TWI538176B - Thin film type compound optical conversion device - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種光轉換裝置,特別是指一種薄膜型複合光轉換裝置。
夜視鏡可依成像技術概分為微光夜視鏡與紅外光夜視鏡兩大類。就微光夜視鏡而言,其主要是藉由像增強管(image intensifier)將微弱的光線進行增強,以便供使用者清楚觀察成像,此一技術又被稱為像增強技術。就紅外光夜視鏡而言,其又可被細分為被動式夜視鏡與主動式夜視鏡。被動式紅外光夜視鏡是藉由偵測環境周遭或目標物體自身輻射的紅外光線來成像,而主動式紅外光夜視鏡則是主動發射一紅外光線,照射欲觀察的目標物體,再將目標物體反射回來的紅外光線轉化成為可見光線。
夜視功能最常被應用於軍事作戰或監視用途,其中,因紅外光線屬長波長範圍,人類無法以肉眼直接觀察,且被照射的目標物體因不易吸收長波長的光線而可輕易反射,因此,紅外光夜視鏡的應用遠大於微光夜視鏡。
根據上述紅外光夜視鏡之成像技術的相關說明可知,現有的紅外光夜視鏡沿其一光軸方向依序包含一物
鏡、一連結該物鏡的光放大管,及一連結於該光放大管的目鏡。該光放大管包括一管體,且沿該光軸方向依序包括一設置於該管體內的光陰極(photocathode)、一設置於該管體內的微通道板(microchannel plate,MCP),及一設置於該管體內的螢光層。
此現有的紅外光夜視鏡之成像原理,是先使該現有的紅外光夜視鏡接受一偏壓以於該光放大管內產生一電位差,並藉由該物鏡將外界的紅外光線集中入射至該光放大管內;接著,藉由該光陰極透過光電轉換效應以將紅外光線的多個光子轉換成多個第一電子,並使該等第一電子透過管內的電位差而加速撞擊該微通道板,進而釋放數量大於該等第一電子數倍的第二電子;最後,該等第二電子撞擊該螢光層從而產生可見光源,並藉由該目鏡來聚焦成像。然而,由上述成像原理的說明可知,為提升電子的平均自由路徑(mean free path),該光放大管內不僅需呈真空狀態,還需具備有足夠的長度與足夠高的電壓才可使該等電子加速撞擊該微通道板,因此,現有的紅外光夜視鏡具有體積大而導致攜帶不便的缺點。
經上述說明可知,改良該現有的紅外光夜視鏡的結構,以縮減其體積並方便使用者隨身攜帶,是此技術領域的相關技術人員所待突破的課題。
因此,本發明之目的,即在提供一種薄膜型複合光轉換裝置。
於是本發明薄膜型複合光轉換裝置,於接受一偏壓及一紅外光線後以產生一預定影像,並包含一第一穿透電極板、一有機光伏(organic photovoltaic)單元、一有機發光(organic light-emitting)單元、一第二穿透電極板,及一注入調整(injection modification)單元。
該有機光伏單元設置於該第一穿透電極板上,並吸收該紅外光線以激發多對的第一載子,各對第一載子具有一正型載子與一負型載子,且各對第一載子的正、負型載子是透過該偏壓所產生的一電位差而分離。該有機發光單元設置於該有機光伏單元之上並接受該偏壓所驅動的電流及電子流,且該有機發光單元具有多對的第三載子,該電流具有多個正型電荷,該電子流具有多個負型電荷,各對第三載子具有一正型載子與一負型載子。該第二穿透電極板設置於該有機發光單元上。該注入調整單元夾置於該有機光伏單元與該有機發光單元間並具有多對的第四載子,且各對第四載子具有一正型載子與一負型載子。
在本發明中,該偏壓的正、負極的其中一者是電連接於該第一穿透電極板,且該偏壓的正、負極的其中另一者是電連接於該第二穿透電極板;該電流的該等正型電荷與該電子流的該等負型電荷的其中一者是根據該偏壓對應地注入該有機光伏單元,且該電流的該等正型電荷與該電子流的該等負型電荷的其中另一者是根據該偏壓對應地注入該有機發光單元。當該偏壓的負極是電連接於該第二穿透電極板時,注入該有機發光單元為該等負型電荷,
