阅读说明：本技术 一种电子集成器件及其制作方法 (Electronic integrated device and manufacturing method thereof ) 是由 谢梦兰 庞惠卿 高亮 于 2020-06-30 设计创作，主要内容包括：公开了一种电子集成器件,包含：第一和第二基板、薄膜光伏器件(TFPV)和有机电致发光器件(OLED)；TFPV和OLED分别设置在第一和第二基板上,TFPV包含第一和第二电极,第一电极和第一基板的接触面为第一表面,第二电极设置在第一电极上；OLED包含第三和第四电极,第三电极和第二基板的接触面为第二表面,第四电极设置在第三电极上；第一和第二基板物理连接；第一电极到第二电极的方向与第三电极到第四电极的方向的夹角小于90°,第一和第二表面的垂直投影面积完全不重合；第一和第三电极之间的最小横向距离不大于5mm。TFPV不仅能吸收环境光,还能吸收OLED发出的光,并将其转换成电能实现光能的回收利用。(Disclosed is an electronic integrated device comprising: first and second substrates, a thin film photovoltaic device (TFPV), and an organic electroluminescent device (OLED); the TFPV and the OLED are respectively arranged on the first substrate and the second substrate, the TFPV comprises a first electrode and a second electrode, the contact surface of the first electrode and the first substrate is a first surface, and the second electrode is arranged on the first electrode; the OLED comprises a third electrode and a fourth electrode, the contact surface of the third electrode and the second substrate is a second surface, and the fourth electrode is arranged on the third electrode; the first and second substrates are physically connected; the included angle between the direction from the first electrode to the second electrode and the direction from the third electrode to the fourth electrode is less than 90 degrees, and the vertical projection areas of the first surface and the second surface are not coincident completely; the minimum lateral distance between the first and third electrodes is not more than 5 mm. The TFPV can absorb ambient light and light emitted by the OLED and convert the light into electric energy to recycle the light energy.)

一种电子集成器件及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种电子集成器件及其制作方法。更具体地，涉及一种集成薄膜光伏器件和有机电致发光器件的电子集成器件，以及该电子集成器件的制作方法。

背景技术

有机电致发光器件(OLED)由阴极、阳极和在阴极与阳极之间的有机层堆叠而成，通过在器件阴阳极两端施加电压，将电能转换成光能，具有宽广角、高对比度和更快的响应时间等优点。在过去的几十年中，为得到高效器件，科研工作者进行了大量的研究工作，使用磷光的OLED器件实现了近100％的内部量子效率(IQE)。然而由于不同膜层间的折射率不匹配，大量的光在界面处被全反射或者吸收，导致典型OLED的外部量子效率(EQE)仅处于20％-30％之间。Jinouk Song等人报道过由于OLED的多层结构，光在器件内部的损失可以归纳为以下几种模式：“基板模式”表示光从薄膜OLED中逸出至空气的过程中，由于空气的折射率(1.0)小于基板的折射率(玻璃1.5)而发生全反射被限制在基板内，基板模式的光占据了有机层辐射光子总量的约30％。“波导模式”指的是从OLED发光层发出的光到达透明电极和基板的界面处，由于基板的折射率(玻璃1.5)通常小于透明电极(ITO 2.0)而引起全反射被限制在有机薄膜中，波导模式的光占了有机层辐射光子总量的约30％。此外还有损失在有机层和金属阴极层界面的等离子体模式的光。因而，如何将这些被困在OLED器件内部的光能提取出来一直是研究者们关心的方向。

太阳能电池或光伏电池是通过材料的光伏效应将光能(尤其是太阳辐射)转换成电能的器件。近几年来，薄膜光伏器件(TFPV)，如有机太阳能器件(OPV)由于其高效率、低成本、易于制备等优势得到了飞速发展，其外量子效率可达到18％；钙钛矿太阳能器件自报导以来其光电转化效率得到了飞速的提升，目前实验室器件外量子效率达到24.2％，可以与商业化的硅基太阳能电池技术相媲美。薄膜光伏器件可以有效地将室内环境中的低强度光转换为兆瓦级至微瓦级的电力，被公认为是驱动低功耗设备的理想选择。Yong Cui等人研发的室内有机太阳能器件不仅能在客厅、办公室、图书馆等室内发电，用LED灯(1000照度)照射该OPV器件，转换效率更高达26％。同无机LED相比，OLED光谱宽，在380nm-1000nm均能发光，利用TFPV器件的吸光特性可以将吸收的OLED光转换成电能实现光能的回收利用，这对节能环保将起到重大意义。

OLED与TFPV器件一般都以玻璃或其他透明材料作为基板，也都包含ITO之类的透明导电氧化物作为阳极，而其他功能层也通常以真空热蒸发或是溶液喷涂打印等方式成膜。因此这两类器件在材料和制备工艺上有很强的兼容性。已有一些现有技术公开了结合OPV和OLED器件的制备方法、照明装置或显示设备。

CN106058052A公开了一种基于薄膜发电、储能、发光的集成系统，将OPV器件、OLED器件以及超级电容器结合，其发明意图实际为利用OPV将太阳能转化为电能从而驱动OLED器件发光或作为供电装置。另外，该申请强调OLED器件和OPV器件制备在同一基板的同一平面上，而且明确提到OPV的作用是将太阳能转换成电能，同时限定了光伏器件为OPV。

US10453904B2公开了一种有源矩阵显示器件，该器件采用多层纵向叠加结构，将OLED器件与OPV器件分别设置于两个基板之上，半透明OLED器件垂直地设置于OPV器件之上，OLED器件与OPV器件间存在空气间隙，这样的器件排列方式使OPV只能吸收OLED发出的光，而无法利用OLED内部可能损失的光。同时，其中OLED器件是双面发光的，导致其发光效率大大降低。

