具有太陽能電池的有機電激發光元件及其製造方法
2023-06-25 05:54:51 1
專利名稱：具有太陽能電池的有機電激發光元件及其製造方法
技術領域：
本發明是有關於一種有機電激發光元件(OrganicElectroluminescence，OEL)及其製造方法，且特別是有關於一種具有太陽能電池的有機電激發光元件以及將有機電激發光元件與太陽能電池集成化的方法。
背景技術：
通訊產業已成為現今的主流產業，特別是可攜帶式的各種通訊產品更是發展的重點。而由於平面顯示器是人與機器之間的溝通接口，因此顯得特別重要。目前應用在平面顯示器的技術包括有電漿顯示器(Plasma Display)、液晶顯示器(Liquid Crystal Display)、無機電激發光顯示器(InorganicElectroluminescence Display)、發光二極體(Light EmittingDiode)、真空螢光顯示器(Vacuum Fluorescence Display)、場致發射顯示器(Field Emission Display)以及電變色顯示器(Electro-Chromic Display)等等。
相較於其他平面顯示器，有機電激發光元件以其自發光、無視角、省電、製程簡易、低成本、操作溫度廣泛、高應答速度以及全彩化等等的優點，使其具有極大的潛力，因此可望成為下一代平面顯示器的主流。
有機電激發光元件是一種利用有機發光材料自發光的特性來達到顯示效果的顯示元件。其主要是由一對電極以及一有機發光層所構成。當電流通過透明陽極及金屬陰極間，以使電子和電洞在有機發光層內結合而產生激子時，便可以使有機發光層依照其材料的特性，而產生紅、綠、蘭三種顏色的放光機制。
然而，對於有機電激發光顯示器而言，當顯示器未作用的時候，顯示器本身還是會耗電。因此，如何增加有機電激發光顯示器電池的使用時間，是目前所遭遇最重要且最需要突破的課題之一。
發明內容
本發明的目的就是在提供一種具有太陽能電池的有機電激發光元件及其製造方法，藉由太陽能電池以將外界光線轉換成電能，以補助顯示器所需的電量。
本發明提出一種具有太陽能電池的有機電激發光元件，其包括一透明基板、一有機電激發光元件、至少一太陽能電池、一驅動單元、一轉換單元以及一控制單元。其中，透明基板具有一發光區與一照光區。有機電激發光元件是配置在透明基板上的發光區中，且此有機電激發光元件是由配置在部分透明基板上之一透明陽極、配置在透明陽極上之一有機發光層以及配置在有機發光層上之一金屬陰極所構成。而太陽能電池是配置在透明基板上的照光區中，其中每一太陽能電池是由配置在部分透明基板上之一透明陰極、配置在透明陰極上之一發光層以及配置在發光層上之一金屬陽極所構成。另外，本發明的元件更包括一驅動單元、一轉換單元以及一控制單元。其中，驅動單元是與有機電激發光元件連接，轉換單元是與太陽能電池連接，而控制單元是與驅動單元與轉換單元連接。當外界的光線射入太陽能電池時，便可以將光能轉換成電能。此時，透過連接在太陽能電池上的轉換單元便可以將太陽能電池所產生的電能傳送至控制單元。之後，控制單元再將有機電激發光元件所需的電能傳送至驅動單元，藉以驅動有機電激發光元件產生放光機制。
本發明提出一種具有太陽能電池的有機電激發光元件的製造方法，此方法是首先提供一透明基板，其中透明基板具有一發光區與一照光區。接著，在透明基板上的發光區中形成一有機電激發光元件，並且在透明基板上的照光區中形成至少一太陽能電池。其中，在透明基板上形成有機電激發光元件與太陽能電池的方法是首先在透明基板的表面上形成一圖案化的透明陽極層以及一圖案化的透明陰極層。接著，在透明陽極層上形成一有機發光層，並且在透明陰極層上形成一發光層。之後，在有機發光層上形成一金屬陰極層，並且在發光層上形成一金屬陽極層，以分別構成有機電激發光元件與太陽能電池。繼之，將有機電激發光元件連接至一驅動單元，將太陽能電池連接至一轉換單元，並且將驅動單元與轉換單元連接至一控制單元。當外界的光線射入太陽能電池時，便可以將光能轉換成電能。此時，透過連接在太陽能電池上的轉換單元便可以將太陽能電池所產生的電能傳送至控制單元。之後，控制單元再將有機電激發光元件所需的電能傳送至驅動單元，藉以驅動有機電激發光元件產生放光機制。
本發明的具有太陽能電池的有機電激發光元件及其製造方法，是將有機電激發光元件與太陽能電池集成在同一基板上。由於有機電激發光元件與太陽能電池的製程與材料皆相仿甚至相同，因此本發明的方法具有製程簡單與低成本的優點。而且，由於本發明的有機電激發光元件上因有太陽能電池的輔助，因此可以增加有機電激發光顯示器電池的使用時間。
附圖說明
圖1是依照本發明一較佳實施例的具有太陽能電池的有機電激發光元件的結構剖面示意圖。
具體實施例方式
