帶有增益（ec）的上轉(zhuǎn)換器件和光檢測器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的實(shí)施方案涉及帶有增益的IR光檢測器，其產(chǎn)生自將電荷倍增層（CML）置于光檢測器的陰極和IR敏化層之間，其中在CML處累積的電荷降低了陰極和CML之間的能差以促進(jìn)電子的注入，這導(dǎo)致了單載子電子元件的增益。本發(fā)明的其它實(shí)施方案涉及將帶有增益的IR光檢測器納入可用在夜視和其它應(yīng)用中的IR至可見光上轉(zhuǎn)換器件中。
【專利說明】帶有增益(EC)的上轉(zhuǎn)換器件和光檢測器
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2011年2月28日提交的美國臨時申請序列號N0.61/447，406的權(quán)益，其全部內(nèi)容(包括任何插圖、表格或附圖)都通過引用并入本文中。
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)有的夜視鏡是加強(qiáng)現(xiàn)有的光而不是依靠其自身光源的復(fù)雜光電器件。在典型的配置中，被稱為物鏡的常規(guī)鏡頭捕獲環(huán)境光線和一些近紅外光。然后將所收集的光送至圖像增強(qiáng)管。圖像增強(qiáng)管可利用光電陰極將光能的光子轉(zhuǎn)換成電子。當(dāng)電子穿過管時，可以有更多的電子從管內(nèi)的原子釋放，使初始的電子數(shù)乘以數(shù)千的因子，其通常利用微通道板(MCP)來實(shí)現(xiàn)。圖像增強(qiáng)管可定位為使得級聯(lián)電子(cascaded electrons)撞擊管末端的涂覆有磷光體的屏，在管的末端電子保留它們所穿過的通道的位置。電子的能量導(dǎo)致磷光體達(dá)到激發(fā)態(tài)并釋放光子以在屏上產(chǎn)生綠色圖像，這賦予了夜視的特征?？赏ㄟ^目鏡(圖像在此處放大并聚焦)觀察綠色磷光體圖像。
[0004]近來，因?yàn)楣馍限D(zhuǎn)換器件在夜視、測距和安全性以及半導(dǎo)體晶片檢查中的潛在應(yīng)用，它們引起了人們極大的研究興趣。早期的近紅外(NIR)上轉(zhuǎn)換器件主要基于其中光檢測部分與發(fā)光部分串聯(lián)的無機(jī)半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。上轉(zhuǎn)換器件主要通過光檢測的方法來區(qū)另O。器件的上轉(zhuǎn)換效率通常非常低。例如，一種集成了發(fā)光二極管(LED)和基于半導(dǎo)體的光檢測器的近紅外-可見光上轉(zhuǎn)換器件表現(xiàn)出僅有0.048 (4.8%)ff/ff的最大外部轉(zhuǎn)換效率?；祀s型有機(jī)/無機(jī)上轉(zhuǎn)換器件(其中InGaAs/InP光檢測器與有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)耦聯(lián))表現(xiàn)出0.7%ff/ff的外部轉(zhuǎn)換效率。目前無機(jī)上轉(zhuǎn)換器件和混合上轉(zhuǎn)換器件的制造非常昂貴，并且用于制造這些器件的工藝不適宜大面積應(yīng)用。人們正在努力實(shí)現(xiàn)具有更高轉(zhuǎn)換效率的低成本上轉(zhuǎn)換器件，然而尚未確認(rèn)存在可能具有足夠效率的用于實(shí)用上轉(zhuǎn)換器件的器件。因此，仍然需要上轉(zhuǎn)換器件實(shí)現(xiàn)更高的效率，所述上轉(zhuǎn)換器件能夠使用目前可用的紅外光檢測器和發(fā)光材料并且可以以具有成本效益的方式制造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實(shí)施方案涉及帶有增益的IR光檢測器，其包含陰極、IR敏化材料層、電荷倍增層(CML)和陽極。CML將IR敏化材料層和陰極分隔開并在無IR輻射的情況下具有比陰極的費(fèi)米能級高0.5eV以上的LUMO能級?；蛘?，CML將IR敏化材料層與陽極分隔開并在無IR輻射的情況下具有比陽極費(fèi)米能級低0.5eV以上的HOMO能級。