CN105307304A公开了一种OPV驱动的OLED光源及其制备方法，OPV采集太阳光通过控制器将光能转化为电能并向OLED供电，同时存储到OPV控制器以及存储器中，储存的能量可以再次释放出来驱动OLED，从而实现OPV驱动OLED光源发光。但是，该专利申请中将OPV和OLED组件由共用电极层连接，共同组成一个器件的两部分，为叠加的器件结构。US20190006425A1公开了一种照明组件，该照明组件结合使用了OLED和OPV，其中每个OLED像素都与一个OPV器件同样也采用多层纵向叠加结构进行组合，OPV和OLED电连接，OPV吸收太阳能产生电能给OLED供电。上述制备方法、照明装置或显示面板均是采用OPV和OLED的叠加结构，利用OPV将太阳能或环境光转化为电能并给OLED供电，但是叠加结构工艺复杂，成本增高，而且OPV没有利用OLED器件中可能损失的光。

US20140225090A1公开了一种具有太阳能电池的OLED显示设备，太阳能电池器件置于OLED像素点与像素点边界构成的区域，但太阳能电池器件要么置于OLED器件不透明电极的下方，OLED器件的不透明电极与太阳能电池器件电极之间用绝缘层隔开；要么OLED器件的不透明电极(底电极)与太阳能电池的一个电极在同一水平面上，但接下来的功能层分别在这个水平面上相反方向制备，所以上述两种情况的OLED器件与太阳能电池的的摆放位置使得太阳能电池器件只能吸收外界的环境光，无法利用OLED发出的光。太阳能电池也可以置于OLED器件上方，但实际是置于制备完成的OLED器件的出光一侧的封装片的上方，这种器件结构的设置使得OLED的光只能经过太阳能电池器件后才能射出去，那么大部分的光将会在太阳能电池器件中损失，所以该发明意在OLED像素点间设置一些太阳能电池器件以吸收太阳光或环境光，必要时给OLED供电以实现能源的有效利用。

Takayuki Chiba等人报道了一种双模式OLED-OPV器件，该器件采用纵向叠加结构，底部是一个OPV器件，在OPV器件之上设置有OLED器件，OPV与OLED器件通过一层薄层金属Ag/Ag:Al连接，OLED顶部设置有半透明电极Mg:Ag，该结构可实现白天利用OPV存储电能，夜晚照明的目的。同样也是利用OPV将太阳能转化为电能，以给OLED供电，所以其器件结构，以及所要实现的功能与本发明是不一样的。

本发明在上述基础上，通过发明人的深入研究，提出了一种集成薄膜光伏器件和有机电致发光器件的电子集成器件。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种集成薄膜光伏器件和有机电致发光器件的电子集成器件。

根据本发明的一个实施例，公开了一种电子集成器件，其特征在于，包括：第一基板、第二基板、至少一个薄膜光伏器件(TFPV)和至少一个有机电致发光器件(OLED)；

其中至少一个TFPV设置在第一基板之上，所述TFPV包含第一电极和第二电极，且所述第一电极和第一基板直接接触，其接触面为第一表面，所述第二电极设置在第一电极上；

其中至少一个OLED设置在第二基板之上，所述OLED包含第三电极和第四电极，且所述第三电极和第二基板直接接触，其接触面为第二表面，所述第四电极设置在第三电极上；

所述第一基板和第二基板物理连接；

所述第一电极到所述第二电极的方向与所述第三电极到所述第四电极的方向构成的夹角小于90°，且第一表面和第二表面的垂直投影面积完全不重合；

所述第一电极和所述第三电极之间的最小横向距离不大于5mm。

根据本发明的一个实施例，公开了一种电子集成器件的制备方法，包含：

提供第一基板；

在所述第一基板的一侧上设置第一电极；所述第一电极和第一基板的接触面构成第一表面；

提供第二基板；

在所述第二基板的一侧上设置第三电极，所述第三电极和第二基板的接触面构成第二表面；

所述第一基板和第二基板通过物理连接而连接；

在所述第一电极上设置第二电极，在第一电极和第二电极之间设置TFPV器件的吸光层；

在所述第三电极上设置第四电极，在第三电极和第四电极之间设置OLED器件的发光层；

所述第一电极到第二电极的方向与所述第三电极到第四电极的方向构成的夹角小于90°，且第一平面和第二平面的垂直投影完全不重合；

所述第一电极和第三电极的之间的最小横向距离不大于5mm。

本发明提供一种集成TFPV和OLED的电子集成器件，通过设计TFPV器件和OLED器件的平面版图关系，以使得薄膜光伏器件有效吸收OLED内部基板模式和波导模式的光，并将其转换成电能实现光能的回收利用。本发明的电子集成器件结构中的薄膜光伏器件不仅能够吸收环境光，包括但不限于太阳光，同时也能吸收OLED波导模式和基板模式的光。

附图说明

图1a-1c是典型的OLED器件以及光波导示意图。

图2a-2d是本发明中的一种电子集成器件的俯视图和截面图。

图3a-3c是本发明中的一种电子集成器件的俯视图。

图4a-4c是本发明中的另一种电子集成器件的俯视图和截面图。

图5a-5b是本发明中可组合的一种电子集成器件的示意图。

图6是本发明的电子集成器件的电路控制示意图。

具体实施方式

如本文所用，“顶部”意指离基板最远，而“底部”意指离基板最近。在将第一层描述为“设置”在第二层“上”的情况下，第一层被设置为距基板较近。反之，在将第一层描述为“设置”在第二层“下”的情况下，第一层被设置为距基板较近。除非规定第一层“与”第二层“接触”，否则第一与第二层之间可以存在其它层。举例来说，即使阴极和阳极之间存在各种有机层，仍可以将阴极描述为“设置在”阳极“上”。

如本文所用，“物理连接”指通过用粘合剂粘连、直接接触、熔融形成一个统一的体系等方式，将两部分连接在一起。例如，第一基板和第二基板可以通过但不限于用粘合剂粘连、直接接触、熔融形成一个统一的体系等方式，将OLED器件与TFPV器件组合到一起。本发明中所提及的物理连接不包含仅使用电连接但不构成上述接触的连接方式，但是可以包含在上述接触方式基础上进一步包含电连接的方式。同一块基板也可认为是第一基板和第二基板通过物理连接组成的。

