DE102016119623B4

DE102016119623B4 - Verfahren zur Herstellung einer optischen Vorrichtung

Info

Publication number: DE102016119623B4
Application number: DE102016119623.1A
Authority: DE
Inventors: Young Sam Park; Doo Hee Cho; Jeong Ik Lee; Jonghee Lee; Seongdeok Ahn; Byoung Gon Yu; Nam Sung Cho
Original assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Current assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Priority date: 2015-10-15
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2021-04-22
Anticipated expiration: 2036-10-15
Also published as: US20170108621A1; DE102016119623A1; US10509145B2

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer optischen Vorrichtung (1), wobei das Verfahren umfasst:das Bilden einer Substratstruktur (1000), die ein Substrat (100), eine Anodenschicht, eine Kathodenschicht, und eine dazwischengliegende Schicht zwischen der Anodenschicht und der Kathodenschicht beinhaltet, wobei die dazwischenliegende Schicht eine lichtemittierende Schicht oder eine lichtabsorbierende Schicht ist;das Erwärmen eines Vorläufers (505), um einen organischen Dampf zu bilden, unter einer Druckbedingung von 10-4Torr bis 1 Torr (1,00 Torr = 133 Pa); unddas Abscheiden des organischen Dampfs auf die Substratstruktur (1000) durch eine organische Dampfphasenabscheidung oder ein thermisches Verdampfen zum Bilden eines Arrays (1500) von gekrümmten Strukturen (500) durch eine Kristallisation der organischen Dämpfe, wobei das Array (1500) von gekrümmten Strukturen (500) voneinander beabstandet ist, auf der Substratstruktur (1000), wobei jede der gekrümmten Strukturen (500) des Arrays (1500) von gekrümmten Strukturen (500) eine gekrümmte Oberfläche aufweist, die von einer Oberfläche der Substratstruktur (1000) abgewandt ist,wobei die gekrümmten Strukturen (500) eine kristalline organische Verbindung umfassen, undwobei die dazwischenliegende Schicht ein erstes Licht zu den gekrümmten Strukturen (500) basierend auf einer ersten Spannung zwischen der Anodenschicht und der Kathodenschicht emittiert oder ein zweites Licht von den gekrümmten Strukturen (500) empfängt, um eine zweite Spannung zwischen der Anodenschicht und der Kathodenschicht zu erzeugen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft optische Vorrichtungen, und insbesondere gekrümmte Strukturen, diese umfassende Arrays und optische Vorrichtungen, welche die gekrümmten Strukturen und Arrays umfassen.
Eine optische Vorrichtung kann eine optoelektronische Vorrichtung umfassen, bei der elektromagnetische Strahlung durch Elektrizität erzeugt wird oder Elektrizität durch elektromagnetische Strahlung erzeugt wird. Die optische Vorrichtung kann optisch funktionale Folien, wie eine lichtbrechende Folie, eine lichtstreuende Folie, eine Blendschutzfolie und eine Trübungsfolie umfassen. Beispiele der optischen Vorrichtung können eine organische Leuchtdiode, eine Solarzelle und einen Photodetektor umfassen.
Eine organische lichtemittierende Vorrichtung ist eine selbstemittierende Vorrichtung, welche Licht durch elektrische Anregung eines organischen lichtemittierenden Materials emittiert. Die organische lichtemittierende Vorrichtung umfasst ein Substrat, eine Kathode, eine Anode und eine organische lichtemittierende Schicht. Die organische lichtemittierende Schicht kann zwischen der Kathode und der Anode angeordnet sein. Wenn eine Spannung an die organische lichtemittierende Vorrichtung angelegt wird, werden von der Kathode eingespeiste Elektronen und von der Anode eingespeiste Löcher in der organischen lichtemittierenden Schicht verbunden, um molekulare Exzitonen zu bilden. Die molekularen Exzitonen emittieren Licht, indem sie Energie freisetzen, wenn sie in einen Grundzustand zurückkehren.
Die Solarzelle ist eine Vorrichtung, welche Elektrizität aus äußerem Licht erzeugt. Aufgrund eines photoelektrischen Effekts erzeugt einfallendes Licht Elektronen und Löcher in einer lichtabsorbierenden Schicht. Die Elektronen und Löcher bewegen sich zu Elektroden (Anode und Kathode) hin, um Elektrizität zu erzeugen. Licht, das durch die lichtabsorbierende Schicht hindurchtritt, kann in der lichtabsorbierenden Schicht resorbiert werden, indem es durch eine lichtstreuende Folie gestreut/reflektiert wird. Der Photodetektor ist eine Vorrichtung, die äußeres Licht in ein elektrisches Signal umwandelt. Der Photodetektor ist eine Vorrichtung, welche die Intensität eines einfallenden Lichtsignals detektiert und in ein elektrisches Signal umwandelt.
Die lichtbrechende Folie kann mehr Licht in eine gewünschte Stelle einbringen, indem Licht einer spezifischen Wellenlänge gebrochen wird.
Die lichtstreuende Folie kann durchgelassenes Licht streuen.
Die Blendschutzfolie kann blendendes Licht unterdrücken, indem die Reflexion und die Brechung von Licht einer spezifischen Wellenlänge gesteuert wird.
Da die Trübfolie Licht einer spezifischen Wellenlänge streuen kann, kann die Durchlässigkeit der Trübfolie für Licht einer spezifischen Wellenlänge verringert werden.
CHOI, Yoonseuk, et al. „Mikrolinsenanordnung aus flüssigkristallinem Polymer mit einstellbarer Brennweite durch die Polarisationssteuerung einer Flüssigkristallschicht", Applied Physics Letters, 91, 221113 (2007), offenbart eine Mikrolinsenanordnung mit einstellbarer Brennweite durch die Verwendung eines doppelbrechenden flüssigkristallinen Polymers für die Linsenwirkung. Aufgrund der Differenz der effektiven Brechungsindizes wirkt es als eine positive oder negative Mikrolinse in Bezug auf den Polarisationszustand. Da die einfallende Polarisation durch das Hinzufügen einer Flüssigkristallschicht gesteuert wird, kann die Brennweite durch eine angelegte Spannung eingestellt werden. Verdrehte nematische und bistabile ferroelektrische Flüssigkristallmodi wurden angewandt, um die Möglichkeit verschiedener Ansteuerungsmerkmale, wie zum Beispiel eine kontinuierlich einstellbare Brennweite oder ein schnelles Schalten mit Memory-Effekt, zu demonstrieren.
