复合电极、使用其的声学传感器及制造方法与流程

本公开涉及声学传感器及显示领域，具体而言，涉及一种复合电极、使用其的声学传感器及制造方法。

背景技术：

oled(organiclight-emittingdiode,有机发光二极管)是近年来逐渐发展起来的显示照明技术，尤其在显示行业，是当今平板显示器研究领域的热点之一，与液晶显示器相比，由于其具有高响应、高对比度、低工作电压，轻薄，可柔性化、低能耗、生产成本低、自发光、宽视角及响应速度快等优点，目前，在手机、pda、数码相机等显示领域oled已经开始取代传统的lcd显示屏，被视为拥有广泛的应用前景，具有重要的研究意义。根据oled器件的出光方向，可分为底发射oled器件和顶发射oled器件。

声学传感器/声音传感器又可称之为声敏传感器，它是一种在气体液体或固体中传播的机械振动转换成电信号的器件或装置。它用接触或非接触的方式检测信号。声敏传感器的种类很多，按测量原理可分为压电、电致伸缩效应、电磁感应、静电效应和磁致伸缩等。

利用oled特点，将oled器件与传感器结合，制成oled声学传感器。是本公开要解决的技术问题。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种复合电极、使用其的声学传感器及制造方法，利用oled特点，将oled器件与传感器结合，制成oled声学传感器。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得清晰，或者部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的第一方面，公开一种复合电极，包括：

导电层；

形成在所述导电层上的具有三维网孔结构的半导体高分子聚合物层。

在本公开的一示例性实施方式中，所述导电层为pedot:pss层。

在本公开的一示例性实施方式中，所述半导体高分子聚合物为空穴/电子注入功能的材料或者双极性材料。

在本公开的一示例性实施方式中，所述空穴/电子注入功能的材料为聚芴类衍生物。

在本公开的一示例性实施方式中，所述双极性材料为pbtpbf-bt。

根据本公开的第二方面，公开一种复合电极的制造方法，包括：

制备导电层；

在所述导电层上涂覆半导体高分子聚合物和小分子聚合物的混合物的溶液，经固化处理形成均一膜；

在所述均一膜上涂覆小分子聚合物的良溶剂；

对所述均一膜进行旋凃，将溶解的小分子聚合物甩出所述均一膜，从而形成具有三维网孔结构的半导体高分子聚合物层。

在本公开的一示例性实施方式中，所述小分子聚合物为聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸异丁酯或聚甲基丙烯酸甲酯。

在本公开的一示例性实施方式中，在所述半导体高分子聚合物和小分子聚合物的混合物中半导体高分子聚合物含量为20wt％-60wt％。

在本公开的一示例性实施方式中，所述小分子聚合物的良溶剂为丙酮、异丙醇或乙酸乙酯极性溶剂。

根据本公开的第三方面，公开一种声学传感器，包括：

基底；

形成在所述基底上的前述的复合电极；

形成在所述复合电极上的有机层；

形成在所述有机层上的顶电极。

在本公开的一示例性实施方式中，所述声学传感器还包括形成在所述复合电极和所述有机层之间的平坦层。

在本公开的一示例性实施方式中，所述基底的材料为pet。

在本公开的一示例性实施方式中，所述有机层包括空穴/电子传输层和电致发光层。

根据本公开的第四方面，公开一种声学传感器阵列，包括：

基板；

在所述基板上呈阵列排布的多个前述的声学传感器。

在本公开的一示例性实施方式中，所述基板为柔性基板。

根据本公开的一些实施方式，通过利用三维网孔结构作为复合电极，声音的振动会引起电流的变化，从而通过oled器件的电流改变，激子复合的区域发生改变，oled发光的颜色也会发生变化。声音强度的变化以及声波振动频率的变化，导致oled器件的颜色也随之发生改变，可用于声音检测以及自然环境中地震波的监测。

根据本公开的一些实施方式，通过在由半导体高分子聚合物和小分子聚合物的混合物形成的均一膜上涂覆小分子聚合物的良溶剂，然对所述均一膜进行旋凃，将溶解的小分子聚合物甩出所述均一膜，从而形成具有三维网孔结构的半导体高分子聚合物层。

根据本公开的一些实施方式，上述涂覆方式为刮涂。

根据本公开的一些实施方式，利用oled本身的质轻以及柔性的特点，本公开的oled声学传感器可以柔性化，可应用于柔性电子以及电子皮肤方向。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出根据本公开一示例实施方式的复合电极的示意图。

图2示出根据本公开一示例实施方式的复合电极中的半导体高分子聚合物层的三维网孔结构图。

图3示出根据本公开一示例实施方式的复合电极的制造方法的流程图。

图4示出根据本公开一示例实施方式的声学传感器的示意图。

图5示出根据本公开一示例实施方式的声学传感器阵列的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。

需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能会夸大层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间唯一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。

