有機二極管及其制備方法技術

本發明專利技術實施例公開了一種有機二極管及其制備方法。所述有機二極管包括透明柔性襯底、透明正電極、透明負電極、摻雜的柔性透明p區和摻雜的柔性透明n區，其中，所述透明負電極位于所述透明柔性襯底之上，所述摻雜的柔性透明n區位于所述透明負電極之上，所述摻雜的柔性透明p區位于所述摻雜的柔性透明n區之上，所述透明正電極位于所述摻雜的柔性透明p區之上。本發明專利技術還公開了一種有機二極管的制備方法。本發明專利技術所提供的有機二極管及其制備方法，使用透明的有機材料取代傳統的無機材料，成本低，在保證不改變傳統無機器件的基本特性的基礎上，功耗低、響應速度快，制備過程中無需高溫工藝，在降低能耗的基礎上還節約了制備時間。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及有機電子學，具體來說，涉及一種，更具體而言，涉及一種柔性透明有機摻雜二極管及其制備方法。
技術介紹
近年來，集成電路得到迅猛的發展，其應用越來越廣泛。與此同時電子系統也正在與越來越多的其他類系統相結合，在這種發展趨勢下，一種特殊的電路系統——柔性透明電子系統應運而生。柔性透明電子系統在卷曲或伸縮的同時具有透光功能，因此可以覆蓋安裝在任意曲面或者可移動部件之上，大大擴展了電子系統的應用范圍。二極管在集成電路應用中扮演著十分重要的角色。二極管又稱晶體二極管，簡稱二極管，它是一種具有單向傳導電流功能的電子器件。一般來講，晶體二極管是一個由P型 半導體和η型半導體形成的PN結界面。在其界面的兩側形成空間電荷層，構成自建電場。當外加電壓等于零時，由于PN結兩邊載流子的濃度差引起擴散電流和由自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態。典型的二極管伏安特性曲線如圖I所示當二極管加有正向電壓，當電壓值較小時，電流極小；當電壓超過開啟電壓(Ud)時，電流開始按指數規律增大。在二極管加有反向電壓，當電壓值較小時，電流極小。當反向電壓超過反向擊穿電壓(Ube)時，二極管被擊穿，電流開始急劇增大。二極管作為集成電路的基礎器件，廣泛應用于整流、開關、限幅、續流、檢波、變容、顯示、穩壓、觸發等
，一直受到人們的廣泛關注。然而，常規的二極管多是基于無機半導體材料的器件，存在著材料昂貴、功耗高、靈敏度低等缺點。近些年，大量有機半導體器件被研制成功，有機半導體器件除了具備無機器件基本特性，還秉承了有機半導體材料質輕、污染小、成本低、工藝簡單、柔韌性好、易于大面積化和小型化等優點，而且有機器件功耗低響應速度快，具有廣闊的應用前景。
技術實現思路
針對上述技術中存在的無機半導體材料昂貴、功耗高、靈敏度低的問題，本專利技術實施例提供了一種。—方面，本專利技術的實施例提供了一種有機二極管，包括透明柔性襯底、透明正電極、透明負電極、摻雜的柔性透明P區和摻雜的柔性透明η區，其中，所述透明負電極位于所述透明柔性襯底之上，所述摻雜的柔性透明η區位于所述透明負電極之上，所述摻雜的柔性透明P區位于所述摻雜的柔性透明η區之上，所述透明正電極位于所述摻雜的柔性透明P區之上。另一方面，本專利技術的實施例還提供了一種有機二極管的制備方法，包括步驟一在基片之上形成透明柔性襯底；步驟二 在所述透明柔性襯底之上沉積透明導電材料來形成透明負電極；步驟三在所述透明負電極之上形成η型摻雜的柔性透明η區；步驟四在所述η型摻雜的柔性透明η區之上形成P型摻雜的柔性透明P區；步驟五在所述P型摻雜的柔性透明P區之上沉積透明導電材料來形成透明正電極；步驟六將所述透明柔性襯底及其上形成的結構與所述基片分離，得到柔性透明的有機二極管。與現有技術相比，本專利技術實施例所提供的有機二極管，使用透明的有機材料取代傳統的無機材料，不僅環保，而且有機材料質輕，成本低，在不改變傳統無機器件的基本特性的基礎上，有機材料較之無機材料功耗低、響應速度快，此外，柔性的有機材料使得有機二極管使用時可彎曲、拉伸，使用更靈活。此外，本專利技術實施例所提供的有機二極管的制備方法，制備過程簡單，無需高溫工藝，在降低能耗的基礎上還節約了制備時間。 附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I示出了二極管伏安特性曲線；圖2示出了本專利技術一個實施例的透明柔性有機二極管的結構示意圖；圖3、4、5、6、7、8示出了根據本專利技術實施例制備透明柔性有機二極管的流程圖。