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，IR 敏化材料層包含 PCTDA、SnPc, SnPc: C6(l、AlPcCl、AlPcCl: C60、TiOPc、TiOPc: C6(l、PbSeQDs、PbS QDs、PbSe、PbS、InAs, InGaAs, S1、Ge 或 GaAs，且 CML 包含萘四羧酸酐(NTCDA)、2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BCP)J1-1 (三苯基甲硅烷基)苯(UGH2)、4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BPhcn)、三-(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)、3, 5’_N, N’-二咔唑-苯(mCP)、C60、三[3-(3-吡啶基)菜基]硼烷(3TPYMB)、Zn0或Ti02。在本發(fā)明的其它實(shí)施方案中，IR敏化材料層包含PbSe QDs和PbS QDs，且CML包含油酸、乙酰胺(actylamine)、乙硫醇、乙二硫醇(ethandithiol, EDT)、或苯二硫醇(bensenedithiol, BTD)。帶有增益的 IR光檢測器可進(jìn)一步包含將IR敏化材料層與陽極分隔開的空穴阻擋層。
[0006]本發(fā)明的其它實(shí)施方案涉及帶有增益的上轉(zhuǎn)換器件，其包含帶有增益的IR光檢測器和有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)。OLED包含陰極、電子傳輸層(ETL)、發(fā)光層(LEL)、空穴傳輸層(HTL)和陽極。ETL包含三[3-(3-吡啶基)-萊基]硼烷(3TPYMB)、2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BCP)、4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BPhen)、或三-(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)0發(fā)光層(LEL)包含三(2-苯基吡啶)合銥、Ir(ppy)3、聚[2-甲氧基，5_(2’ -乙基-己氧基)亞苯基亞乙烯基](MEH-PPV)、三-(8-羥基喹啉)鋁(Alq3),或雙-[(4，6-二氟苯基)-吡啶-N，C2’ ]吡啶甲酰合銥(III) (FIrpic)0 HTL包括1，1-雙[(二-4-甲苯基氨基)苯基]環(huán)己烷(了八?0、隊(duì).-二苯基州州’ _(2-萘基)-(1，I’ -苯基)-4，4’ - 二胺(NPB)或N，N’ - 二苯基-N，N’ -二(間甲苯基)聯(lián)苯胺(TH))。帶有增益的上轉(zhuǎn)換器件可進(jìn)一步包含將帶有增益的IR光檢測器和OLED分開的互連層?；ミB層包含薄金屬或堆疊互連層。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1示出了帶有增益的IR光檢測器的示意性能帶圖，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，a)在IR敏化層和陽極之間沒有空穴阻擋層，b)在IR敏化層和陽極之間有空穴阻擋層。
[0008]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的帶有增益的IR光檢測器的示意性能帶圖，a)在黑暗中，在施加的電壓下，b)在施加的電壓下在初始IR輻射下，和c)在施加的電壓和IR輻射下，其中電荷倍增層(CML)中的空穴積聚降低了能級差，這降低或消除了其LUMO和陰極費(fèi)米能級之間的能量差，從而促進(jìn)了電子從陰極的注入。
[0009]圖3示出了 a)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，具有有機(jī)IR敏化層的IR光檢測器，以及光檢測器的增益作為電壓的函數(shù)的曲線圖，和b)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，具有無機(jī)IR敏化層的IR光檢測器，以及在不同施加電壓下光檢測器的增益作為波長的函數(shù)的曲線圖。
[0010]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，帶有增益的紅外-可見光上轉(zhuǎn)換器件的示意性能帶圖。