且該注入調整單元會自該有機發光單元中獲取各對第三載子的負型載子,以使各對第一載子的負型載子朝該第一穿透電極板的方向移動並與該等正型電荷相抵消,且使各對第一載子的正型載子朝該有機發光單元的方向移動並與該等負型電荷相復合(recombination),以令該有機發光單元放射出一預定光源並從而產生該預定影像;當該偏壓的正極是電連接於該第二穿透電極板時,注入該有機發光單元為正型電荷,且該注入調整單元會將其各對第四載子的負型載子給予該有機發光單元,以使各對第一載子的正型載子朝該第一穿透電極板的方向移動並與該等負型電荷相抵消,且使各對第一載子的負型載子朝該有機發光單元的方向移動並與該等正型電荷相復合,以令該有機發光單元放射出該預定光源並從而產生該預定影像。
較佳地,在本發明之一第一較佳實施例中,該偏壓的正極是電連接於該第一穿透電極板,該偏壓的負極是電連接於該第二穿透電極板。
較佳地,該有機發光單元包括一形成於該注入調整單元上的正型載子注入層、一夾置於該第二穿透電極板與該正型載子注入層間的第一傳輸阻擋層、一夾置於該第二穿透電極板與該第一傳輸阻擋層間的發光層、一夾置於該第二穿透電極板與該發光層間的第二傳輸阻擋層,及一夾置於該第二穿透電極板與該第二傳輸阻擋層間的負型載子注入層。
較佳地,該有機發光單元的正型載子注入層具
有各對第三載子,該注入調整單元自該正型載子注入層中獲取各對第三載子的負型載子。
較佳地,在本發明之一第二較佳實施例中,該偏壓的正極是電連接於該第二穿透電極板,該偏壓的負極是電連接於該第一穿透電極板。
較佳地,該有機發光單元包括一形成於該注入調整單元上的負型載子注入層、一夾置於該第二穿透電極板與該負型載子注入層間的第二傳輸阻擋層、一夾置於該第二穿透電極板與該第二傳輸阻擋層間的發光層、一夾置於該第二穿透電極板與該發光層間的第一傳輸阻擋層,及一夾置於該第二穿透電極板與該第一傳輸阻擋層間的正型載子注入層。
較佳地,該注入調整單元將其各對第四載子的負型載子給予該有機發光單元的負型載子注入層。
較佳地,該注入調整單元包括一注入調整層,且該注入調整層是由一選自下列所構成之群組的材料所製成:六氮雜聯伸三苯-六甲腈(Hexaazatriphenylene Hexacarbonitrile,HAT-CN)、氧化鋁(Al2O3)、二氧化矽(SiO2)、二氧化鈦(TiO2)、三氧化鎢(WO3)、三氧化鉬(MoO3)、五氧化二釩(V2O5),或銦錫氧化物(ITO)。
較佳地,該有機光伏單元包括一形成於該第一穿透電極板上的光吸收層,及一夾置於該第一穿透電極板與該光吸收層間的載子產生層,該光吸收層吸收該紅外光線激發產生各對第一載子,且該光吸收層是由一選自下列
所構成之群組的材料所製成:酞菁氯化鋁(chloroaluminum phthalocyanine,ClAlPc)、酞菁錫(tin phthalocyanine,SnPc)、亞萘酞菁(subnaphthalocyanine,SubNc),及酞菁氧化鈦(titanium oxide phthalocyanine,TiOPc)。
較佳地,該第一穿透電極板包括一第一基板,及一形成於該第一基板與該有機光伏單元間的第一穿透電極層;該第二穿透電極板包括一第二基板,及一形成於該第二基板與該有機發光單元間的第二穿透電極層。
本發明之功效在於,藉由彼此相連結的該第一穿透電極板、該注入調整單元、該有機光伏單元、該有機發光單元與該第二穿透電極板來取代該現有的紅外光夜視鏡的光放大管,不僅可使該有機發光單元放射出該預定光源從而產生該預定影像,更可有效地縮減紅外光夜視鏡的體積以方便使用者隨身攜帶。
1‧‧‧第一穿透電極板
