本發(fā)明屬于發(fā)光器件領域，尤其涉及一種發(fā)光器件襯底及其制備方法、發(fā)光器件。

背景技術：

在信息社會的當代，作為可視信息傳輸媒介的顯示器的重要性在進一步加強，為了在未來占據(jù)主導地位，顯示器正朝著更輕、更薄、更低能耗、更低成本以及更好圖像質量的趨勢發(fā)展。有機電致發(fā)光二極管(OLED)由于其具有自發(fā)光、反應快、視角廣、亮度高、輕薄等優(yōu)點，其潛在的市場前景被業(yè)界看好。量子點發(fā)光器件(QLED)是在陽、陰極兩端加上直流電壓，驅動量子點材料發(fā)光的器件，由于其色彩飽和、光色純度高、發(fā)光量子效率高、單色性佳、發(fā)光顏色易調等優(yōu)點，近年來成了OLED的有力競爭者，被認為是下一代平板顯示器的優(yōu)勢技術。因此，這兩種顯示技術是目前顯示領域發(fā)展的兩個主要方向。

QLED和OLED發(fā)光是電光轉換的過程，由于器件內發(fā)光材料和空氣折射率的嚴重失配，當光從高折射率材料向低折射率材料傳播時，很大一部分光遭受全內反射，被捕獲的光子最終以波導的形式在高折射率的電極(比如ITO)中傳播或是從襯底的邊緣輻射出，從而降低器件的效率。同時，由于QLED或OLED器件內部產生的光學干擾現(xiàn)象，在頂發(fā)射器件和底發(fā)射器件中都存在微腔效應，在符合共振腔的條件下，只有特定波長的光才能在特定的角度射出，造成角度色散。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)光器件襯底及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有發(fā)光器件內反射降低器件發(fā)光效率效率、光學干擾造成角度色散的問題。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種含有上述發(fā)光器件襯底的發(fā)光器件。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種發(fā)光器件襯底，包括玻璃基板，設置在所述玻璃基板一表面的光散射層，以及覆蓋所述光散射層的平坦層，其中，所述光散射層具有隨機微納結構。

相應的，一種發(fā)光器件襯底的制備方法，包括以下步驟：

提供一玻璃基板；

在所述玻璃基板上依次沉積光散射材料層、金屬薄膜，對所述金屬薄膜進行快速熱處理，形成具有隨機微納結構的金屬掩膜層；

以所述金屬掩膜層作為掩膜板，對所述光散射材料層進行刻蝕處理，去除所述金屬掩膜層后形成具有隨機微納結構的光散射層；

在所述光散射層上沉積平坦層。

以及，一種發(fā)光器件，所述發(fā)光器件為OLED或QLED，其特征在于，所述發(fā)光器件包括上述的發(fā)光器件襯底。

本發(fā)明提供的發(fā)光器件襯底，在所述玻璃基板上設置有光散射層和平坦層，其中，所述光散射層具有隨機微納結構。本發(fā)明提供的發(fā)光器件襯底用于發(fā)光器件時，可以依靠所述光散射層隨機微納結構的散射作用，調整光從發(fā)光層到玻璃基底的入射角，減少發(fā)光器件內波導模式，從而大幅提高發(fā)光器件內光提取效率，提高光電器件的發(fā)光效率。同時，所述隨機微納結構會改變器件內光路的光程，削弱發(fā)光器件的微腔效應，從而改善角度色散的問題。

本發(fā)明提供的發(fā)光器件襯底的制備方法，在光散射材料層上沉積金屬薄膜，并對所述金屬薄膜進行快速熱處理。由于沉積在絕緣基底上的二維金屬薄膜處于熱力學不穩(wěn)定狀態(tài)，在熱處理條件下金屬會發(fā)生明顯的不規(guī)則團聚，形成具有隨機微納結構的金屬掩膜層。本發(fā)明利用所述金屬掩膜層作為掩模板，在所述玻璃基底上刻蝕出具有隨機微納結構的光散射層。利用該方法制備的光散射層可以依靠所述光散射層隨機微納結構的散射作用，調整光從發(fā)光層到玻璃基底的入射角，減少發(fā)光器件內波導模式，從而大幅提高發(fā)光器件內光提取效率，提高光電器件的發(fā)光效率。同時，所述隨機微納結構會改變器件內光路的光程，削弱發(fā)光器件的微腔效應，從而改善角度色散的問題。

