有机二极管及其制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种有机二极管及其制备方法。所述有机二极管包括透明柔性衬底、透明正电极、透明负电极、掺杂的柔性透明p区和掺杂的柔性透明n区，其中，所述透明负电极位于所述透明柔性衬底之上，所述掺杂的柔性透明n区位于所述透明负电极之上，所述掺杂的柔性透明p区位于所述掺杂的柔性透明n区之上，所述透明正电极位于所述掺杂的柔性透明p区之上。本发明专利技术还公开了一种有机二极管的制备方法。本发明专利技术所提供的有机二极管及其制备方法，使用透明的有机材料取代传统的无机材料，成本低，在保证不改变传统无机器件的基本特性的基础上，功耗低、响应速度快，制备过程中无需高温工艺，在降低能耗的基础上还节约了制备时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机电子学，具体来说，涉及一种，更具体而言，涉及一种柔性透明有机掺杂二极管及其制备方法。
技术介绍
近年来，集成电路得到迅猛的发展，其应用越来越广泛。与此同时电子系统也正在与越来越多的其他类系统相结合，在这种发展趋势下，一种特殊的电路系统——柔性透明电子系统应运而生。柔性透明电子系统在卷曲或伸缩的同时具有透光功能，因此可以覆盖安装在任意曲面或者可移动部件之上，大大扩展了电子系统的应用范围。二极管在集成电路应用中扮演着十分重要的角色。二极管又称晶体二极管，简称二极管，它是一种具有单向传导电流功能的电子器件。一般来讲，晶体二极管是一个由P型 半导体和η型半导体形成的PN结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。当外加电压等于零时，由于PN结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。典型的二极管伏安特性曲线如图I所示当二极管加有正向电压，当电压值较小时，电流极小；当电压超过开启电压(Ud)时，电流开始按指数规律增大。在二极管加有反向电压，当电压值较小时，电流极小。当反向电压超过反向击穿电压(Ube)时，二极管被击穿，电流开始急剧增大。二极管作为集成电路的基础器件，广泛应用于整流、开关、限幅、续流、检波、变容、显示、稳压、触发等
，一直受到人们的广泛关注。然而，常规的二极管多是基于无机半导体材料的器件，存在着材料昂贵、功耗高、灵敏度低等缺点。近些年，大量有机半导体器件被研制成功，有机半导体器件除了具备无机器件基本特性，还秉承了有机半导体材料质轻、污染小、成本低、工艺简单、柔韧性好、易于大面积化和小型化等优点，而且有机器件功耗低响应速度快，具有广阔的应用前景。
技术实现思路
针对上述技术中存在的无机半导体材料昂贵、功耗高、灵敏度低的问题，本专利技术实施例提供了一种。—方面，本专利技术的实施例提供了一种有机二极管，包括透明柔性衬底、透明正电极、透明负电极、掺杂的柔性透明P区和掺杂的柔性透明η区，其中，所述透明负电极位于所述透明柔性衬底之上，所述掺杂的柔性透明η区位于所述透明负电极之上，所述掺杂的柔性透明P区位于所述掺杂的柔性透明η区之上，所述透明正电极位于所述掺杂的柔性透明P区之上。另一方面，本专利技术的实施例还提供了一种有机二极管的制备方法，包括步骤一在基片之上形成透明柔性衬底；步骤二 在所述透明柔性衬底之上沉积透明导电材料来形成透明负电极；步骤三在所述透明负电极之上形成η型掺杂的柔性透明η区；步骤四在所述η型掺杂的柔性透明η区之上形成P型掺杂的柔性透明P区；步骤五在所述P型掺杂的柔性透明P区之上沉积透明导电材料来形成透明正电极；步骤六将所述透明柔性衬底及其上形成的结构与所述基片分离，得到柔性透明的有机二极管。与现有技术相比，本专利技术实施例所提供的有机二极管，使用透明的有机材料取代传统的无机材料，不仅环保，而且有机材料质轻，成本低，在不改变传统无机器件的基本特性的基础上，有机材料较之无机材料功耗低、响应速度快，此外，柔性的有机材料使得有机二极管使用时可弯曲、拉伸，使用更灵活。此外，本专利技术实施例所提供的有机二极管的制备方法，制备过程简单，无需高温工艺，在降低能耗的基础上还节约了制备时间。 附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I示出了二极管伏安特性曲线；图2示出了本专利技术一个实施例的透明柔性有机二极管的结构示意图；图3、4、5、6、7、8示出了根据本专利技术实施例制备透明柔性有机二极管的流程图。