[0011]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，帶有增益的紅外至可見光上轉(zhuǎn)換器件的示意性能帶圖，a)在黑暗中，在施加電壓下，b)在施加電壓下在初始IR輻射下，和c)在施加的電壓和IR輻射下，其中CML中的空穴積聚降低了能級差，這降低或消除了其LUMO和陰極費(fèi)米能級之間的能量差，使得將陰極注入的電子和光檢測器產(chǎn)生的電子提供至可見光發(fā)光層(LEL)。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明的實(shí)施方案涉及上轉(zhuǎn)換器件，其包含帶有增益的光檢測器。通過增益的施力口，可將來自IR光檢測器的信號放大使得上轉(zhuǎn)換器件的光發(fā)射器發(fā)射強(qiáng)度更高、對比度更大。本發(fā)明的實(shí)施方案涉及通過將光檢測器與電荷倍增層(CML)耦合來實(shí)現(xiàn)增益。帶有增益的光檢測器示意圖在圖1a中示出，其中IR敏化層、光檢測器通過CML與陰極分隔開，所述CML的特征在于相對于陰極功函數(shù)的深的最高占據(jù)分子軌道(HOMO)和最低未占據(jù)分子軌道(LUMO)的能級，這導(dǎo)致在沒有IR輻射的情況下，注入勢壘為至少0.5eV。任選地，如圖Ib所示，在本發(fā)明的實(shí)施方案中，空穴阻擋層(HBL)位于IR敏化層和陽極之間。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，帶有增益的光檢測器運(yùn)行的方式在圖2a中示意性地示出。如圖2a所示，隨著在黑暗中施加偏壓，沒有IR輻射照亮IR敏化層，由于CML的勢壘> 0.5eV，所以很少或沒有電子從陰極注入。如圖2所示，該器件是作為單載子電子元件(electron only device).盡管該器件和本公開大部分的器件都涉及單載子電子元件，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，作為單載子空穴元件(hole only device)的器件在沒有IR福射的情況下可以以類似的方式，通過施加反向電偏壓和CML(其能級相對于陽極功函數(shù)促進(jìn)電子的積聚而不是空穴的積聚)構(gòu)造帶有增益的器件。如圖2b所示，IR輻射后，IR敏化層產(chǎn)生電子-空穴對，伴隨著電子因施加的偏壓流向陽極。如圖2c所示，光生空穴的反向流動導(dǎo)致在CML處空穴的積聚，這將電子注入CML的勢壘降低至小于0.5eV，并在施加的偏壓下顯著地增大了朝向陽極的電子電流。
[0014]在本發(fā)明的實(shí)施方案中，IR光檢測層可以是無機(jī)的。在一個示例性的上轉(zhuǎn)換器件中，可采用PbSe量子點(diǎn)(QDs)層作為IR光檢測器，而可采用MEH-PPV作為場致發(fā)光OLED0除PbSe之外，其它可采用的QDs包括但不限于PbS。其它可用作IR光檢測器的無機(jī)材料包括但不限于下列物質(zhì)的連續(xù)薄膜:PbSe、PbS、InAs> InGaAs> S1、Ge或GaAs。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，IR光檢測器是含有機(jī)物的材料或含有機(jī)金屬的材料，包括但不限于茈-3，4，9，10-四羧酸 _3，4，9，10-二酐(PTCDA)、酞菁錫(II) (SnPc), SnPc:C6tl、酞菁氯化鋁(AlPcCl)、AlPcCl:C6(l、酞菁氧鈦(TiOPc)和 TiOPc:C60。
[0015]通過包含CML，IR光檢測器顯示增益使得上轉(zhuǎn)換器件的效率提高。一個示例性的CML是萘四羧酸酐(NTCDA)。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，其它可采用的CML包括但不限于2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BCP)J1-1 (三苯基甲硅烷基)苯(UGH2)、4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BPhen)、三-(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)、3, 5’_N, N’-二咔唑-苯(mCP)、C60、三[3-(3-吡啶基)-策基]硼烷(3TPYMB)、Zn0或Ti02。盡管IR光檢測器是無機(jī)的，但是CML可以是有機(jī)配體，如對無機(jī)光敏材料進(jìn)行封端的油酸。CML的包含顯著地提高了光檢測器的效率。例如，如圖3a所示，利用PTCDA IR敏化層和NTCDA CML，當(dāng)在電極之間施加-20V的電壓 時，觀察到超過100的增益。使用PbSe QDs作為光檢測器和油酸(有機(jī)配體)，小的電勢(-1.5V)足以在近紅外產(chǎn)生高達(dá)6倍的增益，如圖3b所示。
