[實(shí)用新型]基于金屬納米電極的定向發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光器件陣列

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920723364.0
• 申請(qǐng)日: 2019-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN210245553U
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張新平;黃翠鶯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L51/52
• 分類號(hào): H01L51/52;H01L51/56
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

基于金屬納米電極的定向發(fā)射有機(jī)電致發(fā)光器件陣列，屬于有機(jī)光電子學(xué)和納米光子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。在玻璃基底上，利用光刻膠納米光柵作為模版，在納米光柵每一個(gè)凸起柵線的同一側(cè)傾斜面上，制備與所在傾斜面平行的納米尺度的有機(jī)電致發(fā)光器件，所述的納米尺度的有機(jī)電致發(fā)光器件為以凸起柵線側(cè)面向外依次層疊在一起的陽極層Au、空穴傳輸層PEDOT:PSS、有機(jī)發(fā)光層F8BT薄膜、電子傳輸層LiF、陰極Al。在納米光柵結(jié)構(gòu)上形成傾斜的有機(jī)電致發(fā)光器件，所有的有機(jī)電致發(fā)光器件形成陣列式結(jié)構(gòu)。本器件實(shí)現(xiàn)了其端發(fā)射工作方式，獲得了定向輸出的納米OLED陣列。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于有機(jī)光電子學(xué)和納米光子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，提出了一種納米尺度有機(jī)半導(dǎo)體電致發(fā)光器件(OLED)的設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)了其端發(fā)射工作方式，獲得了定向輸出的OLED陣列。

背景技術(shù)

有機(jī)電致發(fā)光器件(organic light emitting diodes,OLED)具有視角寬、重量輕、適用于柔性基底、工藝簡單等一系列特點(diǎn)，在新型顯示和固態(tài)照明領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。典型的透明基底“三明治”平板結(jié)構(gòu)的有機(jī)電致發(fā)光器件的光耦合輸出效率或輸出光的提取效率只有20％左右，有80％的光被限制在器件內(nèi)部或者在傳輸?shù)倪^程中被損耗。通過在器件的活性層、電極層甚至基底引入微納結(jié)構(gòu)，利用衍射和散射效應(yīng)可以提高器件的耦合輸出效率。相關(guān)研究已有較廣泛報(bào)道。但是，這些器件依舊采用平板“三明治”結(jié)構(gòu)，并沒有獲得較理想的優(yōu)化效果。目前對(duì)于OLED器件的研究多是效率，色度和顏色的穩(wěn)定性等方面，器件的發(fā)射方向性沒有得到足夠關(guān)注。制備具有定向發(fā)射特性的OLED器件在生物傳感器、自動(dòng)立體裸眼三維顯示器以及可見光通信方向具有重要應(yīng)用價(jià)值。此外，隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是微納加工技術(shù)水平和器件設(shè)計(jì)能力的不斷提升，對(duì)于器件微型化和集成度的要求也日益增大。制備微納尺度的發(fā)光器件成為當(dāng)前光電子技術(shù)領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展方向。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提出一種具有端發(fā)射、定向輸出特性的納米尺度有機(jī)電致發(fā)光器件陣列的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期功能。

基于金屬納米電極的定向發(fā)射有機(jī)半導(dǎo)體電致發(fā)光器件陣列，其特征在于，在玻璃基底上，利用光刻膠納米光柵作為模版，在納米光柵每一個(gè)凸起柵線的同一側(cè)傾斜面上，制備與所在傾斜面平行的納米尺度的有機(jī)電致發(fā)光器件。所述的納米尺度的有機(jī)電致發(fā)光器件為以凸起柵線側(cè)面向外依次層疊在一起的陽極層Au(厚度范圍優(yōu)選 40～100nm)、空穴傳輸層PEDOT:PSS(厚度范圍優(yōu)選5～20nm)、有機(jī)發(fā)光層F8BT薄膜(厚度范圍優(yōu)選60～100nm)、電子傳輸層LiF (厚度范圍優(yōu)選1～2nm)、陰極Al(厚度范圍優(yōu)選60～100nm)。在納米光柵結(jié)構(gòu)上形成傾斜的有機(jī)電致發(fā)光器件，所有的有機(jī)電致發(fā)光器件形成陣列式結(jié)構(gòu)，如圖1所示。凸起柵線傾斜面和法線的夾角也即有機(jī)電致發(fā)光器件的傾斜角度為10°～80°優(yōu)選30°。此角度可通過改變光柵形貌實(shí)現(xiàn)較大范圍的調(diào)諧，和光柵周期、占空比、調(diào)制深度、傾斜蒸鍍的角度密切相關(guān)。本實(shí)用新型所述的定向發(fā)射為有機(jī)電致發(fā)光器件所在的傾斜面方向，以光發(fā)射軸為中心強(qiáng)度降為1/2處的角度范圍定義為光發(fā)射全角。光發(fā)射全角范圍為有機(jī)電致發(fā)光器件的傾斜角度±10°所在的角度范圍。

具體制備流程，共包含以下四個(gè)步驟：

步驟一：干涉光刻技術(shù)制備光刻膠光柵模版；

步驟二：在光柵柵線同一側(cè)的所有傾斜面上沉積Au的納米薄膜陣列作為陽極層；

步驟三：然后在陽極層上依次旋涂PEDOT:PSS和F8BT溶液作為空穴傳輸層和有機(jī)發(fā)光層；

步驟四：然后在步驟三的傾斜面上依次沉積LiF和Al納米薄膜陣列作為電子傳輸層和陰極層。