙極注入后的復(fù)合發(fā)光，在電場作用下，這兩種激發(fā)可以疊加，形 成混合激發(fā)，從而發(fā)光強度比用單一激發(fā)方式時，強度會有相應(yīng)增加，并且可 以改善器件的穩(wěn)定性。還未見有關(guān)此類技術(shù)的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種混合激發(fā)的、可用于一定照度范 圍的面光源及平板顯示的納米薄膜發(fā)光屏。 本發(fā)明的技術(shù)方案 一種混合激發(fā)的納米薄膜發(fā)光屏
它的結(jié)構(gòu)包括在ITO導(dǎo)電玻璃上，依次制作納米薄膜發(fā)光層，電子加速 層和Al電極；驅(qū)動電源采用直流電源或交流電源。
在ITO導(dǎo)電玻璃和納米薄膜發(fā)光層之間制作半阻擋層，允許空穴注入，限 制電子輸出。
納米薄膜發(fā)光層的材料采用ZnS;電子加速層的材料采用Si02;半阻擋層 的材料用Si02。納米薄膜發(fā)光層的厚度10 100nm，電子加速層的厚度100 500nm，允許 空穴注入的半阻擋層的厚度5 20nm。
驅(qū)動電源采用直流時，Al電極接負，電源電壓幅值100 200V;驅(qū)動電源 采用交流時，電源電壓幅值50 100V，頻率為50 500Hz。
本發(fā)明的有益結(jié)果-
在固態(tài)陰極射線器件中，把無機納米薄膜作為發(fā)光薄膜取代有機發(fā)光薄膜， 利用電子加速層可以將通過它的電子加速，其中一部分達到可以激發(fā)發(fā)光的能 量。但它的激發(fā)過程只是消耗了部分相應(yīng)于激發(fā)躍遷的能量，電子本身并未消 逝。所以進入納米薄膜的電子除去這部分丟失了部分能量的電子外，還有倍增 及傳導(dǎo)電子，這三類電子都和從陽極注入的空穴復(fù)合發(fā)光，使注入發(fā)光變強， 再加上過熱電子激發(fā)出的發(fā)光，發(fā)光就更強了。同時還可以改善器件的穩(wěn)定性。


圖l混合激發(fā)的納米薄膜發(fā)光屏的基本結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2混合激發(fā)的納米薄膜發(fā)光屏的擴展結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中IT0導(dǎo)電玻璃1，納米薄膜發(fā)光層2，電子加速層3， Al電極4，半 阻擋層5。
具體實施例方式
一種混合激發(fā)的納米薄膜發(fā)光屏，其結(jié)構(gòu)見圖l。 實施例一
一種混合激發(fā)的納米薄膜發(fā)光屏，它的基本結(jié)構(gòu)包括在IT0導(dǎo)電玻璃1
上，依次制作納米薄膜發(fā)光層2，電子加速層3和A1電極4。其結(jié)構(gòu)可表示為 Al/電子加速層/納米薄膜發(fā)光層/ITO。 所述的納米薄膜發(fā)光層2的材料采用ZnS，厚度10nm。電子加速層3的材料采用Si02，厚度500 nm。 驅(qū)動電源采用直流100V， Al電極接負。 實施例二
一種混合激發(fā)的納米薄膜發(fā)光屏，它的基本結(jié)構(gòu)包括在ITO導(dǎo)電玻璃l 上，依次制作納米薄膜發(fā)光層2，電子加速層3和A1電極4。其結(jié)構(gòu)可表示為: Al/電子加速層/納米薄膜發(fā)光層/ITO。 所述的納米薄膜發(fā)光層2的材料采用ZnS，厚度100nm。 電子加速層3的材料采用SK)2,厚度100 nm。 驅(qū)動電源采用直流200V， Al電極4接負。 實施例三
一種混合激發(fā)的納米薄膜發(fā)光屏，它的基本結(jié)構(gòu)包括在ITO導(dǎo)電玻璃1， 上，依次制作納米薄膜發(fā)光層2，電子加速層3和A1電極4。其結(jié)構(gòu)可表示為 Al/電子加速層/納米薄膜發(fā)光層/ITO。 所述的納米薄膜發(fā)光層2的材料采用ZnS，厚度50nm。 電子加速層3的材料采用Si02，厚度300 nm。 驅(qū)動電源采用直流150V， Al電極4接負。 實施例四
一種混合激發(fā)的納米薄膜發(fā)光屏，它的基本結(jié)構(gòu)包括在ITO導(dǎo)電玻璃1 上，依次制作納米薄膜發(fā)光層2，電子加速層3和A1電極4。其結(jié)構(gòu)可表示為 Al/電子加速層/納米薄膜發(fā)光層/ITO。 所述的納米薄膜發(fā)光層2的材料采用ZnS，厚度50nm。 電子加速層3的材料采用Si02，厚度300 nm。 驅(qū)動電源采用交流100V，頻率50Hz。 實施例五一種混合激發(fā)的納米薄膜發(fā)光屏，它的基本結(jié)構(gòu)包括在ITO導(dǎo)電玻璃l 上，依次制作納米薄膜發(fā)光層2，電子加速層3和A1電極4。其結(jié)構(gòu)可表示為:
Al/電子加速層/納米薄膜發(fā)光層/ITO。 所述的納米薄膜發(fā)光層2的材料采用ZnS，厚度100nm。 電子加速層3的材料采用Si02，厚度200 nm。 驅(qū)動電源采用交流50V，頻率500Hz。 實施例六
