高真空场调制有机小分子定向纳米薄膜的制备方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高真空场调制有机小分子定向纳米薄膜的制备方法及系统，该纳米薄膜适用于所有有机半导体器件中。该方法的步骤：给装有有机小分子材料的蒸发舟（３）通直流电，控制有机小份子材料的蒸发速率０．１ｎｍ／ｓ～０．３ｎｍ／ｓ；向真空腔中入射一束光强１００～１０００坎德拉白光，经放在玻璃视窗（７）前的偏振片（６）获得一束光矢量方向平行蒸发粒子流的线偏振光，用此偏振光调制单个有机小分子取向；形成定向排布的有机小分子纳米薄膜。该系统是在高真空蒸发腔（１）一侧的中部开一个与腔体密封的直径为１０Ｃｍ的玻璃视窗，紧挨着玻璃视窗固定一个方向能调节的偏振片，在偏振片前放置一个光强能调节的白光光源（５）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于有机小分子定向纳米薄膜的场调制方法及系统，这种有机纳米薄膜可应用于所有有机半导体器件中。
技术介绍
2000年，美国的《科学》杂志将有机电子学取得的进展列为2000年十大科技成果之一，这些成果中包括人类基因组草图、克隆技术等重大发现。同一年诺贝尔化学奖授予了黑格尔、麦克迪亚米德、白川英树等人，奖励他们在有机电子学、有机/聚合物研究方面取得的重大突破。因此人们有理由相信随着有机电子学研究的深入，有机电子器件制备工艺的完善， 一个新的时代——有机电子时代必将到来。有机电子材料及其在信息领域的应用是近年来一个崭新的研究方向，它体现了化学与材料、电子等学科的结合，并逐渐形成一个新兴的行业一一有机电子产业。2007年12月日本SONY公司率先研制成功大小为11英寸、厚度只有3毫米、对比度可达1000000: 1、寿命达到2000小时的有机电致发光显示屏。韩国三星SDI公司的首席技术官兼副总裁表示，有机发光显示器(OLED)显示技术将是革命性的进步，2010年，OLED的市场规模将扩大到37亿美元。中国大陆第一条OLED生产线也将投产，维信诺公司有机发光显示器(OLED)大规模生产线已于2008年下半年在中国江苏省昆山市正式运营投产。这是中国在显示产业领域第一次依靠自主掌握的技术实现大规模生产，标志着中国新型平板显示
通过多年的自主创新终于破茧成蝶，实现了从技术到产业的转化。但目前还有很多基础性的问题需要进一步研究，从而推进产业化的进程。有机电子学的研究中，有关有机材料的电子结构、电子迁移、能量传递、 光电转换机理等仍然处于探索阶段，还没有形成公认合理的理论模型。有机材 料在分子结构设计上的多样性是其相对于无机材料的一个重要优点，但是如何 更好地根据需要设计满足要求的分子还缺乏有力的理论指导。提高有机材料的 稳定性，不断探索新的器件结构和薄膜制备技术将是有机电子学面临的长期课 题。有机分子在衬底上的不同排列方式将影响薄膜内部载流子的输运情况，它 直接影响电致发光器件的载流子平衡、器件的发光效率等关键问题。在高真空蒸发过程中场调制的有机小分子定向纳米薄膜的制备，目前国内 外还没有其他研究组有相关报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，在高真空蒸发过程中场调制的有机分子取 向的问题。大部分有机材料都是极性材料，对电磁场比较敏感，因此可以用具有某一 偏振方向的光来获得一个电磁场来影响有机小分子在高真空蒸发过程中的分子 取向。最近研究了在有光照射和黑暗条件下制备的有机小分子薄膜的光电特性， 发现在光照条件下制备的薄膜具有高的载流子输运能力。对有机小分子在高真 空蒸发过程中，施加不同偏振方向的线偏振光，调整有机小分子在衬底上的排 布方式，提高有机纳米薄膜中载流子迁移率。本专利技术的技术方案是高真空场调制有机小分子定向纳米薄膜的制备方法的步骤步骤1，给装有有机小分子材料的蒸发舟(3)通直流电，蒸发速率0. lnm/s 0. 3服/s;步骤2，在蒸发的时候，由白光光源向真空腔中入射一束白光，光强为100 1000坎德拉，发出的白光，通过放在玻璃视窗前的偏振片获得一束偏振光，偏 振光的偏振化方向平行于蒸发粒子流方向，这束入射偏振光调制单个有机小分子材料分子的取向；步骤3，被光场调制的有机小分子将垂直于衬底排布，形成定向排布的有机 小分子纳米薄膜。所述有机小分子材料为八羟基喹啉铝(Alq3)、酞菁铜(CuPc)或聚丁二烯 (PBD)。高真空场调制有机小分子定向纳米薄膜的制备系统，包括在高真空蒸发腔 一侧的中部开一个与腔体密封的直径为10Cm的玻璃视窗，高真空蒸发腔外，紧挨着玻璃视窗固定一个方向能调节的偏振片，在偏振片前放置一个光强能调节 的白光光源。