一种有机掺杂型双功能器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种有机掺杂型双功能器件及其制备方法，该器件由透明衬底、阳极层、空穴传输层、有机活性掺杂层、电子传输层和阴极层构成。其中有机活性掺杂层由主体材料和客体材料在高真空度的蒸发室中采用双源共蒸法混合蒸镀或者在旋涂仪中使用混合溶液旋涂法进行制备。在外加正向电压的驱动下，该有机双功能器件能够实现发光功能，而在外加反向电压的驱动下，该器件可以实现紫外探测功能。该有机双功能器件同时具有电致发光与紫外探测的双重功能，不仅器件发光强，探测率高，易集成、超薄，而且制备工艺简单、制备时间短、成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机光电子领域，具体涉及一种有机掺杂型双功能器件及其制备方法。
技术介绍
微电子与固体电子技术的快速发展导致的器件设备高精尖化、集成化和微观化为有机光电子技术等一大批高科技含量的科学技术提供了一个新的发展平台。同时随着有机光电子技术的高速发展，以有机电致发光器件、有机太阳能电池、有机紫外探测器、有机场效应晶体管为代表的有机光电子产品凭借巨大的市场潜力而快速发展成熟。其中，有机紫外探测器以其基于有机小分子或有机聚合物而具有的无机紫外探测器无法比拟的功能多样性和实用性、经济性已得到了研究者们的广泛关注；近几年随着其成膜工艺水平和器件制备水平的显著提高，其探测率已经达到1015Jones的超高水平，因而在生命科学元素跟踪、医疗健康、环境火灾监控、军事航天、武器制导等方面有着越来越多的应用；同时，有机电致发光二极管以其高效节能、质轻便携、柔性可卷曲、健康自发光等一系列优点而被显示与照明界的研究者们广泛关注。但是传统光电子器件的一些缺点严重制约了其快速商业化发展：1、传统有机光电子器件结构比较复杂、功能单一且性能较低，没有能够同时实现多种功能的器件，跟不上有机光电子技术的向柔性可穿戴发展的发展趋势；2、传统的有机光电子器件在应用中常用的基板材质包括玻璃、石英、硅和塑料。其中，玻璃基板、石英基板和硅基板具有质地硬、重量大、携带不方便、不可降解等缺点，并且易碎，不具备柔性；而塑料基板虽然具有质地轻、柔性等特点，但大多数塑料的水氧阻隔特性一般，而且不可降解或具有一定的毒性，对自然生态环境造成很大程度的破坏，若大规模应用将产生大量的生态垃圾，不利于缓解日益严重的能源问题和环境问题；3、传统多功能有机光电子器件薄膜厚度较大，制备工艺复杂，设备要求高，制备过程繁琐，成本高，很难达到商用要求，难以产业化。因此，研究具有电致发光与紫外探测性能的有机双功能器件对拓宽有机光电子技术的应用范围加快其产业化进程和环境保护都具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术，本专利技术要解决的技术问题是如何提供一种有机掺杂型双功能器件及其制备方法，目的是有效抑制传统有机双功能器件效率滚降现象的产生，克服传统有机光电子器件功能单一和集成度低，发光性能和紫外探测性能低下的缺点。本专利技术的技术方案为：一种有机掺杂型双功能器件，从下到上依次为：透明衬底、阳极 层、空穴传输层、有机活性掺杂层、电子传输层和阴极层，所述有机活性掺杂层由主体材料和客体材料混合而成，客体材料在有机活性掺杂层中所占质量百分比为2～21％，主体材料在有机活性掺杂层中所占质量百分比为98～79％，所用的主体材料与客体材料采用以下结构骨架通式中的一种或它们的任意混合：其中，结构骨架中R1基团选自：-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3或-C(CH3)3；结构骨架中R2基团选自：作为优选，本专利技术中所述透明衬底所用的材料为玻璃、透明聚合物柔性材料或生物可降解的柔性材料中的任意一种或多种；其中，所述透明聚合物柔性材料选自聚乙烯、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任意一种或多种；所述生物可降解的柔性材料选自植物纤维、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、聚羟基烷酸酯、多糖类(例如虫胶、壳聚糖和透明质酸等)、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。