一種混合激發(fā)的納米薄膜發(fā)光屏，見圖2，它的基本結(jié)構(gòu)包括在ITO導(dǎo) 電玻璃1，上，依次制作半阻擋層5，納米薄膜發(fā)光層2，電子加速層3和Al 電極4。其結(jié)構(gòu)可表示為-
Al/電子加速層/納米薄膜發(fā)光層/半阻擋層/ITO。 所述的納米薄膜發(fā)光層2的材料采用ZnS，厚度50nm。 電子加速層3的材料采用Si02，厚度400 nm。
限制電子逸出，允許空穴注入的半阻擋層5的材料采用Si02，厚度5nm。
驅(qū)動電源采用直流200V， Al電極接負。
實施例七
一種混合激發(fā)的納米薄膜發(fā)光屏，見圖2，它的基本結(jié)構(gòu)包括在ITO導(dǎo) 電玻璃1上，依次制作半阻擋層5，納米薄膜發(fā)光層2，電子加速層3和Al電 極4。其結(jié)構(gòu)可表示為-
Al/電子加速層/納米薄膜發(fā)光層/半阻擋層/ITO。 所述的納米薄膜發(fā)光層2的材料采用ZnS，厚度100nm。 電子加速層3的材料采用Si02，厚度300 nm。
限制電子逸出，允許空穴注入的半阻擋層5的材料采用Si02，厚度20nm。 驅(qū)動電源采用直流100V， Al電極接負。實施例八
一種混合激發(fā)的納米薄膜發(fā)光屏，見圖2，它的基本結(jié)構(gòu)包括在ITO導(dǎo) 電玻璃1上，依次制作半阻擋層5，納米薄膜發(fā)光層2，電子加速層3和A1電 極4。其結(jié)構(gòu)可表示為
Al/電子加速層/納米薄膜發(fā)光層/半阻擋層/ITO。 所述的納米薄膜發(fā)光層2的材料采用ZnS，厚度100nm。 電子加速層3的材料采用Si02，厚度300 nm。
限制電子逸出，允許空穴注入的半阻擋層5的材料采用Si02，厚度20nm。
驅(qū)動電源采用交流50V，頻率500Hz。
實施例九
一種混合激發(fā)的納米薄膜發(fā)光屏，見圖2，它的基本結(jié)構(gòu)包括在ITO導(dǎo) 電玻璃1上，依次制作半阻擋層5，納米薄膜發(fā)光層2，電子加速層3和Al電 極4。其結(jié)構(gòu)可表示為
Al/電子加速層/納米薄膜發(fā)光層/半阻擋層/ITO。 所述的納米薄膜發(fā)光層2的材料采用ZnS，厚度50nm。 電子加速層3的材料采用Si02，厚度500 nm。
限制電子逸出，允許空穴注入的半阻擋層5的材料采用Si02,厚度50nm。 驅(qū)動電源采用交流IOOV，頻率50Hz。
權(quán)利要求
1.一種混合激發(fā)的納米薄膜發(fā)光屏，其特征在于它的結(jié)構(gòu)包括在ITO導(dǎo)電玻璃(1)上，依次制作納米薄膜發(fā)光層(2)，電子加速層(3)和Al電極(4)；驅(qū)動電源采用直流電源或交流電源。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合激發(fā)的納米薄膜發(fā)光屏，其特征在于在ITO 導(dǎo)電玻璃(1)和納米薄膜發(fā)光層(2)之間制作半阻擋層(5)，允許空穴注入，限制電子輸出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合激發(fā)的納米薄膜發(fā)光屏，其特征在于 納米薄膜發(fā)光層(2)的材料采用ZnS;電子加速層(3)的材料采用Si02;半 阻擋層(5)的材料用Si02。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合激發(fā)的納米薄膜發(fā)光屏，其特征在于 納米薄膜發(fā)光層(2)的厚度10 100nm，電子加速層(3)的厚度100 500nm， 允許空穴注入的半阻擋層(5)的厚度5 20nm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合激發(fā)的納米薄膜發(fā)光屏，其特征在于驅(qū)動 電源采用直流時，Al電極接負，電源電壓幅值100 200V;驅(qū)動電源采用交流 時，電源電壓幅值50 100V，頻率為50 500Hz。
全文摘要
一種混合激發(fā)的納米薄膜發(fā)光屏，涉及一種面發(fā)光源，用于一定照度范圍的光源及平板顯示。它的結(jié)構(gòu)包括在ITO導(dǎo)電玻璃(1)上，依次制作納米薄膜發(fā)光層(2)，電子加速層(3)和Al電極(4)；驅(qū)動電源采用直流電源或交流電源。納米薄膜發(fā)光層(2)的材料采用ZnS；電子加速層(3)的材料采用SiO₂。納米薄膜發(fā)光層的厚度10～100nm，電子加速層的厚度100～500nm。驅(qū)動電源采用直流時電壓為100～200V；采用交流時電壓為50～100V，頻率為50～500Hz。該發(fā)光屏既可用固態(tài)陰極射線激發(fā)，又利用載流子雙極注入復(fù)合發(fā)光，形成混合激發(fā)，發(fā)光強度比用單一激發(fā)方式增強，同時改善器件的穩(wěn)定性。
文檔編號H05B33/14GK101553062SQ20091008392
公開日2009年10月7日 申請日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月12日
發(fā)明者張?？? 征 徐, 趙謖玲 申請人:北京交通大學(xué)