专利名称：混合激发的纳米薄膜发光屏的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种面发光源，可用于一定照度范围的光源及平板显示技术。 在后一技术中它可用于稳态显示，也可用于动态显示。
背景技术：
基于能源和环境保护的需要，针对照明和显示领域，分别提出和发展了绿 色照明及低功耗、高效率显示，要求既要节约能源，又不能对环境造成污染。
由场诱导的发光是在诸多发光现象中一个种类最多的可用电场控制的领 域，既可用于照明，也可用于显示。它包括历史悠久的真空阴极射线发光，上
世纪50年代兴起的场致发光，60年代兴起的发光二极管，80年代兴起的有机 场致发光，及上世纪末发现的固态阴极射线发光。真空阴极射线发光又分传统 的三维庞大腔体器件及真空平板薄层腔体两种。前者因腔体笨重，逐渐向平板 型转化，早于60年代就实现的低压荧光使用了热电极，及20多伏电压，用于 电子秤及时钟。较大显示屏幕及彩色化都很困难。近二十年来以冷阴极发射电 子的尝试正在进行，至今未见产品。场致发光除完全具有一般要求的显示参数 外，还有耐振动、加速及恶劣环境的特性。场致发光的单色或彩色屏30年前即 已开始应用，特别是在军事技术中。但它的蓝光材料奇少，彩色化迟缓，近期 Ifire公司有突破，但距离适用还有很长的距离。发光二极管是分立单晶器件， 用于数码、大屏显示，但它的鉴别率不高；在照明领域，发光二极管被认为是 最具前景的绿色照明技术，但发光二极管照明体积大、僵硬、厚重(当发光二极 管加上散热模块时)，特别是发光二极管在面光源照明的应用上，现阶段制作方 式仍须使用扩散板或导光板，但这会使其高发光效率降低。由于有机发光二极 管在照明和显示领域具有轻、薄、光源分布均匀、可挠、多彩等优势，引起了广泛关注，有机发光二极管的效率和稳定性是迫切需要解决的问题。
至于新发现的固态阴极射线发光既具有真空阴极射线发光的优点(既可激 发半导体，又可激发绝缘体，既可激发无机发光材料，又可激发有机发光材料)， 又克服了它的缺点(使用百伏量级的电压，取代上万伏的高压；使用全固态结 构，取代笨重的真空容器)。它比场致发光的优越性体现在器件更轻与易得蓝色 发光。与发光二极管相比，可以作成鉴别率高的中、小屏。它是无机/有机复合 器件，稳定性应可高于纯有机发光器件。在固态阴极射线器件中，利用无机纳 米薄膜作为发光材料取代有机发光材料，可以通过改变纳米颗粒的大小改变颜 色，也可通过掺杂杂质改变颜色。它的特点是既可用固体阴极射线激发，又可 利用载流子双极注入后的复合发光，在电场作用下，这两种激发可以叠加，形 成混合激发，从而发光强度比用单一激发方式时，强度会有相应增加，并且可 以改善器件的稳定性。还未见有关此类技术的报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种混合激发的、可用于一定照度范 围的面光源及平板显示的纳米薄膜发光屏。 本发明的技术方案 一种混合激发的纳米薄膜发光屏
它的结构包括在ITO导电玻璃上，依次制作纳米薄膜发光层，电子加速 层和Al电极；驱动电源采用直流电源或交流电源。
在ITO导电玻璃和纳米薄膜发光层之间制作半阻挡层，允许空穴注入，限 制电子输出。
纳米薄膜发光层的材料采用ZnS;电子加速层的材料采用Si02;半阻挡层 的材料用Si02。纳米薄膜发光层的厚度10 100nm，电子加速层的厚度100 500nm，允许 空穴注入的半阻挡层的厚度5 20nm。
