[發明專利]基于TiO2納米粒子多孔薄膜的固態發光體全內反射光引出方法

無效

• 申請號: 201310291061.3
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103337585A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 毛鵬;韓民
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H01L33/60
• 分類號: H01L33/60;H01L33/00;H01L51/56;C23C14/22
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種基于TiO₂納米粒子多孔薄膜的固態發光體全內反射光引出方法，該方法是通過納米團簇束流沉積系統實現的，其制備方法步驟如下：

(a)?將固態發光體固定于團簇束流氣相沉積系統的高真空沉積室（9）內的可旋轉的襯底基座（10）上，發光體的出光面朝束流入射方向；

(b)?氣體聚集法團簇束流源（2）連接到真空室（7）上，氣體聚集法團簇束流源（2）采用氣體聚集法產生粒子束流，利用抽氣系統的機械泵、羅茨泵和分子泵對團簇束流沉積系統抽真空，在冷凝室（5）中通入50~500Pa惰性氣體（1），通過原子化器（3）產生高密度Ti原子,?Ti原子在惰性氣體（1）中成核生長形成Ti團簇，通過第一級差分真空系統（11）使冷凝室（5）中的Ti團簇隨惰性氣體經噴嘴（4）噴出到真空室（7）中，形成Ti團簇束流，由第二級差分真空系統（12）使Ti團簇束流經過第一準直器（6）和第二準直器（6）進入高真空沉積室（9）內，形成高度定向的納米粒子束流（8）；?

(c)?旋轉高真空沉積室（9）內的基座（10），使固態發光體出光表面法線方向與納米粒子束流（8）成0°～85°夾角，利用斜入射沉積產生的自掩模效應，形成多孔的Ti納米粒子薄膜；

(d)?在沉積過程中高真空沉積室（9）內通入10~50Pa的氧氣，使Ti納米粒子氧化為TiO₂納米粒子，或采用沉積/氧化交替進行的方式，先在真空條件下沉積一層Ti納米粒子，然后停止沉積，通入氧氣氧化，完成氧化后抽除氧氣，繼續真空沉積，通過這樣的沉積/氧化循環，使TiO₂納米粒子在固態發光體出光表面上達到所需的覆蓋率及層數，停止沉積。

2.根據權利要求1所述的一種基于TiO₂納米粒子多孔薄膜的固態發光體全內反射光引出方法，其特征在于在步驟（a）中所述的固態發光體是GaN基、GaP發光二極管或發射可見光的有機發光二極管。

3.根據權利要求1所述的一種基于TiO₂納米粒子多孔薄膜的固態發光體全內反射光引出方法，其特征在于在步驟（b）中所述的原子化器（3）是通過磁控濺射或弧光放電來實現。

4.根據權利要求1所述的一種基于TiO₂納米粒子多孔薄膜的固態發光體全內反射光引出方法,，其特征在于在步驟（b）中所述納米粒子束流（8）中粒子的尺寸大小，通過改變原子化器（3）與噴嘴（4）之間的距離或改變充入惰性氣體（1）的氣壓來控制，TiO₂納米粒子的直徑為5~100nm。

5.根據權利要求1所述的一種基于TiO₂納米粒子多孔薄膜的固態發光體全內反射光引出方法,?其特征在于在步驟（c）中所述的在斜入射沉積,?通過斜入射沉積的角度來調節納米粒子薄膜的多孔特性，從而達到調節TiO₂粒子薄膜有效折射率的目的，納米粒子束流斜入射角度的調節范圍為0°～85°。

6.根據權利要求1所述的一種基于TiO₂納米粒子多孔薄膜的固態發光體全內反射光引出方法,?其特征在于在步驟d中所述制備TiO₂納米粒子的方法，在直接氧化或沉積/氧化交替進行的方式中，通入氧氣的氣壓為10~50Pa，氧化時間為5min~30min。