如本文所用，术语“垂直投影面积完全不重合”指假设平行光垂直照射第一表面或第二表面顶部产生的阴影面积完全不重合。

如本文所用“第一电极到第二电极的方向”指的是假设在第一电极选一个点作为起点，从该起点引出一条垂直于第一电极且指向第二电极的射线，该射线的指向表示第一电极到第二电极的方向；同样，术语“第三电极到第四电极的方向”指的是假设在第三电极选一个点作为起点，从该起点引出一条垂直于第三电极且指向第四电极的射线，该射线的指向表示第三电极到第四电极的方向。

如本文所用，术语“OLED器件”包含阳极层，阴极层，设置于阳极层和阴极层之间的一层或多层有机层。一个“OLED器件”可以是底发光即从阳极层一侧发光，或是顶发光即从阴极层一侧发光，或是透明器件即同时从阳极层和阴极层发光。

如本文所用，术语“薄膜光伏器件”或“Thin–film photovoltaic(TFPV)”指的是薄膜形式的光伏器件，包括但不限于钙钛矿光伏器件、有机光伏器件(OPV)、染料敏化光伏器件、薄膜硅基光伏器件、铜铟镓硒薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、非晶硅光伏器件等。

如本文所用，术语“储能装置”指的是可以存储电能的装置，包含但不限于，电容器、蓄电池、锂电池等。

如本文所用，术语“基板模式”的光指的是从OLED器件发光层发出的光到达基板与空气界面时，由于空气的折射率(1.0)通常小于基板的折射率(玻璃1.5)而引起全反射被限制在基板内。

如本文所用，术语“波导模式”的光指的是从OLED器件发光层发出的光到达透明电极和基板的界面处，由于基板的折射率(玻璃1.5)通常小于透明电极(ITO 2.0)而引起全反射被限制在有机薄膜中的光。

如本文所用，术语“连续的”指的是膜层之间有物理连接，而不是独立的，即在膜层中任取两点，两点之间可以存在至少一条路径且路径上所有点都落在膜层内。

如本文所用，术语“外部电驱动装置”可以是电源插头，也可以是其他能够提供电源的装置，例如电池、USB接口(例如，USB结构、Micro-USB接口、Type-C接口等)、无线充电装置(例如，电磁感应充电装置、磁场共振充电装置、射频无线充电装置等)。“外部电驱动装置”还可以进一步包含电路控制装置，包括CPU、微处理器、芯片、FPC电路板、存储器。

如本文所用，术语“最小横向距离”是指在第一电极和第三电极相邻的边上各选择一点，两点连线的垂直投影形成的线段的最小长度为最小横向距离。

根据本发明的一个实施例，公开了一种电子集成器件，其特征在于，包括：第一基板、第二基板、至少一个薄膜光伏器件(TFPV)和至少一个有机电致发光器件(OLED)；

其中至少一个TFPV设置在第一基板之上，所述TFPV包含第一电极和第二电极，且所述第一电极和第一基板直接接触，其接触面为第一表面，所述第二电极设置在第一电极上；

其中至少一个OLED设置在第二基板之上，所述OLED包含第三电极和第四电极，且所述第三电极和第二基板直接接触，其接触面为第二表面，所述第四电极设置在第三电极上；

所述第一基板和第二基板物理连接；

所述第一电极到所述第二电极的方向与所述第三电极到所述第四电极的方向构成的夹角小于90°，且第一表面和第二表面的垂直投影面积完全不重合；

所述第一电极和所述第三电极之间的最小横向距离不大于5mm。

根据本发明的一个实施例，所述第一电极和第三电极都为阳极，所述第二电极和第四电极都为阴极。

根据本发明的一个实施例，所述第一电极和第三电极相同或不同地选自ITO、IZO、金属氧化物、石墨烯、石墨烯/碳纳米管复合薄膜，或其组合。

根据本发明的一个实施例，所述第二电极和第四电极相同或不同地选自Al，Ag，Mg，Yb，MoOx，或其组合。

根据本发明的一个实施例，所述第一基板和第二基板通过物理连接形成连续的同一基板。

根据本发明的一个实施例，所述第一电极和第三电极是连续的，或所述第二电极和第四电极是连续的。

根据本发明的一个实施例，所述电子集成器件进一步包含粘合胶，所述粘合胶设置在第一基板和第二基板之间。

根据本发明的一个实施例，所述粘合胶固化后的折射率在1.2-2.4之间。

根据本发明的一个实施例，所述粘合胶固化后的折射率与第一基板和第二基板中的至少一个的折射率的差值在±10％的范围内。

根据本发明的一个实施例，所述第一基板和所述第二基板通过粘合胶物理连接。

根据本发明的一个实施例，所述第一表面和第二表面的高度相同。

根据本发明的一个实施例，所述第一表面比第二表面高至少80nm。

根据本发明的一个实施例，所述第一基板和第二基板为透明基板。

根据本发明的一个实施例，所述电子集成器件进一步包含储能装置，所述储能装置与TFPV和/或OLED电连接。

根据本发明的一个实施例，所述储能装置包括但不限于电容器、蓄电池、锂电池等。

根据本发明的一个实施例，所述电子集成器件还包含外部电驱动装置。

根据本发明的一个实施例，所述外部电驱动可以是电源插头，也可以是其他能够提供电源的装置，例如电池、USB接口(例如，USB结构、Micro-USB接口、Type-C接口等)、无线充电装置(例如，电磁感应充电装置、磁场共振充电装置、射频无线充电装置等)。

根据本发明的一个实施例，所述外部电驱动装置进一步包含电路控制装置。

根据本发明的一个实施例，所述电路控制装置包括CPU、微处理器、芯片、FPC电路板、存储器中的一种或多种。

根据本发明的一个实施例，所述TFPV和OLED进一步包含封装层，且所述TFPV的封装层和所述OLED的封装层是连续的或独立的。

根据本发明的一个实施例，所述TFPV包括钙钛矿薄膜光伏，有机薄膜光伏器件，铜铟镓硒薄膜太阳能电池，碲化镉薄膜太阳能电池，非晶硅光伏器件，染料敏化光伏器件中的一种或多种。

