專利名稱：一種有機氣敏傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣敏傳感器。尤其適用于采礦行業(yè)井下作業(yè)的危險氣體 檢測。
背景技術(shù)：
近年來，有機功能材料的研究蓬勃發(fā)展，尤其是在有機半導(dǎo)體領(lǐng)域，基于有 機半導(dǎo)體材料的有機電致發(fā)光器件、有機薄膜晶體管、有機氣體傳感器等技術(shù) 取得了長足的進步，器件的物理機構(gòu)和性能不斷優(yōu)化，正在向?qū)嵱没杆龠~進。有害氣體的檢測一直是傳感器領(lǐng)域的重要問題，有機氣敏材料由于具有易操 作，工藝簡單，常溫選擇性好，價格低廉，易與微結(jié)構(gòu)傳感器和聲表面波器件 相結(jié)合，在有毒有害氣體檢測方面具有重要作用。因此基于有機材料的有機氣 敏傳感器受到了很多研究者的關(guān)注。有機電致技術(shù)發(fā)光技術(shù)經(jīng)過二十年的發(fā)展，目前已經(jīng)達到實用化水平，通過 調(diào)整器件各功能層的材料及結(jié)構(gòu)參數(shù)可以設(shè)計器件的亮度及發(fā)光顏色。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的是對有毒有害氣體檢測問題，提供一種有機氣敏傳感器。 本發(fā)明將有機電致發(fā)光技術(shù)與有機氣體敏感材料結(jié)合，提出一種氣敏傳感 器，將有機氣體敏感層嵌入有機電致發(fā)光器件中，有機氣敏材料吸附待測氣體 分子后電學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，從而調(diào)節(jié)注入有機電致發(fā)光器件的載流子，使得有 機電致發(fā)光器件的亮度、顏色及工作電流發(fā)生改變，實現(xiàn)對特定氣體的檢測。 本發(fā)明的技術(shù)方案一種有機氣敏傳感器，包括具有多孔透明或半透明陽極的有機電致發(fā)光器件，它是在具有多孔透明或半透明陽極的有機電致發(fā)光器件的陽極和有機/無機 發(fā)光功能層之間插入有機氣體敏感層，該有機氣體敏感層調(diào)制注入有機/無機發(fā) 光功能層的空穴數(shù)目，改變發(fā)光層的顏色、亮度及整個器件的工作電流，實現(xiàn) 對特定氣體的傳感。所述有機氣體敏感層由酞菁銅或其他的酞菁類衍生物、稀土配合物小分子 有機半導(dǎo)體組成、并五苯及其衍生物或在并五苯中摻雜入氣體敏感材料組成。 所述的有機氣體敏感層的厚度為1納米至200納米。本發(fā)明的一種有機氣敏傳感器的結(jié)構(gòu)，是從下到上依次由絕緣襯底、金 屬陰極、有機/無機發(fā)光功能層、有機氣體敏感層、多孔透明或半透明陽極組成。 本發(fā)明與現(xiàn)有傳感器技術(shù)相比具有的有益效果該傳感器采用酞菁銅或其他的酞菁類衍生物、稀土配合物等小分子有機半 導(dǎo)體，或采用并五苯及其衍生物或在并五苯中摻雜入氣體敏感材料等較為成熟 的有機氣體敏感材料，具有靈敏度高、工作電壓低、常溫下即可工作等優(yōu)點， 將該有機氣敏傳感器與電子設(shè)備結(jié)合，通過采集器件工作電流變化信息實現(xiàn)對 特定氣體含量的高精度檢測，也可在無配套設(shè)備情況下獨立工作，直接將需檢 測的氣體含量以發(fā)光亮度及顏色等形式直觀表現(xiàn)，器件體積小、重量輕，便于 攜帶；自發(fā)光便于觀察且能量消耗低，干電池供電即可；使用者無須專業(yè)培訓(xùn) 即可掌握，尤其適用于采礦行業(yè)井下作業(yè)的危險氣體檢測。


圖1是一種有機氣敏傳感器的結(jié)構(gòu)圖。圖中絕緣襯底l、金屬陰極2、有機/無機發(fā)光功能層3、有機氣體敏感層4、多孔透明或半透明陽極5。
具體實施方式
