图1。1 MEH-PPV的分子式
2 有机薄膜制备方法简介
薄膜的特性对于其发光亮度与效率影响比较大,为了用特性好的薄膜制造高亮度、高效率的器件,制备性能优越的薄膜是十分重要的。现在常用的制备薄膜的方法主要有:一、物理方法,如真空蒸发镀膜法、溅射镀膜法、外延法和物理气相沉积法等;二、化学方法:如气相反应方法、液相反应方法等。对于有机光电薄膜,一般采用真空蒸镀法,旋涂法以及LB膜法等方法。
2。1 真空蒸镀法
真空蒸镀法是一种制备有机小分子薄膜的常用方法,对于没有合适的溶剂的材料比较适用。在真空中加热蒸发待成膜材料,使其形成蒸汽流,发射在基片成膜的一面,凝结成均匀的固态薄膜。真空蒸镀法原理图如图2。1所示。
图2。1 真空蒸镀法原理图
真空蒸镀法有单蒸发源法和多蒸发源法。多蒸发源法适用于所制备有机薄膜包含多种有机成分的情况,通过利用不同的材料性质上的差别,控制其蒸发的温度和蒸发速率等条件,实现多源蒸发。因为有些有机物蒸发不易控制,所以通过多蒸发源法制备的薄膜可能质量不会达到要求。单蒸发源法不需要平衡各种不同有机物蒸发速率与温度,找到理想的蒸镀温度后,可以迅速生成高质量的有机薄膜。
2。2 旋涂法
旋涂法是一种非常常用的制备聚合物薄膜的方法。这种方法需要选择适合材料的溶剂,配置合适浓度的溶剂,同时旋涂时还要采用适当的旋涂速度和足够的时间。有时为了提高成膜的质量,会利用如臭氧等物质处理基片表面,使有机溶液更好的在基片上延展;在薄膜沉积后,通过低温退火处理,也会提高成膜质量。旋涂时,将溶液滴一滴在基片中心,利用旋涂仪在1000-6000rpm的高速旋转基片,溶液会因离心力的作用,被分散开来,大部分溶液会被甩出基片,留下薄薄的膜层覆盖在基片上。材料的各种性质和旋涂的各种参量会决定到成膜的性质。
旋涂的过程主要包含有配料、和溶剂挥发成膜三个阶段。配料通常有静态配料与动态配料两种方法[2]。静态配料是指将一定量的溶液滴于基片中央后,再进行高速旋转,让材料均匀覆盖。动态配料是指基片进行低速旋转,如500rpm的速度旋转的同时,将溶液适量滴在基片上。因为配料时基片在旋转,溶液可以更好的覆盖基片,当溶液的黏性不够好时,动态配料可以让溶液更好的成膜,这是动态配料的优势所在。配料完成后,开始让旋涂仪加速旋转基片,通常根据溶液与材料的性质至1500-6000rpm之间,使溶液层越来越薄,直至成膜。在一些情况下,高速旋转后会有干燥薄膜的过程,特别是膜比较厚的情况下,长时间的干燥会增加薄膜的物理稳定性。
利用旋涂方法制膜的方法十分普遍,设备成本也不高,但因为大部分的原材料被离心力甩出基片外,浪费了很多原材料,所以,旋涂法并不能在工业上实现大面积、低成本制膜。虽然如此,实验室研究材料时,旋涂法仍然是一种方便快捷的成膜方法,因而一直被广泛的使用。