紫外线传感器及其制备方法技术

公开了一种紫外线传感器及其制备方法，在柔性基底上依次打印梳状结构的电极和有机半导体层，相邻的电极之间形成有沟道，所述有机半导体层填充所述沟道。本公开可以简单、快速的制备紫外线传感器，有效地降低了紫外线传感器的成本，所得紫外线传感器响应速度快，具有良好的循环稳定性。

Ultraviolet sensor and its preparation method

An ultraviolet sensor and a preparation method thereof are disclosed. The comb-shaped electrode and the organic semiconductor layer are printed successively on a flexible substrate. A channel is formed between adjacent electrodes, and the organic semiconductor layer fills the channel. The ultraviolet sensor can be prepared simply and quickly, and the cost of the ultraviolet sensor can be effectively reduced. The ultraviolet sensor has fast response speed and good cycle stability.

【技术实现步骤摘要】
紫外线传感器及其制备方法
本专利技术涉及半导体器件领域，具体涉及一种紫外线传感器及其制备方法。
技术介绍
紫外线传感器是一种将紫外光信号转换为电信号的电子器件。目前应用的紫外线传感器的基底一般为硅基材料(包括玻璃)或者金属等，其活性层包括：无机材料(氮化镓、硫化锌、氧化锌等)和氧化石墨烯等。传统的电极制备工艺复杂，难以实现大规模制备，同时制备过程造成了材料的极大浪费，增加了传感器的成本，对环境污染较大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种紫外线传感器及其制备方法，可以简单、快速的制备紫外线传感器，有效地降低了紫外线传感器的成本。根据本专利技术的第一方面，提供了一种紫外线传感器，包括：柔性基底；多个电极，以相互间隔的方式设置于所述柔性基底上，相邻电极之间形成有沟道；以及，有机半导体层，填充所述沟道；其中，所述电极通过打印导电材料形成，所述有机半导体层通过打印有机半导体混合溶液形成。优选地，所述有机半导体层覆盖所述多个电极。优选地，所述多个电极设置为梳状结构。优选地，所述有机半导体混合溶液包括：有机半导体材料和有机聚合物的混合溶液；其中，所述有机半导体材料包括2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b]苯并噻吩(2,7-Dioctyl[1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiophene，C8-BTBT)、TIPS－Pantacene、PBTTT-C12和/或T-DPPT中的一种或多种，所述有机聚合物为聚苯乙烯、聚氯乙稀、聚甲基丙烯酸甲酯(PolyMethylMethacrylate，PMMA)或聚乳酸(Polylacticacid，PLA)等绝缘聚合物中的一种或多种。优选地，所述有机半导体混合溶液的溶剂为甲苯、间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯、1,2,3-三甲苯、1,2,4-三甲苯、1,3,5-三甲苯、四氢萘、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或苯甲醚中的一种或多种。本专利技术另一方面公开了如第一方面所述的紫外线传感器的制备方法，包括：在柔性基底上通过喷墨打印导电材料形成多个电极；在所述多个电极上通过喷墨打印有机半导体混合溶液形成有机半导体层。优选地，所述多个电极设置为梳状结构，相邻电极之间形成有沟道。优选地，在所述多个电极上通过喷墨打印有机半导体混合溶液形成有机半导体层还包括：在所述沟道内通过喷墨打印有机半导体混合溶液形成有机半导体层；其中，所述有机半导体混合溶液为以有机半导体材料和有机聚合物为溶质的混合溶液，其中，有机半导体材料的浓度为5～30mg/mL，有机聚合物的浓度为1～10mg/mL，所述有机半导体材料包括2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b]苯并噻吩(2,7-Dioctyl[1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiophene，C8-BTBT)、TIPS－Pantacene、PBTTT-C12和/或T-DPPT中的一种或多种，所述有机聚合物为聚苯乙烯、聚氯乙稀、聚甲基丙烯酸甲酯(PolyMethylMethacrylate，PMMA)或聚乳酸(Polylacticacid，PLA)等绝缘聚合物的一种或多种；所述有机半导体混合溶液的溶剂为甲苯，间二甲苯，对二甲苯，邻二甲苯，1,2,3-三甲苯，1,2,4-三甲苯和1,3,5-三甲苯，四氢萘,N,N-二甲基甲酰胺,二甲基亚砜和苯甲醚中的一种或多种。优选地，所述喷墨打印的喷头温度为45℃，基底温度为50℃，打印分辨率为15um。优选地，所述制备方法还包括：对所述有机半导体层进行后处理；其中，所述后处理为在100℃下对有机半导体层加热10分钟。本专利技术提供了一种紫外线传感器及其制备方法，在柔性基底上依次打印梳状结构的电极和有机半导体层，相邻的电极之间形成有沟道，所述有机半导体层填充所述沟道。本专利技术可以简单、快速的制备紫外线传感器，有效地降低了紫外线传感器的成本，并且所得紫外线传感器响应速度快，具有良好的循环稳定性。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1是本专利技术实施例的紫外线传感器的剖视图；图2是本专利技术实施例的有机半导体层的另一可选方式的剖视图；图3是本专利技术实施例的紫外线传感器的电极的俯视图；图4是本专利技术实施例的紫外线传感器的制备方法的流程示意图；图5是本专利技术实施例制备的紫外线传感器在光照下的电流特性曲线。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面结合附图及具体实施方式对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术实施例的紫外线传感器的剖视图。如图1所示，紫外线传感器包括柔性基底1、多个电极2和有机半导体层3。柔性基底1为通用的塑料薄膜，具有柔韧性，易于弯曲。相对于硅片作为基底，其在物联网、柔性显示、智能穿戴、生物医疗等领域有更好的应用前景。多个电极2以相互间隔的方式设置于所述柔性基底1上，相邻电极之间形成有沟道。在所述电极2的上设置有机半导体层3。有机半导体层3覆盖电极2并填充于所述沟道内，形成紫外线传感器，有机半导体层3可以最大范围的与电机2接触，在紫外光照射发生光电效应时，可以使得电子快速的吸收光子的能量，产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。在一个可选实现方式中，有机半导体层3可以填充于相邻电极2之间的沟道内，形成紫外线传感器，如图2所示。图2所示的有机半导体层3可以均匀的分布于电极2的周围，当紫外光照射时，有机半导体层3通过吸收光子的能量，产生带正电荷的空穴，使得半导体材料中的载流子的数目均匀分布，使其电阻阻值均匀变化。紫外线传感器属于光电传感器的一种，主要是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，有机半导体层的电阻减小，入射光弱，有机半导体层的电阻增大。光电传感器一般用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化)柔性基底1的材料为塑料薄膜，具有电绝缘性能，包括聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紫外线传感器，包括：柔性基底；多个电极，以相互间隔的方式设置于所述柔性基底上，相邻电极之间形成有沟道；以及，有机半导体层，填充所述沟道；其中，所述电极通过打印导电材料形成，所述有机半导体层通过打印有机半导体混合溶液形成。