具體實施例方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。圖2示出了根據本專利技術實施例的透明柔性有機二極管的結構示意圖，其中，包括透明柔性襯底I、透明負電極2、摻雜的柔性透明η區3和摻雜的柔性透明P區4、透明正電極5，其中，所述透明負電極2位于所述透明柔性襯底I之上，所述摻雜的柔性透明η區3位于所述透明負電極2之上，所述摻雜的柔性透明P區4位于所述摻雜的柔性透明η區3之上，所述透明正電極5位于所述摻雜的柔性透明P區4之上。在本專利技術的一個實施例中，構成所述透明柔性襯底I的材料可以是任意已知的或將來可能出現適合用作透明柔性襯底的有機材料，例如聚對二甲苯、聚酰亞胺、聚二甲基硅氧烷、聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等。此外，所述透明柔性襯底I的厚度可以為2 μ m至Ij 300 μ m。此外，在本專利技術的一個實施例中，形成所述透明負電極2的材料可以是任意已知或即將出現的透明導電材料，例如氧化錫銦或聚乙撐二氧噻吩等。所述透明負電極的厚度可以為50nm到400nm。另外，與透明負電極的情況類似，形成所述透明正電極5的材料可以是任意已知或即將出現的透明導電材料，例如氧化錫銦或聚乙撐二氧噻吩等，且所述透明正電極的厚度可以50nm到400nm。需要指出的是，針對具體應用情形，形成所述透明負電極2的材料可以與形成所述透明正電極5的材料相同，也可以不同，且二者的厚度可以相同，也可以不同。在本專利技術的一個實施例中，形成所述摻雜的柔性透明η區3的材料可以為任意已知的或即將出現的適合用作η區材料的透明柔性材料，例如聚對二甲苯或聚苯乙烯等。同時，所述摻雜的柔性透明η區3厚度為50nm到500nm。在一個具體實施例中，所述用于η型摻雜的柔性透明η區的摻雜劑可以是任意合適的η型摻雜劑例如氮(N)元素等。在本專利技術的一個實施例中，形成所述摻雜的柔性透明P區4的材料可以為任意已知的或即將出現的適合用作P區材料的透明柔性材料，例如聚對二甲苯或聚苯乙烯等。同時，所述摻雜的柔性透明P區4厚度為50nm到500nm。而在一個具體實施例中，所述用于p型摻雜的柔性透明P區的摻雜劑可以是任意合適的P型摻雜劑例如硼(B)元素等。在根據本專利技術實施例的有機二極管中，使用透明的有機材料取代傳統的無機材料，環保，而且有機材料質輕，成本低，在保證傳統無機器件的基本特性的基礎上，有機材料較之無機材料功耗低、響應速度快。此外，有機材料的柔性使得有機二極管使用時可彎曲、拉伸，使用更靈活。圖3、4、5、6、7、8示出了根據本專利技術實施例制備透明柔性有機二極管的流程， 包括以下步驟。步驟一在基片10之上形成透明柔性襯底I。如圖3所示，可以通過常見的成膜技術(例如，聚合物化學氣相沉積方法或溶液旋涂方法)在基片10上沉積透明柔性材料來形成透明柔性襯底。其中，所述基片10例如可以是玻璃基片、硅基片等。在本專利技術的一個實施例中，所述形成透明柔性襯底I的材料可以為任意已知的或者即將出現的適合用作透明柔性襯底的材料，例如聚對二甲苯、聚酰亞胺、聚二甲基硅氧烷、聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等。此外，所述透明柔性襯底的厚度可以被形成為2 μ m到300 μ m，在本專利技術的一個優選實施例中，所述透明柔性襯底的厚度為5 μ m。步驟二本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種有機二極管，其特征在于，包括透明柔性襯底（1）、透明正電極（5）、透明負電極（2）、摻雜的柔性透明p區（4）和摻雜的柔性透明n區（3），其中，所述透明負電極（2）位于所述透明柔性襯底（1）之上，所述摻雜的柔性透明n區（3）位于所述透明負電極（2）之上，所述摻雜的柔性透明p區（4）位于所述摻雜的柔性透明n區（3）之上，所述透明正電極（5）位于所述摻雜的柔性透明p區（4）之上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃如，白文亮，蔡一茂，唐昱，張興，
申請(專利權)人：北京大學，
類型：發明
國別省市：