[发明专利]转换光信号的方法、红外探测器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光信号技术领域，具体涉及一种将转换光信号的方法，以及基于有机发光二极管(OrganicLightEmittingDiode，OLED)器件的红外探测器及其制备方法。

背景技术

OLED器件的工作原理是在两电极之间制备电子传输层、发光层、空穴传输层。空穴和电子在发光层复合形成激子，激子退激辐射跃迁时就会发光。发光的光谱形状只与激子所处的有机层有关。空穴和电子的复合可能发生在的专门的发光层，也可能发生在空穴传输层或电子传输层，决定于具体材料的选择。

红外探测技术有着广泛的应用。目前红外探测器主要由无机材料制成，核心是量子阱或量子点结构。量子阱或量子点本身对载流子有阻碍作用，但是在红外光照射下会产生电荷的跃迁，从而增大可传输的载流子数目。将量子阱或量子点和发光二极管结合起来，红外光的照射会引起器件电流的增加，导致发光二极管发光增强，实现了红外信号的探测。

文献1(Liu HC，Li J，Wasilewski ZR，et al“Intergratedquantum-well intersub-band photodetector and light-emittingdiode，”Electronics Letters，31(10)：832-833 May 11 1995)所示了一种采用无机发光二极管实现红外探测器的方法。近期也有采用有机发光二极管的报导，文献2(D.Ban，S.Hah，Z.H.Lu，et al“Near-infrared to visible lightoptical upconversion by direct tandem integration of organiclight-emitting diode and inorganic photodetector，”Applied PhysicsLetters 90 093108(2007))就公开了一种采用有机发光二极管实现红外探测器的方法。上述两种方法中采用的发光二极管都仅仅是作为发光元件，真正转换红外信号的还是量子阱或量子点结构，这样的红外探测器件制备工艺复杂，成本较高，而且由于量子阱和量子点都采用无机材料制成，柔韧性差。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种转换光信号的方法，以及基于OLED器件的红外探测器及其制备方法。

一种转换光信号的方法，其步骤包括：

1)在有机发光二极管OLED器件的电荷迁移率相对较小的载流子传输层中掺入光敏剂，形成电荷载流子陷阱，所述光敏剂与OLED器件的入射光的波长相匹配；

2)当入射光照射到OLED器件上时，所述载流子吸收光子能量发生跃迁，复合形成激子数目增加，入射光信号转换为OLED器件本身的发光信号。

如入射光为红外光时，所述光敏剂为有机红外光敏剂。

所述OLED器件的电荷迁移率相对较小的载流子传输层为OLED器件的空穴传输层时，在OLED器件的空穴传输层中掺入带有电子受体的光敏剂。

所述OLED器件的电荷迁移率相对较小的载流子传输层为OLED器件的电子传输层时，在OLED器件的电子传输层中掺入带有电子给体的光敏剂。

一种基于OLED器件的红外探测器，其特征在于：包括一有机发光二极管OLED器件，在该OLED器件的空穴传输层和/或电子传输层中掺杂红外光敏剂。

所述空穴传输层的材料为聚乙烯咔唑(PVK，poly(N-vinylcarbazole))、聚甲基苯基硅烷(PMPS，poly(methyl phenylsilane))、N，N′-二苯基-N，N′-双(3-甲基苯基)-1，1′-联苯-4，4′-二胺(TPD，N，N’-bis(3-methylphenyl)-N，N’-diphenylbenzidine)或聚对苯乙炔(PPV，poly(p-phenylenevinylene)等OLED中使用的空穴传输材料。

所述电子传输材料为8-羟基喹啉铝(Alq3，tris(8-hydroxy)-quinoline-aluminium)、2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲罗啉(BCP，2，9-dimethyl-4，7-diphenyl-1，10-phenanthroline)或8-羟基喹啉锌(Znq2，tris(8-hydroxy)-quinoline-zinc)等OLED中使用的电子传输材料。