本专利技术的有益效果-利用热蒸发技术制备有机小分子薄膜时，通过真空腔的玻璃视窗向真空腔 照射一束白光，通过放在玻璃视窗前的偏振片获得一束线偏振光。被蒸发的有 机小分子在高真空蒸发腔中上升时受到入射光的电磁场的调制，单个有机分子 在电磁场的作用下取向，从而可制备出定向排布的有机小分子纳米薄膜。附图说明图1高真空场调制实验装置简图。图中真空腔l、衬底2、蒸发分子束3、蒸发用电源4、光源5、偏振片6、 玻璃视窗7。图2在光强为500坎德拉的偏振光，蒸发速率为0. lnm/s条件下制备的Alq3 薄膜的表面形貌。具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步说明。高真空场调制有机小分子定向纳米薄膜的制备系统，见图l，它包括在高真空蒸发腔1 一侧的中部开一个与腔体密封的直径为10Cm的玻璃视窗7，高真空蒸发腔外，紧挨着玻璃视窗固定一个方向能调节的偏振片6，在偏振片前放置一个光强能调节的白光光源5。高真空场调制有机小分子定向纳米薄膜的制备方法一在清洗洁净的IT0衬底上沉积八羟基喹啉铝(Alq3)的步骤步骤l，给装有Alq3的蒸发舟3通直流电，蒸发速率O. lnrn/s;步骤2，在蒸发的时候，由白光光源5向真空腔中入射一束白光，光强为500坎德拉，发出的白光，通过放在玻璃视窗7前的偏振片6获得一束偏振光，偏振光的偏振化方向平行于蒸发的Alq3粒子流方向，这束入射光调制单个有机小分子材料分子的取向；步骤3，被光场调制的Alq3分子垂直于IT0衬底排布，形成定向排布的有机小分子纳米薄膜。图2在光强为500坎德拉的偏振光，蒸发速率为0. lnm/s条件下制备的Alq3 薄膜的表面形貌。从薄膜的表面形貌图中可以看出制备出了垂直于衬底排布的、均匀的AlQ3纳米棒状薄膜。高真空场调制有机小分子定向纳米薄膜的制备方法二 在清洗洁净的ITO衬底上沉积酞菁铜(CuPc)的步骤高真空场调制有机小分子定向纳米薄膜的制备方法，其制备方法的步骤步骤1，给装有有机小分子材料为CuPc的蒸发舟3通直流电，蒸发速率 0. 3nm/s;步骤2，在蒸发CuPc的时候，由白光光源(5)向真空腔中入射一束白光，光强为1000坎德拉，发出的白光，通过放在玻璃视窗(7)前的偏振片(6)获 得一束偏振光，偏振光的偏振化方向平行于蒸发的CuPc粒子流方向，这束入射光调制单个有机小分子材料分子的取向；步骤3，被光场调制的CuPc分子垂直于ITO衬底排布，形成定向排布的有机小分子纳米薄膜。高真空场调制有机小分子定向纳米薄膜的制备方法三 在清洗洁净的IT0衬底上沉积丁二烯(PBD)的步骤步骤1，给装有有机小分子材料为PBD的蒸发舟3通直流电，蒸发速率 0. 2nm/s;步骤2，在PBD蒸发的时候，由白光光源5向真空腔中入射一束白光，光强 为100坎德拉，发出的白光，通过放在玻璃视窗7前的偏振片6获得一束偏振 光，偏振光的偏振化方向垂直于蒸发的PBD粒子流方向，这束入射光调制单个 有机小分子材料分子的取向；步骤3，被光场调制的PBD分子平行于ITO衬底排布，形成定向排布的有机小分 子纳米薄膜。本文档来自技高网...

【技术保护点】
高真空场调制有机小分子定向纳米薄膜的制备方法，其特征是：制备方法的步骤：　步骤１，给装有有机小分子材料的蒸发舟（３）通直流电，蒸发速率０．１ｎｍ／ｓ～０．３ｎｍ／ｓ；　步骤２，在蒸发的时候，由白光光源（５）向真空腔中入射一束白光，光强为１００～１０００坎德拉，发出的白光，通过放在玻璃视窗（７）前的偏振片（６）获得一束偏振光，偏振光的偏振化方向平行于蒸发粒子流方向，这束入射光调制单个有机小分子材料分子的取向；　步骤３，被光场调制的有机小分子将垂直于衬底排布，形成定向排布的有机小分子纳米薄膜。

【技术特征摘要】
1. 高真空场调制有机小分子定向纳米薄膜的制备方法，其特征是制备方法的步骤步骤1，给装有有机小分子材料的蒸发舟(3)通直流电，蒸发速率0.1nm/s～0.3nm/s；步骤2，在蒸发的时候，由白光光源(5)向真空腔中入射一束白光，光强为100～1000坎德拉，发出的白光，通过放在玻璃视窗(7)前的偏振片(6)获得一束偏振光，偏振光的偏振化方向平行于蒸发粒子流方向，这束入射光调制单个有机小分子材料分子的取向；步骤3，被光场调制的有机小分子将垂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张福俊，徐征，王永生，赵谡玲，卢丽芳，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]