本公开的目的在于提供一种复合电极、使用其的声学传感器及制造方法。利用oled特点，将oled器件与传感器结合，制成oled声学传感器。复合电极包括：导电层；形成在所述导电层上的具有三维网孔结构的半导体高分子聚合物层。声学传感器包括：基底；形成在所述基底上的前述的复合电极；形成在所述复合电极上的有机层；形成在所述有机层上的顶电极。利用三维网孔结构作为复合电极，声音的振动会引起电流的变化，从而通过oled器件的电流改变，激子复合的区域发生改变，oled发光的颜色也会发生变化，声音强度的变化以及声波振动频率的变化导致oled器件的颜色也随之发生改变，可用于声音检测以及自然环境中地震波的监测；此外，通过在由半导体高分子聚合物和小分子聚合物的混合物形成的均一膜上涂覆小分子聚合物的良溶剂，然对所述均一膜进行旋凃，将溶解的小分子聚合物甩出所述均一膜，从而形成具有三维网孔结构的半导体高分子聚合物层。

下面结合附图对本公开的复合电极、使用其的声学传感器及制造方法进行具体说明，其中，图1示出根据本公开一示例实施方式的复合电极的示意图；图2示出根据本公开一示例实施方式的复合电极中的半导体高分子聚合物层的三维网孔结构图；图3示出根据本公开一示例实施方式的复合电极的制造方法的流程图；图4示出根据本公开一示例实施方式的声学传感器的示意图；图5示出根据本公开一示例实施方式的声学传感器阵列的示意图。

下面结合图1-2对本公开的复合电极进行具体说明，其中，图1示出根据本公开一示例实施方式的复合电极的示意图，图2示出根据本公开一示例实施方式的复合电极中的半导体高分子聚合物层的三维网孔结构图。

如图1所示，复合电极100，包括导电层2；以及形成在所述导电层2上的具有三维网孔结构的半导体高分子聚合物层3。半导体高分子聚合物层3的三维网孔结构如图2所示，图2示出的是2微米见方的三维网孔结构局部显微放大图，三维网孔结构中包含很多的半导体高分子聚合物细线，声音的振动会引起细线的振动，从而通过细线的电流就会发生改变，从而实现声音的传感。在此需要特别指出的是，本公开的复合电极并不仅局限于实现声音的传感，任何能够引起细线的振动的运动形式或能量形式都会引起通过细线的电流发生改变从而实现传感。

在本公开的一示例性实施方式中，所述导电层为pedot:pss层。

在本公开的一示例性实施方式中，所述半导体高分子聚合物为空穴/电子注入功能的材料或者双极性材料。

在本公开的一示例性实施方式中，所述空穴/电子注入功能的材料为聚芴类衍生物，可为公开文献[zhur,wenga,etal,macromolrapidcommun,2005,26:1729]中报道的聚芴(pf)类衍生物。

在本公开的一示例性实施方式中，所述双极性材料可为公开文献[zhang,guobing；ye,zhiwei；etal,polymerchemistry,2015,6(21),3970-3978]中报道的pbtpbf-bt。

图3示出根据本公开一示例实施方式的复合电极的制造方法的流程图。

如图3所示，在s302，制备导电层。导电层的制备可在基板1(参见图1，可由pet构成，但不限于此)上，涂覆一层pedot:pss(比如采取刮涂的方式涂覆pedot:pss)，经固化处理后形成；固化温度为120℃，时间为10-15min。

在s304，在所述导电层上涂覆半导体高分子聚合物和小分子聚合物的混合物的溶液，经固化处理形成均一膜。

在本公开的一示例性实施方式中，所述半导体高分子聚合物为空穴/电子注入功能的材料或者双极性材料。

在本公开的一示例性实施方式中，所述空穴/电子注入功能的材料为聚芴类衍生物，可为公开文献[zhur,wenga,etal,macromolrapidcommun,2005,26:1729]中报道的聚芴(pf)类衍生物。

在本公开的一示例性实施方式中，所述双极性材料可为公开文献[zhang,guobing；ye,zhiwei；etal,polymerchemistry,2015,6(21),3970-3978]中报道的pbtpbf-bt。

小分子聚合物的分子量选为在2000-3000之间，小分子聚合物可为聚丙烯酸丁酯(pba)，聚丙烯酸异丁酯(ptba)或聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)。