根据本发明的一个实施例，所述TFPV呈环状版图围绕在OLED器件之外。

根据本发明的一个实施例，所述第一电极和第三电极均包含长边和短边。

根据本发明的一个实施例，所述第一电极和第三电极均包含长边和短边，且第一电极的长边与第三电极的短边不相邻。

根据本发明的一个实施例，当第三电极的长边与短边的比值大于5:1时，第一电极的长边与第三电极的短边不相邻。

根据本发明的一个实施例，所述第一电极最短边的边长大于等于2mm。

根据本发明的一个实施例，进一步包含绝缘介质层，所述绝缘介质层设置在TFPV和OLED之间。

根据本发明的一个实施例，所述绝缘介质层的折射率与第一电极、第三电极和基板中的至少一个的折射率的差值在±5％的范围内。

根据本发明的一个实施例，所述绝缘介质层的折射率在1.2-2.4之间。

根据本发明的一个实施例，所述绝缘介质层的折射率在1.5-2.2之间。

根据本发明的一个实施例，所述绝缘介质层的折射率在1.8-2.0之间。

根据本发明的一个实施例，所述第一电极和所第三电极之间的最小横向距离不大于5mm。

根据本发明的一个实施例，所述第一电极和所述第三电极之间的最小横向距离不大于3mm。

根据本发明的一个实施例，所述第一电极和所述第三电极之间的最小横向距离不大于1mm。

根据本发明的一个实施例，还公开了一种电子集成器件的制备方法，包含：

提供第一基板；

在所述第一基板的一侧上设置第一电极，所述第一电极和第一基板的接触面构成第一表面；

提供第二基板；

在所述第二基板的一侧上设置第三电极，所述第三电极和第二基板的接触面构成第二表面；

所述第一基板和第二基板通过物理连接而相连；

在所述第一电极上设置第二电极，在第一电极和第二电极之间设置TFPV器件的吸光层；

在所述第三电极上设置第四电极，在第三电极和第四电极之间设置OLED器件的发光层；

所述第一电极到第二电极的方向与所述第三电极到第四电极的方向构成的夹角小于90°，且第一平面和第二平面的垂直投影完全不重合；

所述第一电极和第三电极的之间的最小横向距离不大于5mm。

根据本发明的一个实施例，其中所述制备方法中第一电极和第三电极是阳极，所述第二电极和第四电极是阴极。

根据本发明的一个实施例，其中所述制备方法中第一基板和第二基板通过物理连接形成连续的同一基板。

根据本发明的一个实施例，其中所述制备方法中第一电极和第三电极是连续的，或所述第二电极和第四电极是连续的。

据据本发明的一个实施例，其中所述制备方法中进一步提供粘合胶。

根据本发明的一个实施例，其中所述制备方法中粘合胶固化后的折射率与第一基板和第二基板中的至少一个的折射率的差值在±10％的范围内。

根据本发明的一个实施例，其中所述制备方法中第一基板和第二基板通过粘合胶物理连接。

根据本发明的一个实施例，其中所述制备方法中第一电极和第三电极是同时制备的，和/或所述第二电极和第四电极是同时制备的。

根据本发明的一个实施例，其中所述制备方法中TFPV呈环状版图围绕在OLED之外。

根据本发明的一个实施例，其中所述制备方法中进一步提供绝缘介质层，所述绝缘介质层设置在TFPV和OLED之间。

根据本发明的一个实施例，其中所述制备方法中第一表面和第二表面的高度相同。

根据本发明的一个实施例，其中所述制备方法中第一表面比第二表面高至少80nm。

由于所用材料和制备工艺的兼容性，OLED器件与TFPV器件可以很容易的制备在同一基板上，并使用同样的透明导电材料作为阳极。这样，在合理的版图设计下，被困于OLED器件中的基板模式和波导模式的光就可以被薄膜光伏器件提取并进而转化成电能。如果将薄膜光伏单元与储能装置相连，即可将这部分电能存储起来，在需要时还可以给OLED器件供电，这样间接提高了发光效率。

图1是典型的OLED器件以及光波导示意图。根据经典的射线光学理论，由于玻璃基底以及ITO/有机材料在折射率等方面的差异，导致产生的光只有少部分从基底射出，而其余大部分光或以基板模式或以波导模式陷于玻璃基底和器件中。如图1a所示，空气的折射率n_air为1，假设玻璃基板301的折射率n_sub为1.5，透明阳极302的折射率n_ITO为2，有机层303的折射率n_OL为1.85，304为金属阴极，所以在基板301/空气界面处的临界角α₁以及在透明阳极302/基板301界面处的临界角α₂分别计算为：

α₁＝arcsin(n_air/n_OL)≈33°，α₂＝arcsin(n_sub/n_OL)≈54°。

OLED产生的光可以分为三个部分：

1)当0°≤α≤α₁时，光线可以从器件射出至空气。假设OLED发出的光是各向同性的，光线到达金属阴极304后全反射回来，那么从玻璃基底301射出的光①的比例可根据方程(1)推算：

2)基板模式。当α₁≤α≤α₂时，光线被限制在301中，这部分光线②所占比例可用方程(2)进行推算：

3)ITO/有机模式(波导模式)。当α₂≤α＜90°时，光线③在301与302的界面处发生全反射，这部分光被限制在302中，光所占比例可用方程(3)进行推算：

我们对OLED器件基板模式和波导模式的光能够到达的最远的横向距离进行了计算。如图1b所示的集成电子器件截面图，2表示TFPV器件，3表示OLED器件，其中TFPV器件与OLED共享基板401，401a为OLED器件占据的区域，401b为TFPV器件所占据的区域，d₁为基板厚度；31为OLED器件阳极，601为设置在阳极31上的有机功能层和金属阴极，这里没有具体示出；21为TFPV器件阳极，602为设置在阳极21上的有机功能层和金属阴极，这里没有具体示出。d为TFPV器件2与OLED器件3的间隔距离。原则上为减少光在介质中的损耗，OLED与TFPV间隔距离d应在工艺能够达到的精度下越近越好，最先进的光刻工艺可以做到纳米量级的精度，而一般应用于OLED显示或照明的光刻工艺也可以达到微米量级的精度，使用金属掩模版目前也可以做到几十微米的精度。因此，间距d应当小于5mm，优选的小于3mm，更优选的小于1mm。

