[发明专利]一种基于Re(I)配合物磷光材料的有机光探测器件

说明书

技术领域

本发明属于有机光探测器的材料和器件领域，具体的说是涉及采用两种具有较高电子传输性能的Re(I)〔一价金属铼〕配合物磷光材料作为电子受体成分的有机光探测器件。

背景技术

太阳光谱是极为宽阔的连续光谱，太阳电磁辐射中99.9％的能量集中在红外区、可见光区和紫外区。在地面上观测的太阳辐射的波段范围大约为295～2500 nm。短于295 nm和大于2500 nm波长的太阳辐射，被地球大气中臭氧、水气和其他大气分子的强烈吸收，不能到达地面。在到达地面的太阳光谱中，波长在300-470 nm波段的短波光线及800-2000 nm的红外强光对人眼的伤害是很大的。其中300-470 nm波段的光主要损伤视网膜、脉络膜。长期在300 nm-470 nm短波光线环境下的人，如不对眼睛加以防护，得白内障的几率丰常高，这是因为这些短波长的光对人眼的损伤是累积的。此外，波长在300-470 nm范围内的光的来源不仅仅是太阳辐射，2010年国际光协会在奥地利维也纳召开了“光-颜色-健康”专题研讨大会，李查德·冯克（R.H.W. Funk）教授指出：电脑屏幕、LED灯等发出的光，里面含有大量不规则频率的高能短波蓝光。这类短波蓝光具有极高能量，能够穿透晶状体直达视网膜，蓝光照射视网膜会产生自由基，继而破坏细胞结构引起视力损伤。因此如何探测300-470 nm波段的光尤为重要。

光探测器是利用入射的光子流与探测材料中的电子之间直接相互作用，从而改变电子能量状态的光子效应来制作的一类对光敏感的光伏二极管。由于它在环境监测、天文学、生物传感器和火灾探测等领域的诸多应用而备受关注。目前研究与应用较多的主要是基于ZnO、GaN、Si以及SiC等的无机光探测器。然而，由于无机光探测器制备工艺复杂、成本高，不适用于大面积应用，致使其应用前景受到很大限制。有机光探测器制作成本低廉，基板可自由选择，且重量轻易于携带，因此具有广阔的应用前景和巨大的潜在市场。

G. Yu等人早在二十世纪九十年代就开始了有机探测器的研究。把聚合物引入了探测器领域。发现共轭聚合物对紫外-可见光具有很高的敏感性。1994年该研究小组用MEH-PPV制成了发光和光探测器双功能聚合物器件，随后又用MEH-PPV:C60和P3HT作为有机功能层的紫外光探测器件。2008年以来，中科院长春光机所李文连课题组以m-MTDATA做为电子给体，分别以Gaq₃、TPBi做为电子受体制备了可见盲区的有机紫外光探测器。吉林师范大学车广波课题组以m-MTDATA为电子给体，分别以BAlq或者Cu(I)配合物磷光材料作为电子受体，制备了可见盲区的有机紫外光探测器。但是上述所有的研究成果没有一例是专门针对300-470 nm波段的光有响应的。

发明内容

为了解决背景技术中有关基于有机光电材料的光探测器中，还没有专门针对300-470 nm波段的对人类的视网膜、脉络膜有极大危害的光有响应的光探测器的问题，本发明的目的旨在把两种具有较高电子传输性能的Re(I)配合物磷光材料应用在仅对300-470 nm波段的光敏感的有机光探测器件中，作为电子受体成分，其合成方法简单，器件易于制备。

本发明的目的是这样实现的，该器件的结构依次是：ITO阳极、电子给体层、给受体混合层、电子受体层、电子注入层、阴极，其特征在于：所述的电子给体层材料是用芳胺类衍生物，电子受体层材料是Re(I)配合物，给受体混合层材料是用芳胺类衍生物与Re(I)配合物按1:1的重量配比共蒸获得的。

所述的电子给体层材料所采用的芳胺类衍生物是：4,4’,4’’-三[N-(3-甲基)-N-苯胺基]三苯胺(MTDATA)、4,4’,4’’-三偶(3-甲基苯基苯胺)三苯胺(m-MTDATA)、4,4’,4’’-[N-2-萘基-N-苯胺基]-三苯胺(2T-NATA)或4,4’,4’’-三-(N-1-萘基-N-苯胺基)-三苯胺(1T-NATA)及其它们的衍生物。

所述的Re(I)配合物材料是：氯化三羰基(2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-邻菲罗啉)合铼(I) (Re-BCP)、氯化三羰基(4,7-二苯基-1,10-邻菲罗啉)合铼(I) (Re-Bath)，结构式是：

  

Re-BCP                                                            Re-Bath                                                

合成方法是：