驱动电源采用直流时，Al电极接负，电源电压幅值100 200V;驱动电源 采用交流时，电源电压幅值50 100V，频率为50 500Hz。
本发明的有益结果-
在固态阴极射线器件中，把无机纳米薄膜作为发光薄膜取代有机发光薄膜， 利用电子加速层可以将通过它的电子加速，其中一部分达到可以激发发光的能 量。但它的激发过程只是消耗了部分相应于激发跃迁的能量，电子本身并未消 逝。所以进入纳米薄膜的电子除去这部分丢失了部分能量的电子外，还有倍增 及传导电子，这三类电子都和从阳极注入的空穴复合发光，使注入发光变强， 再加上过热电子激发出的发光，发光就更强了。同时还可以改善器件的稳定性。
图l混合激发的纳米薄膜发光屏的基本结构示意图。 图2混合激发的纳米薄膜发光屏的扩展结构示意图。
图中IT0导电玻璃1，纳米薄膜发光层2，电子加速层3， Al电极4，半 阻挡层5。
具体实施例方式
一种混合激发的纳米薄膜发光屏，其结构见图l。 实施例一
一种混合激发的纳米薄膜发光屏，它的基本结构包括在IT0导电玻璃1
上，依次制作纳米薄膜发光层2，电子加速层3和A1电极4。其结构可表示为 Al/电子加速层/纳米薄膜发光层/ITO。 所述的纳米薄膜发光层2的材料采用ZnS，厚度10nm。电子加速层3的材料采用Si02，厚度500 nm。 驱动电源采用直流100V， Al电极接负。 实施例二
一种混合激发的纳米薄膜发光屏，它的基本结构包括在ITO导电玻璃l 上，依次制作纳米薄膜发光层2，电子加速层3和A1电极4。其结构可表示为: Al/电子加速层/纳米薄膜发光层/ITO。 所述的纳米薄膜发光层2的材料采用ZnS，厚度100nm。 电子加速层3的材料采用SK)2,厚度100 nm。 驱动电源采用直流200V， Al电极4接负。 实施例三
一种混合激发的纳米薄膜发光屏，它的基本结构包括在ITO导电玻璃1， 上，依次制作纳米薄膜发光层2，电子加速层3和A1电极4。其结构可表示为 Al/电子加速层/纳米薄膜发光层/ITO。 所述的纳米薄膜发光层2的材料采用ZnS，厚度50nm。 电子加速层3的材料采用Si02，厚度300 nm。 驱动电源采用直流150V， Al电极4接负。 实施例四
一种混合激发的纳米薄膜发光屏，它的基本结构包括在ITO导电玻璃1 上，依次制作纳米薄膜发光层2，电子加速层3和A1电极4。其结构可表示为 Al/电子加速层/纳米薄膜发光层/ITO。 所述的纳米薄膜发光层2的材料采用ZnS，厚度50nm。 电子加速层3的材料采用Si02，厚度300 nm。 驱动电源采用交流100V，频率50Hz。 实施例五一种混合激发的纳米薄膜发光屏，它的基本结构包括在ITO导电玻璃l 上，依次制作纳米薄膜发光层2，电子加速层3和A1电极4。其结构可表示为:
Al/电子加速层/纳米薄膜发光层/ITO。 所述的纳米薄膜发光层2的材料采用ZnS，厚度100nm。 电子加速层3的材料采用Si02，厚度200 nm。 驱动电源采用交流50V，频率500Hz。 实施例六
一种混合激发的纳米薄膜发光屏，见图2，它的基本结构包括在ITO导 电玻璃1，上，依次制作半阻挡层5，纳米薄膜发光层2，电子加速层3和Al 电极4。其结构可表示为-
Al/电子加速层/纳米薄膜发光层/半阻挡层/ITO。 所述的纳米薄膜发光层2的材料采用ZnS，厚度50nm。 电子加速层3的材料采用Si02，厚度400 nm。
限制电子逸出，允许空穴注入的半阻挡层5的材料采用Si02，厚度5nm。
驱动电源采用直流200V， Al电极接负。
实施例七
一种混合激发的纳米薄膜发光屏，见图2，它的基本结构包括在ITO导 电玻璃1上，依次制作半阻挡层5，纳米薄膜发光层2，电子加速层3和Al电 极4。其结构可表示为-