11‧‧‧第一基板
12‧‧‧第一穿透電極層
2‧‧‧有機光伏單元
21‧‧‧光吸收層
22‧‧‧載子產生層
3‧‧‧有機發光單元
31‧‧‧正型載子注入層
32‧‧‧第一傳輸阻擋層
33‧‧‧發光層
34‧‧‧第二傳輸阻擋層
35‧‧‧負型載子注入層
4‧‧‧第二穿透電極板
41‧‧‧第二基板
42‧‧‧第二穿透電極層
5‧‧‧注入調整單元
51‧‧‧注入調整層
D‧‧‧偏壓
本發明之其他的特徵及功效,將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現,其中:圖1是一側視示意圖,說明本發明薄膜型複合光轉換裝置之一第一較佳實施例;圖2是一側視示意圖,說明本發明薄膜型複合光轉換裝置之一第二較佳實施例;及圖3是一電流密度對電壓暨增益值曲線圖,說明本發明薄膜型複合光轉換裝置之一具體例與一比較例,其在照射紅外光線與未照射紅外光線之電流密度與電壓的關係。
在本發明被詳細描述之前,應當注意在以下的說明內容中,類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1,本發明薄膜型複合光轉換裝置之第一較佳實施例,是適用於一紅外光夜視鏡,且是於接受一偏壓D及一紅外光線後以產生一預定影像。本發明該第一較佳實施例包含一第一穿透電極板1、一有機光伏單元2、一有機發光單元3、一第二穿透電極板4,及一注入調整單元5。
該有機光伏單元2設置於該第一穿透電極板1上,並吸收該紅外光線以激發多對的第一載子,各對第一載子具有一正型載子與一負型載子,且各對第一載子的正、負型載子是透過該偏壓D所產生的一電位差而分離。該有機發光單元3設置於該有機光伏單元2之上並接受該偏壓D所驅動的電流及電子流,且該有機發光單元3具有多對的第三載子,該電流具有多個正型電荷,該電子流具有多個負型電荷,各對第三載子分別具有一正型載子與一負型載子。該第二穿透電極板4設置於該有機發光單元3上。該注入調整單元5是夾置於該有機光伏單元2與該有機發光單元3間並具有多對的第四載子,且各對第四載子具有一正型載子與一負型載子。該偏壓D的正、負極的其中一者是電連接於該第一穿透電極板1,且該偏壓D的正、負極的其中另一者是電連接於該第二穿透電極板2;該電流
的該等正型電荷與該電子流的該等負型電荷的其中一者是根據該偏壓D對應地注入該有機光伏單元2,且該電流的該等正型電荷與該電子流的該等負型電荷的其中另一者是根據該偏壓D對應地注入該有機發光單元3。
當該偏壓D的負極是電連接於該第二穿透電極板4時,注入該有機發光單元3為該等負型電荷,且該注入調整單元5會自該有機發光單元3中獲取各對第三載子的負型載子,以使各對第一載子的負型載子朝該第一穿透電極板1的方向移動並與該等正型電荷抵消相復合,且使各對第一載子的正型載子朝該有機發光單元3的方向移動並與該等負型電荷相復合,以令該有機發光單元3放射出一預定光源並從而產生該預定影像;當該偏壓D的正極是電連接於該第二穿透電極板4時,注入該有機發光單元3為該等正型電荷,且該注入調整單元5會將其各對第四載子的負型載子給予該有機發光單元3,以使各對第一載子的正型載子朝該第一穿透電極板1的方向移動並與該等負型電荷抵消,且使各對第一載子的負型載子朝該有機發光單元3的方向移動並與該等正型電荷相復合,以令該有機發光單元3放射出該預定光源並從而產生該預定影像。在本發明該第一較佳實施例中,該偏壓D的正極是電連接於該第一穿透電極板1,該偏壓D的負極是電連接於該第二穿透電極板4(如圖1所示)。
該第一穿透電極板1包括一第一基板11,及一形成於該第一基板11與該有機光伏單元2間的第一穿透電
極層12;該第二穿透電極板4包括一第二基板41,及一形成於該第二基板41與該有機發光單元3間的第二穿透電極層42。
