[实用新型]基于金属纳米电极的定向发射有机电致发光器件阵列

说明书

基于金属纳米电极的定向发射有机电致发光器件阵列，属于有机光电子学和纳米光子学技术领域。在玻璃基底上，利用光刻胶纳米光栅作为模版，在纳米光栅每一个凸起栅线的同一侧倾斜面上，制备与所在倾斜面平行的纳米尺度的有机电致发光器件，所述的纳米尺度的有机电致发光器件为以凸起栅线侧面向外依次层叠在一起的阳极层Au、空穴传输层PEDOT:PSS、有机发光层F8BT薄膜、电子传输层LiF、阴极Al。在纳米光栅结构上形成倾斜的有机电致发光器件，所有的有机电致发光器件形成阵列式结构。本器件实现了其端发射工作方式，获得了定向输出的纳米OLED阵列。

技术领域

本实用新型属于有机光电子学和纳米光子学技术领域，提出了一种纳米尺度有机半导体电致发光器件(OLED)的设计思想，实现了其端发射工作方式，获得了定向输出的OLED阵列。

背景技术

有机电致发光器件(organic light emitting diodes,OLED)具有视角宽、重量轻、适用于柔性基底、工艺简单等一系列特点，在新型显示和固态照明领域具有巨大的应用前景。典型的透明基底“三明治”平板结构的有机电致发光器件的光耦合输出效率或输出光的提取效率只有20％左右，有80％的光被限制在器件内部或者在传输的过程中被损耗。通过在器件的活性层、电极层甚至基底引入微纳结构，利用衍射和散射效应可以提高器件的耦合输出效率。相关研究已有较广泛报道。但是，这些器件依旧采用平板“三明治”结构，并没有获得较理想的优化效果。目前对于OLED器件的研究多是效率，色度和颜色的稳定性等方面，器件的发射方向性没有得到足够关注。制备具有定向发射特性的OLED器件在生物传感器、自动立体裸眼三维显示器以及可见光通信方向具有重要应用价值。此外，随着纳米技术的飞速发展，尤其是微纳加工技术水平和器件设计能力的不断提升，对于器件微型化和集成度的要求也日益增大。制备微纳尺度的发光器件成为当前光电子技术领域的重点发展方向。

实用新型内容

本实用新型提出一种具有端发射、定向输出特性的纳米尺度有机电致发光器件阵列的设计，实现了预期功能。

基于金属纳米电极的定向发射有机半导体电致发光器件阵列，其特征在于，在玻璃基底上，利用光刻胶纳米光栅作为模版，在纳米光栅每一个凸起栅线的同一侧倾斜面上，制备与所在倾斜面平行的纳米尺度的有机电致发光器件。所述的纳米尺度的有机电致发光器件为以凸起栅线侧面向外依次层叠在一起的阳极层Au(厚度范围优选 40～100nm)、空穴传输层PEDOT:PSS(厚度范围优选5～20nm)、有机发光层F8BT薄膜(厚度范围优选60～100nm)、电子传输层LiF (厚度范围优选1～2nm)、阴极Al(厚度范围优选60～100nm)。在纳米光栅结构上形成倾斜的有机电致发光器件，所有的有机电致发光器件形成阵列式结构，如图1所示。凸起栅线倾斜面和法线的夹角也即有机电致发光器件的倾斜角度为10°～80°优选30°。此角度可通过改变光栅形貌实现较大范围的调谐，和光栅周期、占空比、调制深度、倾斜蒸镀的角度密切相关。本实用新型所述的定向发射为有机电致发光器件所在的倾斜面方向，以光发射轴为中心强度降为1/2处的角度范围定义为光发射全角。光发射全角范围为有机电致发光器件的倾斜角度±10°所在的角度范围。

具体制备流程，共包含以下四个步骤：

步骤一：干涉光刻技术制备光刻胶光栅模版；

步骤二：在光栅栅线同一侧的所有倾斜面上沉积Au的纳米薄膜阵列作为阳极层；

步骤三：然后在阳极层上依次旋涂PEDOT:PSS和F8BT溶液作为空穴传输层和有机发光层；

步骤四：然后在步骤三的倾斜面上依次沉积LiF和Al纳米薄膜阵列作为电子传输层和阴极层。