[发明专利]一种用于光提取的随机纳米图案制备方法

说明书

本发明涉及一种用于光提取的随机纳米图案制备方法。所述随机皱褶图案的制备主要通过软印刷复制方法实现，采用原子层沉积方法生长多晶态氧化物薄膜，并以结晶颗粒为掩膜进行表面刻蚀，形成高低起伏的表面，然后配制软印刷复制材料PDMS对其表面进行压印，形成随机褶皱图案。通过改变生长条件调节结晶颗粒的分布及尺寸，从而调控随机皱褶团案的高低起伏情况，形成不同的微结构并应用于光电器件的光效提升。本发明结构简单、制作方法工艺简单、操作简便、成本低，且能大大提高光电器件的外量子点效率，效果显著。

技术领域

本发明涉及光电显示领域，尤其涉及一种用于光提取的随机纳米图案制备方法。

背景技术

OLED和QLED具有自发光、高发光效率、高色域、高色纯度、快速响应等优点，被视为下一代显示技术。通过优化材料和器件结构，两者的内量子效率可以达到接近100%，但是由于器件内部存在着许多光损失，如全内反射（TIR）、阳极与有机层间的波导模式以及阴极的表面等离子极化（SPP）模式，器件的外量子效率通常低于30%，还存在着很大的提升空间。在过去的研究中，微透镜、金属纳米颗粒、光子晶体、微纳结构等方式被广泛采用，并在一定程度上提高了器件的发光效率，但是它们也存在一定的问题，如制备工艺复杂、对设备和精度要求较高、成本高等。

针对上述问题，本发明结合原子层沉积技术和软印刷技术，提出一种用于光提取的随机纳米图案制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于光提取的随机纳米图案制备方法，该方法结构简单、制作方法工艺简单、操作简便、成本低，且能大大提高光电器件的外量子点效率，效果显著。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于光提取的随机纳米图案制备方法，包括如下步骤：

步骤S01、采用原子层沉积在干净的基板上生长氧化物薄膜；

步骤S02、通过改变沉积温度控制氧化物薄膜的晶体结构，实现从非晶到多晶的可控生长；

步骤S03、调节沉积参数获得具有不同尺寸和分布的氧化物结晶颗粒，具体地，通过调节温度改变氧化物结晶颗粒的数量和分布，通过调节前驱体脉冲时间和沉积周期数改变氧化物结晶颗粒的尺寸；

步骤S04、以氧化物结晶颗粒为掩膜进行刻蚀，在基板上形成包含有氧化物晶粒的随机纳米图案；

步骤S05、配制作为压印模具的液态聚二甲基硅氧烷PDMS，对其进行抽气处理以消除气泡；

步骤S06、将液态聚二甲基硅氧烷PDMS涂覆到步骤S04的随机纳米图案的图形化表面，放置于水平台上静置流平，并进行热固化，形成高低起伏的随机褶皱图案；

步骤S07、将带有随机皱褶图案的PDMS膜与图形化基板分离，并利用折射率匹配液将PDMS固定于光电器件的发光面，其中，有随机皱褶图案的一侧朝外。

在本发明一实施例中，所述氧化物包括二氧化钛（TiO₂）、氧化铝（Al₂O₃）、氧化锌（ZnO₂）、氧化铪（HfO₂）。

在本发明一实施例中，所述步骤S03中，温度升高，氧化物结晶颗粒数增多，分布变密集。

在本发明一实施例中，所述步骤S03中，前驱体脉冲时间和沉积周期数增加，氧化物结晶颗粒的尺寸变大，粒径大小在50nm-500nm之间，高度在100nm-2μm之间。

在本发明一实施例中，所述步骤S04中，掩膜刻蚀完基板上的起伏表面，高度在100nm-10μm之间，宽度由氧化物结晶颗粒的间距决定。

在本发明一实施例中，所述步骤S04中，可采用不刻蚀方案替代，即不对氧化物结晶颗粒进行掩膜刻蚀，直接将氧化物结晶颗粒作为模板进行压印图形。