本發(fā)明提出的發(fā)光器件，含有上述發(fā)光器件襯底，因此能夠有效提高器件發(fā)光效率，同時改善角度色散。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的發(fā)光器件襯底的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供發(fā)光器件襯底的制備方法中，沉積完金屬薄膜后的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供發(fā)光器件襯底的制備方法中，形成金屬掩膜層后的結構示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例提供發(fā)光器件襯底的制備方法中，對所述光散射材料層進行刻蝕處理后的結構示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例提供發(fā)光器件襯底的制備方法中，形成光散射層后的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種發(fā)光器件襯底，包括玻璃基板1，設置在所述玻璃基板1一表面的光散射層2，以及覆蓋所述光散射層2的平坦層3，其中，所述光散射層2具有隨機微納結構。

具體的，本發(fā)明實施例中，所述玻璃基板1的選擇不受限制，可采用發(fā)光器件領域用作襯底的常規(guī)玻璃基板。

所述光散射層2設置在所述玻璃基板1一表面，具體設置在發(fā)光層對應的玻璃基板1表面。進一步的，本發(fā)明實施例中，所述光散射層2具有隨機微納結構，所述隨機微納結構的散射作用，可以有效調整光從發(fā)光層到玻璃基底的入射角，減少發(fā)光器件內波導模式，從而大幅提高發(fā)光器件內光提取效率，提高光電器件的發(fā)光效率。同時，所述隨機微納結構會改變器件內光路的光程，削弱發(fā)光器件的微腔效應，從而改善角度色散的問題。

本發(fā)明實施例中對用于制作所述光散射層2的材料有一定的要求，具體的，所述光散射層2的材料不僅要具有較好的透光性，而且應具有合適的折射率(比光電器件有機層的折射率要高)。優(yōu)選的，所述光散射層2的材料為SiO₂、TiO₂中的至少一種。優(yōu)選的光散射層2的材料，均具有較好的透光性，此外，所述SiO₂的折射率為1.5，所述TiO₂的折射率為2.1，滿足彈性反射條件，使得光傳播過程中沒有能量損失。

優(yōu)選的，本發(fā)明實施例中，所述光散射層2的厚度為400-600nm，與發(fā)光波長匹配。若所述光散射層2的厚度過薄，則不利于散射效果的實現(xiàn)；若所述光散射層2的厚度過厚，則可能會影響透光性。

本發(fā)明實施例中，所述平坦層3用于填充所述光散射層2中隨機微納結構的空隙，同時提供平整的表面，用方便沉積光電器件的發(fā)光功能層。具體的，所述平坦層3的材料一方面應滿足折射率要求，在1.4-1.6之間，同時，應在制備過程中易于平整化。優(yōu)選的，所述平坦層3的材料為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)中的至少一種。進一步優(yōu)選的，所述平坦層3的厚度為1-2μm。該優(yōu)選的厚度，可以保證填充所述光散射層2中隨機微納結構的空隙，此外，還能形成一層平坦的膜層結構，便于制備光電器件的發(fā)光功能層。

本發(fā)明實施例提供的發(fā)光器件襯底，在所述玻璃基板上設置有光散射層和平坦層，其中，所述光散射層具有隨機微納結構。本發(fā)明實施例提供的發(fā)光器件襯底用于發(fā)光器件時，可以依靠所述光散射層隨機微納結構的散射作用，調整光從發(fā)光層到玻璃基底的入射角，減少發(fā)光器件內波導模式，從而大幅提高發(fā)光器件內光提取效率，提高光電器件的發(fā)光效率。同時，所述隨機微納結構會改變器件內光路的光程，削弱發(fā)光器件的微腔效應，從而改善角度色散的問題。