US 5 926 319 A offenbart eine Vielzahl von Kombinationen von verschiedenen optischen Merkmalen in einem Mikrolinsenbildschirm. In einer Anordnung ist ein Bildschirm für Depixelierungszwecke vorgesehen, der ein Array von transparenten rechteckigen Bereichen in einem Lichtstreufeld umfasst, das durch kleinste dicht gepackte Mikrolinsen eines Typs mit abgestuftem Brechungsindex gebildet ist. In einer anderen Anordnung hat ein Bildschirm, der mit einem Array von integralen Linsen mit abgestuftem Brechungsindex gebildet ist, Linsen mit einem Oberflächenbrechungsindex, die zusätzlich mit teilsphärischen Einprägungen auf einer Oberfläche des Bildschirms versehen sind, wobei die Einprägungen eine oder mehrere Größenordnungen größer in einem Durchmesser sind als Linsen mit abgestuftem Brechungsindex. Es werden auch Techniken zum Verhindern einer Lichttransmission durch einen Mikrolinsenbildschirm außer durch die Mikrolinsen, die Verwendung von Mikrolinsenbildschirmen zur Verbesserung der Leistung von Solarpaneelen und Mikrolinsenbildschirme offenbart, die einer teilsphärischen Oberfläche entsprechen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist im unabhängigen Patentanspruch 1 definiert. Die abhängigen Patentansprüche definieren Ausführungsformen der Erfindung. In anderen Worten stellt die vorliegende Offenbarung eine optische Vorrichtung mit verbesserter optischer Leistung und ein Herstellungsverfahren für dieselbe bereit.
Die vorliegende Offenbarung stellt auch ein Verfahren zur einfachen Herstellung einer optischen Vorrichtung bereit.
Bereitgestellt werden eine optische Vorrichtung mit verbesserter optischer Leistung und ein Herstellungsverfahren für dieselbe. Eine optische Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der erfinderischen Idee kann eine Substratstruktur und einen Array, der auf der Substratstruktur angeordnet ist und gekrümmte Strukturen aufweist, umfassen, wobei die gekrümmten Strukturen eine kristalline organische Verbindung umfassen können.
Gemäß einer Ausführungsform kann die kristalline organische Verbindung eine pi-konjugierte Struktur aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform können die gekrümmten Strukturen Benzol, Naphthalin, Phenanthren, Biphyenyl, Chinolin, Fluor, Phenylpyrazol, Phenanthrolin, Chinodimethan, Chinoxalin, Indolocarbazol, Carbazol, Spirobifluoren, Pyridin, Thiophen, Dibenzothiophen, Furan, Diazafluoren, Benzofuropyridin, Triazin, Anthracen, Pyren, Benzothiazolel, Cumarin, Chinacridon, Phenylpyridin, Oxadiazol, Phenoxazin oder Derivate davon umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform können die gekrümmten Strukturen wenigstens eine von N,N'-Di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin, Tris-(8-hydroxychinolin)aluminium und Derivate davon umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Oberflächenspannung jeder der gekrümmten Strukturen größer sein als die Oberflächenspannung einer oberen Oberfläche der Substratstruktur.
Gemäß einer Ausführungsform kann jede der gekrümmten Strukturen ein erstes Korn und ein zweites Korn umfassen, und das zweite Korn kann verglichen mit dem ersten Korn eine unterschiedliche Kristallstruktur oder eine unterscheidliche Kristallorientierung aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform der erfinderischen Idee umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Vorrichtung das Herstellen einer Substratstruktur und das Abscheiden eines Arrays, umfassend gekrümmte Strukturen, auf der Substratstruktur, wobei die gekrümmten Strukturen eine kristalline organische Verbindung umfassen können.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Abscheiden des Arrays umfassen: das Erwärmen eines Vorläufers, um einen organischen Dampf zu bilden, und das Abscheiden des organischen Dampfes auf der Substratstruktur.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Vorläufer eine amorphe organische Verbindung umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Erwärmen des Vorläufers in einem Temperaturbereich von 200 °C bis 400 °C durchgeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Bildung des organischen Dampfes unter einer Druckbedingung von 10^-4 Torr bis 1 Torr durchgeführt werden (1,00 Torr = 133 Pa).
Gemäß einer Ausführungsform kann die Substratstruktur während des Abscheidens des Arrays bei einer Temperatur von -20 °C bis 80 °C bereitgestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Abscheiden des Arrays durch organische Dampfphasenabscheidung oder thermisches Verdampfen durchgeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die kristalline organische Verbindung eine pi-konjugierte Struktur aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform kann jede der gekrümmten Strukturen ein erstes Korn und ein zweites Korn umfassen, und das zweite Korn kann im Vergleich zum ersten Korn eine unterschiedliche Kristallstruktur oder eine unterschiedliche Kristallorientierung aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Oberflächenspannung jeder der gekrümmten Strukturen größer sein als die Oberflächenspannung einer oberen Oberfläche der Substratstruktur.
