[實用新型]一種基于壓電膜的鈣鈦礦發(fā)光器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720340955.0
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN206697526U
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 顏才滿;李宗濤;湯勇;盧漢光;陳凱航;莊寶山
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01L51/50
• 分類號: H01L51/50;H01L41/18;H01L51/56
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及發(fā)光器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于壓電膜的鈣鈦礦發(fā)光器件。

背景技術(shù)

自從1880 年，J.居里和P.居里兄弟在晶體中最早發(fā)現(xiàn)了材料的壓電現(xiàn)象，開啟了壓電效應的大門，各種關(guān)于壓電效應的研究開始迅速發(fā)展了起來。后來人們發(fā)現(xiàn)木材、羊毛和骨頭等也具有壓電性并開始了聚合物壓電性的研究，開始合成壓電高聚物，但它們壓電性都很低，沒有實用價值。直到 1969 年，日本的科學家報道了聚偏氟乙烯（PVDF）在高溫高電壓下極化后可產(chǎn)生比較高的壓電性，有工業(yè)應用價值，從而使壓電聚合物的研究發(fā)生了歷史性的轉(zhuǎn)折。壓電薄膜的出現(xiàn)，使得壓電效應的應用有了進一步的突破。

而近年來，鈣鈦礦量子點作為一種新型的熒光材料，由于其發(fā)射光譜廣、半峰寬窄、光譜可調(diào)、量子產(chǎn)率高等優(yōu)點，在發(fā)光二極管、屏幕顯示等領(lǐng)域中顯示出極大的潛力，引起了很多研究學者的關(guān)注。但是，現(xiàn)有的鈣鈦礦量子點同時也存在著穩(wěn)定性差、分散性不足、容易團聚等缺點，限制了對鈣鈦礦量子點的進一步研究及應用。

在科學研究中，利用復合高分子聚合物結(jié)構(gòu)對鈣鈦礦量子點進行包裹保護，制備高質(zhì)量的量子點薄膜，能夠達到既分散又穩(wěn)定的效果。通過高分子聚合物包裹制備薄膜，得到穩(wěn)定性好的高質(zhì)量鈣鈦礦量子點薄膜，使得鈣鈦礦量子點達到穩(wěn)定狀態(tài)，擴大鈣鈦礦量子點的使用范圍。

現(xiàn)階段，壓電薄膜主要應用于音頻轉(zhuǎn)換器，機電傳感器，仿生領(lǐng)域等等，但是很少用于光學領(lǐng)域，尤其是發(fā)光器件。已有的壓電效應指示發(fā)光器件，是利用壓電效應，將機械能轉(zhuǎn)化為電能，再通過一系列的放大電路進行放大，再接通發(fā)光器件進行指示。其過程繁瑣復雜，工藝復雜，不能夠一步到位。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于壓電膜的鈣鈦礦發(fā)光器件。該壓電發(fā)光器件穩(wěn)定性好，靈敏度高，巧妙利用壓電效應和鈣鈦礦量子點的受激發(fā)光原理，直接實現(xiàn)機械能與光能之間的能量轉(zhuǎn)換。同時，鈣鈦礦量子點作為一種新型的熒光材料，具有發(fā)射光譜廣、半峰寬窄、光譜可調(diào)、量子產(chǎn)率高、顯色指數(shù)高等優(yōu)點，可以充分實現(xiàn)高顯色指數(shù)的效果，光學指示明顯，可以直接可視化觀察機械壓力的效果，效果簡單方便，并且實現(xiàn)了機械能到光能的轉(zhuǎn)換，在指示燈、光電傳感器、壓力傳感器等領(lǐng)域中具有重要的實際意義。

本實用新型通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)。

一種基于壓電膜的鈣鈦礦發(fā)光器件，由上至下，依次包括電極、空穴傳輸層、壓電膜和ITO導電玻璃；在整體發(fā)光器件的的側(cè)面設置有電源模塊；所述電源模塊分別與電極和ITO導電玻璃連接。

進一步地，在電源模塊通電情況下，輔以外界壓力作用，壓電膜利用壓電效應產(chǎn)生電勢差，補充電壓，使器件發(fā)光，發(fā)光強度和外界壓力呈正相關(guān)關(guān)系。

更進一步地，所述電源模塊通電為1-4V的直流電源。

更進一步地，所述外界壓力為100-500N。

更進一步地，所述器件發(fā)光的發(fā)射光的半峰寬為20-40nm，波長范圍為420-660nm。

進一步地，所述電極的厚度為50~100nm。

進一步地，所述電極的材料包括鋁、銅、鈦或鎳。

進一步地，所述空穴傳輸層的厚度為50~100nm。

進一步地，所述空穴傳輸層的材料包括PEDOT（3，4-乙撐二氧噻吩聚合物）/PSS（聚苯乙烯磺酸鹽）、NPB（N,N’-二(1-萘基)-N,N’-二苯基-1,1’-聯(lián)苯-4,4’-二胺）、PVK（聚乙烯基咔唑）、TPBi（1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯）、PolyTPD（聚[雙(4-苯基)(4-丁基苯基)胺]）、TAPC（4,4'-環(huán)己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺]）、CuSCN（硫氰酸亞銅）和CuI（碘化亞銅）中的一種以上。

進一步地，所述壓電膜的厚度為100-500nm。

進一步地，所述壓電膜具有壓電效應，壓電應變常數(shù)d₃₃為25-45pC/N。

進一步地，所述壓電膜的材料包括鈣鈦礦量子點材料和壓電材料。

更進一步地，所述壓電材料包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯和聚氯乙烯中的一種以上。

更進一步地，所述鈣鈦礦量子點材料的化學式為ABX₃，其中：A為Cs、CH₃NH₃和NH₂-CH=NH₂中的一種以上；B為Pb和Sn中的一種以上；X為Cl、Br和I中的一種以上。