較佳地,該第一穿透電極層12與第二穿透電極層42分別是由透明導體材料所構成。適用於本發明該第一較佳實施例的透明導體材料可以是由氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化鋅(zinc oxide,ZnO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO),或氧化銦鎵鋅(indium gallium zinc oxide,IGZO)所構成的單一薄膜,也可以是由金屬、有機化合物,及無機化合物三者以對稱或非對稱的形式所構成的複合膜層薄膜。舉例來說,該複合膜層薄膜的結構通常是「無機化合物/金屬/無機化合物」、「有機化合物/金屬/有機化合物」,或「無機化合物/金屬/有機化合物」的形式,常見的複合膜層薄膜有:WO3/Ag/WO3、ITO/Ag/ITO、SiO2/Ag/SiO2、MoO3/Ag/MoO3、BCP(bathocuproine)/Ag/BCP,或NPB(N,N-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N-bis(phenyl)benzidine)/Ag/NPB。在該第一較佳實施例中,該第一穿透電極層12是使用結晶性較強的ITO之單一薄膜,該第二穿透電極層42是使用WO3/Ag/WO3之複合膜層薄膜為例作說明;另外,該第一基板11與第二基板12則是使用玻璃基板。
該有機光伏單元2包括一形成於該第一穿透電極板1上的光吸收層21,及一夾置於該第一穿透電極板1與該光吸收層21間的該載子產生層22。該光吸收層21吸收該紅外光線以激發各對第一載子。此處要進一步說明的
是,因本發明薄膜型複合光轉換裝置是被運用於一紅外光夜視鏡,因此,適用於本發明該第一較佳實施例的光吸收層21是由一選自下列所構成之群組的材料所製成:酞菁氯化鋁(ClAlPc)、酞菁錫(SnPc)、亞萘酞菁(SubNc),及酞菁氧化鈦(TiOPc)。該載子產生層22是由一選自下列所構成之群組的材料所製成:碳60(C60)、碳70(C70),及富勒烯(Fullerene)衍生物(phenyl-C61-butyric acid methyl ester,PCBM)。在該第一較佳實施例中,該光吸收層21是使用酞菁氯化鋁(ClAlPc),該載子產生層22則是使用碳60為例作說明。
該有機發光單元3包括一形成於該注入調整單元5上的正型載子注入層31、一夾置於該第二穿透電極板4與該正型載子注入層31間的第一傳輸阻擋層32、一夾置於該第二穿透電極板4與該第一傳輸阻擋層32間的發光層33、一夾置於該第二穿透電極板4與該發光層33間的第二傳輸阻擋層34,及一夾置於該第二穿透電極板4與該第二傳輸阻擋層34間的負型載子注入層35。此外,該有機發光單元3的正型載子注入層31具有各對第三載子,且該注入調整單元5是自該正型載子注入層31獲取各對第三載子的負型載子。
此處要補充說明的是,該有機發光單元3即為一般省略掉兩個穿透電極層之有機發光二極體(organic light-emitting diodes,OLED)之結構,而本發明該第一較佳實施例是應用於夜視鏡,所以該有機發光單元3是配合人
眼最敏感的波段而發出綠色光源。也就是說,該有機發光單元3的發光層33是採用可放射出綠光的有機發光材料所製成。該發光層33是由一主體材料與一混摻發光體材料所製成。在本發明該第一較佳實施例中,該發光層33的主體材料是使用4,4'-二(9-咔唑)聯苯(4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl,CBP),而混摻發光體材料則是使用三苯基吡啶銥(Tris[2-phenylpyridinato-C2,N]iridium(III),Ir(ppy)3)為例作說明。該有機發光單元3的結構與製程技術並非本發明之技術特徵,其僅屬於一般有機發光二極體的習知技術,於此不再多加贅述。