Figurenliste
Die begleitenden Zeichnungen sind beigefügt, um zu einem weiteren Verständnis der erfinderischen Idee beizutragen, und sind in die Beschreibung eingebunden und stellen einen Teil dieser Beschreibung dar. Die Zeichnungen zeigen beispielhafte Ausführungsformen der erfinderischen Idee und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Grundbestandteile der erfinderischen Idee zu erläutern. In den Zeichnungen:

ist 1A eine Draufsicht, die eine optische Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform darstellt;
ist 1B eine Querschnittsansicht entlang der Linie I-II der 1A;
ist 1C eine vergrößerte Ansicht des Bereichs III der 1B;
ist 2 ein schematisches Diagramm, das eine Abscheidungsvorrichtung darstellt, um ein Verfahren zur Herstellung einer gekrümmten Struktur gemäß einer Ausführungsform zu erläutern;
sind die 3A und 3B Rasterelektronenmikroskopbilder von Ebenen der Vergleichsbeispiele 1 und 2, die jeweils um 45 Grad geneigt sind;
ist 3C ein Rasterelektronenmikroskopbild einer Ebene des experimentellen Beispiels 1, die um 45 Grad geneigt ist;
ist 3D ein Rasterelektronenmikroskopbild eines Querschnitts des experimentellen Beispiels 1;
veranschaulichen die 4A bis 4C die Ergebnisse der Analyse der Röntgenkleinwinkelstreuung unter streifendem Einfall (GISAXS, grazing-incidence small-angle X-ray scattering) der Vergleichsbeispiele 1 und 2 bzw. des experimentellen Beispiels 1;
ist 5A ist ein Graph, der die q_xy-Scankurven der Vergleichsbeispiele 1 und 2 und des experimentellen Beispiels 1 darstellt;
Ist Flg. 5B ein Graph, der die q_z-Scankurven der Vergleichsbeispiele 1 und 2 und des experimentellen Beispiels 1 darstellt;
sind die 6A und 6B Querschnittsansichten, die ein Herstellungsverfahren einer optischen Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform veranschaulichen;
ist 7A eine Querschnittsansicht, die eine optische Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform veranschaulicht;
ist 7B eine Querschnittsansicht, die eine optische Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform veranschaulicht;
ist 8A eine Draufsicht, die eine optische Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform veranschaulicht;
ist 8B eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-IV von 8A;
sind die 9A und 9B Rasterelektronenmikroskopbilder von Ebenen bzw. Querschnitten von gekrümmten Strukturen der experimentellen Beispiele 1-4;
sind die 9C und 9D Rasterelektronenmikroskopbilder von Oberflächen von Substraten der Vergleichsbeispiele 1-1 bzw. 1-3;
sind die 10A und 10B Rasterelektronenmikroskopbilder von Ebenen bzw. Querschnitten von gekrümmten Strukturen des experimentellen Beispiels 2-3; und
sind die 10C und 10D Rasterelektronenmikroskopbilder von Oberflächen von Substraten der Vergleichsbeispiele 2-1 bzw. 2-8.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER
AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der erfinderischen Idee unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Die erfindungische Idee kann jedoch in verschiedenen Formen ausgeführt werden und sollte nicht als auf die hierin beschriebenen Ausführungsformen beschränkt angesehen werden. Vielmehr werden diese Ausführungsformen bereitgestellt, damit diese Offenbarung ausführlich und vollständig ist und dem Fachmann den Umfang der erfinderischen Idee vollständig vermittelt.
Nachfolgend wird die Herstellung einer optischen Vorrichtung gemäß der erfinderischen Idee beschrieben.
1A ist eine Draufsicht, die eine optische Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform darstellt. 1B ist eine Querschnittsansicht, welche die optische Vorrichtung gemäß der Ausführungsform darstellt, und welche einem Querschnitt entlang der Linie I-II von 1 entspricht. 1C ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs III von 1B.
Wie in den 1A und 1B gezeigt, kann ein Array 1500 auf einer Substratstruktur 1000 bereitgestellt werden. Die Substratstruktur 1000 kann eine einzelne Schicht oder eine Mehrfachschicht umfassen. Die Substratstruktur 1000 kann eine obere Oberfläche 1000a und eine untere Oberfläche 1000b aufweisen, die einander gegenüberliegen. Der Array 1500 kann gekrümmte Strukturen 500 aufweisen. Die gekrümmten Strukturen 500 können so angeordnet sein, daß sie voneinander beabstandet sind. Nachfolgend wird die einzelne gekrümmte Struktur 500 beschrieben. Die gekrümmte Struktur 500 kann eine untere Oberfläche 500b und eine obere Oberfläche 500a aufweisen. Die gekrümmte Struktur 500 kann eine Struktur bezeichnen, bei der wenigstens eine Oberfläche davon eine gekrümmte Oberfläche ist. Zum Beispiel kann wenigstens ein Bereich der oberen Oberfläche 500a der gekrümmten Struktur 500 eine gekrümmte Oberfläche sein. Als weiteres Beispiel kann wenigstens ein Bereich einer Seitenoberfläche der gekrümmten Struktur 500 eine gekrümmte Oberfläche sein. Die gekrümmte Struktur 500 kann eine Form einer Kugel oder einer Halbkugel aufweisen. Die gekrümmte Struktur 500 kann einen Durchmesser von etwa 200 nm bis etwa 700 nm aufweisen.
Wie in Gleichung 1, kann die Summe der Oberflächenspannung (γ1) der gekrümmten Struktur 500 und der Oberflächenspannung (γ2) an einer Grenzfläche zwischen der oberen Oberfläche der Substratstruktur 1000 und der gekrümmten Struktur 500 größer sein als die Oberflächenspannung (y3) der oberen Oberfläche der Substratstruktur 1000. $y1 + y2 > y3$
Hierin kann die Oberflächenspannung (γ2) an einer Grenzfläche zwischen der Substratstruktur 1000 und der gekrümmten Struktur 500 die Oberflächenspannung an der Grenzfläche zwischen der oberen Oberfläche der Substratstruktur 1000 und der gekrümmten Struktur 500 bezeichnen. Ist Gleichung 1 zwischen der Substratstruktur 1000 und irgendeiner Komponente erfüllt, kann die gekrümmte Struktur 500 gebildet werden. Wie in Gleichung 2, kann die gekrümmte Struktur 500 nicht gebildet werden, wenn die Summe der Oberflächenspannung (γ1') von irgendeiner Komponente und der Oberflächenspannung (γ2') an der Grenzfläche zwischen der Substratstruktur 1000 und der gewissen Komponente kleiner oder gleich der Oberflächenspannung (γ3) der Substratstruktur 1000 ist. Beispielsweise kann eine abgeschiedene Schicht eine flache obere Oberfläche aufweisen und der Array kann nicht gebildet werden. $y1' + y 2' \leq y3$
Gemäß einer Ausführungsform sind die Oberflächenspannung (γ2) an der Grenzfläche zwischen der Substratstruktur 1000 und der gekrümmten Struktur 500 der Gleichung 1 und die Oberflächenspannung (γ2') an der Grenzfläche zwischen der Substratstruktur 1000 und irgendeiner Komponente der Gleichung 2 sehr klein, und daher können diese Oberflächenspannungen weggelassen werden.