[0016]本發(fā)明的其它實(shí)施方案涉及具有光檢測器的上轉(zhuǎn)換器件，所述光檢測器通過納入CML而帶有增益。在圖4中示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的上轉(zhuǎn)換器件的示例性的示意性能帶圖。除IR光檢測器和CML之外，上轉(zhuǎn)換器件包含陽極、陰極、發(fā)光層、空穴傳輸層和電子傳輸層。陽極可以是但不限于銦錫氧化物(ΙΤ0)、銦鋅氧化物(ΙΖ0)、鋁錫氧化物(ΑΤ0)、鋁鋅氧化物(ΑΖ0)、碳納米管和銀納米線?？捎米靼l(fā)光層的材料包括但不限于三(2-苯基吡啶)合銥、Ir(ppy)3、聚[2-甲氧基，5-(2’_乙基-己氧基)亞苯基亞乙烯基](MEH-PPV)、三-(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)，和雙-[(4，6-二氟苯基)_吡啶-N，C2’]吡啶甲酰合銥(III)(FIrpic)。陰極可以是LiF/Al或可以是任意具有適當(dāng)功函數(shù)的導(dǎo)體，包括但不限于Ag、Ca、Mg、LiF/Al/IT0、Ag/IT0、CsC03/IT0和Ba/Al?？捎米麟娮觽鬏攲拥牟牧习ǖ幌抻谌齕3-(3-吡啶基)菜基]硼烷(3了 2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BCP)、4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BPhen)和三-(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)。可用作空穴傳輸層的材料包括但不限于1，1-雙[(二-4-甲苯基氨基)苯基]環(huán)己烷(TAPC)、N，N’ -二苯基-N，N’ -(2-萘基)-(1，I’ -苯基)-4，4’ - 二胺(NPB)和 N，N’ - 二苯基-N，N’ - 二 (間甲苯基)聯(lián)苯胺(TH))。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易地通過陽極、陰極、IR光檢測器、發(fā)光層、空穴傳輸層和電子傳輸層的相對功函數(shù)、HOMO和LUMO能級、層的相容性和在其制造過程中所用的任意所需的沉積方法的性質(zhì)來確定陽極、陰極、IR光檢測器、發(fā)光層、空穴傳輸層和電子傳輸層的適當(dāng)組合。如圖5中所示，還可包括互連層，其中互連層將上轉(zhuǎn)換器件的IR光檢測部分與器件的發(fā)光部分連接。當(dāng)存在互連層時，所述互連層可以是薄金屬(例如約0.5nm至3nm厚的Al、Ag或Au)或者包含η型摻雜有機(jī)層/薄金屬互連層/p型摻雜有機(jī)層的堆疊互連層，其中:n型摻雜有機(jī)層可以是但不限于Cs2CO3摻雜的Bphen、Cs2CO3摻雜的BCP、Cs2CO3摻雜的ΖηΟ、Li摻雜的Bphen、Li摻雜的BCP、LiF摻雜的Bphen、LiF摻雜的BCP ;薄金屬互連層可為約0.5nm至3nm厚的Al、Ag或Au ;而p型摻雜有機(jī)層可以是但不限于MoO3摻雜的TAPC、MoO3摻雜的NPB、HAT CN摻雜的TAPC或HAT CN摻雜的NPB。
[0017]如圖5中所示，上轉(zhuǎn)換器件使得僅當(dāng)IR敏化層產(chǎn)生空穴和電子時電子能夠流向發(fā)光層(LEL)，以便除了通過IR敏化層產(chǎn)生的電子流之外，CML還通過來自陰極的電子流促進(jìn)增益。在圖5中，電子傳輸層還作為相對于IR敏化層的空穴阻擋層。如圖5中所示，互連層提供在如圖5中所示的單載子電子元件中來自光檢測器的電子傳輸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解的是，單載子空穴元件中互連層可提供空穴傳輸。