【技术特征摘要】
2017.10.30 CN 20171103000441.一种紫外线传感器，包括：柔性基底；多个电极，以相互间隔的方式设置于所述柔性基底上，相邻电极之间形成有沟道；以及，有机半导体层，填充所述沟道；其中，所述电极通过打印导电材料形成，所述有机半导体层通过打印有机半导体混合溶液形成。2.根据权利要求1所述的紫外线传感器，其特征在于，所述有机半导体层还覆盖所述多个电极。3.根据权利要求1所述的紫外线传感器，其特征在于，所述多个电极设置为梳状结构。4.根据权利要求1所述的紫外线传感器，其特征在于，所述有机半导体混合溶液包括：有机半导体材料和有机聚合物的混合溶液；其中，所述有机半导体材料包括2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b]苯并噻吩(2,7-Dioctyl[1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiophene，C8-BTBT)、TIPS－Pantacene、PBTTT-C12和/或T-DPPT中的一种或多种，所述有机聚合物为聚苯乙烯、聚氯乙稀、聚甲基丙烯酸甲酯(PolyMethylMethacrylate，PMMA)或聚乳酸(Polylacticacid，PLA)等绝缘聚合物中的一种或多种。5.根据权利要求4所述紫外线传感器，其特征在于，所述有机半导体混合溶液的溶剂为甲苯、间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯、1,2,3-三甲苯、1,2,4-三甲苯、1,3,5-三甲苯、四氢萘、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或苯甲醚中的一种或多种。6.如权利要求1-5中任一项所述的紫外线传感器的制备方法，包括：在柔性基底上通过喷墨打印导电材料形成多个电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：李胜夏，魏勤，蓝河，
申请(专利权)人：上海幂方电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31