該注入調整單元5包括一夾置於該有機光伏單元2與該有機發光單元3間的注入調整層51。此處需特別說明的是,該注入調整層51是由具備有深層能階的有機化合物所製成,或是由具備有傳導能階的金屬氧化物所製成。本發明該第一較佳實施例之注入調整層51是由六氮雜聯伸三苯-六甲腈(HAT-CN)、Al2O3、SiO2、TiO2、WO3、MoO2、MoO3、V2O5、ITO、Al、Au、Ag、Ti,及其氧化物等所製成,但不限於此。在該第一較佳實施例中,該注入調整層51是由六氮雜聯伸三苯-六甲腈(HAT-CN)所製成。
更詳細地說,如圖1所示,在本發明該第一較佳實施例中,該偏壓D的正極是電連接於該第一穿透電極板1的第一穿透電極層12,該偏壓D的負極是電連接於該第二穿透電極板4的第二穿透電極層42。因此,該偏壓D
所驅動的電流的該等正型電荷是由該第一穿透電極層12注入該載子產生層22,且因該光吸收層21與該載子產生層22兩者間的能階差,而停留於該載子產生層22與該光吸收層21的界面間。另一方面,該偏壓D所驅動的電子流的該等負型電荷是由該第二穿透電極層42注入該有機發光單元3,並透過該負型載子注入層35、第二傳輸阻擋層34與發光層33,使該等負型電荷通過上述各層而停留於該發光層33與該第一傳輸阻擋層32的界面間。經前述說明可知,該注入調整層51會自該有機發光單元3的正型載子注入層31中獲取各對第三載子的負型載子,用以增加第四載子之負型載子,且藉由該偏壓向該第一穿透電極層12的方向傳遞。此時,當該紅外光線照射該光吸收層21而激發各對第一載子時,各對第一載子的負型載子會朝該第一穿透電極板1的方向移動並與該等正型電荷相抵消,而各對第一載子的正型載子會朝該有機發光單元3的方向移動並與第四載子之負型載子抵銷,而第三載子之正型載子將朝該發光層33之方向傳遞,並與該等負型電荷載子於該發光層33中相復合,以令該發光層33放射出一綠色光源並從而產生觀察目標的影像。
此處值得一提的是,該注入調整層51自該正型載子注入層31中獲取各對第三載子的負型載子的運作機制,可有效地降低其與有機光伏單元2與有機發光單元3各界面間的阻抗值。因此,當本發明該第一較佳實施例實際運用於夜視鏡時,其只需要微弱的紅外光線強度便可使該
發光層33放射出該綠色光源,其無須如同該現有的紅外光夜視鏡般,必須額外配置有光放大管才可在目鏡處成像。
參閱圖2,本發明薄膜型複合光轉換裝置之第二較佳實施例,大致上是相同於該第一較佳實施例,其不同之處是在於,本發明該第二較佳實施例之有機發光單元3及有機光伏單位2的膜層堆疊順序與該第一較佳實施例相反,且該偏壓D的正極是電連接於該第二穿透電極板4,該偏壓D的負極是電連接於該第一穿透電極板1。在本發明該第二較佳實施例中,該有機光伏單元2包括一形成於該第一穿透電極板1上的載子產生層22,及一夾置於該第一穿透電極板1與該載子產生層22間的光吸收層21;該有機發光單元3包括形成於該注入調整單元5上的該負型載子注入層35、夾置於該第二穿透電極板4與該負型載子注入層35間的第二傳輸阻擋層34、夾置於該第二穿透電極板4與該第二傳輸阻擋層34間的發光層33、夾置於該第二穿透電極板4與該發光層33間的第一傳輸阻擋層32,及夾置於該第二穿透電極板4與該第一傳輸阻擋層32間的正型載子注入層31。
更詳細地說,如圖2所示,本發明該第二較佳實施例之偏壓D的正極是電連接於該第二穿透電極板4的第二穿透電極層42,該偏壓D的負極是電連接於該第一穿透電極板1的第一穿透電極層12。因此,該偏壓D所驅動的電流的該等正型電荷是由該第二穿透電極層42注入該有機發光單元3,並透過該正型載子注入層31、該第一傳輸