[0018]近來，包括部分本發(fā)明人的研究組已在2010年5月24日提交的美國臨時申請N0.61/347696 (通過引用并入本文)中公開了具有改善效率的含有位于陽極和IR檢測層之間的空穴阻擋層(HBL)的紅外-綠光上轉(zhuǎn)換器件。例如，可將HBL層放置在ITO陽極和SnPc = C6tlIR敏化層之間，以有效阻擋來自ITO陽極的空穴載流子，在施加足夠高的電壓和IR輻射之前抑制上轉(zhuǎn)換器件的可見亮度。在包含HBL的本發(fā)明實(shí)施方案中，HBL可為有機(jī)化合物或無機(jī)化合物。有機(jī)HBL可包含例如在黑暗和IR輻射下的2，9- 二甲基-4，7- 二苯基-1，10-菲咯啉(BCP)或?qū)?雙(三苯基甲硅烷基)苯(UGH2)。這些HBL材料具有深HOMO能級。因?yàn)檫@些材料也具有小的LUMO能量，空穴阻擋層和IR敏化層之間的電荷產(chǎn)生可以忽略。除了 BCP和UGH2，其它可用在本發(fā)明實(shí)施方案中的有機(jī)空穴阻擋層包括但不限于4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BPhen)、三-(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)、3, 5’_N, N’-二咔唑-苯(mCP)、C60和三[3-(3-吡啶基)菜基]硼烷(3TPYMB)。在包括無機(jī)HBL的本發(fā)明實(shí)施方案中，無機(jī)化合物可為ZnO或Ti02。可用作電子傳輸層的材料包括但不限于三[3-(3-吡啶基)菜基]硼烷(3TPYMB)、2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BCP)、4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BPhen)和三-(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)。
[0019]本發(fā)明的實(shí)施方案涉及用于檢測紅外(IR)輻射并提供可見光輸出的方法和裝置。由于它們與輕便堅(jiān)固的柔性塑料基底的相容性，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案中的上轉(zhuǎn)換裝置可在許多應(yīng)用中用作組件，例如像素，所述應(yīng)用包括但并不限于夜視、測距、安全性和半導(dǎo)體晶片檢查。
[0020]方法和材料
[0021]面積為0.04cm2的帶增益有機(jī)光檢測器在薄層電阻為每平方20 Ω的圖案化ITO基底上制造。ITO基底在超聲清洗機(jī)中用丙酮和異丙醇清洗，用去離子水漂洗，用N2氣體吹干，并用UV臭氧處理15分鐘。PTCDA和NTCDA通過梯度升華(train sublimation)兩次或三次而純化。帶有增益的有機(jī)光檢測器具有ITO/NTCDA (50nm)/PTCDA (300nm)/NTCDA(50nm) /Au (IOOnm)結(jié)構(gòu)，其中頂部三層PTCDA、NTCDA和Au分別是光敏化層、CML和頂部電極，并以I A/S的速率在1X10_6托的壓力下真空沉積。所有的層都在IX 10_6托的壓力下真空沉積。
[0022]利用來自Lasermate Group, Inc.的532nm波長的綠色激光在黑暗中和在福射下測量電流密度-電壓(J-V)的特性。使用中性密度的過濾器和Newport Optical PowerMeter 840_E來控制100 μ W/cm2的光強(qiáng)。增益按照通過光照而流經(jīng)器件的電荷載流子數(shù)與被有機(jī)膜吸收的光子數(shù)的比率計(jì)算。Au電極接地并在ITO電極上施加電壓偏壓。在空氣中沒有封裝的情況下進(jìn)行器件的測量。
[0023]面積為0.04cm2的帶增益有機(jī)光檢測器在薄層電阻為每平方20 Ω的圖案化ITO基底上制造。將具有油酸封端基團(tuán)的PbSe納米晶體在氮手套箱中旋涂在經(jīng)UV-臭氧處理的ITO涂覆玻璃基底上。在?10_6托的壓力下通過有效面積為4mm2的遮光板熱沉積IOOnm厚的Al陰極。最終的器件具有ITO/具有油酸封端配體的PbSe/Al的結(jié)構(gòu)。
[0024]用Keithley 4200半導(dǎo)體參數(shù)分析儀測定器件的電流-電壓(I_V)特性。器件用來自使用Oriel日光模擬器作為源的Newport單色器的單色光來輻射。使用兩個經(jīng)校準(zhǔn)的Newp0rt918D光電二極管來測量照明強(qiáng)度，一個用于光譜的可見部分，而另一個用于光譜的紅外部分。入射輻射的強(qiáng)度通過使用一組中性密度過濾器來改變。為獲得光檢測器的光譜響應(yīng)，來自單色器的光在400Hz斬波來調(diào)制光信號。作為偏置電壓函數(shù)的光電流響應(yīng)使用Stanford Research System SR810 DSP 鎖相放大器進(jìn)行測量。
