一种基于铱类配合物磷光材料掺杂的有机紫外探测器件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于有机光电子技术领域，公开了一种基于铱类配合物磷光材料掺杂的有机紫外探测器件。
【背景技术】
[0002]紫外光对人类活动有着巨大影响，因此人们开始了对能够准确测量紫外辐射的器件-紫外探测器的研究。紫外探测器在实际中有很多应用，可以用来检测大气中的紫外线的强度，以防止紫外线对人体的伤害，紫外探测器还可以用来检测紫外曝光，紫外光化学反应，UV杀菌灯。在军事上，紫外探测器可用来作导弹追踪。此外，在紫外探测器可用来作烟雾和火灾探测。
[0003]基于无机宽禁带半导体材料制备的紫外光探测器件取得了很大的进展，但是无机半导体材料在外延生长和掺杂方面还有问题，也存在着制作工艺复杂，材料成本昂贵的不足。随着有机半导体材料的迅猛发展和有机光电子器件的深入研究，基于有机半导体材料的紫外光探测器件得到了科研人员的重视，并取得了一定的进展。与无机紫外光探测器相比，有机半导体材料具有质轻，价廉，加工性能优异等特点，更易制备小体积，低功耗，低成本的紫外探测器件，解决了无机紫外光探测器中普遍存在的设备昂贵、工艺复杂等不足。种类繁多的有机半导体材料也为有机紫外光探测器件的发展和创新提供了很大的可选择性，还很容易根据需要合成出具有相应光电特性的新材料。
[0004]目前，有机紫外探测材料与器件的研究在国际上还处于起步阶段，尽管已经取得了一定的进展，但与其它有机电子或光电子器件(如有机晶体管，有机光伏电池，有机发光二极管等)相比，该领域的研究明显滞后。文献报道的主要是以宽禁带的有机小分子半导体材料分别作为给体和受体材料的异质结型器件，但是器件的光响应度和探测率等光电性能还有待进一步的提高。因此，提高紫外光探测响应度是其需要解决的主要问题。
【发明内容】
[0005]本发明为了解决现有机紫外探测器件光响应度低的问题，而提供一种基于铱类配合物磷光材料掺杂的有机紫外探测器件，通过在紫外光活性层中加入具有强紫外吸收的铱类配合物磷光材料，以实现提高有机紫外探测器件光响应度。
[0006]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
[0007]—种基于铱类配合物磷光材料掺杂的有机紫外探测器件，包括至下而上依次设置的透明衬底、导电阳极、阳极缓冲层、电子阻挡层、紫外光活性层、空穴阻挡层和金属阳极，其特征在于，所述紫外光活性层的组分及各个组分的重量百分比为:
[0008]电子给体56-60%;
[0009]电子受体34-39%;
[0010]铱类配合物磷光材料1-10%。
[0011]所述铱类配合物磷光材料为双(4，6-二氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合铱(FIrpic)ο
[0012]所述电子给体材料为聚乙烯基咔唑(PVK)。
[0013]所述电子受体材料为2，2’-(1，3-苯基)二[5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-恶二唑](0XD-7)或氧化锌(ZnO)中的一种。
[0014]所述透明衬底的材料为玻璃、透明聚合物柔性材料或者生物可降解的柔性材料中的一种或者多种;所述透明聚合物柔性材料为聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亚胺、氯醋树脂或聚丙烯酸中的一种或多种的组合;所述可降解的柔性材料为植物纤维、丝素蛋白、明胶、聚乳酸、葡萄糖、病毒纤维素、聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚已内酯以及它们之间的共聚物、聚羟基烷酸酯、虫胶、壳聚糖和透明质酸等多糖类、聚醇酸及其共聚体、胶原凝胶、纤维蛋白凝胶中的任意一种或多种的组合。
[0015]所述导电阳极材料为氧化铟锡(ΙΤ0)、导电聚合物聚3，4_乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PED0T:PSS)、石墨稀(Graphene)或碳纳米管(Carbon Nanotube)中的任意一种或多种的组合。
