红外-多色上转化成像焦平面器件及其制备方法技术

本公开涉及红外

【技术实现步骤摘要】
红外
‑
多色上转化成像焦平面器件及其制备方法


[0001]本公开涉及光电传感器
，尤其涉及一种红外
‑
可见光多色上转化成像焦平面器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]红外探测及成像技术在远程遥感、夜视、制导、生物医学、地质探测、气象监测等领域有着广泛的应用，特别是近年来的增强现实、虚拟现实、机器视觉、自动驾驶、可穿戴智能设备等的快速发展，对红外探测与成像技术提出了更高的要求。
[0003]传统的红外成像器件的工作原理通常为：利用红外探测器获取红外图像信息并转化为电信号，该电信号经过积分等处理后，经读出电路获得数字信号，再将数字电路信号转为可见光图像显示，而如像管等则将红外光光子转为光电子，再用光电子转为图像。但是，现有的红外成像器件通常存在只能进行单色图像显示的问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种能够探测多种不同的红外波段，对红外图像进行彩色显示的红外
‑
可见光多色上转化成像焦平面器件及其制备方法。
[0005]本公开提供了一种红外
‑
多色上转化成像焦平面器件的制备方法，所述制备方法包括：
[0006]形成量子点发光二极管；
[0007]在所述量子点发光二极管上形成中间导电层；
[0008]在所述中间导电层背离所述量子点发光二极管的一侧形成量子点红外光电探测器；
[0009]或者，所述制备方法包括：
[0010]形成量子点红外光电探测器；
[0011]在所述量子点红外光探测器上形成中间导电层；
[0012]在所述中间导电层背离所述量子点红外光探测器的一侧形成量子点发光二极管；
[0013]其中，所述量子点红外光电探测器与所述量子点发光二极管通过中间导电层串联连接；且，所述量子点红外光探测器用于探测不同波段的红外光；对应的，所述量子点发光二极管用于发出不同颜色的可见光。
[0014]在一些实施例中，所述形成量子点发光二极管，包括：
[0015]清洗导电基底层，并进行等离子体处理；
[0016]在所述导电基底层上旋涂形成电子传输层；
[0017]在所述电子传输层上掩膜喷涂、打印、或光刻沉积，形成像素化的量子点发光层；
[0018]在所述量子点发光层上依次形成空穴传输层和空穴注入层；
[0019]所述在所述量子点发光二极管上形成中间导电层，包括：
[0020]在所述空穴注入层上掩膜蒸镀形成对应的像素化的中间导电层；
[0021]所述在所述中间导电层背离所述量子点发光二极管的一侧形成量子点红外光电探测器，包括：
[0022]在所述中间导电层上掩膜喷涂、掩膜滴涂、打印、或光刻沉积，形成对应像素化的红外量子点层；
[0023]在所述红外点量子点上形成电极层。
[0024]在一些实施例中，采用掩膜喷涂形成像素化的量子点发光层，具体包括：
[0025]配置不同颜色的量子点发光层前驱液；
[0026]利用精密位移台，在每次喷涂一种颜色的量子点发光层前驱液后，移动掩膜，以完成不同掩膜下对应的不同颜色的量子点发光层前驱液的喷涂；并退火定型，以形成像素化的量子点发光层；
[0027]其中，采用掩膜喷涂形成像素化的红外量子点层，具体包括：
[0028]配置不同颜色的红外量子点层前驱液；
[0029]掩膜滴涂各种不同颜色的红外量子点层前驱液，以形成像素化的红外量子点层。
[0030]本公开实施例还提供了一种红外
‑
多色上转化成像焦平面器件，其可采用上述任一种制备方法制备得到，所述焦平面器件包括量子点红外光电探测器与量子点发光二极管；
[0031]所述量子点红外光电探测器与所述量子点发光二极管通过中间导电层串联连接；
[0032]且，所述量子点红外光探测器用于探测不同波段的红外光；对应的，所述量子点发光二极管用于发出至少两种不同颜色的可见光。
[0033]在一些实施例中，所述量子点发光二极管包括导电基底层以及在所述导电基底层朝向所述量子点红外光电探测器一侧层叠设置的电子传输层、量子点发光层、空穴传输层和空穴注入层；
[0034]所述中间导电层位于所述空穴注入层背离所述导电基底层的一侧；
[0035]所述量子点红外光电探测器设置于所述中间导电层背离所述量子点发光二极管的一侧，且包括沿远离所述中间导电层的方向层叠设置的像素化的红外量子点层和电极层。
[0036]在一些实施例中，所述导电基底层包括ITO导电玻璃、FTO导电玻璃或柔性导电基底层；
[0037]所述电子传输层包括ZnO纳米颗粒、ZnMgO纳米颗粒、SnO2纳米颗粒、TiO2纳米颗粒等中的至少一种；
[0038]所述量子点发光层包括CdSe/ZnS量子点膜、CdSe/CdS/ZnS量子点膜、钙钛矿量子点膜和InP量子点膜中的至少一种；
[0039]所述空穴传输层包括4,4'
‑
双(N
‑
咔唑)
‑
1,1'
‑
联苯(CBP)和/或PEDOT:PSS；