為讓本發明的上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下
實施例圖1所示，其繪示是依照本發明一較佳實施例的具有太陽能電池的有機電激發光元件的結構剖面示意圖。
請參照圖1，本發明的具有太陽能電池的有機電激發光元件包括一透明基板100、一有機電激發光元件130、至少一太陽能電池132、一驅動單元108、一轉換單元116以及一控制單元118。
其中，透明基板100上具有一發光區101以及一照光區103。有機電激發光元件130是配置在透明基板100上的發光區101中，且此有機電激發光元件130是由配置在部分透明基板100上之一透明陽極102、配置在透明陽極102上之一有機發光層104以及配置在有機發光層104上之一金屬陰極106所構成。在本實施例中，透明陽極102的材質例如是銦錫氧化物或銦鋅氧化物。金屬陰極106的材質例如是鋁、鋁/氟化鋰、鈣、鎂/銀或銀。而有機發光層104中是包括一電洞傳輸層(未繪示)、一電洞注入層(未繪示)、一發光材料層(未繪示)以及一電子傳輸層(未繪示)。其中，發光材料層的材質例如是一有機發光材料或是一高分子發光材料。
另外，太陽能電池132是配置在透明基板100上的照光區103中，且在透明基板100上所配置的太陽能電池132至少需一個以上。在本發明的實施例以及圖1中是以四個串聯的太陽能電池132為例以說明的，但本發明並非限定僅能配置四個太陽能電池132。
請繼續參照圖1，數個太陽能電池132是串聯並配置在部分透明基板100上，其中每一太陽能電池132是由配置在透明基板100上之一透明陰極110、配置在透明陰極110上之一發光層112以及配置在發光層112上之一金屬陽極114所構成。在本實施例中，透明陰極110的材質例如是銦錫氧化物或銦鋅氧化物等透明的導電材料，以使外界的光線122可以射入太陽能電池132中。金屬陽極114的材質例如是鋁、鋁/氟化鋰、鈣、鎂/銀或銀。而發光層112的材質可以是一有機材質亦可以是一無機材質。
在本發明中，於透明基板100上形成有機電激發光元件130與太陽能電池132的方法是首先在透明基板100的表面上形成一圖案化的透明陽極層102以及一圖案化的透明陰極層110。之後，在透明陽極層102上形成一有機發光層104，並且在透明陰極層110上形成一發光層112。繼之，在有機發光層104上形成一金屬陰極層106，並且在發光層112上形成一金屬陽極層114，以分別構成有機電激發光元件130與太陽能電池132。
由於本發明在配置有機電激發光元件130的透明基板100上同時配置有太陽能電池132。當太陽能電池132暴露在太陽光譜時，能量小於能隙(Energy Gap，Eg)的光子，對電子的輸出沒有貢獻，然而當光子的能量大於能隙Eg時，將會貢獻能量Eg的輸出，而其他大於Eg的能量將會以熱的形式消耗掉。此時，電子在得到Eg的能量之後，會由價電帶(Valence Band)跳躍至導電帶(Conduction Band)，而產生電子電洞對(Electron-Hole Pair)。因此，太陽能電池132在照光之後所產生的電能便可以用於輔助驅動有機電激發光元件130。
另外，本發明的元件更包括一驅動單元108、一轉換單元116以及一控制單元118。其中，驅動單元108是與有機電激發光元件130連接，轉換單元116是與太陽能電池132連接，而控制單元118是與驅動單元108與轉換單元116連接。當外界的光線122射入太陽能電池132時，便可以將光轉換成電能。此時，透過連接在太陽能電池132上的轉換單元116便可以將太陽能電池132所產生的電能傳送至控制單元118。之後，控制單元118再將有機電激發光元件130所需的電能傳送至驅動單元108，藉以驅動有機電激發光元件130的產生放光機制120。
由於有機電激發光元件130是以通電流的方式，以將電能轉換成光能，藉以達到顯示的目的。而在本發明中，是利用將一類似的元件反接，意即將陽極與陰極對調，並加以照光，此時即可以將光能轉換成電能，而此一類似的元件也就是本發明的太陽能電池132。因此，本發明的有機電激發光元件130與太陽能電池132在製程與材料上皆相仿甚至相同，唯一不同之處是為其通電的方式恰為相反。
本發明的具有太陽能電池的有機電激發光元件及其製造方法，是將有機電激發光元件與太陽能電池集成在同一基板上，由於有機電激發光元件與太陽能電池在製程與材料上皆相仿甚至相同，因此本發明的方法具有製程簡單與低成本的優點。而且，由於本發明的有機電激發光元件上因具有太陽能電池的輔助，因此可以增加有機電激發光顯示器電池的使用時間。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
權利要求