[0025]本文提及或引用的所有專利、專利申請、臨時申請和出版物的全部內(nèi)容(包括所有的圖和表格)在它們不與本說明書的明確教導(dǎo)相矛盾的程度上，都通過引用并入本文。
[0026]應(yīng)理解，本文所描述的實(shí)施例和實(shí)施方案僅用于說明目的，根據(jù)其向本領(lǐng)域技術(shù)人員建議了多種修改和變化，并且這些修改和變化包括在本申請的精神和范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有增益的IR光檢測器，其包含陰極、IR敏化材料層、電荷倍增層(CML)和陽極，其中所述CML使所述IR敏化材料層分隔于所述陰極并在無IR輻射的情況下具有比所述陰極的費(fèi)米能級高0.5eV以上的LUMO能級，或者所述CML使所述IR敏化材料層分隔于所述陽極并在無IR輻射的情況下具有比所述陽極的費(fèi)米能級低0.5eV以上的HOMO能級。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有增益的IR光檢測器，其中所述陰極包含Ag、Ca、Mg、銦錫氧化物(ΙΤ0)、銦鋅氧化物(ΙΖ0)、鋁錫氧化物(ΑΤ0)、鋁鋅氧化物(ΑΖ0)、LiF/Al/ITO、Ag/ITO、CsC03/IT0、碳納米管或銀納米線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有增益的IR光檢測器，其中所述IR敏化材料層包含PCTDA, SnPc, SnPc:C60, AlPcCl、AlPcCl:C60, TiOPc, TiOPc:C60, PbSe QDs, PbS QDs, PbSe,PbS、InAs> InGaAs> S1、Ge 或 GaAs0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有增益的IR光檢測器，其中所述CML包含萘四羧酸酐(見-!-)、2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BCP)J1-1 (三苯基甲硅烷基)苯(UGH2)、4, 7- 二苯基-1, 10-菲咯啉(BPhen)、三-(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)、3, 5，-N, N，- 二咔唑-苯(mCP)、C6Q、三[3-(3-吡啶基)茱基]硼烷(3TPYMB)、Zn0或Ti02。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有增益的IR光檢測器，其中所述陽極包含Ag、Ca、Mg、銦錫氧化物(ΙΤ0)、銦鋅氧化物(ΙΖ0)、鋁錫氧化物(ΑΤ0)、鋁鋅氧化物(ΑΖ0)、LiF/Al/ITO、Ag/ITO、CsC03/IT0、碳納米管或銀納米線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有增益的IR光檢測器，其中所述IR敏化材料層包含PbSeQDs或PbS QDs，所述CML包含油酸、乙酰胺、乙硫醇、乙二硫醇(EDT)、或苯二硫醇(BTD)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有增益的IR光檢測器，還包含使所述IR敏化材料層分隔于所述陽極的空穴阻擋層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶有增益的IR光檢測器，其中所述空穴阻擋層包含2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BCP)J1-1 (三苯基甲硅烷基)苯(UGH2)、4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BPhen)、三-(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)、3，5，-N, N，-二咔唑-苯(mCP)、C60,三[3-(3-吡啶基)萊基]硼烷(3TPYMB)、ZnO 或 TiO20