阻擋層32與該發光層33,使該等正型電荷通過上述各層,而停留於該發光層33與該第二傳輸阻擋層34的界面間。另一方面,該偏壓D所驅動的電子流的該等負型電荷是由該第一穿透電極層12注入該有機光伏單元2,且因該光吸收層21與載子產生層22兩者間的能階差,而停留於該光吸收層21與該載子產生層22的界面間。經前述說明可知,該注入調整層51會將其各對第四載子的負型載子給予該有機發光單元3的負型載子注入層35並向發光層33方向傳遞。此時,當該紅外光線照射該光吸收層21而激發各對第一載子時,各對第一載子的正型載子會朝該第一穿透電極板1的方向移動並與該等負型電荷抵消,而各對第一載子的負型載子會進入該注入調整層51內,並持續供應負型載子給該負型載子注入層35,且此負型載子將朝該有機發光單元3的方向移動並與該等正型電荷於該發光層33相復合,以令該有機發光單元3放射出綠色光源並從而產生觀察目標的影像。值得注意的是,在該第二較佳實施例中,該注入調整層51的運作機制雖然略不同於該第一較佳實施例,但亦可有效地降低其與有機光伏單元2及有機發光單元3之各界面間的阻抗值。
本發明薄膜型複合光轉換裝置之一具體例是採用該第一較佳實施例的結構;而本發明薄膜型複合光轉換裝置之一比較例的結構,大致上是相同於該具體例,其不同之處是在於,該比較例無設置該注入調整單元5。
參閱圖3,顯示有該具體例與該比較例在照射紅外光線(以IR表示)與未照射紅外光線(以Dark表示)的環境下,所量測取得之電壓與電流密度關係;其中,增益值(Gain)是代表該具體例或該比較例於照射紅外光線時(IR)對未照射紅外光線時(Dark)的電流比值(IIR/IDark)。根據儀器的計算得知,欲使該具體例與比較例之有機發光單元3的發光強度可達人眼辨識的程度,則需要大於0.005mA/cm2的電流密度值。
由圖3可得知,該具體例於未照射紅外光線(Dark)且在偏壓D大於2.5V時,其電流密度值已趨近0.005mA/cm2;反觀該比較例,其於未照射紅外光線時(Dark),即使偏壓D增加至5.0V,其電流密度值仍遠低於0.005mA/cm2。此外,當該具體例與該比較例於照射紅外光線時(IR),該具體例與該比較例的電流密度值雖仍可大於0.005mA/cm2,但該具體例的電流密度值是該比較例的電流密度值約2.5倍至3倍,此差異主因在於該具體例之薄膜型複合光轉換裝置含有該注入調整層51,該注入調整層51可降低其與有機光伏單元2及有機發光單元3之各界面間的阻抗值。
詳細地來說,該具體例設置有該注入調整層51。因此,該具體例可透過該注入調整層51獲取該有機發光單元3的負型載子,從而使該具體例於未照射紅外光線(Dark)的情況下,其電流密度值已可達到接近0.005
mA/cm2的臨界值。因此,使該光吸收層21於受紅外光線照射激發的各對第一載子,可更有效地與該等正、負型電荷相互反應,而令該紅外光線照射該光吸收層21時,不需過高的光強度即可使該有機發光單元3的發光層33放射出綠色光源,並從而產生觀察目標的影像。
參閱附件,顯示有本發明該第一較佳實施例之薄膜型複合光轉換裝置的操作實體圖。當本發明的薄膜型複合光轉換裝置位處於一亮處,且是在無施加該偏壓D與未照射紅外光線時(如附件上方影像所示),此薄膜型複合光轉換裝置是呈現透明狀態,並因該亮處而可觀察到設置於該薄膜型複合光轉換裝置後方的金屬針。再參顯示於附件下方的影像可知,當該薄膜型複合光轉換裝置位處於一暗處時[以下將此薄膜型複合光轉換裝置分成兩個黃色方框與一個藍色方框等三個部份來說明,其中,左邊的兩個黃色方框是僅施加該偏壓D而未照射紅外光線(Turn-off),而最右邊的藍色方框除了施加該偏壓D外,還以光強度為2mW/cm2且波長為780nm的紅外光線照射(Turn-on)],位處於該暗處的薄膜型複合光轉換裝置經施加該偏壓D並照射該紅外光線後,可清楚地觀察到設置於該薄膜型複合光轉換裝置後方的金屬針。