1.一種具有太陽能電池的有機電激發光元件，其特徵在於，包括一透明基板，該透明基板具有一發光區與一照光區；一有機電激發光元件，配置在該透明基板上的該發光區中；至少一太陽能電池，配置在該透明基板上的該照光區中；一驅動單元，該驅動單元是與該有機電激發光元件連接；一轉換單元，該轉換單元是與該些太陽能電池連接；以及一控制單元，該控制單元是與該驅動單元與該轉換單元連接。
2.如權利要求1所述的具有太陽能電池的有機電激發光元件，其特徵在於，其中該有機電激發光元件包括一透明陽極，配置在部分該透明基板上；一有機發光層，配置在該透明陽極上；以及一金屬陰極，配置在該有機發光層上。
3.如權利要求2所述的具有太陽能電池的有機電激發光元件，其特徵在於，其中該透明陽極的材質包括銦錫氧化物或銦鋅氧化物。
4.如權利要求2所述的具有太陽能電池的有機電激發光元件，其特徵在於，其中該有機發光層是包括一電洞傳輸層、一電洞注入層、一發光材料層以及一電子傳輸層。
5.如權利要求4所述的具有太陽能電池的有機電激發光元件，其特徵在於，其中該發光材料層的材質包括一有機分子發光材料或一高分子發光材料。
6.如權利要求2所述的具有太陽能電池的有機電激發光元件，其特徵在於，其中該金屬陰極的材質包括鋁、鋁/氟化鋰、鈣、鎂/銀或銀。
7.如權利要求1所述的具有太陽能電池的有機電激發光元件，其特徵在於，其中每一該些太陽能電池包括一透明陰極，配置在部分該透明基板上；一發光層，配置在該透明陰極上；以及一金屬陽極，配置在該有機發光層上。
8.如權利要求7所述的具有太陽能電池的有機電激發光元件，其特徵在於，其中該透明陰極的材質包括銦錫氧化物或銦鋅氧化物。
9.如權利要求7所述的具有太陽能電池的有機電激發光元件，其特徵在於，其中該發光層的材質包括一有機材質或一無機材質。
10.如權利要求7所述的具有太陽能電池的有機電激發光元件，其特徵在於，其中該金屬陽極的材質包括鋁、鋁/氟化鋰、鈣、鎂/銀或銀。
11.一種具有太陽能電池的有機電激發光元件的製造方法，其特徵在於，包括提供一透明基板，其中該透明基板具有一發光區與一照光區；在該透明基板上的該發光區中形成一有機電激發光元件，並且在該透明基板上的該照光區中形成至少一太陽能電池；將該有機電激發光元件連接至一驅動單元；將該些太陽能電池連接至一轉換單元；以及將該驅動單元與該轉換單元連接至一控制單元。
12.如權利要求11所述的具有太陽能電池的有機電激發光元件的製造方法，其特徵在於，其中在該透明基板上形成該有機電激發光元件與該些太陽能電池的方法包括在該透明基板的表面上形成一圖案化的透明陽極層以及一圖案化的透明陰極層；在該透明陽極層上形成一有機發光層，並且在該透明陰極層上形成一發光層；在該有機發光層上形成一金屬陰極層，並且在該發光層上形成一金屬陽極層，以分別構成該有機電激發光元件與該些太陽能電池。
13.如權利要求12所述的具有太陽能電池的有機電激發光元件的製造方法，其特徵在於，其中該透明陽極的材質包括銦錫氧化物或銦鋅氧化物。
14.如權利要求12所述的具有太陽能電池的有機電激發光元件的製造方法，其特徵在於，其中該透明陰極的材質包括銦錫氧化物或銦鋅氧化物。
15.如權利要求12所述的具有太陽能電池的有機電激發光元件的製造方法，其特徵在於，其中該發光層的材質包括一有機材質或一無機材質。
16.如權利要求12所述的具有太陽能電池的有機電激發光元件的製造方法，其特徵在於，其中形成該有機發光層的方法更包括在該透明陽極層上形成一電洞注入層；在該電洞注入層上形成一電洞傳輸層；在該電洞傳輸層上形成一發光材料層；以及在該發光材料層上形成一電子傳輸層。
17.如權利要求16所述的具有太陽能電池的有機電激發光元件的製造方法，其特徵在於，其中該發光材料層的材質包括一有機分子發光材料或一高分子發光材料。
18.如權利要求12所述的具有太陽能電池的有機電激發光元件的製造方法，其特徵在於，其中該金屬陰極的材質包括鋁、鋁/氟化鋰、鈣、鎂/銀或銀。
19.如權利要求12所述的具有太陽能電池的有機電激發光元件的製造方法，其特徵在於，其中該金屬陽極的材質包括鋁、鋁/氟化鋰、鈣、鎂/銀或銀。
全文摘要
一種具有太陽能電池的有機電激發光元件及其製造方法，此元件包括一透明基板；一有機電激發光元件，配置在透明基板的表面上以及至少一太陽能電池，配置在透明基板上。另外更包括一驅動單元，其中驅動單元是與有機電激發光元件連接；一轉換單元，其中轉換單元是與太陽能電池連接；以及一控制單元，其中控制單元是與驅動單元與轉換單元連接。
文檔編號H05B33/00GK1607684SQ200310101050
公開日2005年4月20日 申請日期2003年10月13日 優先權日2003年10月13日
發明者李君浩, 莊亭瑋, 李志堅, 胡培芝 申請人:錸寶科技股份有限公司