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图2示出了根据本专利技术实施例的透明柔性有机二极管的结构示意图，其中，包括透明柔性衬底I、透明负电极2、掺杂的柔性透明η区3和掺杂的柔性透明P区4、透明正电极5，其中，所述透明负电极2位于所述透明柔性衬底I之上，所述掺杂的柔性透明η区3位于所述透明负电极2之上，所述掺杂的柔性透明P区4位于所述掺杂的柔性透明η区3之上，所述透明正电极5位于所述掺杂的柔性透明P区4之上。在本专利技术的一个实施例中，构成所述透明柔性衬底I的材料可以是任意已知的或将来可能出现适合用作透明柔性衬底的有机材料，例如聚对二甲苯、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等。此外，所述透明柔性衬底I的厚度可以为2 μ m至Ij 300 μ m。此外，在本专利技术的一个实施例中，形成所述透明负电极2的材料可以是任意已知或即将出现的透明导电材料，例如氧化锡铟或聚乙撑二氧噻吩等。所述透明负电极的厚度可以为50nm到400nm。另外，与透明负电极的情况类似，形成所述透明正电极5的材料可以是任意已知或即将出现的透明导电材料，例如氧化锡铟或聚乙撑二氧噻吩等，且所述透明正电极的厚度可以50nm到400nm。需要指出的是，针对具体应用情形，形成所述透明负电极2的材料可以与形成所述透明正电极5的材料相同，也可以不同，且二者的厚度可以相同，也可以不同。在本专利技术的一个实施例中，形成所述掺杂的柔性透明η区3的材料可以为任意已知的或即将出现的适合用作η区材料的透明柔性材料，例如聚对二甲苯或聚苯乙烯等。同时，所述掺杂的柔性透明η区3厚度为50nm到500nm。在一个具体实施例中，所述用于η型掺杂的柔性透明η区的掺杂剂可以是任意合适的η型掺杂剂例如氮(N)元素等。在本专利技术的一个实施例中，形成所述掺杂的柔性透明P区4的材料可以为任意已知的或即将出现的适合用作P区材料的透明柔性材料，例如聚对二甲苯或聚苯乙烯等。同时，所述掺杂的柔性透明P区4厚度为50nm到500nm。而在一个具体实施例中，所述用于p型掺杂的柔性透明P区的掺杂剂可以是任意合适的P型掺杂剂例如硼(B)元素等。在根据本专利技术实施例的有机二极管中，使用透明的有机材料取代传统的无机材料，环保，而且有机材料质轻，成本低，在保证传统无机器件的基本特性的基础上，有机材料较之无机材料功耗低、响应速度快。此外，有机材料的柔性使得有机二极管使用时可弯曲、拉伸，使用更灵活。图3、4、5、6、7、8示出了根据本专利技术实施例制备透明柔性有机二极管的流程， 包括以下步骤。步骤一在基片10之上形成透明柔性衬底I。如图3所示，可以通过常见的成膜技术(例如，聚合物化学气相沉积方法或溶液旋涂方法)在基片10上沉积透明柔性材料来形成透明柔性衬底。其中，所述基片10例如可以是玻璃基片、硅基片等。在本专利技术的一个实施例中，所述形成透明柔性衬底I的材料可以为任意已知的或者即将出现的适合用作透明柔性衬底的材料，例如聚对二甲苯、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等。此外，所述透明柔性衬底的厚度可以被形成为2 μ m到300 μ m，在本专利技术的一个优选实施例中，所述透明柔性衬底的厚度为5 μ m。步骤二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机二极管，其特征在于，包括透明柔性衬底（1）、透明正电极（5）、透明负电极（2）、掺杂的柔性透明p区（4）和掺杂的柔性透明n区（3），其中，所述透明负电极（2）位于所述透明柔性衬底（1）之上，所述掺杂的柔性透明n区（3）位于所述透明负电极（2）之上，所述掺杂的柔性透明p区（4）位于所述掺杂的柔性透明n区（3）之上，所述透明正电极（5）位于所述掺杂的柔性透明p区（4）之上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄如，白文亮，蔡一茂，唐昱，张兴，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：