專利名稱：高真空場調(diào)制有機小分子定向納米薄膜的制備方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于有機小分子定向納米薄膜的場調(diào)制方法及系統(tǒng)，這種有機納米薄膜可應(yīng)用于所有有機半導(dǎo)體器件中。
背景技術(shù)：
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(shù)等重大發(fā)現(xiàn)。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(lǐng)域的應(yīng)用是近年來一個嶄新的研究方向，它體現(xiàn)了化學與材料、電子等學科的結(jié)合，并逐漸形成一個新興的行業(yè)一一有機電子產(chǎn)業(yè)。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(fā)光顯示屏。韓國三星SDI公司的首席技術(shù)官兼副總裁表示，有機發(fā)光顯示器(OLED)顯示技術(shù)將是革命性的進步，2010年，OLED的市場規(guī)模將擴大到37億美元。中國大陸第一條OLED生產(chǎn)線也將投產(chǎn)，維信諾公司有機發(fā)光顯示器(OLED)大規(guī)模生產(chǎn)線已于2008年下半年在中國江蘇省昆山市正式運營投產(chǎn)。這是中國在顯示產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域第一次依靠自主掌握的技術(shù)實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，標志著中國新型平板顯示技術(shù)領(lǐng)域通過多年的自主創(chuàng)新終于破繭成蝶，實現(xiàn)了從技術(shù)到產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化。但目前還有很多基礎(chǔ)性的問題需要進一步研究，從而推進產(chǎn)業(yè)化的進程。有機電子學的研究中，有關(guān)有機材料的電子結(jié)構(gòu)、電子遷移、能量傳遞、 光電轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)設(shè)計上的多樣性是其相對于無機材料的一個重要優(yōu)點，但是如何 更好地根據(jù)需要設(shè)計滿足要求的分子還缺乏有力的理論指導(dǎo)。提高有機材料的 穩(wěn)定性，不斷探索新的器件結(jié)構(gòu)和薄膜制備技術(shù)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(nèi)部載流子的輸運情況，它 直接影響電致發(fā)光器件的載流子平衡、器件的發(fā)光效率等關(guān)鍵問題。
在高真空蒸發(fā)過程中場調(diào)制的有機小分子定向納米薄膜的制備，目前國內(nèi) 外還沒有其他研究組有相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，在高真空蒸發(fā)過程中場調(diào)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(fā)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(fā)現(xiàn)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(fā)過程中，施加不同偏振方向的線偏振光，調(diào)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(fā)明的技術(shù)方案是
高真空場調(diào)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(fā)舟(3)通直流電，蒸發(fā)速率0. lnm/s
0. 3服/s;
步驟2，在蒸發(fā)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(fā)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(fā)粒子流方向，這束入射偏振光調(diào)制單個有機小分
子材料分子的取向；
步驟3，被光場調(diào)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(diào)制有機小分子定向納米薄膜的制備系統(tǒng)，包括在高真空蒸發(fā)腔 一側(cè)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(fā)腔外，緊
挨著玻璃視窗固定一個方向能調(diào)節(jié)的偏振片，在偏振片前放置一個光強能調(diào)節(jié) 的白光光源。
本發(fā)明的有益效果-
利用熱蒸發(fā)技術(shù)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(fā)的有 機小分子在高真空蒸發(fā)腔中上升時受到入射光的電磁場的調(diào)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。


圖1高真空場調(diào)制實驗裝置簡圖。