Die gekrümmte Struktur 500 kann eine organische Verbindung umfassen. Die gekrümmte Struktur 500 kann ein organisches Material und eine organische Metallverbindung umfassen. Die gekrümmte Struktur 500 kann Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H), Sauerstoff (O), Schwefel (S), Stickstoff (N), Fluor (F), Iod (I), Chlor (CI), Brom (Br) und/oder Phosphor (P) umfassen. Die organische Verbindung kann eine pi-konjugierte Struktur aufweisen. Beispielsweise kann die gekrümmte Struktur 500 wenigstens eine aromatische Ringverbindung umfassen. Als weiteres Beispiel kann die gekrümmte Struktur 500 eine Heteroringverbindung umfassen, und die Heteroringverbindung kann ein Metallelement, wie beispielsweise Platin (Pt), Iridium (Ir), Osmium (Os), Aluminium (Al), Titan (Ti), Kupfer (Cu), Lithium (Li), Zink (Zn), Beryllium (Be), Bor (B), Ruthenium (Ru) und/oder Natrium (Na) umfassen. Als weiteres Beispiel kann die organische Verbindung einen Metallkomplex, umfassend einen Liganden und ein Metall, umfassen. In diesem Fall kann der Ligand eine aromatische Ringverbindung umfassen, und das Metall kann Pt, Ir, Os, Al, Ti, Cu, Li, Zn, Be, B, Ru und/oder Na umfassen. Zum Beispiel kann die gekrümmte Struktur 500 N,N'-Di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (Im folgenden als NPB bezeichnet) oder ein Derivat davon und/oder Tris-(8-hydroxychinolin)aluminium (Alq3) oder ein Derivat davon umfassen. Die gekrümmte Struktur 500 kann ein gewlchtsgemitteltes Molekulargewicht (Mw) von etwa 100 bis etwa 2000 aufweisen. Zum Beispiel kann die gekrümmte Struktur 500 Benzol, Naphthalin, Phenanthren, Biphyenyl, Chinolin, Fluor, Phenylpyrazol, Phenanthrolin, Chinodimethan, Chinoxalin, Indolocarbazol, Carbazol, Spirobifluoren, Pyridin, Thiophen, Dibenzothiophen, Furan, Diazafluoren, Benzofuropyridine, Triazin, Anthracen, Pyren, Benzothiazol, Cumarin, Chinacridon, Phenylpyridin, Oxadiazol, Phenoxazin und/oder Derivate davon umfassen.
Wie in 1C gezeigt, kann die gekrümmte Struktur 500 eine kristalline Struktur umfassen. Hierin kann der Ausdruck „kristallin“ einen Zustand bezeichnen, in dem eine organische Verbindung regelmäßig übereinander angeordnet ist. Die gekrümmte Struktur 500 kann eine Einkristallstruktur oder eine polykristalline Struktur aufweisen. Die gekrümmte Struktur 500 kann eine Vielzahl von Körnern 510 umfassen. Die Körner 510 können ein erstes Korn 511 und ein zweites Korn 512 umfassen. Das zweite Korn 512 kann eine zu dem ersten Korn 511 verschiedene Kristallstruktur oder Kristallorientierung aufweisen. Beispielsweise kann jedes des ersten Korns 511 und des zweiten Korns 512 ein monoklines System aufweisen. Eine β-Kristallachse des ersten Korns 511 kann zu einer β-Kristallachse des zweiten Korns 512 verschieden sein. Hierin kann die β-Kristallachse einen Winkel zwischen einer <100>-Achse und einer <001>-Achse bezeichnen. Eine kristalline organische Verbindung kann eine größere Oberflächenspannung aufweisen als eine amorphe organische Verbindung. Beispielsweise kann kristallines Polyethylen eine Oberflächenspannung von etwa 6,68 × 10^-2 N/m (= 66,8 dyn/cm) aufweisen und amorphes Polyethylen kann eine Oberflächenspannung von etwa 3,57 × 10^-2 N/m (= 35,7 dyn/cm) aufweisen. Ist die abgeschiedene Schicht amorph, kann die abgeschiedene Schicht eine niedrige Oberflächenspannung aufweisen. Da die Gleichung 2 zwischen der abgeschiedenen Schicht und der Substratstruktur 1000 erfüllt ist, kann die abgeschiedene Schicht keine gekrümmte Oberfläche aufweisen. Da gemäß den Ausführungsformen die kristalline organische Verbindung abgeschieden wird, kann Gleichung 1 zwischen der abgeschiedenen Schicht und der Substratstruktur 1000 erfüllt sein. Dementsprechend kann die gekrümmte Struktur 500 gebildet werden.
Die Abscheidung der gekrümmten Struktur 500 kann durch organische Dampfphasenabscheidung (OVPD) oder thermisches Verdampfen durchgeführt werden. Nachfolgend wird, wie in 2 gezeigt, die Bildung der gekrümmten Struktur 500 durch die OVDP detaillierter beschrieben.
2 ist ein schematisches Diagramm, das eine Abscheidungsvorrichtung zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung einer gekrümmten Struktur gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
Wie in 2 und 1B gezeigt, kann eine Abscheidungsvorrichtung 50 eine Abscheldungskammer 10, einen Duschkopf 15, eine Quellenkammer 20 und eine Trägerkammer 30 umfassen. Die Abscheidungskammer 10 kann einen von der Außenseite abgeschlossenen Raum bereitstellen. Die Quellenkammer 20 kann mit der Abscheidungskammer 10 durch einen Gasdurchlass 25 verbunden sein. Ein erster Temperaturregler 22 kann auf der Quellenkammer 20 bereitgestellt sein. Obwohl es so dargestellt ist, dass der erste Temperaturregler 22 angrenzend an die Quellenkammer 20 angeordnet ist, ist die Anordnung des ersten Temperaturreglers 22 nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann der erste Temperaturregler 22 eine die Quellenkammer 20 umgebende Spule sein. Der erste Temperaturregler 22 kann die Quellenkammer 20 erwärmen. Die Trägerkammer 30 kann benachbart zu der Quellenkammer 20 angeordnet sein und kann mit der Quellenkammer 20 verbunden sein. Ein zweiter Temperaturregler 32 kann auf der Trägerkammer 30 bereitgestellt sein. Der zweite Temperaturregler 32 kann die Trägerkammer 30 erwärmen.
Die Substratstruktur 1000 kann in der Abscheidungskammer 10 der Abscheidungsvorrichtung 50 eingebracht werden. Beispielsweise kann die Substratstruktur 1000 auf einer Einspannvorrichtung 11 in der Abscheidungskammer 10 angeordnet sein. Die Vielzahl von gekrümmten Strukturen 500 kann auf der Substratstruktur 1000 abgeschieden werden, um den Array 1500 zu bilden. Beispielsweise kann ein Vorläufer (siehe 505 in 2) in der Quellenkammer 20 bereitgestellt werden. In diesem Fall kann der Vorläufer eine amorphe organische Verbindung umfassen. Als weiteres Beispiel kann der Vorläufer eine kristalline organische Verbindung umfassen. Der Vorläufer kann ferner ein anderes Material als die organische Verbindung umfassen, jedoch muss der Vorläufer andererseits das zu der organischen Verbindung andere Material nicht umfassen. Die von dem Vorläufer umfasste organische Verbindung kann in Form eines Pulvers bereitgestellt werden, jedoch ist die Ausführungsform der erfinderischen Idee nicht darauf beschränkt. Die Quellenkammer 20 kann auf eine Temperatur von etwa 200 °C bis etwa 400 °C erwärmt werden, um aus dem Vorläufer 505 einen organischen Dampf zu erzeugen. Der organische Dampf kann die amorphe organische Verbindung umfassen, jedoch ist die Ausführungsform der erfinderischen Idee nicht darauf beschränkt.