9.帶有增益的上轉(zhuǎn)換器件，包含權(quán)利要求1所述的帶有增益的IR光檢測器和有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶有增益的上轉(zhuǎn)換器件，其中所述OLED包含所述陰極、電子傳輸層(ETL)、發(fā)光層(LEL)、空穴傳輸層(HTL)和所述陽極?！?br> 11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的帶有增益的上轉(zhuǎn)換器件，其中所述陰極包含Ag、Ca、Mg、銦錫氧化物(ΙΤ0)、銦鋅氧化物(ΙΖ0)、鋁錫氧化物(ΑΤ0)、鋁鋅氧化物(ΑΖ0)、LiF/Al/IT0、Ag/ITO、CsC03/IT0、碳納米管或銀納米線。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的帶有增益的上轉(zhuǎn)換器件，其中所述ETL包含三[3-(3-吡啶基)萊基]硼烷(3TPYMB)、2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BCP)、4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(BPhen)或三-(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的帶有增益的上轉(zhuǎn)換器件，其中所述發(fā)光層(LEL)包含三(2-苯基吡啶)合銥Ir(ppy)3、聚[2-甲氧基，5_(2’ -乙基-己氧基)亞苯基亞乙烯基](MEH-PPV)、三-(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)或雙-[(4，6-二氟苯基)_吡啶-N，C2’ ]吡啶甲酰合銥(III) (FIrpic)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的帶有增益的上轉(zhuǎn)換器件，其中所述HTL包含1，1_雙[(二-4-甲苯基氨基)苯基]環(huán)己烷(TAPC)0,N,N'-二苯基-N,N'(2-萘基)-(1，1’ -苯基)-4，4’ -二胺(NPB)或N，N’ - 二苯基-N，N’ -二(間甲苯基)聯(lián)苯胺(TPD)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的帶有增益的上轉(zhuǎn)換器件，其中所述陽極包含銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋁錫氧化物(ΑΤΟ)、鋁鋅氧化物(ΑΖ0)、碳納米管或銀納米線。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶有增益的上轉(zhuǎn)換器件，還包含將根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有增益的IR光檢測器分隔于所述OLED的互連層。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的帶有增益的上轉(zhuǎn)換器件，其中所述互連層包含薄金屬或堆疊互連層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的帶有增益的上轉(zhuǎn)換器件，其中所述薄金屬包含Al、Ag和Au并且具有0.1nm至3nm的厚度。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的帶有增益的上轉(zhuǎn)換器件，其中所述堆疊互連層包含η型摻雜有機(jī)層、薄金屬層和P型摻雜有機(jī)層，其中:所述η型摻雜有機(jī)層包含Cs2CO3摻雜的Bphen, Cs2CO3摻雜的BCP、Cs2CO3摻雜的ΖnO，Li摻雜的Bphen、Li摻雜的BCP、LiF摻雜的Bphen或LiF摻雜的BCP ;所述薄金屬包含Al、Ag或Au的0.1nm至3nm厚的層；所述P型摻雜有機(jī)層包含MoO3摻雜的TAPC、MoO3摻雜的NPB、HATCN摻雜的TAPC或HAT CN摻雜的NPB。
【文檔編號】H01L31/101GK103443935SQ201280010508
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月28日
【發(fā)明者】弗蘭基·索, 金渡泳, 普拉丹·布哈本德拉 申請人:佛羅里達(dá)大學(xué)研究基金會有限公司, 納米控股有限公司