在s306，在所述均一膜上涂覆(比如刮涂)小分子聚合物的良溶剂。其中溶剂为丙酮、异丙醇，乙酸乙酯极性溶剂，为小分子聚合物的良性溶剂，对高分子聚合物溶解性较差。

在s308，对所述均一膜进行旋凃，将溶解的小分子聚合物甩出所述均一膜，从而形成具有三维网孔结构的半导体高分子聚合物层。

具体来说，在完成前述的在均一膜上涂覆小分子聚合物的良溶剂的步骤后，经过一段时间的溶解，将出现相分离，接着对所述均一膜进行旋凃，

将溶解的小分子甩出均一膜，在此过程中形成了三维的半导体高分子聚合物网孔结构，三维网孔结构中包含很多的半导体高分子聚合物细线(可继续参考图2)，其中网孔结构的细线粗细可由高分子聚合物与小分子聚合物的比例来控制，其中小分子聚合物：高分子聚合物的比例在20wt％-60wt％之间进行调节，细线的粗细可决定传感器的灵敏度。

下面结合图4对本公开的声学传感器进行具体说明。

如图4所示，声学传感器400，包括：基底1；形成在所述基底上的如前述实施方式所述的复合电极100，其包括导电层2和具有三维网孔结构的半导体高分子聚合物层3；形成在所述复合电极上的有机层5；以及形成在所述有机层上的顶电极6。

其中基底1和复合电极100的制备同前述实施方式，在此不再赘述。

在本公开的一示例性实施方式中，所述声学传感器还包括形成在所述复合电极100和所述有机层5之间的平坦层4。平坦层的制备过程如下：首先制备一硅基板，然后为硅基板的一表面刻蚀微孔，其中微孔的深度尺寸为50-100nm，直径为40-100nm，硅基板经过十八烷基三氯硅烷(ots)处理，达到一定的疏液作用；接着在硅基板上制作pedot:pss转印层，即在硅基板具有微孔的表面上涂覆一层pedot:pss，经过温度为120℃，时间10-15min固化处理，制备一层底部有凸起的pedot:pss膜层；最后将有凸起的pedot:pss膜层转印至复合电极100中的半导体高分子聚合物层3的三维网孔结构的表面上，用于增加与三维网孔结构的界面接触以及增加导电性能。在此需要特别指出的是，平坦层并不是本公开的声学传感器所必需的，只是优选的实施方式。

接着再在平坦层4(或半导体高分子聚合物层3)上制备有机层5和电极层6，最终制得oled声学传感器。其中所述有机层5可包括空穴/电子传输层和电致发光层即eml层，空穴传输层可为npb，电致发光层即eml层可为npb:rubrene，或空穴传输层为bcp而电致发光层即eml层为bcp：dcjtb。oled声学传感器的电子/空穴和eml层材料满足通过oled器件的电流变化，载流子复合区域改变，oled发光颜色改变。

本实施方式的oled声学传感器，利用包括三维网孔结构的复合电极，声音的振动会引起电流的变化，从而通过oled器件的电流改变，激子复合的区域发生改变，oled发光的颜色也会发生变化。由于声音强度的变化，和声波振动频率的变化，oled器件的颜色也随之发生改变，可用于声音检测以及自然环境中地震波的监测。而当该声音的振动消失时，则oled器件也恢复原状，从而可循环使用。同时由于oled器件本身的质轻以及柔性的特点，该oled声学传感器可以柔性化，可应用于柔性电子以及电子皮肤方向。

图5示出根据本公开一示例实施方式的声学传感器阵列的示意图。

如图5所示，声学传感器阵列500，包括：基板7；在所述基板上呈阵列排布的多个如前述实施方式所述的声学传感器400。

在本公开的一示例性实施方式中，所述基板7为柔性基板。

此外，还需要特别说明的是，前述实施方式中三维网孔结构制备均是在复合电极上，但是三维网孔结构也可制备在oled声学传感器的电荷产生层(cgl)中，用于连接不同单元的oled声学传感器。

通过以上的详细描述，本领域的技术人员易于理解，根据本公开实施例的复合电极、使用其的声学传感器及制造方法具有以下优点中的一个或几个。

根据本公开的一些实施方式，通过利用三维网孔结构作为复合电极，声音的振动会引起电流的变化，从而通过oled器件的电流改变，激子复合的区域发生改变，oled发光的颜色也会发生变化。声音强度的变化以及声波振动频率的变化，导致oled器件的颜色也随之发生改变，可用于声音检测以及自然环境中地震波的监测。

根据本公开的一些实施方式，通过在由半导体高分子聚合物和小分子聚合物的混合物形成的均一膜上涂覆小分子聚合物的良溶剂，然对所述均一膜进行旋凃，将溶解的小分子聚合物甩出所述均一膜，从而形成具有三维网孔结构的半导体高分子聚合物层。

根据本公开的一些实施方式，利用oled本身的质轻以及柔性的特点，本公开的oled声学传感器可以柔性化，可应用于柔性电子以及电子皮肤方向。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。