Der organische Dampf kann als kristalline Schicht auf der oberen Oberfläche 1000a der Substratstruktur 1000 abgeschieden werden. Die Gleichung 1 kann zwischen der Substratstruktur 1000 und der abgeschiedenen kristallinen organischen Verbindung erfüllt sein. Demzufolge können die gekrümmten Strukturen 500 gebildet werden.
Das Erwärmen der organischen Verbindung kann in einem Temperaturbereich von etwa 200 °C bis etwa 400 °C durchgeführt werden. Das heißt, dass die Temperatur der Quellenkammer 20 während der Bildung der gekrümmten Strukturen 500 bei etwa 200 °C bis etwa 400 °C gehalten werden kann. Wenn die Temperatur der Quellenkammer 20 weniger als etwa 200 °C beträgt, kann der organische Dampf nicht gebildet werden oder die auf der Substratstruktur 1000 abgeschiedene Schicht kann amorph sein oder keine gekrümmte Oberfläche aufweisen. Wenn die Temperatur mehr als etwa 400 °C beträgt, kann sich die organische Verbindung in der Quellenkammer 20 verändern.
Die Bildung des organischen Dampfes kann unter einer Druckbedingung von etwa 10^-4 Torr bis etwa 1 Torr ausgeführt werden (1,00 Torr = 133 Pa). Zum Beispiel kann der Druck in der Quellenkammer während der Bildung der gekrümmten Strukturen 500 in einem Bereich von etwa 10^-4 Torr bis etwa 1 Torr liegen (1,00 Torr = 133 Pa). Wenn der Druck weniger als etwa 10^-4 Torr beträgt (1,00 Torr = 133 Pa), kann die abgeschiedene Schicht eine amorphe Phase enthalten und kann flach sein. Wenn der Druck mehr als etwa 1 Torr beträgt (1,00 Torr = 133 Pa), kann die abgeschiedene Schicht keine ausreichend gekrümmte Oberfläche aufweisen und kann flach sein.
Während der Ausbildung der gekrümmten Strukturen 500 kann die Temperatur der Substratstruktur 1000 bei etwa -20 °C bis etwa 80 °C gehalten werden. Die Temperatur der Substratstruktur 1000 kann durch einen dritten Temperaturregler 12 gesteuert werden. Die Einspannvorrichtung 11 kann auf dem dritten Temperaturregler 12 angeordnet sein und kann die Substratstruktur 1000 erwärmen oder abkühlen. Wenn die Temperatur der Substratstruktur 1000 weniger als etwa - 20 °C beträgt, kann die abgeschiedene Schicht amorph sein. Wenn die Temperatur der Substratstruktur 1000 mehr als etwa 80 °C beträgt, kann die abgeschiedene Schicht keine ausreichend gekrümmte Oberfläche aufweisen und kann flach sein.
Eine Abscheidungsrate der gekrümmten Struktur 500 kann so gesteuert werden, dass sie in einem Bereich von etwa 1 nm/min bis etwa 100 nm/min liegt. Wenn die Abscheidungsrate der gekrümmten Struktur 500 weniger als etwa 1 nm/min beträgt, können übermäßig kleine gekrümmte Strukturen 500 gebildet werden. Wenn die Abscheidungsrate mehr als etwa 100 nm/min beträgt, kann die abgeschiedene Schicht amorph und flach sein.
Gemäß Ausführungsformen ist die Abscheidungsvorrichtung 50 nicht auf die in 1 dargestellte beschränkt, vielmehr können verschiedene Abscheidungsvorrichtungen verwendet werden. Die gekrümmten Strukturen 500 können durch verschiedene Abscheidungsverfahren gebildet werden, beispielsweise durch thermisches Verdampfen.
Nachfolgend werden die Herstellung von gekrümmten Strukturen gemäß experimenteller Beispiele der erfinderischen Idee und die Auswerteergebnisse derselben beschrieben.
[Vergleichsbeispiel 1]
Ein Glassubstrat mit einer Länge von etwa 2,5 cm und einer Breite von etwa 2,5 cm wurde hergestellt. Eine Substratstruktur wurde durch Abscheiden einer Indiumzinkoxidschicht auf dem Glassubstrat bis zu einer Dicke von etwa 60 nm unter Verwendung eines Sputters hergestellt. Die Substratstruktur umfaßte die Indiumzinkoxidschicht auf dem Glassubstrat.
[Vergleichsbeispiel 2]
Ein Glassubstrat mit einer Länge von etwa 2,5 cm und einer Breite von etwa 2,5 cm wurde hergestellt. Eine Substratstruktur wurde durch Abscheiden einer Indiumzinkoxidschicht auf dem Glassubstrat bis zu einer Dicke von etwa 60 nm unter Verwendung eines Sputters hergestellt.
Ein thermisches Verdampfungsverfahren wurde auf der Indiumzinkoxidschicht unter Verwendung von N,N'-Di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (nachfolgend als NPB bezeichnet) durchgeführt. In diesem Fall betrug die Erwärmungstemperatur des NPB etwa 180 °C. Der Druck während des Erwärmens des NPB betrug etwa 10^-5 Torr (1,00 Torr = 133 Pa). Eine abgeschiedene Schicht hatte eine Dicke von etwa 60 nm.
[Experimentelles Beispiel 1]
Ein Glassubstrat mit einer Länge von etwa 2,5 cm und einer Breite von etwa 2,5 cm wurde hergestellt. Eine Substratstruktur wurde durch Abscheiden einer Indiumzinkoxidschicht auf dem Glassubstrat bis zu einer Dicke von etwa 60 nm unter Verwendung eines Sputters hergestellt.
