光转换的器件及其制备方法、红外成像设备技术

本发明专利技术属于显示器件领域，提供了光转换的器件及其制备方法、红外成像设备。本发明专利技术提供的光转换的器件，通过将感光部件和发光部件采取衬底上并列设置的方式进行组合，同时将感光部件设置为具有层叠设置的第二电极、第一电子传输层、吸光层、第二电子传输层的光导体结构，以此代替现有的二极管结构，这样形成的光导体结构具有高的光探测效率，使得器件具有更高的感光出光效率，同时由于器件的结构紧凑、体积小、重量轻，因而满足了器件便携式成像的要求；并且由于每个像素的结构简单、工艺难度低，使得每一个像素都适合现有的打印制备工艺，可实现大面积的复制，降低生产成本。

Optical Conversion Device, Its Preparation Method and Infrared Imaging Equipment

The invention belongs to the field of display devices, and provides an optical conversion device, a preparation method and an infrared imaging device. The light conversion device provided by the invention combines the photosensitive component and the light emitting component by parallel arrangement on the substrate, and sets the photosensitive component as a photoconductive structure with a stacked second electrode, a first electronic transmission layer, a light absorbing layer and a second electronic transmission layer, thereby replacing the existing diode structure, thus forming a high photoconductive structure. The light detection efficiency makes the device have higher photosensitive efficiency. At the same time, because of its compact structure, small size and light weight, the device meets the requirements of portable imaging. Moreover, because of the simple structure and low process difficulty of each pixel, each pixel is suitable for the existing printing process, which can achieve large-area replication and reduce production costs.