当α₁≤α≤α₂时，光线被限制在基板401中，光线①以α角入射时，在阳极31与基板401的界面处发生折射，折射光线②到达401基板底部并发生全反射，反射光线为③。

我们模拟计算了基板模式的光基板中能够到达的最远横向距离L₁：

假设1：n_sub＝1.5，n_OL＝1.85，基板厚度d₁为0.7mm，则可算出阳极与基板处光线的临界角为α＝arcsin(n_sub/n_OL)＝54°，当入射光线以入射角α＝54°，且在OLED器件阳极31与基板401界面的边界入射时(如图1b)，那么从OLED出射的基板模式的光能够达到的最远横向距离为L₁＝2d₁tan[arcsin(n_sub/n_OL)]≈2*0.7*1.38＝1.9mm，TFPV器件最佳边长为(1.9-d)mm；

假设2：n_sub为1.65(柔性薄膜PET的折射率)，厚度d₁为0.05mm，那么从OLED出射的基板模式的光能够达到的最远距离为2d₁tan[arcsin(n_sub/n_OL)]＝2*0.05*2.35＝0.24mm；

从上述计算可以看出，从OLED出射的基板模式的光能够到达最远横向距离的光与基板的厚度d₁成正比，与基板的折射率和有机层的折射率有关，n_sub/n_OL比值越大，从OLED出射的光到达的距离越远，但通常基板的折射率在1.5到1.8之间，基板的厚度0.05-0.7mm之间，所以计算出的OLED基板模式的光能够到达的最远横向距离L₁约为2mm，实际TFPV器件的边长设置的长度至少为L₁-d。假设d＝0，则此时TFPV器件的边长设置即为L₁，则TFPV器件的最小边长为2mm。

第二种情况是：如图1c所示，OLED器件与TFPV器件共用阳极，即OLED器件阳极31与TFPV器件阳极21是连续的，OLED器件3与TFPV器件2的间隔距离仍为d。当入射角α₂≤α＜90°时，光线①在阳极31与401界面发生全反射，光线被限制于OLED器件阳极31中，d₂为阳极厚度，当入射光线以入射角α(α趋近于90°)且从基板401与OLED器件阳极31界面处的边界射出时，那么从OLED出射的波导模式的光能够达到最远距离为L₂＝2d₂tanα(α趋近于90°)，那么理论上光线可以到达无穷远。假设α＝89°(在89°到90°之间的小部分光线可以忽略不计)，阳极厚度d₂为0.12μm，那么L₂＝2d₂tanα＝2*0.12*tan89°＝13.7μm，13.7μm远小于基板模式的光能够到达的距离，TFPV器件最佳边长为(13.7-d)μm，而此最佳边长远小于基板模式的光能够到达的最远距离。

基于以上两种情况，我们认为TFPV器件边长至少为2mm。当然，TFPV器件边长越长，则对环境光的吸收也会更多，这部分光能同样可以被转换成为电能用以驱动OLED器件。

以下用几个实施例来具体说明该电子集成器件的工作原理。

实施例1

图2a为本发明电子集成器件100的俯视图，2表示TFPV器件，3表示OLED器件，5表示绝缘介质层(可选，非必须)，4为储能装置(可选，非必须)。图2b-2d为图2a所示器件100沿切线AA’的各种截面图示例。从图2a的俯视图可以看出，OLED在基板中间，TFPV环绕于OLED四周，用于接收各个方向OLED产生的限制在基板内的光。

如图2b所示，本发明实施例1中提供一种电子集成器件100，包括基板110、TFPV器件2、OLED器件3、储能装置4、绝缘介质层5；具体的讲，TFPV器件2和OLED器件3均设于同一块基板上，且在基板的同一侧上，此时TFPV的第一基板和OLED的第二基板是连续的同一基板110。第一基板和第一电极21的接触面1101为第一表面，第二基板和第三电极31的接触面1102为第二表面，且第一表面和第二表面的垂直投影面积不重合。第一电极21和第二电极25的方向与第三电极31和第四电极35的方向所构成的夹角为0°，小于90°，为了尽可能多的提取OLED器件基板模式和波导模式的光，OLED器件和TFPV器件之间应越近越好，例如不超过5mm，优选的，不超过3mm，更优选的不超过1mm。储能装置4与TFPV器件2电连接(图中并未示出)，存储TFPV器件2产生的电能。

