[發(fā)明專利]一種具有發(fā)光和存儲雙重功能的無機光電器件

無效

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• 申請日: 2011-07-27
• 公開（公告）號: CN102244166A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張曉松;吳燕宇;李嵐;徐建萍;牛喜平;李萍;羅程遠(yuǎn);李美惠;宣榮衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L27/00
• 代理公司: 天津佳盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子半導(dǎo)體元器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種具有發(fā)光和存儲雙重功能的無機光電器件。發(fā)光顏色受電壓調(diào)控的無機電致發(fā)光器件(electroluminescent?device)。

背景技術(shù)

光電器件在我們的生活中隨處可見，如存儲器件、發(fā)光器件、太陽能電池器件等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步，光電器件的多功能化、實用性、便攜性等都在不斷的提高。其中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲設(shè)備在消費類電子產(chǎn)品中有廣泛的應(yīng)用，為了滿足應(yīng)用要求，這類設(shè)備不但要具有小體積、大容量存儲的能力，也要具有低功耗、低成本和高可靠性。作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲設(shè)備的重要成員，一次寫入多次讀取的數(shù)字存儲器件（WORM）在很多領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。這類存儲器件最大的特點是，通過這種技術(shù)存儲在介質(zhì)中的數(shù)據(jù)將不會因各種意外而丟失或被修改，這就保證了對一些重要的數(shù)據(jù)長期存儲的需求。正因為如此，WORM技術(shù)在各種傳統(tǒng)的存儲器領(lǐng)域都已經(jīng)得到了比較廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。

為了實現(xiàn)制作工藝簡單、低成本、大容量的存儲器件，近年來，國內(nèi)外科研人員一直試圖利用簡單的夾層結(jié)構(gòu)（三明治結(jié)構(gòu)）來實現(xiàn)一次寫入多次讀取的電信號存儲。2001年美國的Yang研究小組率先研制出了三明治結(jié)構(gòu)的高性能的有機電雙穩(wěn)態(tài)存儲器（Y.?Yang,?L.?P.?Ma,?and?J.?Liu,?U.S.?Patent,?U.S.?01/17206?~2001）。在2002年Yang研究小組嘗試著把發(fā)光器件和存儲器件合為一體，提出了有機雙穩(wěn)態(tài)發(fā)光器件（organic?bistable?light-emitting?devices），這類器件具有存儲和發(fā)光雙重功能。有機雙穩(wěn)態(tài)發(fā)光器件這些特性使其在數(shù)字存儲，可視電子書，以及可記錄的電子紙等方面有很好的應(yīng)用。但是其制備的器件只是將有機雙穩(wěn)態(tài)器件和有機發(fā)光器件簡單的優(yōu)化組合，因而器件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且有機器件的不穩(wěn)定性、壽命等問題還沒得到很好的解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述存在問題，提供一種具有發(fā)光和存儲雙重功能的無機光電器件，可以實現(xiàn)制備工藝簡單、小體積、大容量的一次寫入多次讀取的存儲功能且具有低壓直流驅(qū)動發(fā)光特性。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種具有發(fā)光和存儲雙重功能的無機光電器件，包括透明襯底、第一導(dǎo)電層、無機功能層和第二導(dǎo)電層并依次構(gòu)成疊層結(jié)構(gòu)，其中第一導(dǎo)電層為由金屬氧化物制備的透明電極，無機功能層為單層結(jié)構(gòu)并由無機納米半導(dǎo)體材料制備，第二導(dǎo)電層為功函數(shù)較低的金屬且第二導(dǎo)電層的功函數(shù)與無機發(fā)光層的能級相匹配，第一導(dǎo)電層、無機功能層和第二導(dǎo)電層構(gòu)成三明治結(jié)構(gòu)。

????所述透明襯底為玻璃或柔性聚酰亞胺基板。

所述第一導(dǎo)電層為氧化銦錫（ITO）、氧化鋅鋁（AZO）或氧化鋅鎵（GZO）。

所述無機功能層為ZnO、ZnS、NiO、ZnSe、ZnSe_xS_1-x?、CdS或Cd_xZn_1-xS量子點。

所述第二導(dǎo)電層材料為鋰（Li）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、鋁（Al）和銦（In）中的一種及其與銅（Cu）、金（Au）或銀（Ag）組成的任意比例的合金。

本發(fā)明的優(yōu)點是：具有存儲發(fā)光雙重功能的無機光電器件可以通過控制驅(qū)動電壓寫入讀取數(shù)據(jù)并控制器件的發(fā)光，實現(xiàn)器件的存儲和發(fā)光雙重功能；并且器件的無機功能層是通過旋涂或印刷工藝制備，所以大大簡化了制備工藝，降低了制備成本。

附圖說明

圖1是該無機光電器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是該無機光電器件發(fā)生電流突變時的電壓-電流特性曲線，其中x軸表示器件所受電壓（單位V），y軸表示器件的響應(yīng)電流（單位為安培，對數(shù)顯示）。

圖3是該無機光電器件在空氣中的存儲穩(wěn)定性測試曲線。

圖4是該無機光電器件的存儲特性的原理示意圖。

圖5是該無機光電器件的電致發(fā)光光譜圖，插圖為器件發(fā)光照片。

圖6是該無機光電器件的無機功能層的SEM圖像，此圖為ZnS量子點在ITO玻璃上的亞微米薄膜。

具體實施方式

一種具有發(fā)光和存儲雙重功能的無機光電器件，如圖1所示，包括透明襯底、第一導(dǎo)電層（陽極）、無機功能層和第二導(dǎo)電層（陰極）并依次構(gòu)成疊層結(jié)構(gòu)，其中第一導(dǎo)電層為由金屬氧化物制備的透明電極，無機功能層為單層結(jié)構(gòu)并由無機納米半導(dǎo)體材料制備，第二導(dǎo)電層為功函數(shù)較低的金屬且第二導(dǎo)電層的功函數(shù)與無機發(fā)光層的能級相匹配，第一導(dǎo)電層、無機功能層和第二導(dǎo)電層構(gòu)成三明治結(jié)構(gòu)。