本發(fā)明實施例還提供的發(fā)光器件襯底，可以通過下述方法制備獲得。

相應的，結合圖1-5，本發(fā)明實施例還提供了一種發(fā)光器件襯底的制備方法，包括以下步驟：

S01.提供一玻璃基板1；

S02.在所述玻璃基板1上依次沉積光散射材料層2’、金屬薄膜4’，對所述金屬薄膜4’進行快速熱處理，形成具有隨機微納結構的金屬掩膜層4”；

S03.以所述金屬掩膜層4”作為掩膜板，對所述光散射材料層2’進行刻蝕處理，去除所述金屬掩膜層4”后形成具有隨機微納結構的光散射層2；

S04.在所述光散射層2上沉積平坦層3。

具體的，上述步驟S01中，所述玻璃基板1的選擇沒有限制。

上述步驟S02中，在所述玻璃基板1上沉積光散射材料層2’，可以采用等離子體化學氣相沉積方法、磁控濺射法、原子沉積法等實現(xiàn)。在所述光散射材料層2’上沉積金屬薄膜4’，可以用真空熱蒸鍍技術、磁控濺射法等方法實現(xiàn)。在所述玻璃基板1上沉積光散射材料層2’、金屬薄膜4’后的結構如圖2所示。

本發(fā)明實施例中，所述金屬薄膜4’的材料為Cu、Ag、Au、Pt及其合金。優(yōu)選的，所述金屬薄膜4’的厚度為30-60nm，一方面，有利于退火過程中金屬掩膜層4”的形成；另一方面，可以防止在退火過程中對所述光散射材料層2’造成破壞。

沉積完金屬薄膜4’后，對所述金屬薄膜4’進行快速熱處理，使二維金屬薄膜4’處于熱力學不穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)生明顯的不規(guī)則團聚，形成具有隨機微納結構的金屬掩膜層4”。本發(fā)明實施例形成金屬掩膜層4”后的結構如圖3所示。優(yōu)選的，所述快速熱處理的方法為惰性氣氛下，在500-800℃條件下處理2-6min。若所述溫度過高或時間過長，則會造成所述光散射材料層2’中的光散射材料發(fā)生晶體結構的轉變，從而使其密度、原子結構排布等發(fā)生改變，從而影響散射效果，甚至無法實現(xiàn)散射效果。若所述溫度過低或時間過短，則所述金屬薄膜4’的不規(guī)則團聚不明顯，不能形成具有隨機微納結構的金屬掩膜層4”。

上述步驟S03中，以所述金屬掩膜層4”作為掩膜板，對所述光散射材料層2’進行刻蝕處理，優(yōu)選的，所述刻蝕處理采用等離子體刻蝕方法實現(xiàn)，且以CF₄、或CF₄和H₂的混合氣體作為刻蝕氣體，有利于得到效果較好的隨機微納結構。進一步優(yōu)選的，以所述CF₄和H₂的混合氣體的總體積百分含量為100％計，所述H₂的體積百分含量≤10％。對所述光散射材料層2’進行刻蝕處理后的結構如圖4所示。去除所述金屬掩膜層4”后漏出具有隨機微納結構的光散射層2，形成光散射層2后的結構如圖5所示。去除所述金屬掩膜層4”的方法可以采用腐蝕去除，具體的，如采用硝酸腐蝕去除所述金屬掩膜層4”。

上述步驟S04中，在所述光散射層2上沉積平坦層3的方法優(yōu)選為：在所述光散射層2上沉積平坦層3材料，然后在120-150℃條件下退火30-60min。其中，沉積方法可采用溶液加工法，其退火處理的條件不僅可以有效去除溶劑，還能形成致密膜層。在所述光散射層2上沉積平坦層3后最終得到如圖1所示的發(fā)光器件襯底。

本發(fā)明實施例提供的發(fā)光器件襯底的制備方法，在光散射材料層上沉積金屬薄膜，并對所述金屬薄膜進行快速熱處理。由于沉積在絕緣基底上的二維金屬薄膜處于熱力學不穩(wěn)定狀態(tài)，在熱處理條件下金屬會發(fā)生明顯的不規(guī)則團聚，形成具有隨機微納結構的金屬掩膜層。本發(fā)明實施例利用所述金屬掩膜層作為掩模板，在所述玻璃基底上刻蝕出具有隨機微納結構的光散射層。利用該方法制備的光散射層可以依靠所述光散射層隨機微納結構的散射作用，調整光從發(fā)光層到玻璃基底的入射角，減少發(fā)光器件內波導模式，從而大幅提高發(fā)光器件內光提取效率，提高光電器件的發(fā)光效率。同時，所述隨機微納結構會改變器件內光路的光程，削弱發(fā)光器件的微腔效應，從而改善角度色散的問題。

以及，本發(fā)明實施例還提供了一種發(fā)光器件，所述發(fā)光器件為OLED或QLED，其特征在于，所述發(fā)光器件包括上述的發(fā)光器件襯底。