作为优选，本专利技术中所述阳极层所用的材料为氧化铟锡(ITO)、导电聚合物聚3,4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、石墨烯(Graphene)、碳纳米管(Carbon Nanotube)、金属单质纳米线、金属合金纳米线、金属异质结纳米线中的任意一种或多种；其中，所述金属单质纳米线为铁纳米线、铜纳米线、银纳米线、金纳米线、铝纳米线、镍纳米线、钴纳米线、锰纳米线、镉纳米线、铟纳米线、锡纳米线、钨纳米线或铂纳米线中的任意一种或多种；所述金属合金纳米线为铜铁合金纳米线、银铁合金纳米线、金铁合金纳米线、铝铁合金纳米线、镍铁合金纳米线、钴铁合金纳米线、锰铁合金纳米线、镉铁合金纳米线、铟铁合金纳米线、锡铁合金纳米线、钨铁合金纳米线、铂铁合金纳米线、银铜合金纳米线、金铜合金纳米线、铝铜合金纳米线、镍铜合金纳米线、钴铜合金纳米线、锰铜合金纳米线、镉铜合金纳米线、银铜合金纳米线、锡铜合金纳米线、钨铜合金纳米线、铂铜合金纳米线、金银合金纳米线、铝银合金纳米线、镍银合金纳米线、钴银合金纳米线、锰银合金纳米线、镉银合金纳米线、铟银合金纳米线、锡银合金纳米线、钨银合金纳米线、铂银合金纳米线、铝金合金纳米线、镍金合金纳米线、钴金合金纳米线、锰金合金纳米线、镉金合金纳米线、铟金合金纳米线、锡金合金纳米线、钨金合金纳米线、钴镍合金纳米线、锰镍合金纳米线、镉镍合金纳米线、铟镍合金纳米线、锡镍合金纳米线、钨镍合金纳米线、铂镍合金纳米线、镉锰合金纳米线、铟锰合金纳米线、锡锰合金纳米线、钨锰合金纳米线、铂锰合金纳米线、铟镉合金纳米 线、锡镉合金纳米线、钨镉合金纳米线、铂镉合金纳米线、锡铟合金纳米线、钨铟合金纳米线、铂铟合金纳米线、钨锡合金纳米线、铂锡合金纳米线或铂钨合金纳米线中的任意一种或多种；所述金属异质结纳米线为铜铁异质结纳米线、银铁异质结纳米线、金铁异质结纳米线、铝铁异质结纳米线、镍铁异质结纳米线、钴铁异质结纳米线、锰铁异质结纳米线、镉铁异质结纳米线、铟铁异质结纳米线、锡铁异质结纳米线、钨铁异质结纳米线、铂铁异质结纳米线、银铜异质结纳米线、金铜异质结纳米线、铝铜异质结纳米线、镍铜异质结纳米线、钴铜异质结纳米线、锰铜异质结纳米线、镉铜异质结纳米线、银铜异质结纳米线、锡铜异质结纳米线、钨铜异质结纳米线、铂铜异质结纳米线、金银异质结纳米线、铝银异质结纳米线、镍银异质结纳米线、钴银异质结纳米线、锰银异质结纳米线、镉银异质结纳米线、铟银异质结纳米线、锡银异质结纳米线、钨银异质结纳米线、铂银异质结纳米线、铝金异质结纳米线、镍金异质结纳米线、钴金异质结纳米线、锰金异质结纳米线、镉金异质结纳米线、铟金异质结纳米线、锡金异质结纳米线、钨金异质结纳米线、钴镍异质结纳米线、锰镍异质结纳米线、镉镍异质结纳米线、铟镍异质结纳米线、锡镍异质结纳米线、钨镍异质结纳米线、铂镍异质结纳米线、镉锰异质结纳米线、铟锰异质结纳米线、锡锰异质结纳米线、钨锰异质结纳米线、铂锰异质结纳米线、铟镉异质结纳米线、锡镉异质结纳米线、钨镉异质结纳米线、铂镉异质结纳米线、锡铟异质结纳米线、钨铟异质结纳米线、铂铟异质结纳米线、钨锡异质结纳米线、铂锡异质结纳米线或铂钨异质结纳米线中的任意一种或多种。作为优选，本专利技术中所述空穴传输层所用的材料为3,4-乙撑二氧噻吩混合聚苯乙烯磺酸盐、聚苯胺类有机导电聚合物、芳香族二胺类化合物、星形三苯胺化合物、咔唑类聚合物、聚N-乙烯基咔唑、1,10-邻菲罗林衍生物、二(2-甲基-8-喹啉酸根合)三苯基硅烷醇铝(III)、二(2-甲基-8-喹啉酸根合)-4-苯酚铝(III)或二(2-甲基-8-喹啉酸根合)-4-苯基苯酚铝(III)中的任意一种或者多种。作为优选，本专利技术中所述电子传输层所用的材料为2-(4-二苯基)-5-(4-叔丁苯基)-1,3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机掺杂型双功能器件，其特征在于，从下到上依次为：透明衬底、阳极层、空穴传输层、有机活性掺杂层、电子传输层和阴极层，所述有机活性掺杂层由主体材料和客体材料混合而成，客体材料在有机活性掺杂层中所占质量百分比为2～21％，主体材料在有机活性掺杂层中所占质量百分比为98～79％，所用的主体材料与客体材料采用以下结构骨架通式中的一种或它们的任意混合：其中，结构骨架中R1基团选自：‑CH3、‑CH2CH3、‑CH2CH2CH3或‑C(CH3)3；结构骨架中R2基团选自：