【技术实现步骤摘要】
光转换的器件及其制备方法、红外成像设备
本专利技术属于显示器件领域，尤其涉及一种光转换的器件及其制备方法、红外成像设备。
技术介绍
红外成像技术已经在医疗、军事、夜视、卫星以及民用等领域有着重要应用，一直是科学研究的一个热点。近几十年来，科研工作者们提出了可实现低频率的红外光到较高频的近红外或者高频率的可见光转换成像装置。通常的红外-可见转换成像装置(或者光子能量上转换装置)是基于硅材料和光电倍增管的装置，装置的体积大，当其作为可穿戴的夜视装置时，存在耗电高、便携性差的缺点。为了改善前述的缺点，研究者开始转向于研究基于薄膜的夜视装置。其中较近期的一项改进是将感光和发光材料整合至一个像素中并用一个有增益功能的漏栅晶体管连接感光和发光部分，形成一个复杂的叠层结构。然而，这样的器件虽具有薄膜厚度、透明和外量子效率较高的特点，但由于器件结构复杂、工艺难度高，实现较大面积的复制是十分困难的。此外，感光部件通常采用二极管的器件也很难获得较高的增益。因此，现有的红外-可见转换成像装置存在耗电高、便携性差、结构复杂、工艺难度高、生产成本高、难以实现较大面积的复制以及难以获得较高增益的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光转换的器件及其制备方法、红外成像设备，旨在解决因此，现有的红外-可见转换成像装置存在耗电高、便携性差、结构复杂、工艺难度高、生产成本高、难以实现较大面积的复制以及难以获得较高增益的问题。本专利技术提供了一种光转换的器件，所述器件包括：衬底；设置在所述衬底上的第一电极；设置在所述衬底和所述第一电极之间的且并列设置的感光部件和发光部件；其中，所述感光部件和所述发光部件通过所述第一电极串联相接；所述感光部件包括叠层设置于所述衬底上的第二电极和依次层叠于所述第二电极上的第一电子传输层、吸光层、第二电子传输层。本专利技术还提供了一种光转换的器件的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：在衬底上形成并列设置的感光部件和发光部件；在所述感光部件外表面形成第一电极，且所述第一电极与所述发光部件外表面电连接；其中，所述感光部件形成方法如下：在所述衬底上沉积第二电极，在所述第二电极上依次沉积第一电子传输层、吸光层、第二电子传输层和所述第一电极；所述第一电极是形成于所述第二电子传输层外表面上。本专利技术还提供了一种红外成像设备，所述红外成像设备包括如上所述的器件或包括如上所述的制备方法制备的器件。本专利技术提供的光转换的器件，通过将感光部件和发光部件采取衬底上并列、电路上背靠背串联的方式进行组合，同时将感光部件设置为具有层叠设置的第二电极、第一电子传输层、吸光层、第二电子传输层的光导体结构，以此代替现有的二极管结构，这样形成的光导体结构具有高的光探测效率，使得器件具有更高的感光出光效率，同时由于器件的结构紧凑、体积小、重量轻，因而满足了器件便携式成像的要求；并且由于每个像素的结构简单、工艺难度低，使得每一个像素都适合现有的打印制备工艺，降低成本，可实现大面积的复制。本专利技术提供的光转换的器件的制备方法，由于该器件的结构简单，因而工艺难度低，操作简易，成本低，可实现大规模生产。本专利技术提供的红外成像设备具有更高的感光出光效率，体积小，重量轻，满足便携式成像的要求。附图说明图1是本专利技术的实施例提供的光转换的器件的结构示意图；图2是本专利技术的实施例提供的光转换的器件的另一种结构示意图；图3是本专利技术的实施例提供的对应图1的感光部件和发光部件组成的像素排列示意图；图4是本专利技术的实施例提供的对应图1的感光部件的多层结构、能带结构及原理示意图；图5是本专利技术的实施例提供的光转换的器件的另一种结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。请参阅图1，图1为本专利技术实施例提供的光转换的器件的结构示意图。该光转换的器件包括：衬底1、设置在衬底1上的第一电极2、设置在衬底1和第一电极2之间的且并列设置的感光部件3和发光部件4。其中，感光部件3和发光部件4通过第一电极2串联相接；感光部件3包括叠层设置于衬底1上的第二电极301和依次层叠于第二电极上301上的第一电子传输层302、吸光层303、第二电子传输层304。在本专利技术实施例中，衬底1的选用不受限制，可以采用柔性基板，也可以采用硬质基板。衬底1优选为透光性较好的玻璃基板或者柔性基板，衬底1材料对不可见波段的吸收要小，以保证进入器件的不可见光的信号强度。在本专利技术实施例中，第一电极2将感光部件3和发光部件4串联相接，为了使第一电极2对不可见波段光的透过率尽可能低，以防止进入器件的不可见光信号通过第一电极2外泄而降低不可见光的信号强度，因此，第一电极2为不透明电极。而为了使发光部件4能够有效发光，第一电极2仅是覆盖发光部件4的局部区域，优选地，第一电极2仅覆盖发光部件4上表面靠近吸光部件的5％的区域。在本专利技术实施例中，感光部件3和发光部件4并列设置在衬底1和第一电极2之间，感光部件3和发光部件4彼此之间独立隔开而通过第一电极2串联相接，分别用于吸收非可见波段的入射光和发射可见波段的出射光。感光部件3和发光部件4图案化分布在衬底1上，形成感光像素和发光像素的成像阵列，将非可见光转换成可见光。在本专利技术实施例中，请参阅图2，感光部件3和发光部件4之间还可以设置有隔离介质层5，用于隔离划分感光部件3和发光部件4，增强图案化。图案化分布，可以为一个发光像素和一个或若干个吸光像素组合，优选地，如图3所示，可以是感光像素和发光像素以1:1的比例分布(图3中，3001代表感光像素和发光像素以1:1的比例分布的像素单元，其中，3002代表一感光像素，3003代表一发光像素)。在本专利技术实施例中，感光部件3为光导体结构，包括依次层叠设置于衬底1上的第二电极301、第一电子传输层302、吸光层303、第二电子传输层304。如图4所示(其中，305为电子，306为入射光)，当感光部件3工作在光导模式下时，吸光层303产生的解离电子305通过改变肖特基势垒的宽度从而调制通过的电子305电流的大小，实现对发光部件4电流注入的控制。在无入射光时，吸光层303和第一电子传输层302及吸光层303和第二电子传输层304之间均形成肖特基势垒，电流很弱；当吸光层303吸收光子生成光电子后，肖特基势垒宽度大大降低，使原有的肖特基势垒转变成近似的欧姆接触，电流增大。具体地，第二电极301沉积在衬底1上，第二电极301的材料可以是传统的阳极材料，优选地，可以是氧化铟锡(ITO)，其对非可见波段光的透过率能够达到80％以上，可以保证透过衬底1及ITO以后进入感光部件3的非可见光的信号强度。具体地，第一电子传输层302沉积在第二电极301上，用于传输电子。第一电子传输层302的材料可以为传统的电子传输层材料，为了提高电子传输效率，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光转换的器件，其特征在于，所述器件包括：衬底；设置在所述衬底上的第一电极；设置在所述衬底和所述第一电极之间的且并列设置的感光部件和发光部件；其中，所述感光部件和所述发光部件通过所述第一电极串联相接；所述感光部件包括叠层设置于所述衬底上的第二电极和依次层叠于所述第二电极上的第一电子传输层、吸光层、第二电子传输层。

【技术特征摘要】
1.一种光转换的器件，其特征在于，所述器件包括：衬底；设置在所述衬底上的第一电极；设置在所述衬底和所述第一电极之间的且并列设置的感光部件和发光部件；其中，所述感光部件和所述发光部件通过所述第一电极串联相接；所述感光部件包括叠层设置于所述衬底上的第二电极和依次层叠于所述第二电极上的第一电子传输层、吸光层、第二电子传输层。2.如权利要求1所述的器件，其特征在于，所述发光部件包括至少一个发光单元，所述发光单元包括层叠设置于所述衬底上的第三电极和依次层叠于所述第三电极上的空穴传输层、发光层、第三电子传输层。3.如权利要求2所述的器件，其特征在于，所述第一电子传输层、所述第二电子传输层和所述第二电子传输层中的至少一传输层的传输材料为宽带隙氧化物、硫化物、硫化物纳米材料、有机材料中的至少一种。4.如权利要求1或2所述的器件，其特征在于，所述吸光层包括II-VI半导体纳米晶、III-V半导体纳米晶、II-V半导体纳米晶、III-VI半导体纳米晶、IV-VI半导体纳米晶、I-III-VI半导体纳米晶、II-IV-VI半导体纳米晶、IV族单质半导体发光材料中的至少一种。5.如权利要求2或3所述的器件，其特征在于，所述空穴传输层的传输材料包括有机材料、氧化物中的至少一种。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈崧，曹蔚然，杨一行，向超宇，钱磊，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44