本发明专利技术描述了一种有机光电二极管，包括第一电极（4）、活性层（6）、第二电极（10）以及至少一个第三电极（20），所述第三电极（20）和另一电极一起形成电容（24），以至少部分地抑制暗电流（Idark）或泄露电流（Ioff）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术描述了一种有机光电二极管，包括第一电极（4）、活性层（6）、第二电极（10）以及至少一个第三电极（20），所述第三电极（20）和另一电极一起形成电容（24），以至少部分地抑制暗电流（Idark）或泄露电流（Ioff）。【专利说明】包括用于控制暗电流或泄漏电流的电容器的光电二极管装
本专利技术涉及有机光电检测器(organic photodetector, 0PD)或有机光电发射器(0LED)，并且更加具体地论述了检测型光电二极管或发光型光电二极管的效率优化问题。
技术介绍
文件US2010/0207112 涉及 OPD 的暗电流(Idark)。(PD收集光线(或光子)并且将它们转化为电流。到达被称为活性层(activelayer)的有机层上的光子将被分解成电子/空穴对。通过施加外部电场使所述电子/空穴对分离并且所述电子将被正极收集而所述空穴被负极收集。为了优化性能，最大限度的光子被吸收并且被转化为电子/空穴对且在电极处收集最大限度的电子和空穴。最常使用的结构是:有机层和/或非有机层的垂直层叠。图1示出OPD的这种结构:-玻璃的基体2上覆有充当第一电极(例如，阳极)的纳米铟锡(ITO)透明层4;所述ITO透明层4例如通过在沉积框架上进行喷溅而制成并且被用作下端电极，-之后，通过例如真空沉积来沉积电子注入层(EIL，例如rooT:PSS)，-η型聚合物或P型聚合物的混合物(例如，PBCM:P3HT)被称为活性层6 (或体积异质结(volume heterojunction));举例而言,该层通过沉积技术(例如,旋转涂布,喷派涂布等)来沉积。-空穴注入层(HIL，例如氧化锌)；该层例如通过所谓的“旋转涂布”技术来沉积。-最后，金属层10被用作上端电极(或阴极)；该层例如通过真空沉积技术或甚至印刷技术来沉积。在这种结构中，所述两个电极中的至少一个电极(阳极或阴极)是透明的以便能够检测到光。还存在另一种构造，该构造被称为水平结构并在图2中示出。阳电极4和阴电极10处于基体2表面处的同一层面上，并且活性层6被配置在阳电极4和阴电极10上和阳电极4与阴电极10之间。不论所计划的结构如何，活性层6可由“小分子”(例如，作为P型的TIPS(triisopropylsilylethynyl)分子与作为 η 型的 diimideperylene 混合)制成，活性层6通过真空蒸镀沉积或湿式沉积(旋转涂布、刮刀涂布、油墨喷射等)该聚合物材料形成。通常，光电二极管是一种半导体元件(n+p)，所述光电二极管用于检测光场辐射并将其转变为电信号，并且相反地，当所述光电二极管受到电压作用时其会产生光子。举例而言，所述光电二极管可包括Pn异质结或甚至双针异质结。所谓的暗电流是即使在光电二极管的输入端不存在光的情况下也能产生非零信号的流过光电二极管的电流。图7A示出该过程，一方面，所检测到电流I基于施加到所述电极4，10间的电压，另一方面，暗电流Idarit也基于施加到所述电极4，10间的电压。所述暗电流Idarit由吸收待被检测的光子的物理过程之外的其它物理过程产生。所述光电二极管的性能由光照下的尽可能大的电流(I)和尽可能小的Idarit (或暗电流)来表征。所述暗电流和所述光照下的电流间的差别使得光能够被检测到。为了优化这一检测的精细度，力争最小化所述暗电流(没有光照)。类似地，当光电发射器不运转时，杂散光能照亮该装置并且产生所不希望出现的形成泄露电流的电荷。这就产生了提供一种能够减小OPD式光电检测器中的暗电流或OLED式光电发射器中的泄露电流的新型器件的难题。
技术实现思路