基板110可以是玻璃或石英基板，也可以是柔性基板，包括但不限于，薄膜玻璃、PET、PEN、PI等，基板110是透明的。TFPV器件2包括第一电极21，第一电极21可以是ITO、IZO等透明阳极，由基板110和第一电极21的接触面构成第一表面，空穴传输层22置于第一表面之上，其上依次设置吸光层23，电子传输层24，第二电极25，第二电极25可以是Al、Ag或其他适合做阴极的金属。吸光层23可以是无机层如铜铟镓硒CIGS，碲化镉CdTe，可以是非晶硅，也可以是有机层、染料敏化层或钙钛矿材料。OLED器件3包括第三电极31，第三电极31可以是ITO、IZO等透明阳极，由基板110和第三电极31构成第二表面，空穴注入层32a置于第三电极上，其上依次设置空穴传输层32b，发光层33，电子传输层34a，电子注入层34b，第四电极35，第四电极35可以是Al、Ag、Mg或其组合等适合做阴极的金属。其中第一电极21和第三电极31是独立不相连的，第二电极25和第四电极35可以独立不相连。第二电极25和第四电极35也可以是相连的，如图2c所示结构200中的电极35，第二和第四电极相连的优势在于工艺制备上的简化，这将在下文进一步阐述。第一电极和第三电极可以是同一种材料，如ITO，那么第一电极21和第三电极31就可以在同一个步骤中制备，如溅射和/或光刻工艺，如图2d所示结构中的电极21；类似的，第二电极25和第四电极35也可以是同一种材料，如Al，也可以在同一个工艺步骤中制备，如真空热蒸发，并使用掩模版进行图形化。注意，为了避免电串扰，TFPV器件和OLED器件不能同时共阳极和共阴极，即可以共阳极但不共阴极、共阴极但不共阳极，或既不共阳极也不共阴极。OLED器件3可以发出峰值波长在380-1000nm之间的光。封装层36设于所述第二电极25和第四电极35之上。封装层36可以是玻璃盖板封装，玻璃盖板封装可以是利用UV固化胶粘附在器件上的玻璃，也可以是通过PECVD，ALD打印、旋涂等方式形成的薄膜封装层，厚度通常在10μm以上，例如单层无机层或是薄膜有机无机交替的多层结构。可以分别单独封装OLED器件3和TFPV器件2(图中未画出)，也可以同时封装OLED器件3和TFPV器件2，即形成连续的封装层36，如图2b-2d所示。绝缘介质层5可以是氮化硅、氧化硅等半导体介质层，也可以是大分子聚合物如PI(聚酰亚胺)之类的有机材料，优选的是透明材料，且具有与第一电极21和第三电极31中的至少一个相同的折射率，也可以是与基板相同的折射率。绝缘介质层5的折射率在1.2-2.4之间，优选的，在1.5-2.2之间，更优选的，在1.8-2.0之间。绝缘介质层5设置于两种器件之间，一是用于隔离OLED和TFPV器件，防止制备过程中膜层的串联，影响制备良率，二是选取折射率与第一电极21或第三电极31或基板中至少一个相差不大于5％以减少光线在空气中损失。当OLED器件和TFPV器件距离较近，小于等于5mm时，优选绝缘介质层5置于OLED和TFPV之间，但绝缘介质层不是必须的，尤其是当OLED器件和TFPV器件本身相距较远，例如大于5mm时。储能装置不是必须的，TFPV器件吸收环境光产生的电能可以直接给OLED供电；优选储能装置，这样可以将TFPV产生的多余的电能存储起来，必要时给OLED或其他小家电供电。储能装置4和TFPV器件2电连接用于存储TFPV器件2产生的电能，储能装置也可以和OLED器件3电连接用做电驱动，储能装置可以是电容器、蓄电池、锂电池等。

在实施例1中，首先可以通过外部电驱动给OLED器件供电(图中未画出)，或通过TFPV器件吸收环境光产生的电能直接给OLED供电或者储能装置给OLED器件供电。外部电驱动装置可以是电源插头，也可以是其他能够提供电源的装置，例如电池、USB接口(例如，USB结构、Micro-USB接口、Type-C接口等)、无线充电装置(例如，电磁感应充电装置、磁场共振充电装置、射频无线充电装置等)。外部电驱动还可以进一步包含电路控制装置，包括CPU、微处理器、芯片、FPC电路板、存储器。如图2b所示，从发光层33发出的部分大角度光线①进入基板110，假设光线①的入射角度α满足α₁≤α≤α₂，则光线①在110基板底部与空气界面发生全反射而被限制在基板内，此时由于共享基板，这部分光线可以进入TFPV器件的第一电极21，进而被TFPV器件吸光层23吸收。从发光层发出的光线②具有入射角度α满足α₂≤α≤90°，光线②从OLED器件3的第三电极31的侧面射出进入绝缘层5，到达TFPV器件第一电极21侧面，从而进入第一电极21，并被TFPV器件吸光层23吸收。注意，这里画的光线①和②仅为示例，只要满足上述入射角度条件的光线都有可能被TFPV器件2所吸收。TFPV器件吸光层23吸收入射光产生激子，通过传输、解离、电荷收集产生光生电流，通过与储能装置4电连接，将电能存储于储能装置4之中。这部分电能可以在需要的时候给OLED器件供电，间接提高了发光效率。理论上讲，OLED器件3和TFPV器件2在工艺条件允许的基础上距离越近越好，以减少光线在基板110内多次折射的损失以及光线在空气中的损失。另外，也可以在OLED器件3和TFPV器件2之间涂敷绝缘介质层，其折射率至少要大于等于基板，优选的，绝缘介质层具有与第一电极21、第三电极31和基板中的至少一个的折射率的差值在±5％的范围内。

图2d所示器件结构与图2b所示结构基本相似，其区别在于OLED器件3与TFPV器件2共用一个电极，即第一电极21和第三电极31是连续的，优选的第一电极和第三电极皆为阳极。如图2d所示，同样的从发光层33发出的部分大角度光线①进入基板130，假设光线①的入射角度α满足α₁≤α≤α₂，则光线①在110基板底部与空气界面发生全反射而被限制在基板内，此时由于共享基板，这部分光线可以进入TFPV器件2的第三电极31(此处即第一电极21)进而被吸光层23吸收。与图2b不同的是，此时由于共用第一电极21，从发光层发出的光线②具有入射角度α满足α₂≤α≤90°时，光线②在第一电极21与基板130的界面处发生反射，反射光线射入由基板130和第一电极21的接触面构成的第一表面，进而可以进入TFPV器件内部并被吸光层23吸收。

TFPV器件优选以环状版图包围OLED器件即图2a所示，也可以是2个L形版图的TFPV器件将OLED器件围住，如图3a所示的器件700，同样能够吸收OLED器件四周发出的基板模式和波导模式的光。通常阴极使用金属掩模版制备时是无法实现环形图案的，因此图3a可以解决阴极制备的问题，而又不损失吸收率。不仅如此，此版图比图2a所示的100版图的TFPV单个器件发光面积小，制备更为容易，能提升生产良率。在一些实施例中，OLED器件的发光面积可以是长方形的，长宽比至少大于1:1，优选的长宽比大于5:1，如图3b所示的器件800，TFPV器件可以置于OLED器件的发光区域长边两侧，牺牲掉短边两侧少部分的光，这样做的好处是进一步简化制备工艺，降低成本，提高生产良率。在另一些实施例中，如图3c所示的器件900，TFPV器件可以分成四个单独的器件2a、2b、2c、2d包围OLED器件,这种方式也可以简化制备工艺，并能够最大程度的利用OLED器件发出的光线。

