本发明专利技术的目的是提供一种以双异质结为光敏层的有机近红外光上转换器，其特征在于，它采用“衬底/透明阳极/双异质结光敏层/OLED活性层/阴极”的下置结构，或“衬底/透明阴极/OLED活性层/双异质结光敏层/阳极”的上置结构。无论是采用上置结构或者下置结构，双异质结光敏层从下往上依次为模板层、近红外光吸收层和电子受体层。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本专利技术涉及一种以双异质结为光敏层的有机近红外光上转换器，属于固体电子器件
【
技术介绍
】近红外(NIR)成像器件在夜视、安全、半导体晶片检查以及医学成像，等方面具有广阔的应用前景。一种重要的近红外光谱成像的替代方法是利用光上转换器将近红外光向上转换为可见光，以便通过肉眼或商用数码相机就可以有效地检测到。近年来，各种结构的无机、混合有机/无机和有机近红外光上转换器件已有报道。有机近红外光上转换器可以看成是由一个有机光敏二极管与一个有机发光二极管(organic light-emitting d1de，0LED)层叠串联而成，但去掉了连接电极层。而OLED可看作由OLED活性层、底电极和顶电极组成。N，N'_联二苯-N，N'-bis(l-萘基)-(1，1'_联苯)-4，4'_联氨(NPB)/八羟基喹啉铝(Alq3)异质结是常用的最简单的OLED活性层。有机光敏二极管可看作由光敏层、底电极和顶电极组成。有机近红外光上转换器的工作原理是，在无近红外光照时，有机光敏二极管电阻很大，从而与其串联的OLED不发光;在近红外光照下，有机光敏二极管电阻急剧减小，流过OLED的电流迅速增大，从而使OLED发光。通常，有机近红外光上转换器由底电极、光敏层、OLED活性层和底电极组成。根据光敏层和OLED活性层的相对位置不同，有机上转换器可采用上置和下置两种结构。在上置结构中，光敏层位于OLED活性层之上，而在下置结构中，光敏层位于OLED活性层之下。在已报导的全有机近红外光上转换器中，采用纯净有机薄膜或施体-受体有机混合薄膜作为近红外光敏层。有机光吸收薄膜的结构和光电特性与衬底的表面形貌密切相关。在衬底和待生长的有机光吸收薄膜之间加入一层适当的模板层，能有效优化有机光吸收薄膜的结构和光吸收特性。【
技术实现思路
】本专利技术的目的是提供一种以双异质结为光敏层的有机近红外光上转换器，其特征在于，它采用“衬底/透明阳极/双异质结光敏层/OLED活性层/阴极”的常规结构，或者“衬底/透明阴极/OLED活性层/双异质结光敏层/阳极”的倒置结构。无论采用常规结构或者倒置结构，双异质结光敏层从下往上依次为模板层、近红外光吸收层和电子受体层。在无近红外光照时，由于电荷载流子浓度小，双异质结光敏层电阻很大，从而与其串联的OLED活性层不发光。在近红外光照下，双异质结光敏层中产生大量光生载流子，使其电阻急剧减小，从而使OLED活性层发光。本专利技术的技术分析:在有机光吸收薄膜中，晶粒存在多种晶相，而每一种晶相对近红外光的吸收大为不同。选择适当的模板层，可以有效提高对近红外光吸收强的晶相，从而提高器件性能。例如，酞菁铅薄膜(PbPc)中，晶粒存在单斜和三斜两种晶相，而三斜相对近红外光的吸收远远大于单斜相。当PbPc生长在酞菁铜(CuPc)薄膜上时，三斜相的成份明显增加，从而有效提高了薄膜的近红外吸收系数。CuPc和富勒烯(C6q)对近红外光几乎没有吸收。当有近红外光入射时，酞菁铅薄膜吸收近红外光，产生大量光生激子。一部分激子扩散至PbPc/C6Q异质界面而离解，转换为产生电子和光生空穴。由于大量光生电子和空穴的产生，双异质结活性层的电阻急剧减小，OLED活性层发光。下面结合附图通过【具体实施方式】、实施例加以说明，本专利技术可以变得更加清楚。【【附图说明】】图1为下置结构的本专利技术示意图。图2为采用上置结构的本专利技术示意图。图3为采用CuPc/PbPc/C60为双异质结光敏层，NPB/Alq3为OLED活性层的上置结构的本专利技术示意图。图中，有机上转换器，由玻璃衬底(10)、铟锡氧化物(IT0)(20)、双异结光敏层(30)、0LED活性层(40)、Au顶电极(50)组成。其中双异结光敏层(30)从下到上，依次为CuPc(301)、PbPc(302)和C60(303)；OLED活性层(40)从下到上，依次为2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BCP) (401)、Alq3(402)、NPB(403)和CuPc(404)。【【具体实施方式】】下面以采用CuPc/PbPc/C60为双异质结光敏层，NPB/Alq3为OLED活性层，倒置结构的双异质结有机近红外光上转换器为例，对本专利技术作进一步说明。实施例本实施例按照下述步骤制备供体/受体体异质结和倒置有机发光二极管以及电极:I)以镀有ITO薄膜的玻璃为基板，用丙酮，乙醇和去离子水分别超声清洗10分钟，氮气吹干，在温度60°C烘箱中烘干20分钟。2)将基板在紫外线照射下处理10分钟。3)加载到一个有六个有机材料热蒸发源的真空蒸发系统。在真空度高于10—4Pa的条件下将有机薄膜依次热蒸发沉积到衬底上，沉积率保持在(0.75nm-lnm)/分钟的范围(由石英晶体振荡器控制)。沉积顺序和厚度为:BCP(50nm)，Alq3(30nm)，NPB(30nm)，CuPc(50nm)，PbPc(30nm)，C6o(50nmWPBCP(50nm)。4)用真空热蒸发方法制备顶电极，其面积通过掩膜版确定。【主权项】1.一种以双异质结为光敏层的有机近红外光上转换器，其特征在于，它采用“衬底/透明阳极/双异质结光敏层/OLED活性层/阴极”的下置结构，或“衬底/透明阴极/OLED活性层/双异质结光敏层/阳极”的上置结构。2.根据权利要求1所述的以双异质结为光敏层的有机近红外光上转换器，其特征在于无论是采用上置结构或者下置结构，双异质结光敏层从下往上依次为模板层、近红外光吸收层和电子受体层。【专利摘要】本专利技术的目的是提供一种以双异质结为光敏层的有机近红外光上转换器，其特征在于，它采用“衬底/透明阳极/双异质结光敏层/OLED活性层/阴极”的下置结构，或“衬底/透明阴极/OLED活性层/双异质结光敏层/阳极”的上置结构。无论是采用上置结构或者下置结构，双异质结光敏层从下往上依次为模板层、近红外光吸收层和电子受体层。【IPC分类】H01L27/28, H01L27/32, H01L51/42【公开号】CN105529345【申请号】CN201610079906【专利技术人】彭应全, 许自强, 吕文理, 王颖 【申请人】中国计量学院【公开日】2016年4月27日【申请日】2016年1月29日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以双异质结为光敏层的有机近红外光上转换器，其特征在于，它采用“衬底/透明阳极/双异质结光敏层/OLED活性层/阴极”的下置结构，或“衬底/透明阴极/OLED活性层/双异质结光敏层/阳极”的上置结构。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：彭应全，许自强，吕文理，王颖，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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