Ein organisches Dampfphasenabscheidungsverfahren wurde auf der Indiumzinkoxidschicht unter Verwendung von NPB durchgeführt. Während des organischen Dampfphasenabscheidungsverfahrens wurde die Erwärmungstemperatur des NPB in der Quellenkammer auf etwa 340 °C geregelt und der Druck der Quellenkammer wurde auf etwa 0,1 Torr geregelt (1,00 Torr = 133 Pa).
Die 3A und 3B sind Rasterelektronenmikroskopbilder von Ebenen der Vergleichsbeispiele 1 und 2, die jeweils um 45 Grad geneigt sind.
3C ist ein Rasterelektronenmikroskopbild einer Ebene des experimentellen Beispiels 1, die um 45 Grad geneigt ist. 3D ist ein Rasterelektronenmikroskopbild eines Querschnitts des experimentellen Beispiels 1.
Wie in 3A gezeigt, kann beobachtet werden, daß eine obere Oberfläche der Indiumzinkoxidschicht des Vergleichsbeispiels 1 flach war.
Wie in 3B gezeigt, kann beobachtet werden, daß eine obere Oberfläche der abgeschiedenen Schicht von Vergleichsbeispiel 2 flach war.
Wie in den 3C und 3D zusammen mit der 1B gezeigt, kann beobachtet werden, dass der Array 1500 auf der Substratstruktur 1000 angeordnet war. Der Array 1500 kann die gekrümmten Strukturen 500, die voneinander beabstandet sind, umfassen. Wie in 3D gezeigt, kann beobachtet werden, dass die oberen Oberflächen der gekrümmten Strukturen 500 gekrümmte Oberflächen waren. Die Durchmesser der gekrümmten Strukturen 500 wurden in einem Bereich von etwa 200 nm bis etwa 700 nm gemessen. Es wurde beobachtet, dass ein ebener Bereich des Arrays 1500 etwa 70 % einer ebenen Fläche der Substratstruktur 1000 betrug.
Die 4A bis 4C zeigen die Ergebnisse einer Analyse der Röntgenkleinwinkelstreuung unter streifendem Einfall (GISAXS) der Vergleichsbeispiele 1 und 2 bzw. des experimentellen Beispiels 1.
Wie in 4 A gezeigt, wurde in Bezug auf Vergleichsbeispiel 1 ein Peak von NPB nicht beobachtet.
Wie in 4 B gezeigt, wurden in Bezug auf Vergleichsbeispiel 2, wie durch die gestrichelten Linien dargestellt, breite Beugungspeaks von NPB beobachtet. Es ist klar, daß die abgeschiedene Schicht von Vergleichsbeispiel 2 eine amorphe Struktur aufwies.
Wie in 4C gezeigt, wurden in Bezug auf das experimentelle Beispiel 1, wie durch die gestrichelten Linien dargestellt, schmale halbkreisförmige Beugungspeaks beobachtet. Somit ist klar, daß die gekrümmte Struktur 500 des experimentellen Beispiels 1 eine polykristalline Struktur besaß. Es wurde beobachtet, dass der NPB-Beugungspeak des experimentellen Beispiels 1 deutlicher als der Beugungspeak des Vergleichsbeispiels 2 war.
5A ist eine graphische Darstellung, die die q_xy-Scankurven der Vergleichsbeispiele 1 und 2 und des experimentellen Beispiels 1 veranschaulicht. 5B ist ein Graph, der die q_z-Scankurven der Vergleichsbeispiele 1 und 2 und des experimentellen Beispiels 1 veranschaulicht. Ein in roter Farbe gezeigter Bereich bedeutet, daß die Beugungsintensität hoch ist. q_xy kann eine Wellenvektorkomponente in einer Ebene parallel zu einer Beugungsebene bezeichnen und q_z kann eine Wellenvektorkomponente in einer Ebene senkrecht zur Beugungsebene bezeichnen. Die y-Achse stellt die Streuintensität dar und ihre Einheit ist eine willkürliche Einheit (A.u., Arbitrary unit). Die mit a, b und c bezeichneten Scankurven sind Scankurven der Vergleichsbeispiele 1 und 2 bzw. des experimentellen Beispiels 1.
Wie in den 5A und 5B zusammen mit den 1C und 4A gezeigt, war die Scankurve a die Scankurve des Vergleichsbeispiels 1, wobei ein Peak von NPB in der Kurve a nicht beobachtet wurde. Ein Peak von Glas (^) und ein Peak von Indiumzinkoxid (▲) wurden in der Kurve a beobachtet. Die Scankurve b war die Scankurve des Vergleichsbeispiels 2, wobei breite Beugungspeaks von NPB (*) in der Kurve b beobachtet wurden. Somit ist klar, dass die abgeschiedene Schicht eine amorphe Struktur aufwies. Die Scankurve c war die Scankurve des experimentellen Beispiels 1, wobei Beugungspeaks von NPB (*) in der Kurve c beobachtet wurden. Als Ergebnis der Analyse der q_xy- und q_z-Scankurven des experimentellen Beispiels 1 wurden ein monoklines Korn mit einer β-Khstallachse von etwa 86,62° und ein monoklinen Kom mit einer β-Kristallachse von etwa 87,12° bestätigt. Somit ist klar, dass die gekrümmte Struktur 500 eine Vielzahl von Körnern 510 umfasste und irgendeines der Körner 510 eine zu einem anderen Korn 510 andere Kristallstruktur aufwies.