实施例2

图4a为本发明电子集成器件400的俯视图，2表示TFPV器件，3表示OLED器件，4表示储能装置，5表示绝缘介质层。图4b和4c为图4a中器件400沿切线BB’的各种截面图示例，第一电极21与基板140的接触面构成此电子集成器件400的第一表面1401，第三电极31与基板140构成此电子集成器件的第二表面1402，140a是TFPV器件2的有效区域，140b是OLED器件3的有效区域。与实施例1中图2b不同之处在于，第一表面比第二表面至少高80nm，阳极厚度一般在80-200nm左右，第一表面比第二表面至少高出一个阳极的厚度，这样从OLED的发出光在1402处反射后通过介质层5可以进入1401，如图4b的光线②所示事实上常用OLED的基板厚度在0.03-0.7mm之间，与基板厚度相比，阳极厚度可以忽略不计。从图4a的俯视图可以看出，OLED在基板中间，TFPV环绕于OLED四周，用于接收各个方向OLED产生的限制在基板内的光。

在实施例2中，OLED器件与TFPV器件结构与实施例1保持一致，在此不再赘述。值得指出的是第一电极21和第三电极31可以独立不相连，第二电极25和第四电极35可以独立不相连，如图4b所示。在一些实施例中，第一电极21和第三电极31也可以是连续的，如图4c所示结构中的电极31a和31b；第二电极25和第四电极35也可以是连续的(图中未示出)。第一电极21和第三电极31可以是同一种材料，如ITO，那么第一电极21和第三电极31就可以在同一个步骤中制备，如溅射和/或光刻工艺。储能装置4和TFPV器件2电连接，也可以同时与OLED器件3电连接。同样在两个器件之间可以设置绝缘介质层5，其折射率在1.2-2.4之间，优选的，在1.5-2.2之间，更优选的，在1.8-2.0之间。

在实施例2中，首先通过外部电驱动给OLED器件3供电(图中未示出)，从发光层33发出的部分大角度光线①的入射角度α满足α₁≤α≤α₂，则光线①在基板140底部与空气界面发生全反射而被限制在基板内，此时由于共享基板，这部分光线可以进入TFPV器件2并被吸光层23吸收；从发光层33发出的部分大角度光线②的入射角度α满足α₂≤α≤90°，则在第三电极31与基板140的界面处(即第二表面)发生全反射后从第三电极31的侧面射出，由于OLED器件与TFPV器件存在高度差，射出的光线会通过绝缘介质层5从侧面进入TFPV器件的基板140a。注意，这里画的光线①、②仅为示例，只要满足上述入射角度条件的光线都有可能被TFPV器件2所吸收。另外，图中假设绝缘介质层5的折射率与第三电极31相同，因此光线从第三电极31进入绝缘介质层5时不发生弯折，但实际绝缘介质层5的折射率也可以与基板140相同，使得光线在从第三电极31进入绝缘介质层5时发生弯折，但从绝缘介质层5进入基板140时没有弯折。

实施例3

本实施例与实施例2基本相同，其区别在于，OLED器件3与TFPV器件2共用一个阳极(图4c中的集成电子器件500的31a和31b)，即第一电极和第三电极是连续的，TFPV器件的有效区域为150a所示，OLED器件的有效区域为150b所示。150a区域的基板和TFPV器件2的电极31a的接触面构成该集成器件的第一表面，150b区域的基板和OLED器件3的电极31b的接触面构成该集成器件的第二表面。如图4c所示，从发光层33发出一部分光，如光线①所示，假设光线①的入射角满足α₁≤α≤α₂，光线①在基板150与空气界面处发生全反射而进入TFPV器件的基板区域150b，从而进入TFPV器件并被吸光层23吸收。当发光层33发出的一部分光线②满足入射角α₂≤α＜90°时，光线②在区域150b的基板与OLED器件电极31b的接触面(即第二表面)发生全反射，反射光线从基板150a侧面射入,从而能被TFPV器件吸收。在实施例3中，绝缘介质层5优选具有与电极31a、31b或OLED器件有机层相同的折射率，例如1.8-2.2之间。注意，这里画的光线①、②仅为示例，只要满足上述入射角度条件的光线都有可能被TFPV器件2所吸收。在一些实施例中，如果发光层33发出的光可以直接通过绝缘介质层入射到相邻的TFPV器件的吸光层23或传输层。

OLED器件3与TFPV器件2可以在分别独立完成制备后，再采用物理拼接的方式组合到一起。在一些实施例中，可以先在基板上制备TFPV器件2，并按照版图设计，在相应区域预留出OLED器件3的位置。与此同时，在另一个基板上制备OLED器件3，在完成后将OLED器件3的基板对准TFPV器件2基板上预留出的区域，然后进行粘合(如图5a所示)。粘合过程可以使用透明粘合胶，优选的，粘合胶在固化后具有与TFPV器件基板相同或者更高的折射率。粘合胶的折射率可以在1.2-2.4之间。粘合胶也可以是绝缘介质层的一部分或者全部。在另一些实施例中，可以利用激光或高温局部融化预留区域的基板，同时将OLED器件3设置在熔融的基板表面，待其冷却后形成统一的基板。这种方式尤其适用于OLED器件3和TFPV器件2使用相同材质的基板的情况。OLED器件的基板可以比TFPV器件2薄，也可以是柔性的，优选的，与TFPV器件基板具有相同的折射率。反之，也可以先在基板上制备OLED器件3，并按照版图设计预留出TFPV器件2的位置。同时在另一个基板上制备TFPV器件2，随后将其基板对准预留位置进行粘合，粘合方式如上所述。如果TFPV器件2的基板厚度与OLED器件3相近，那这样粘合后的集成器件就自然满足了图4b的结构。在另一些实施例中，也可以分别制备TFPV器件2与OLED器件3，制备完成后将TFPV器件2与OLED器件3使用粘合胶7粘合到第三方基板6上，TFPV器件2与OLED器件3之间填充有绝缘介质层5，如图5b所示。上述物理拼接的最大好处在于可以简化工艺，降低器件制备难度，进而能够提升制备良率，降低成本。