[0040]所述空穴注入层的材料为MoO3；
[0041]所述中间导电层的材料包括Au、Ag和Al中的至少一种，所述中间导电层构成像素化的金属电极层；
[0042]所述红外量子点层包括多层量子点膜，所述量子点膜经过液态配体交换处理，表面配体为SH
‑
短链配体，量子点膜为HgTe量子点膜、HgSe量子点膜、PbS量子点膜和PbSe量子
点膜中的至少一种；
[0043]所述电极层的材料包括Au、Ag和Al中的至少一种。
[0044]在一些实施例中，所述电子传输层的厚度为20nm～40nm；
[0045]所述量子点发光层的厚度为15nm～25nm；
[0046]所述空穴传输层的厚度为200nm～400nm；
[0047]所述空穴注入层的厚度为50nm～200nm；
[0048]所述中间导电层的厚度为300nm～500nm；
[0049]所述红外量子点层的厚度为200nm
‑
1μm；
[0050]所述电极层的厚度为100nm～400nm。
[0051]在一些实施例中，所述红外量子点层和所述量子点发光层设置为对应的阵列像元结构；
[0052]设置为阵列像元结构的红外量子点层用于对不同波段的红外光响应，而使所述量子发光层的像元发出不同颜色的可见光。
[0053]在一些实施例中，所述阵列像元结构的红外量子点层包括第一探测像元、第二探测像元和第三探测像元；
[0054]所述第一探测像元用于探测第一波段的红外光，所述第二探测像元用于探测第二波段的红外光，所述第三探测像元用于探测第三波段的红外光；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外
‑
多色上转化成像焦平面器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：形成量子点发光二极管；在所述量子点发光二极管上形成中间导电层；在所述中间导电层背离所述量子点发光二极管的一侧形成量子点红外光电探测器；或者，所述制备方法包括：形成量子点红外光电探测器；在所述量子点红外光探测器上形成中间导电层；在所述中间导电层背离所述量子点红外光探测器的一侧形成量子点发光二极管；其中，所述量子点红外光电探测器与所述量子点发光二极管通过中间导电层串联连接；且，所述量子点红外光探测器用于探测不同波段的红外光；对应的，所述量子点发光二极管用于发出不同颜色的可见光。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述形成量子点发光二极管，包括：清洗导电基底层，并进行等离子体处理；在所述导电基底层上旋涂形成电子传输层；在所述电子传输层上掩膜喷涂、打印、或光刻沉积，形成像素化的量子点发光层；在所述量子点发光层上依次形成空穴传输层和空穴注入层；所述在所述量子点发光二极管上形成中间导电层，包括：在所述空穴注入层上掩膜蒸镀形成对应的像素化的中间导电层；所述在所述中间导电层背离所述量子点发光二极管的一侧形成量子点红外光电探测器，包括：在所述中间导电层上掩膜喷涂、掩膜滴涂、打印、或光刻沉积，形成对应像素化的红外量子点层；在所述红外点量子点上形成电极层。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，采用掩膜喷涂形成像素化的量子点发光层，具体包括：配置不同颜色的量子点发光层前驱液；利用精密位移台，在每次喷涂一种颜色的量子点发光层前驱液后，移动掩膜，以完成不同掩膜下对应的不同颜色的量子点发光层前驱液的喷涂；并退火定型，以形成像素化的量子点发光层；其中，采用掩膜喷涂形成像素化的红外量子点层，具体包括：配置不同颜色的红外量子点层前驱液；掩膜滴涂各种不同颜色的红外量子点层前驱液，以形成像素化的红外量子点层。4.一种红外
‑
多色上转化成像焦平面器件，其特征在于，采用权利要求1
‑
3任一项所述的制备方法制备得到，所述焦平面器件包括：量子点红外光电探测器与量子点发光二极管；所述量子点红外光电探测器与所述量子点发光二极管通过中间导电层串联连接；且，所述量子点红外光探测器用于探测不同波段的红外光；对应的，所述量子点发光二极管用于发出至少两种不同颜色的可见光。
5.根据权利要求4所述的焦平面器件，其特征在于，所述量子点发光二极管包括导电基底层以及在所述导电基底层朝向所述量子点红外光电探测器一侧层叠设置的电子传输层、量子点发光层、空穴传输层和空穴注入层；所述中间导电层位于所述空穴注入层背离所述导电基底层的一侧；所述量子点红外光电探测器设置于所述中间导电层背离所述量子点发光二极管的一侧，且包括沿远离所述中间导电层的方向层叠设置的像素化的红外量子点层和电...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐鑫，牟鸽，郝群，陈梦璐，温崇，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：