Die Leistung der optischen Vorrichtung kann durch das Vorhandensein der gekrümmten Strukturen 500 verbessert werden. Beispielsweise kann eine Bewegungsrichtung des durch die gekrümmten Strukturen 500 durchgelassenen Lichts durch Steuerung der Größen oder Krümmungsradien der gekrümmten Strukturen 500 gesteuert werden. Ferner kann beispielsweise die Wellenlänge des durchgelassenen Lichts durch Steuern der Größen oder Krümmungsradien der gekrümmten Strukturen 500 eingestellt werden. Gemäß einer Ausführungsform kann die optische Vorrichtung eine organische lichtemittierende Vorrichtung umfassen und die gekrümmten Strukturen 500 können auf einer oberen Elektrode der organischen lichtemittierenden Vorrichtung angeordnet sein. In diesem Fall kann die Lichtausbeute der organischen lichtemittierenden Vorrichtung verbessert werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die optische Vorrichtung eine Solarzelle umfassen und die gekrümmten Strukturen 500 können auf einer oberen Elektrode der Solarzelle angeordnet sein. Licht kann auf eine lichtabsorbierende Schicht der Solarzelle auftreffen, indem es durch die gekrümmten Strukturen 500 hindurchgeht. Der Lichtabsorptionswirkungsgrad der lichtabsorbierenden Schicht kann durch die gekrümmten Strukturen 500 verbessert werden. Als weiteres Beispiel kann Licht, das durch die lichtabsorbierende Schicht der Solarzelle hindurchgeht, in der lichtabsorbierenden Schicht der Solarzelle resorbiert werden, indem es durch die gekrümmten Strukturen 500 gestreut/reflektiert wird. Als weiteres Beispiel kann, da die gekrümmten Strukturen 500 an ein Fenster angebracht sind, mehr Licht in einen Raum eingebracht werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die optische Vorrichtung einen Photodetektor umfassen. Der Photodetektor kann ein elektrisches Signal detektieren. Das Detektionsvermögen des Photodetektors kann durch die gekrümmten Strukturen 500 verbessert werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die optische Vorrichtung eine optische Folie, wie eine Blendschutzfolie, eine lichtstreuende Folie, eine lichtbrechende Folie und eine Trübfolie, umfassen. Beispielsweise können die gekrümmten Strukturen 500 die Blendwirkung unterdrücken und können die Reflexion und Brechung von Licht steuern, indem sie in der Blendschutzfolie verwendet werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform können die gekrümmten Strukturen 500 als Trübfolie wirken.
Die 6A und 6B sind Querschnittsansichten, die ein Herstellungsverfahren einer optischen Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform darstellen die Querschnitten entlang der Linie I-II der 1A entsprechen.
Wie in den 1A und 6A gezeigt, kann eine Substratstruktur 1000 bereitgestellt werden. Die Substratstruktur 1000 kann ein Substrat 100, eine Elektrodenschicht 200, eine untere Schicht 300 und eine obere Schicht 400 umfassen. Das Substrat 100 kann ein Glassubstrat, ein Kunststoffsubstrat oder ein Polymersubstrat sein. Die Elektrodenschicht 200 kann auf dem Substrat 100 bereitgestellt sein. Die Elektrodenschicht 200 kann ein Metall oder ein transparentes leitendes Oxid umfassen.
Die untere Schicht 300 kann auf der Elektrodenschicht 200 angeordnet sein. Beispielsweise kann die untere Schicht 300 als organische lichtemittierende Schicht dienen und eine optische Vorrichtung 1 kann eine organische lichtemittierende Vorrichtung sein. Als weiteres Beispiel kann die untere Schicht 300 als lichtabsorbierende Schicht fungieren und die optische Vorrichtung 1 kann eine Solarzelle oder ein Photodetektor sein.
Die obere Schicht 400 kann auf der unteren Schicht 300 bereitgestellt sein. Die obere Schicht 400 kann eine Oberflächenenergie von etwa 0,01 J/m² bis weniger als etwa 3 J/m² aufweisen. Die obere Schicht 400 kann wenigstens eines von Sauerstoff, Silizium, Gallium, Germanium, Selen, Kohlenstoff und Metall umfassen. Beispielsweise kann die obere Schicht 400 Indiumzinkoxid (IZO), Indiumzinnoxid (ITO), Indiumgalliumzinkoxid (IGZO), Aluminiumoxid, Zinkoxid, Siliziumoxid oder Titanoxid umfassen. Als weiteres Beispiel kann die obere Schicht 400 Silizium, Siliziumgermanium, Siliziumnitrid, Gallium, Galliumarsenid, Galliumnitrid, Germanium oder Selen umfassen. Als weiteres Beispiel kann die obere Schicht 400 Tris-(8-hydroxychinolin)aluminium (Alq3) und Derivate davon, N,N'-Di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (NPB) und Derivate davon, Perylen-3, 4, 9, 10-tetracarbonsäuredianhydrid (PTCDA) und Derivate davon, Kupferphthalocyanin (CuPc) und Derivate davon, Pentacen und Derivate davon, N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-[(1,1'-blphenyl)-4,4'-diamin] (TPD) und Derivate davon, Perylen und Derivate davon, ein Naphthalindiimid und Derivate davon, ein Oligothiophen und Derivate davon, ein perfluoriertes Oligo-p-phenylen und Derivate davon, ein 2,5-Diarylsilol und Derivate davon, ein Arylendiamin und Derivate davon, ein aromatisches Amin und Derivate davon, eine Starburst-basierte organische Verbindung, eine Amin-basierte organische Verbindung, eine Hydrazon-basierte organische Verbindung, eine Distyryl-basierte organische Verbindung, Polyimid, Polyethersulfon, Polysulfon, Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, Graphen oder Graphit umfassen. Als weiteres Beispiel kann die obere Schicht 400 Aluminium, Silber, Lithium, Kupfer, Cäsium, Eisen, Gold, Titan, Nickel, Chrom, Molybdän, Platin, eine Legierung davon oder eine Mischung davon umfassen. Eine der oberen Schicht 400 und der Elektrodenschicht 200 kann als Anode und die andere als Kathode wirken.
Wie in 6B gezeigt, können die gekrümmten Strukturen 500 auf der oberen Schicht 400 ausgebildet sein. In diesem Fall müssen auf einer oberen Oberfläche der oberen Schicht 400 kein separates Plasmabehandlungsverfahren und kein Wärmebehandlungsverfahren ausgeführt werden. Demzufolge wird die untere Schicht 300 nicht durch Plasma oder Wärme beschädigt. Die gekrümmten Strukturen 500 können so angeordnet sein, daß sie seitlich voneinander beabstandet angeordnet sind und die obere Schicht 400 freiliegt. Die gekrümmten Strukturen 500 können untere Oberflächen 500b und obere Oberflächen 500a aufweisen. Die unteren Oberflächen 500b der gekrümmten Strukturen 500 können der oberen Schicht 400 zugewandt sein und können flach sein. Beispielsweise können die unteren Oberflächen 500b der gekrümmten Strukturen 500 parallel zu einer oberen Oberfläche 100a des Substrats 100 sein. Die oberen Oberflächen 500a der gekrümmten Strukturen 500 können der oberen Schicht 400 gegenüberliegen und können gekrümmte Oberflächen sein. Zum Beispiel können die oberen Oberflächen 500a keinen Scheitelpunkt aufweisen. Der Ausdruck „keinen Scheitelpunkt aufweisen“ schließt ein, daß der Scheitelpunkt nicht visuell differenziert wird. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen, kann Licht, das von der unteren Schicht 300 emittiert wird, mehr zur Außenseite der oberen Schicht 400 hin extrahiert werden, da die oberen Oberflächen 500a der gekrümmten Strukturen 500 gekrümmte Oberflächen sind. Als weiteres Beispiel kann Licht, das von außen durch die gekrümmten Strukturen 500 auf die optische Vorrichtung 1 einfällt, mehr in der unteren Schicht 300 absorbiert werden. Wie in 1A gezeigt, können planare Formen der gekrümmten Strukturen 500 kugelförmige oder elliptische Formen sein. Ein maximaler Durchmesser D jeder der gekrümmten Strukturen 500 kann in einem Bereich von etwa 0,01 µm bis etwa 2 µm liegen. Wie In 6B gezeigt, kann eine maximale Höhe H jeder der gekrümmten Strukturen 500 in einem Bereich von etwa 0,01 µm bis etwa 2 µm liegen. Wenn der maximale Durchmesser D oder die maximale Höhe H von jeder der gekrümmten Strukturen 500 mehr als etwa 2 µm beträgt, kann eine Lichtextraktionsrate oder Lichtabsorptionsrate der gekrümmten Strukturen 500 gering sein. Die optische Vorrichtung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann eine verbesserte Lichtextraktionsrate oder Lichtabsorptionsrate aufweisen. Nachstehend wird die Ausbildung der gekrümmten Strukturen 500 unter Bezugnahme auf 2 näher beschrieben.
