[发明专利]基于有机染料的抗可见光近红外记忆像素

说明书

本发明公开了一种基于有机染料的抗可见光近红外记忆像素。该记忆像素，由上至下依次为光敏分压器中的薄膜电阻层、金属电极层、隔离层和有机场效应晶体管存储器；其中，光敏分压器中的金属电极层位于有机场效应晶体管存储器中的金属电极层之上；隔离层填充光敏分压器中的薄膜电阻层和有机场效应晶体管存储器中的介电层之间未被光敏分压器中的金属电极层覆盖的区域。光敏分压器在近红外下光响应明显优于可见光。该近红外记忆像素能在近红外光敏分压器驱动下，将近红外信号转换为非挥发性存储信号，有潜力应用在红外探测器和波段选择的图像传感器领域。

技术领域

本发明属于材料领域，涉及一种基于有机染料的抗可见光近红外记忆像素。

背景技术

感光像素，是一种将特定波段光照辐射转化为电信号的电子元件。具体地说，当波长小于等于感光层半导体带隙的入射光照射感光像素时，像素会产生依赖入射光强度的电导值，从而实现对光信号的灰度读出。在各种波段中，近红外感光像素因波段应用范围广而最受关注，并已应用于夜间安防系统、家用电器遥控、血氧分析仪以及时下热门的可穿戴电子设备的通讯和控制。尤其对于可穿戴电子设备，具有可挠曲性、柔性的电子元件是前提条件；传统无机物半导体如硅，砷化镓质脆易裂，因此其机械柔性潜力有限，极难制备成超薄的电子元件与电路。有机染料因其依靠范德华弱作用力堆积，是一类天生适合柔性元件的半导体材料；不仅如此，还可通过改变共轭母核类型或取代基的合成手段，对其关键半导体特性，如带隙，电子能级进行调控，从而得到特定的元器件电学性能。从环境保护角度，有机染料可大量获得，并且不包含铅，镉等剧毒重金属，具有替代铅、镉化合物光导体的潜力。

近年来，基于有机染料的近红外探测器和光导体逐渐受到业界关注。其中酞菁氧钛和吡咯并吡咯二酮聚合物的研究最为广泛，其近红外响应可从750纳米覆盖到900纳米。一个不能回避的问题是，尽管这些有机材料展现出高近红外灵敏度，它们对可见光(390纳米-760纳米)的灵敏度更高；这意味着，在没有可见波段滤光片下，制成的近红外像素不具备抗可见干扰能力，实际使用中会造成误判误读。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于有机染料的抗可见光近红外记忆像素。

本发明提供的光敏电阻，由下至上依次由基底、图案化的金属电极层和叠层薄膜组成；

所述叠层薄膜由下至上依次为氮，氮-二(2,6-异丙基苯基)-1,6,7,12,-四苯氧基-3,4,9,10-苝酰亚胺薄膜(简称苝酰亚胺ROT300，其结构式如图1所示)和酞菁氧钒(其结构式如图1所示)薄膜。

上述光敏电阻中，构成所述基底的材料选自玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对萘二甲酸乙二醇酯中的至少一种；

构成所述金属电极层的材料为金；

所述金属电极层的厚度为20纳米-100纳米，具体可为20-40纳米或50-100纳米；

所述氮，氮-二(2,6-异丙基苯基)-1,6,7,12,-四苯氧基-3,4,9,10-苝酰亚胺薄膜的厚度为5纳米-10纳米；

所述酞菁氧钒薄膜的厚度为25纳米-45纳米，具体可为30纳米。

上述光敏电阻可按照各种常规方法制得，如可按照包括如下步骤的方法制得：在所述基底上制备所述图案化的金属电极层后，在所述图案化的金属电极层上依次制备一层所述氮，氮-二(2,6-异丙基苯基)-1,6,7,12,-四苯氧基-3,4,9,10-苝酰亚胺薄膜和所述酞菁氧钒薄膜，得到所述光敏电阻。

制备所述图案化的金属电极层、所述氮，氮-二(2,6-异丙基苯基)-1,6,7,12,-四苯氧基-3,4,9,10-苝酰亚胺薄膜、所述酞菁氧钒薄膜的方法均为各种常规方法，如真空热蒸镀法；所述真空热蒸镀法中，真空度具体可为3×10^-4帕，蒸镀速度具体可为1埃/秒。