此處舉例來說,根據本發明該等較佳實施例的膜層結構設計,本發明該等較佳實施例可透過薄膜製程技術將該有機光伏單元2、有機發光單元3、注入調整單元5、第一穿透電極層12與第二穿透電極層42鍍製於透明玻
璃鏡片上,以製作成眼鏡的態樣供使用者隨身攜帶。
此處更值得一提的是,本發明該等較佳實施例僅以紅外線夜視鏡舉例說明,其並非僅侷限於紅外光夜視鏡的應用。更具體地來說,根據本發明該等較佳實施例之薄膜型複合光轉換裝置之載子的運作機制,只要根據其光吸收層21所能吸收的波段及其發光層33所能放射的波段,以分別選擇其適當的材料,即可將該等較佳實施例之薄膜型複合光轉換裝置轉用於醫療弱視矯正器,或紫外光線的檢測器。就弱視矯正器而言,該光吸收層21是選自可吸收全波段的材料,再依使用者適合的光線而適當選用該發光層33的材料。就紫外光線的檢測器而言,該光吸收層21是選自可吸收紫外光波段的材料。
綜上所述,本發明薄膜型複合光轉換裝置藉由彼此相連結的該第一穿透電極板1、該有機光伏單元2、該有機發光單元3、注入調整單元5與該第二穿透電極板2,來取代該現有的紅外光夜視鏡的物鏡、光放大管,及目鏡,不僅可有效地縮減紅外光夜視鏡的體積以方便使用者攜帶;此外,該注入調整單元5更可降低其與該有機光伏單元2與該有機發光單元3各界面間的阻抗,無需使用到高強度的紅外光線照射該有機光伏單元2,即可驅動該有機發光單元3放射出綠色光源並產生觀察目標的影像,故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者,僅為本發明之較佳實施例與具體例而已,當不能以此限定本發明實施之範圍,即大凡依
本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧第一穿透電極板
11‧‧‧第一基板
12‧‧‧第一穿透電極層
2‧‧‧有機光伏單元
21‧‧‧光吸收層
22‧‧‧載子產生層
3‧‧‧有機發光單元
31‧‧‧正型載子注入層
32‧‧‧第一傳輸阻擋層
33‧‧‧發光層
34‧‧‧第二傳輸阻擋層
35‧‧‧負型載子注入層
4‧‧‧第二穿透電極板
41‧‧‧第二基板
42‧‧‧第二穿透電極層
5‧‧‧注入調整單元
51‧‧‧注入調整層
D‧‧‧偏壓
Claims (11)
- 一種薄膜型複合光轉換裝置,於接受一偏壓及一紅外光線後以產生一預定影像,該薄膜型複合光轉換裝置包含:一第一穿透電極板;一有機光伏單元,設置於該第一穿透電極板上,並吸收該紅外光線以激發多對的第一載子,各對第一載子具有一正型載子與一負型載子,且各對第一載子的正、負型載子是透過該偏壓所產生的一電位差而分離;一有機發光單元,設置於該有機光伏單元之上並接受該偏壓所驅動的電流及電子流,且該有機發光單元具有多對的第三載子,該電流具有多個正型電荷,該電子流具有多個負型電荷,各對第三載子具有一正型載子與一負型載子;一第二穿透電極板,設置於該有機發光單元上;及一注入調整單元,夾置於該有機光伏單元與該有機發光單元間並具有多對的第四載子,且各對第四載子具有一正型載子與一負型載子;其中,該偏壓的正、負極的其中一者是電連接於該第一穿透電極板,且該偏壓的正、負極的其中另一者是電連接於該第二穿透電極板;其中,該電流的該等正型電荷與該電子流的該等 