結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。 實施例1:所述有機氣敏傳感器它是在潔凈平整的玻璃襯底1上，用真空熱蒸發(fā)方法 制備A1電極，厚度為150納米，構(gòu)成金屬陰極2。在上述的金屬陰極2上制備厚度為0.3納米的LiF層、厚度為55納米的A1Q 層、厚度為1納米的DCJTB層、厚度為5納米的A1Q層、厚度為20納米的NPB 層、厚度為1納米的Si02層、厚度為20納米的NPB層、構(gòu)成有機/無機發(fā)光功 能層3;以上除厚度為1納米的Si02層為電子束蒸發(fā)方式制備外，其余各層均 為真空熱蒸發(fā)方法制備。在上述的有機/無機發(fā)光功能層3上，用真空熱蒸發(fā)方式制備厚度為15納米 的酞菁銅薄膜構(gòu)成有機氣體敏感層4。在上述的有機氣體敏感層4上，用真空熱蒸發(fā)方式制備厚度為50納米的 Au陽極，構(gòu)成多孔半透明陽極5。該有機氣敏傳感器的結(jié)構(gòu)為玻璃襯底/ Al / LiF / A1Q / DCJTB / A1Q / NPB / Si02 / NPB / CuPc / Au實施例2:所述有機氣敏傳感器它是在潔凈平整的石英襯底1上，用真空熱蒸發(fā)方法制備鎂銀電極(AgMg)，厚度為150納米，構(gòu)成金屬陰極2。在上述的金屬陰極2上用真空熱蒸發(fā)方式制備厚度為0.3納米的CsF、用旋 涂法制備厚度為200納米的MEH-PPV、用真空熱蒸發(fā)方式制備厚度為1納米 A1Q層、厚度為20納米的NPB層、厚度為l納米的Si02層、厚度為20納米的 NPB層，構(gòu)成有機氣敏傳感器的有機/無機發(fā)光功能層3。在上述的有機/無機發(fā)光功能層3上，制備厚度為50納米的摻入質(zhì)量比為1%的CuPc的并五苯(Pentacene)，構(gòu)成有機氣體敏感層4。在上述的有機氣體敏感層4上，用電子束蒸發(fā)方法制備厚度為200納米的 IT0，構(gòu)成多孔透明陽極5。該有機氣敏傳感器的結(jié)構(gòu)為石英襯底/ Ag Mg / CsF / MEH-PPV / A1Q / NPB / Si02 / NPB / CuPc: Pentacene / ITO所述的有機氣體敏感層4或采用酞菁類衍生物、稀土配合物等小分子有機 半導(dǎo)體、并五苯衍生物等材料制成。其厚度小于200納米時，均可制成有機氣 敏傳感器。
權(quán)利要求
1.一種有機氣敏傳感器，包括具有多孔透明或半透明陽極的有機電致發(fā)光器件，其特征是，在具有多孔透明或半透明陽極的有機電致發(fā)光器件的陽極(5)和有機/無機發(fā)光功能層(3)之間插入有機氣體敏感層(4)，該有機氣體敏感層調(diào)制注入有機/無機發(fā)光功能層的空穴數(shù)目，從而改變發(fā)光層的顏色、亮度及整個器件的工作電流，實現(xiàn)對特定氣體的傳感。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機氣敏傳感器，其特征是，所述有機氣體 敏感層(4)由酞菁銅或其他的酞菁類衍生物、稀土配合物小分子有機半導(dǎo)體組 成、并五苯及其衍生物或在并五苯中摻雜入氣體敏感材料組成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機氣敏傳感器，其特征是，所述的有機氣 體敏感層(4)的厚度為1納米至200納米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機氣敏傳感器，涉及一種氣敏傳感器。它是在具有多孔透明或半透明陽極的有機電致發(fā)光器件的陽極(5)和有機/無機發(fā)光功能層(3)之間插入有機氣敏傳感層(4)，該有機氣體敏感層調(diào)制注入有機/無機發(fā)光功能層的空穴數(shù)目，從而改變發(fā)光層的顏色、亮度及整個器件的工作電流，實現(xiàn)對特定氣體的傳感。所述有機氣體敏感層(4)由酞菁銅或其他的酞菁類衍生物、稀土配合物小分子有機半導(dǎo)體組成，或由并五苯及其衍生物或在并五苯中摻雜入氣體敏感材料組成。所述的有機氣體敏感層(4)的厚度為1納米至200納米。該傳感器便于攜帶，自發(fā)光便于觀察且能量消耗低，使用者無須專業(yè)培訓(xùn)，尤其適用于采礦業(yè)井下危險氣體檢測。
文檔編號G01N27/00GK101231258SQ20081010089
公開日2008年7月30日 申請日期2008年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月26日
發(fā)明者呂昭月, 周恩宇, 勇 賈, 鄧振波, 征 陳 申請人:北京交通大學(xué)