本發(fā)明實施例提出的發(fā)光器件，含有上述發(fā)光器件襯底，因此能夠有效提高器件發(fā)光效率，同時改善角度色散。

下面結合具體實施例進行說明。

實施例1

一種發(fā)光器件襯底的制備方法，包括以下步驟：

S11.提供清洗干凈的玻璃基板；

S12.利用等離子體化學氣相沉積系統(tǒng)沉積400～600nm的SiO₂薄膜，利用真空熱蒸鍍技術在SiO₂薄膜上沉積30～60nm的Cu薄膜，將沉積后的Cu薄膜在氮氣中利用快速退火工藝在500～800℃退火2～6min，加速金屬薄膜的團聚現(xiàn)象，形成具有隨機微納結構的金屬掩膜層；

S13.使用等離子體刻蝕工藝，以CF₄+H₂氣體作為刻蝕氣體，刻蝕掉無Cu覆蓋的SiO₂薄膜，然后用硝酸腐蝕掉作為掩模板的Cu，形成具有隨機微納結構的光散射層；

S14.在具有隨機微納結構的SiO₂上噴涂1～2um的聚甲基丙烯酸甲酯溶液，然后在120～150℃下烘烤30～60min，形成平坦層。

實施例2

一種發(fā)光器件襯底的制備方法，包括以下步驟：

S21.提供清洗干凈的玻璃基板；

S22.利用等離子體化學氣相沉積系統(tǒng)沉積400～600nm的SiO₂薄膜，利用磁控濺射技術在SiO₂薄膜上沉積30～60nm的Ag薄膜，將沉積后的Ag薄膜在氮氣中利用快速退火工藝在500～800℃退火2～6min，加速金屬薄膜的團聚現(xiàn)象，形成具有隨機微納結構的金屬掩膜層；

S23.使用等離子體刻蝕工藝，以CF₄氣體作為刻蝕氣體，刻蝕掉無Ag覆蓋的SiO₂薄膜，然后用硝酸腐蝕掉作為掩模板的Ag，形成具有隨機微納結構的光散射層；

S24.在具有隨機微納結構的SiO₂上噴涂1～2um的聚甲基丙烯酸甲酯溶液，然后在120～150℃下烘烤30～60min，形成平坦層。

實施例3

一種發(fā)光器件襯底的制備方法，包括以下步驟：

S31.提供清洗干凈的玻璃基板；

S32.利用等離子體化學氣相沉積系統(tǒng)沉積400～600nm的SiO₂薄膜，利用真空熱蒸鍍技術在SiO₂薄膜上沉積30～60nm的Pt或Au薄膜，將沉積后的Pt或Au薄膜在氮氣中利用快速退火工藝在500～800℃退火2～6min，加速金屬薄膜的團聚現(xiàn)象，形成具有隨機微納結構的金屬掩膜層；

S33.使用等離子體刻蝕工藝，以CF₄氣體作為刻蝕氣體，刻蝕掉無Pt或Au覆蓋的SiO₂薄膜，然后用王水腐蝕掉作為掩模板的Pt或Au，形成具有隨機微納結構的光散射層；

S34.在具有隨機微納結構的SiO₂上噴涂1～2um的聚苯乙烯(PS)溶液，然后在120～150℃下烘烤30～60min，形成平坦層。

實施例4

一種發(fā)光器件襯底的制備方法，包括以下步驟：

S41.提供清洗干凈的玻璃基板；

S42.利用反應磁控濺射沉積400～600nm的TiO₂薄膜，利用真空熱蒸鍍技術在TiO₂薄膜上沉積30～60nm的Cu薄膜，將沉積后的Cu薄膜在氮氣中利用快速退火工藝在500～800℃退火2～6min，加速金屬薄膜的團聚現(xiàn)象，形成具有隨機微納結構的金屬掩膜層；

S43.使用等離子體刻蝕工藝，以CF₄氣體作為刻蝕氣體，刻蝕掉無Cu覆蓋的TiO₂薄膜，然后用硝酸腐蝕掉作為掩模板的Cu，形成具有隨機微納結構的光散射層；

S44.在具有隨機微納結構的TiO₂上噴涂1～2um的聚甲基丙烯酸甲酯溶液，然后在120～150℃下烘烤30～60min，形成平坦層。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。