負型電荷的其中一者是根據該偏壓對應地注入該有機光伏單元,且該電流的該等正型電荷與該電子流的該等負型電荷的其中另一者是根據該偏壓對應地注入該有機發光單元;其中,當該偏壓的負極是電連接於該第二穿透電極板時,注入該有機發光單元為該等負型電荷,且該注入調整單元會自該有機發光單元中獲取各對第三載子的負型載子,以使各對第一載子的負型載子朝該第一穿透電極板的方向移動並與該等正型電荷相抵消,且使各對第一載子的正型載子朝該有機發光單元的方向移動並與該等負型電荷相復合,以令該有機發光單元放射出一預定光源並從而產生該預定影像;其中,當該偏壓的正極是電連接於該第二穿透電極板時,注入該有機發光單元為該等正型電荷,且該注入調整單元會將其各對第四載子的負型載子給予該有機發光單元,以使各對第一載子的正型載子朝該第一穿透電極板的方向移動並與該等負型電荷相抵消,且使各對第一載子的負型載子朝該有機發光單元的方向移動並與該等正型電荷相復合,以令該有機發光單元放射出該預定光源並從而產生該預定影像。
- 如請求項1所述之薄膜型複合光轉換裝置,其中,該偏壓的正極是電連接於該第一穿透電極板,該偏壓的負極是電連接於該第二穿透電極板。
- 如請求項2所述之薄膜型複合光轉換裝置,其中,該有 機發光單元包括一形成於該注入調整單元上的正型載子注入層、一夾置於該第二穿透電極板與該正型載子注入層間的第一傳輸阻擋層、一夾置於該第二穿透電極板與該第一傳輸阻擋層間的發光層、一夾置於該第二穿透電極板與該發光層間的第二傳輸阻擋層,及一夾置於該第二穿透電極板與該第二傳輸阻擋層間的負型載子注入層。
- 如請求項3所述之薄膜型複合光轉換裝置,其中,該有機發光單元的正型載子注入層具有各對第三載子,該注入調整單元自該正型載子注入層中獲取各對第三載子的負型載子。
- 如請求項1所述之薄膜型複合光轉換裝置,其中,該偏壓的正極是電連接於該第二穿透電極板,該偏壓的負極是電連接於該第一穿透電極板。
- 如請求項5所述之薄膜型複合光轉換裝置,其中,該有機發光單元包括一形成於該注入調整單元上的負型載子注入層、一夾置於該第二穿透電極板與該負型載子注入層間的第二傳輸阻擋層、一夾置於該第二穿透電極板與該第二傳輸阻擋層間的發光層、一夾置於該第二穿透電極板與該發光層間的第一傳輸阻擋層,及一夾置於該第二穿透電極板與該第一傳輸阻擋層間的正型載子注入層。
- 如請求項6所述之薄膜型複合光轉換裝置,其中,該注入調整單元將其各對第四載子的負型載子給予該有機 發光單元的負型載子注入層。
- 如請求項1至7中任一項所述之薄膜型複合光轉換裝置,其中,該注入調整單元包括一注入調整層,且該注入調整層是由一選自下列所構成之群組的材料所製成:六氮雜聯伸三苯-六甲腈、氧化鋁、二氧化矽、二氧化鈦、三氧化鎢、三氧化鉬、五氧化二釩、銦錫氧化物、鋁、金、銀、鈦及其氧化物。
- 如請求項4所述之薄膜型複合光轉換裝置,其中,該有機光伏單元包括一形成於該第一穿透電極板上的光吸收層,及一夾置於該第一穿透電極板與該光吸收層間的載子產生層,該光吸收層吸收該紅外光線激發產生各對第一載子,且該光吸收層是由一選自下列所構成之群組的材料所製成:酞菁氯化鋁、酞菁錫、亞萘酞菁,及酞菁氧化鈦。
- 如請求項7所述之薄膜型複合光轉換裝置,其中,該有機光伏單元包括一形成於該第一穿透電極板上的載子產生層,及一夾置於該第一穿透電極板與該載子產生層間的光吸收層,該光吸收層吸收該紅外光線激發產生各對第一載子,且該光吸收層是由一選自下列所構成之群組的材料所製成:酞菁氯化鋁、酞菁錫、亞萘酞菁,及酞菁氧化鈦。
- 如請求項1所述之薄膜型複合光轉換裝置,其中,該第一穿透電極板包括一第一基板,及一形成於該第一基板與該有機光伏單元間的第一穿透電極層;該第二穿 透電極板包括一第二基板,及一形成於該第二基板與該有機發光單元間的第二穿透電極層。
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TWI807254B (zh) * | 2021-02-02 | 2023-07-01 | 袁知賢 | 光放大模組及其製作方法 |
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