本申请描述了一种新型有机光电二极管，包括:第一电极、活性层、第二电极以及至少一个第三电极，所述第三电极与所述第一电极和所述第二电极中的一个一起形成一电容，或所述第三电极与第四电极一起形成一电容。换言之，所述电容可被形成在所述第一电极和所述第三电极之间，或形成在所述第二电极和所述第三电极之间，或甚至形成在区别于所述第一电极和所述第二电极的所述第四电极和所述第三电极之间。还描述了一种有机光电二极管，包括:形成阳极的第一电极、活性层、形成阴极的第二电极以及至少一个第三电极，所述至少一个第三电极和另一电极一起形成一电容，其中所述另一电极对应于所述第一电极或对应于所述第二电极或对应于第四电极，所述第四电极区别于所述第一电极和所述第二电极。于是所形成的电容能够抑制所述光电二极管的至少部分暗电流(Itok)或泄露电流(1。?)。所述有机光电二极管进一步包括用于基于想要抑制的所述暗电流(例如，当所述光电二极管形成光电检测器时)或所述泄露电流(1。?)(例如，当所述光电二极管形成光电发射器时)来调整所述电容两端的电压的器件。`于是使用另外的电极(B卩，第三电极)将附加的电容创建到所述装置上，这将使得所述暗电流或所述泄露电流的非所期的电荷的至少一部分能够被抑制。所述另外的电极充当所述附加的电容的一个极板。另一极板为已经存在的电极中的一个或另一另外的电极。当所述光电二极管处于稳定模式时，给包括所述第三电极的附加的电容供电以便阻碍所述暗电流和所述泄露电流的移动电荷(所述电荷存在于所述活性层中)，并且阻止所述移动电荷到达所述光电二极管的电路。因此所描述的光电二极管包括:两个电极和形成检测电路的活性层，其特征在于，所述光电二极管包括至少一个在所述活性层中的第三电极，所述第三电极组成附加的电容的一个极板。所述电容或与所述检测电路断开或与所述检测电路并联。能够根据待检测的信号的水平来调节所述附加的电容的值，这使得能够调整所述电流Idart (暗电流)或1。? (泄露电流)。可实现不同的实施例；因此根据本专利技术的装置可包括:-基体，第一电极和第二电极被配置在所述基体上，第三电极也被配置在这一基体上(即，这三个电极可与所述基体接触而不相互触及)，-基体，第一电极被配置在所述基体上(例如，所述第一电极与所述基体接触)，所述第二电极被配置在活性层上，并且至少一个所述第三电极被配置在所述活性层中且位于所述第一电极和所述第二电极之间。-第四电极，所述第四电极被配置在活性层中且位于所述第一电极和所述第二电极之间，所述第四电极和所述第三电极一起形成电容以抑制部分暗电流和泄露电流。仍旧是替代性地，所述第三电极能够与所述第一电极或所述第二电极一起形成电容以抑制部分暗电流和泄露电流。不管实施例是如何设计的，在本装置中，至少所述第三电极可被封入电介质材料部分中，所述电介质材料的介电常数优选地介于2到4之间。举例而言，所述电介质材料可以为聚乙烯基苯酚或聚甲基丙烯酸酯或聚苯乙烯或二氧化硅或氧化铝。【专利附图】【附图说明】图1示出一种已知的OPD或OLED结构；图2示出另一种已知的所谓水平的OPD或OLED结构；图3示出一种新型OPD或OLED结构；图4A和图4B示出一种新的水平式OPD或OLED结构的运转；图5A和图5B示出一种新的竖直式OPD或OLED结构的运转；图6示出的配置中，具有电介质的电容被插入到活性层中；图7A和图7B分别示出:已知结构的测得的信号和OPD式光电检测器中的暗电流(或OLED式光电发射器的泄露电流)的过程(图7A);以及根据本专利技术的，基于光电二极管中所附加的电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种有机光电二极管，包括：形成阳极的第一电极（4）、活性层（6）、形成阴极的第二电极（10）以及至少一个第三电极（20,22），所述至少一个第三电极（20,22）和另一电极一起形成一电容以抑制所述光电二极管的至少部分暗电流(Idark)或泄露电流（Ioff），其中所述另一电极对应于所述第一电极或对应于所述第二电极或对应于第四电极，所述第四电极区别于所述第一电极和所述第二电极，所述有机光电二极管进一步包括用于根据所述暗电流或所述泄露电流（Ioff）来调整所述电容两端的电压的器件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕麦德·本瓦迪，
申请(专利权)人：原子能和替代能源委员会， ISORG公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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