Al/电子加速层/纳米薄膜发光层/半阻挡层/ITO。 所述的纳米薄膜发光层2的材料采用ZnS，厚度100nm。 电子加速层3的材料采用Si02，厚度300 nm。
限制电子逸出，允许空穴注入的半阻挡层5的材料采用Si02，厚度20nm。 驱动电源采用直流100V， Al电极接负。实施例八
一种混合激发的纳米薄膜发光屏，见图2，它的基本结构包括在ITO导 电玻璃1上，依次制作半阻挡层5，纳米薄膜发光层2，电子加速层3和A1电 极4。其结构可表示为
Al/电子加速层/纳米薄膜发光层/半阻挡层/ITO。 所述的纳米薄膜发光层2的材料采用ZnS，厚度100nm。 电子加速层3的材料采用Si02，厚度300 nm。
限制电子逸出，允许空穴注入的半阻挡层5的材料采用Si02，厚度20nm。
驱动电源采用交流50V，频率500Hz。
实施例九
一种混合激发的纳米薄膜发光屏，见图2，它的基本结构包括在ITO导 电玻璃1上，依次制作半阻挡层5，纳米薄膜发光层2，电子加速层3和Al电 极4。其结构可表示为
Al/电子加速层/纳米薄膜发光层/半阻挡层/ITO。 所述的纳米薄膜发光层2的材料采用ZnS，厚度50nm。 电子加速层3的材料采用Si02，厚度500 nm。
限制电子逸出，允许空穴注入的半阻挡层5的材料采用Si02,厚度50nm。 驱动电源采用交流IOOV，频率50Hz。
权利要求
1.一种混合激发的纳米薄膜发光屏，其特征在于它的结构包括在ITO导电玻璃(1)上，依次制作纳米薄膜发光层(2)，电子加速层(3)和Al电极(4)；驱动电源采用直流电源或交流电源。
2. 根据权利要求1所述的混合激发的纳米薄膜发光屏，其特征在于在ITO 导电玻璃(1)和纳米薄膜发光层(2)之间制作半阻挡层(5)，允许空穴注入，限制电子输出。
3. 根据权利要求1或2所述的混合激发的纳米薄膜发光屏，其特征在于 纳米薄膜发光层(2)的材料采用ZnS;电子加速层(3)的材料采用Si02;半 阻挡层(5)的材料用Si02。
4. 根据权利要求1或2所述的混合激发的纳米薄膜发光屏，其特征在于 纳米薄膜发光层(2)的厚度10 100nm，电子加速层(3)的厚度100 500nm， 允许空穴注入的半阻挡层(5)的厚度5 20nm。
5. 根据权利要求1所述的混合激发的纳米薄膜发光屏，其特征在于驱动 电源采用直流时，Al电极接负，电源电压幅值100 200V;驱动电源采用交流 时，电源电压幅值50 100V，频率为50 500Hz。
全文摘要
一种混合激发的纳米薄膜发光屏，涉及一种面发光源，用于一定照度范围的光源及平板显示。它的结构包括在ITO导电玻璃(1)上，依次制作纳米薄膜发光层(2)，电子加速层(3)和Al电极(4)；驱动电源采用直流电源或交流电源。纳米薄膜发光层(2)的材料采用ZnS；电子加速层(3)的材料采用SiO<sub>2</sub>。纳米薄膜发光层的厚度10～100nm，电子加速层的厚度100～500nm。驱动电源采用直流时电压为100～200V；采用交流时电压为50～100V，频率为50～500Hz。该发光屏既可用固态阴极射线激发，又利用载流子双极注入复合发光，形成混合激发，发光强度比用单一激发方式增强，同时改善器件的稳定性。
文档编号H05B33/14GK101553062SQ20091008392
公开日2009年10月7日 申请日期2009年5月12日 优先权日2009年5月12日
发明者张福俊, 征 徐, 赵谡玲 申请人:北京交通大学