实施例1-3代表的电路控制示意图在图6中画出：包括一个OLED器件230，一个TFPV器件220，一个储能装置210，一个外部电驱动装置240以及三个控制开关250、260和270。当接通外部电驱动240，闭合开关250和270，OLED器件230被外部电驱动装置240供电发光，同时TFPV器件220吸收OLED器件230中基板模式和/或波导模式的光后将光能转化为电能，存储到储能装置210中，TFPV器件同时还可以吸收环境光。此时，打开开关250，闭合开关260时，储能装置210中的电能可以给OLED器件230供电。如果此时TFPV 220器件也接收到了光照，且开关270也是闭合的，TFPV器件220也可以同时直接给OLED器件230供电。有需要的时候，储能装置210中存储的电能也可以给其他室内小家电供电，图中并未示出。需要注意的是图6所示的电路图仅为一种最简单的情况，更复杂的电路也可以被设计从而更高效的控制光电转化，该技术为本领域专业人士所熟知，在此不作赘述。

本发明还提供一种电子集成器件的制作方法。

OLED器件和TFPV器件可以分别用各自的制备方式来制备，包括但不限于真空蒸镀、化学气相淀积(CVD)、溅射、溶液法等方式。其中溶液法制备包括但不限于旋涂法、刮涂法、狭缝涂布法，卷对卷印刷法、丝网印刷法，喷墨打印法等。真空蒸镀通常指在真空度约为1*10^-6托的情况下，分别在真空仓以0.01-10埃/秒的速率通过热蒸发沉积各种功能层，常用于有机材料和薄膜金属的蒸镀。CVD方法包含但不限于，PECVD、MOCVD、ALD等。其中，OLED器件通常用溶液法或真空蒸镀来制备，TFPV器件如果是OPV可以用溶液法或真空蒸镀来制备，如果是无机薄膜则可以用CVD、溅射等方法来制备。特别的，当OLED器件和TFPV器件都采用同样的阳极，如ITO时，可以在基板上事先同时图形化两种器件的阳极，例如用光刻工艺图形化。OLED器件和TFPV器件也可以用不同的工艺以先后顺序制备。如上文所述，OLED器件和TFPV器件也可以事先在各自基板上制备后再转移到同一块基板上。以下对几种制备方法加以详细阐述。

1.OLED器件，TFPV器件均采用真空蒸镀方法制备，特别的，此处以OPV器件为例进行说明。首先在同一块基板上图形化OLED器件和OPV器件需要的阳极图案，优选ITO作为阳极。其次，将涂有阳极的基板传入第一有机仓完成OLED器件有机层的制备后，将基板传至金属仓蒸镀制备OLED器件的阴极，之后将基板传至第二有机仓蒸镀OPV器件所需各有机功能层，此时需要调用掩膜版遮住已经蒸镀的OLED器件部分。蒸镀完OPV器件的各有机功能层后，再次将基板传至金属仓完成对OPV器件金属阴极的蒸镀。优选的，在第一有机舱完成OLED器件有机层的制备后，将基板传至第二有机仓直接制备OPV各有机功能层，再传至金属仓同时蒸镀OLED器件与TFPV器件金属阴极，这样可减少进金属仓的次数，节约时间，提高效率。在同时蒸镀金属阴极时，也可以调用掩模版进行图形化。最后再对该集成器件封装，可分别单独封装OLED器件与TFPV器件，也可以同时封装，优选的，采用同时封装，同时封装可以简化工艺，提高生产良率。封装可采用玻璃盖板封装，也可以采用薄膜封装。在制备顺序上，也可以先制备TFPV器件，再制备OLED器件。

2.OLED器件，TFPV器件采用溶液法制备。在涂有图案化阳极的基板上依次制备OLED器件与TFPV器件的各功能层。根据采用的具体的溶液法控制工艺条件或溶液浓度控制薄膜厚度。比如，旋涂法可从溶液的浓度、旋涂速率等控制膜厚，刮涂法可以通过溶液浓度、刮刀厚度来控制薄膜厚度。可以使用光刻、掩模版、网印掩模版都手段进行图形化。在完成有机层的溶液法制成后，可以在真空仓中同时热蒸发两个器件的金属阴极，最后进行封装。阴极制备和封装类似方法1描述。

3.OLED器件、TFPV器件也可以采用真空蒸镀与溶液法混合工艺的制备。比如OLED器件或TFPV器件的有机功能层中的一层或几层采用溶液法制备，剩余层用真空蒸镀的方法制备。

4.OLED器件和TFPV器件也可以先独立完成制备，在独立基板上分别制备OLED器件和TFPV器件，制备方式可以采用上述的溶液法制备或真空蒸镀法制备，或采用溶液法和真空蒸镀法混合的方式的制备，制备完成后的OLED器件和TFPV器件后期采用物理拼接的方式贴合在一起，具体如上所述，可以选择一种塑料薄膜或玻璃对两种粘合的器件提供机械支撑，从而完成两种电子器件的集成。

5.OLED器件和TFPV器件也可以采用不同的工艺顺序完成，例如先使用真空蒸镀法制备其中的一种器件并进行封装，再使用溶液法制备另一个器件。

应当理解，这里描述的各种实施例仅作为示例，并无意图限制本发明的范围。因此，如本领域技术人员所显而易见的，所要求保护的本发明可以包括本文所述的具体实施例和优选实施例的变化。本文所述的材料和结构中的许多可以用其它材料和结构来取代，而不脱离本发明的精神。应理解，关于本发明为何起作用的各种理论无意为限制性的。