圖中真空腔l、襯底2、蒸發(fā)分子束3、蒸發(fā)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(fā)速率為0. lnm/s條件下制備的Alq3 薄膜的表面形貌。
具體實施方式
結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
高真空場調(diào)制有機小分子定向納米薄膜的制備系統(tǒng)，見圖l，它包括在高真
空蒸發(fā)腔1 一側(cè)的中部開一個與腔體密封的直徑為10Cm的玻璃視窗7，高真空
蒸發(fā)腔外，緊挨著玻璃視窗固定一個方向能調(diào)節(jié)的偏振片6，在偏振片前放置一
個光強能調(diào)節(jié)的白光光源5。
高真空場調(diào)制有機小分子定向納米薄膜的制備方法一
在清洗潔凈的IT0襯底上沉積八羥基喹啉鋁(Alq3)的步驟
步驟l，給裝有Alq3的蒸發(fā)舟3通直流電，蒸發(fā)速率O. lnrn/s;
步驟2，在蒸發(fā)的時候，由白光光源5向真空腔中入射一束白光，光強為
500坎德拉，發(fā)出的白光，通過放在玻璃視窗7前的偏振片6獲得一束偏振光，
偏振光的偏振化方向平行于蒸發(fā)的Alq3粒子流方向，這束入射光調(diào)制單個有機
小分子材料分子的取向；
步驟3，被光場調(diào)制的Alq3分子垂直于IT0襯底排布，形成定向排布的有機
小分子納米薄膜。
圖2在光強為500坎德拉的偏振光，蒸發(fā)速率為0. lnm/s條件下制備的Alq3 薄膜的表面形貌。從薄膜的表面形貌圖中可以看出制備出了垂直于襯底排布的、
均勻的AlQ3納米棒狀薄膜。
高真空場調(diào)制有機小分子定向納米薄膜的制備方法二 在清洗潔凈的ITO襯底上沉積酞菁銅(CuPc)的步驟
高真空場調(diào)制有機小分子定向納米薄膜的制備方法，其制備方法的步驟
步驟1，給裝有有機小分子材料為CuPc的蒸發(fā)舟3通直流電，蒸發(fā)速率 0. 3nm/s;
步驟2，在蒸發(fā)CuPc的時候，由白光光源(5)向真空腔中入射一束白光，光強為1000坎德拉，發(fā)出的白光，通過放在玻璃視窗(7)前的偏振片(6)獲 得一束偏振光，偏振光的偏振化方向平行于蒸發(fā)的CuPc粒子流方向，這束入射
光調(diào)制單個有機小分子材料分子的取向；
步驟3，被光場調(diào)制的CuPc分子垂直于ITO襯底排布，形成定向排布的有
機小分子納米薄膜。
高真空場調(diào)制有機小分子定向納米薄膜的制備方法三 在清洗潔凈的IT0襯底上沉積丁二烯(PBD)的步驟
步驟1，給裝有有機小分子材料為PBD的蒸發(fā)舟3通直流電，蒸發(fā)速率 0. 2nm/s;
步驟2，在PBD蒸發(fā)的時候，由白光光源5向真空腔中入射一束白光，光強 為100坎德拉，發(fā)出的白光，通過放在玻璃視窗7前的偏振片6獲得一束偏振 光，偏振光的偏振化方向垂直于蒸發(fā)的PBD粒子流方向，這束入射光調(diào)制單個 有機小分子材料分子的取向；
步驟3，被光場調(diào)制的PBD分子平行于ITO襯底排布，形成定向排布的有機小分 子納米薄膜。
權(quán)利要求
1. 高真空場調(diào)制有機小分子定向納米薄膜的制備方法，其特征是制備方法的步驟步驟1，給裝有有機小分子材料的蒸發(fā)舟(3)通直流電，蒸發(fā)速率0.1nm/s～0.3nm/s；步驟2，在蒸發(fā)的時候，由白光光源(5)向真空腔中入射一束白光，光強為100～1000坎德拉，發(fā)出的白光，通過放在玻璃視窗(7)前的偏振片(6)獲得一束偏振光，偏振光的偏振化方向平行于蒸發(fā)粒子流方向，這束入射光調(diào)制單個有機小分子材料分子的取向；步驟3，被光場調(diào)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。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高真空場調(diào)制有機小分子定向納米薄膜的制備方法，其特征是有機小分子材料為八羥基喹啉鋁、酞菁銅或聚丁二烯。
3. 高真空場調(diào)制有機小分子定向納米薄膜的制備系統(tǒng)，包括高真空蒸發(fā)腔，其特征是在高真空蒸發(fā)腔(l)一側(cè)的中部開一個與腔體密封的直徑為10Cm的玻璃視窗(7)，高真空蒸發(fā)腔外，緊挨著玻璃視窗固定一個方向能調(diào)節(jié)的偏振片(6)，在偏振片前放置一個光強能調(diào)節(jié)的白光光源(5)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高真空場調(diào)制有機小分子定向納米薄膜的制備方法及系統(tǒng)，該納米薄膜適用于所有有機半導(dǎo)體器件中。該方法的步驟給裝有有機小分子材料的蒸發(fā)舟(3)通直流電，控制有機小份子材料的蒸發(fā)速率0.1nm/s～0.3nm/s；向真空腔中入射一束光強100～1000坎德拉白光，經(jīng)放在玻璃視窗(7)前的偏振片(6)獲得一束光矢量方向平行蒸發(fā)粒子流的線偏振光，用此偏振光調(diào)制單個有機小分子取向；形成定向排布的有機小分子納米薄膜。該系統(tǒng)是在高真空蒸發(fā)腔(1)一側(cè)的中部開一個與腔體密封的直徑為10Cm的玻璃視窗，緊挨著玻璃視窗固定一個方向能調(diào)節(jié)的偏振片，在偏振片前放置一個光強能調(diào)節(jié)的白光光源(5)。
文檔編號C23C14/12GK101463463SQ20091007656
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者盧麗芳, 張?？? 征 徐, 王永生, 趙謖玲 申請人:北京交通大學