[發明專利]高真空場調制有機小分子定向納米薄膜的制備方法及系統

無效

• 申請號: 200910076567.6
• 申請日: 2009-01-09
• 公開（公告）號: CN101463463A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 張?？?/a>;徐征;王永生;趙謖玲;盧麗芳
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: C23C14/12
• 分類號: C23C14/12;H01L51/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及基于有機小分子定向納米薄膜的場調制方法及系統，這種有機納米薄膜可應用于所有有機半導體器件中。

背景技術

2000年，美國的《科學》雜志將有機電子學取得的進展列為2000年十大科技成果之一，這些成果中包括人類基因組草圖、克隆技術等重大發現。同一年諾貝爾化學獎授予了黑格爾、麥克迪亞米德、白川英樹等人，獎勵他們在有機電子學、有機/聚合物研究方面取得的重大突破。因此人們有理由相信：隨著有機電子學研究的深入，有機電子器件制備工藝的完善，一個新的時代——有機電子時代必將到來。

有機電子材料及其在信息領域的應用是近年來一個嶄新的研究方向，它體現了化學與材料、電子等學科的結合，并逐漸形成一個新興的行業--有機電子產業。2007年12月日本SONY公司率先研制成功大小為11英寸、厚度只有3毫米、對比度可達1000000∶1、壽命達到2000小時的有機電致發光顯示屏。韓國三星SDI公司的首席技術官兼副總裁表示，有機發光顯示器(OLED)顯示技術將是革命性的進步，2010年，OLED的市場規模將擴大到37億美元。中國大陸第一條OLED生產線也將投產，維信諾公司有機發光顯示器(OLED)大規模生產線已于2008年下半年在中國江蘇省昆山市正式運營投產。這是中國在顯示產業領域第一次依靠自主掌握的技術實現大規模生產，標志著中國新型平板顯示技術領域通過多年的自主創新終于破繭成蝶，實現了從技術到產業的轉化。但目前還有很多基礎性的問題需要進一步研究，從而推進產業化的進程。

有機電子學的研究中，有關有機材料的電子結構、電子遷移、能量傳遞、光電轉換機理等仍然處于探索階段，還沒有形成公認合理的理論模型。有機材料在分子結構設計上的多樣性是其相對于無機材料的一個重要優點，但是如何更好地根據需要設計滿足要求的分子還缺乏有力的理論指導。提高有機材料的穩定性，不斷探索新的器件結構和薄膜制備技術將是有機電子學面臨的長期課題。有機分子在襯底上的不同排列方式將影響薄膜內部載流子的輸運情況，它直接影響電致發光器件的載流子平衡、器件的發光效率等關鍵問題。

在高真空蒸發過程中場調制的有機小分子定向納米薄膜的制備，目前國內外還沒有其他研究組有相關報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，在高真空蒸發過程中場調制的有機分子取向的問題。

大部分有機材料都是極性材料，對電磁場比較敏感，因此可以用具有某一偏振方向的光來獲得一個電磁場來影響有機小分子在高真空蒸發過程中的分子取向。最近研究了在有光照射和黑暗條件下制備的有機小分子薄膜的光電特性，發現在光照條件下制備的薄膜具有高的載流子輸運能力。對有機小分子在高真空蒸發過程中，施加不同偏振方向的線偏振光，調整有機小分子在襯底上的排布方式，提高有機納米薄膜中載流子遷移率。

本發明的技術方案是：

高真空場調制有機小分子定向納米薄膜的制備方法的步驟：

步驟1，給裝有有機小分子材料的蒸發舟(3)通直流電，蒸發速率0.1nm/s～0.3nm/s；

步驟2，在蒸發的時候，由白光光源向真空腔中入射一束白光，光強為100～1000坎德拉，發出的白光，通過放在玻璃視窗前的偏振片獲得一束偏振光，偏振光的偏振化方向平行于蒸發粒子流方向，這束入射偏振光調制單個有機小分子材料分子的取向；

步驟3，被光場調制的有機小分子將垂直于襯底排布，形成定向排布的有機小分子納米薄膜。

所述有機小分子材料為八羥基喹啉鋁(Alq₃)、酞菁銅(CuPc)或聚丁二烯(PBD)。

高真空場調制有機小分子定向納米薄膜的制備系統，包括在高真空蒸發腔一側的中部開一個與腔體密封的直徑為10Cm的玻璃視窗，高真空蒸發腔外，緊挨著玻璃視窗固定一個方向能調節的偏振片，在偏振片前放置一個光強能調節的白光光源。

本發明的有益效果：

利用熱蒸發技術制備有機小分子薄膜時，通過真空腔的玻璃視窗向真空腔照射一束白光，通過放在玻璃視窗前的偏振片獲得一束線偏振光。被蒸發的有機小分子在高真空蒸發腔中上升時受到入射光的電磁場的調制，單個有機分子在電磁場的作用下取向，從而可制備出定向排布的有機小分子納米薄膜。

附圖說明

圖1高真空場調制實驗裝置簡圖。

圖中：真空腔1、襯底2、蒸發分子束3、蒸發用電源4、光源5、偏振片6、玻璃視窗7。

圖2在光強為500坎德拉的偏振光，蒸發速率為0.1nm/s條件下制備的Alq₃薄膜的表面形貌。

具體實施方式