[發(fā)明專利]一種用于光提取的隨機(jī)納米圖案制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011138393.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112436096B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周雄圖;翁雅戀;郭太良;張永愛(ài);吳朝興;嚴(yán)群;孫捷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué);閩都創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號(hào): H01L51/52
• 分類號(hào): H01L51/52;B81B7/04;B81C1/00
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學(xué)俊

本發(fā)明涉及一種用于光提取的隨機(jī)納米圖案制備方法。所述隨機(jī)皺褶圖案的制備主要通過(guò)軟印刷復(fù)制方法實(shí)現(xiàn)，采用原子層沉積方法生長(zhǎng)多晶態(tài)氧化物薄膜，并以結(jié)晶顆粒為掩膜進(jìn)行表面刻蝕，形成高低起伏的表面，然后配制軟印刷復(fù)制材料PDMS對(duì)其表面進(jìn)行壓印，形成隨機(jī)褶皺圖案。通過(guò)改變生長(zhǎng)條件調(diào)節(jié)結(jié)晶顆粒的分布及尺寸，從而調(diào)控隨機(jī)皺褶團(tuán)案的高低起伏情況，形成不同的微結(jié)構(gòu)并應(yīng)用于光電器件的光效提升。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方法工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、成本低，且能大大提高光電器件的外量子點(diǎn)效率，效果顯著。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種用于光提取的隨機(jī)納米圖案制備方法。

背景技術(shù)

OLED和QLED具有自發(fā)光、高發(fā)光效率、高色域、高色純度、快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，被視為下一代顯示技術(shù)。通過(guò)優(yōu)化材料和器件結(jié)構(gòu)，兩者的內(nèi)量子效率可以達(dá)到接近100%，但是由于器件內(nèi)部存在著許多光損失，如全內(nèi)反射（TIR）、陽(yáng)極與有機(jī)層間的波導(dǎo)模式以及陰極的表面等離子極化（SPP）模式，器件的外量子效率通常低于30%，還存在著很大的提升空間。在過(guò)去的研究中，微透鏡、金屬納米顆粒、光子晶體、微納結(jié)構(gòu)等方式被廣泛采用，并在一定程度上提高了器件的發(fā)光效率，但是它們也存在一定的問(wèn)題，如制備工藝復(fù)雜、對(duì)設(shè)備和精度要求較高、成本高等。

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明結(jié)合原子層沉積技術(shù)和軟印刷技術(shù)，提出一種用于光提取的隨機(jī)納米圖案制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于光提取的隨機(jī)納米圖案制備方法，該方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方法工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、成本低，且能大大提高光電器件的外量子點(diǎn)效率，效果顯著。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種用于光提取的隨機(jī)納米圖案制備方法，包括如下步驟：

步驟S01、采用原子層沉積在干凈的基板上生長(zhǎng)氧化物薄膜；

步驟S02、通過(guò)改變沉積溫度控制氧化物薄膜的晶體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)從非晶到多晶的可控生長(zhǎng)；

步驟S03、調(diào)節(jié)沉積參數(shù)獲得具有不同尺寸和分布的氧化物結(jié)晶顆粒，具體地，通過(guò)調(diào)節(jié)溫度改變氧化物結(jié)晶顆粒的數(shù)量和分布，通過(guò)調(diào)節(jié)前驅(qū)體脈沖時(shí)間和沉積周期數(shù)改變氧化物結(jié)晶顆粒的尺寸；

步驟S04、以氧化物結(jié)晶顆粒為掩膜進(jìn)行刻蝕，在基板上形成包含有氧化物晶粒的隨機(jī)納米圖案；

步驟S05、配制作為壓印模具的液態(tài)聚二甲基硅氧烷PDMS，對(duì)其進(jìn)行抽氣處理以消除氣泡；

步驟S06、將液態(tài)聚二甲基硅氧烷PDMS涂覆到步驟S04的隨機(jī)納米圖案的圖形化表面，放置于水平臺(tái)上靜置流平，并進(jìn)行熱固化，形成高低起伏的隨機(jī)褶皺圖案；

步驟S07、將帶有隨機(jī)皺褶圖案的PDMS膜與圖形化基板分離，并利用折射率匹配液將PDMS固定于光電器件的發(fā)光面，其中，有隨機(jī)皺褶圖案的一側(cè)朝外。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述氧化物包括二氧化鈦（TiO₂）、氧化鋁（Al₂O₃）、氧化鋅（ZnO₂）、氧化鉿（HfO₂）。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述步驟S03中，溫度升高，氧化物結(jié)晶顆粒數(shù)增多，分布變密集。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述步驟S03中，前驅(qū)體脈沖時(shí)間和沉積周期數(shù)增加，氧化物結(jié)晶顆粒的尺寸變大，粒徑大小在50nm-500nm之間，高度在100nm-2μm之間。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述步驟S04中，掩膜刻蝕完基板上的起伏表面，高度在100nm-10μm之間，寬度由氧化物結(jié)晶顆粒的間距決定。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述步驟S04中，可采用不刻蝕方案替代，即不對(duì)氧化物結(jié)晶顆粒進(jìn)行掩膜刻蝕，直接將氧化物結(jié)晶顆粒作為模板進(jìn)行壓印圖形。