[0016]所述阳极缓冲层材料为氧化钼(Mo0x)或聚PED0T:PSS，阳极缓冲层厚度为15nm。
[0017]所述电子阻挡层为4，4’_环己基二 [N，N-二 (4-甲基苯基)苯胺(TAPC)、N，N’_双(3-甲基苯基)-(1，1’-联苯)-4’_ 二胺(Tro)、4，4’_双[N-(萘基)-N-苯基-氨基]联苯(α-NPD)或4，4 ’，4” -三(N-3-甲基苯基-N-苯基-氨基)三苯胺(m-MTDATA)中的一种或多种的组合。
[0018]所述空穴阻挡层为1，3，5_三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯(ITBi)、8-羟基喹啉铝(Alq3)、2，9-二甲基-4，7_联苯_1，10-邻二氮杂菲(BCP)或者4，7_联苯_1，10-邻二氮杂菲(BPhen)中的一种或多种的组合。
[0019]所述金属阴极的材料是金属薄膜或合金薄膜，所述金属薄膜为锂、镁、钙、锶、铝或铟金属薄膜，所述合金薄膜为锂、镁、钙、锶、铝或铟与铜、金或银的合金;金属阴极厚度为100nmo
[0020]所述电子阻挡层、紫外光活性层、空穴阻挡层总厚度<200nm。
[0021]因此与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0022](1)本发明的所涉及的铱类配合物磷光材料具有较强的紫外光吸收，相对较长的磷光寿命及良好的热化学稳定性，与给受体混合材料有效组合，通过铱类配合物的磷光效应，将吸收的短波段的紫外光通过三线态能量传递给电子受体，提高激子的产生效率，从而提高器件光响应度。
[0023](2)本发明采用的器件结构是“三明治”式的结构，所有功能层材料采用蒸镀和旋涂成膜，器件制备方法较基于无机材料的紫外光探测器件的制备方法简单，且易操作。
[0024](3)器件对300-400nm波段的紫外光的敏感。本发明所述的有机紫外光探测器件具有较高的响应度。
【附图说明】
[0025]图1是本发明的结构示意图；
[0026]图2是本发明的铱类配合物磷光材料的分子结构示意图；
[0027]图3是本发明的实施例二中所述器件在紫外光(波长为350nm，强度为0.6mW/cm2)照射和无紫外光照射条件下的电流密度-电压特性曲线；
[0028]图4是本发明的实施例6中所述器件在紫外光(波长为350nm，强度为0.6mW/cm2)照射和无紫外光照射条件下的响应曲线；
[0029]图中标记:1、透明衬底，2、导电阳极，3、阳极缓冲层，4、电子阻挡层，5、紫外光活性层，6、空穴阻挡层，7、金属阳极。
【具体实施方式】
[0030]下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
[0031 ]结合附图，本发明的基于铱类配合物磷光材料掺杂的有机紫外探测器件，包括至下而上依次设置的透明衬底1、导电阳极2、阳极缓冲层3、电子阻挡层4、紫外光活性层5、空穴阻挡层6和金属阳极7，所述紫外光活性层5的组分及各个组分的重量百分比为:
[0032]电子给体56-60%;
[0033]电子受体34-39%;
[0034]铱类配合物磷光材料1-10%。
[0035]所述铱类配合物磷光材料为双(4，6-二氟苯基吡啶-N，C2)吡啶甲酰合铱(FIrpic)。
[0036]所述电子给体材料为聚乙烯基咔唑(PVK)。
[0037]所述电子受体材料为2，2’-(1，3-苯基)二[5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4_恶二唑](0XD-7)或氧化锌(ZnO)中的一种。
[0038]所述透明衬底的材料为玻璃、透明聚合物柔性材料或者生物可降解的柔性材料中的一种或者多种;所述透明聚合物柔性材料为聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亚胺、氯醋树脂或聚丙烯酸中的一种或多种的组合;所述可降解的柔性材料为植物纤维、丝素蛋白、明胶、聚乳酸、葡萄糖、病毒纤维素、聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚已内酯以及它们之间的共聚物、聚羟基烷酸酯