【技术特征摘要】
1.一种有机掺杂型双功能器件，其特征在于，从下到上依次为：透明衬底、阳极层、空穴传输层、有机活性掺杂层、电子传输层和阴极层，所述有机活性掺杂层由主体材料和客体材料混合而成，客体材料在有机活性掺杂层中所占质量百分比为2～21％，主体材料在有机活性掺杂层中所占质量百分比为98～79％，所用的主体材料与客体材料采用以下结构骨架通式中的一种或它们的任意混合：其中，结构骨架中R1基团选自：-CH3、-CH2CH3、-CH2CH2CH3或-C(CH3)3；结构骨架中R2基团选自：2.根据权利要求1所述的一种有机掺杂型双功能器件，其特征在于，所述透明衬底所用的材料为玻璃、透明聚合物柔性材料或生物可降解的柔性材料中的任意一种或多种；其中所述透明聚合物柔性材料选自聚乙烯、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任意一种或多种；所述生物可降解的柔性材料选自植物纤维、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、聚羟基烷酸酯、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。3.根据权利要求1所述的一种有机掺杂型双功能器件，其特征在于，所述阳极层所用的材料为氧化铟锡(ITO)、导电聚合物聚3,4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、石墨烯(Graphene)、碳纳米管(Carbon Nanotube)、金属单质纳米线、金属合金纳米线、金属异质结纳米线中的任意一种或多种；其中所述金属单质纳米线为铁纳米线、铜纳米线、银纳米线、金纳米线、铝纳米线、镍纳米线、钴纳米线、锰纳米线、镉纳米线、铟纳米线、锡纳米线、钨纳米线或铂纳米线中的任意一种或多种；所述金属合金纳米线为铜铁合金纳米线、银铁合金纳米线、金铁合金纳米线、铝铁合金纳米线、镍铁合金纳米线、钴铁合金纳米线、锰铁合金纳米线、镉铁合金纳米线、铟铁合金纳米线、锡铁合金纳米线、钨铁合金纳米线、铂铁合金纳米线、银铜合金纳米线、金铜合金纳米线、铝铜合金纳米线、镍铜合金纳米线、钴铜合金纳米线、锰铜合金纳米线、镉铜合金纳米线、银铜合金纳米线、锡铜合金纳米线、钨铜合金纳米线、铂铜合金纳米线、金银合金纳米线、铝银合金纳米线、镍银合金纳米线、钴银合金纳米线、锰银合金纳米线、镉银合金纳米线、铟银合金纳米线、锡银合金纳米线、钨银合金纳米线、铂银合金纳米线、铝金合金纳米线、镍金合金纳米线、钴金合金纳米线、锰金合金纳米线、镉金合金纳米线、铟金合金纳米线、锡金合金纳米线、钨金合金纳米线、钴镍合金纳米线、锰镍合金纳米线、镉镍合金纳米线、铟镍合金纳米线、锡镍合金纳米线、钨镍合金纳米线、铂镍合金纳米线、镉锰合金纳米线、铟锰合金纳米线、锡锰合金纳米线、钨锰合金纳米线、铂锰合金纳米线、铟镉合金纳米线、锡镉合金纳米线、钨镉合金纳米线、铂镉合金纳米线、锡铟合金纳米线、钨铟合金纳米线、铂铟合金纳米线、钨锡合金纳米线、铂锡合金纳米线或铂钨合金纳米线中的任意一种或多种；所述金属异质结纳米线为铜铁异质结纳米线、银铁异质结纳米线、金铁异质结纳米线、铝铁异质结纳米线、镍铁异质结纳米线、钴铁异质结纳米线、锰铁异质结纳米线、镉铁异质结纳米线、铟铁异质结纳米线、锡铁异质结纳米线、钨铁异质结纳米线、铂铁异质结纳米线、银铜异质结纳米线、金铜异质结纳米线、铝铜异质结纳米线、镍铜异质结纳米线、钴...

【专利技术属性】
技术研发人员：于军胜，周殿力，王润，王子君，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51