Wie in 2 gezeigt, kann die Abscheidungsvorrichtung 50 die Abscheidungskammer 10, die Quellenkammer 20 und die Trägerkammer 30 umfassen. Die Abscheidungsvorrichtung 50 kann im Wesentlichen dieselbe sein, wie die oben in 1 beschriebene. Wie in den 2 und 6B gezeigt, kann das Substrat 100 in die Abscheidungskammer 10 der Abscheidungsvorrichtung 50 eingebracht werden. Beispielsweise kann das Substrat 100 auf der Einspannvorrichtung 11 in der Abscheidungskammer 10 angeordnet sein. Wie in 6A gezeigt, kann das Substrat 100 ein Substrat mit einer oberen Oberfläche sein, auf der die Elektrodenschicht 200, die untere Schicht 300 und die obere Schicht 400 ausgebildet sind.
Die gekrümmten Strukturen 500 können auf dem Substrat 100 abgeschieden werden. Beispielsweise kann ein Vorläufer (siehe 505 in 2) in der Quellenkammer 20 bereitgestellt sein. Der Vorläufer 505 kann eine organische Verbindung umfassen. Der Vorläufer kann ferner ein anderes Material als die organische Verbindung umfassen, jedoch muss der Vorläufer andererseits das zu der organischen Verbindung andere Material nicht umfassen. Die organische Verbindung kann wenigstens eine von Tris-(8-hydroxychinolin)aluminium (Alq3) und Derivate davon, N,N'-Di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (NPB) und Derivate davon, Perylen-3, 4, 9, 10-tetracarbonsäuredianhydrid (PTCDA) und Derivate davon, Kupferphthalocyanin (CuPc) und Derivate davon, Pentacen und Derivate davon, N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-[(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin] (TPD) und Derivate davon, Perylen und Derivate davon, einem Naphthalindiimid und Derivate davon, einem Oligothiophen und Derivate davon, einem perfluorierten Oligo-p-phenylen und Derivate davon, einem 2,5-Diarylsilol und Derivate davon, einem Arylendiamin und Derivate davon, einem aromatischen Amin und Derivate davon, einer Starburst-basierten organischen Verbindung, einer Amin-basierten organischen Verbindung, einer Hydrazon-basierten organischen Verbindung und einer Distyrylbasierten organischen Verbindung umfassen. Die Quellenkammer 20 kann auf eine Temperatur von etwa 200 °C bis etwa 500 °C erwärmt werden, um aus dem Vorläufer 505 ein organisches Gas zu bilden. Zum Beispiel kann Alq3 als Vorläufer 505 verwendet werden und in der Quellenkammer 20 bereitgestellt werden. In diesem Fall kann die Quellenkammer 20 durch den ersten Temperaturregler 22 auf eine Temperatur von etwa 200 °C bis weniger als etwa 400 °C erwärmt werden, um ein organisches Gas zu bilden. Die Temperatur der Quellenkammer 20 kann während der Bildung der gekrümmten Strukturen 500 beibehalten werden. Wenn die Temperatur der Quellenkammer 20 weniger als etwa 200 °C beträgt, kann das organische Gas nicht gebildet werden. Wenn die Temperatur etwa 400 °C oder mehr beträgt, kann eine übermäßige Menge des organischen Gases der oberen Schicht 400 zugeführt werden oder das organische Material in der Quellenkammer 20 kann modifiziert werden. In diesem Fall können die gekrümmten Strukturen 500 nicht gebildet werden. Als weiteres Beispiel kann NPB als Vorläufer 505 verwendet werden und kann in der Quellenkammer 20 bereitgestellt werden. In diesem Fall kann die Quellenkammer 20 durch den ersten Temperaturregler 22 auf eine Temperatur von mehr als etwa 300 °C bis etwa 500 °C oder weniger erwärmt werden, um ein organisches Gas zu bilden. Wenn die Temperatur der Quellenkammer 20 etwa 300 °C oder weniger beträgt, kann das organische Gas nicht gebildet werden. Wenn die Temperatur größer als etwa 500 °C ist, kann eine übermäßige Menge des organischen Gases der oberen Schicht 400 zugeführt werden oder das organische Material (beispielsweise NPB) in dem organischen Gas kann modifiziert werden.
Das Trägergas kann der Quellenkammer 20 von der Trägerkammer 30 zugeführt werden. Die Trägerkammer 30 kann durch den zweiten Temperaturregler 32 auf eine Temperatur von etwa 150 °C bis etwa 250 °C erwärmt werden. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann der Ausdruck „Temperatur des Trägergases beträgt etwa 150 °C bis etwa 250 °C“ umfassen, dass das Trägergas aus der Trägerkammer 30 bei einer Temperatur von etwa 150 °C bis etwa 250 °C zugeführt wird. Das Trägergas kann ein Inertgas, beispielsweise Argon oder Stickstoff, umfassen. Das organische Gas kann durch das Trägergas über den Gasdurchgang 25 von der Quellenkammer 20 zu dem Duschkopf 15 übertragen werden. Der Duschkopf 15 kann an einem oberen Ende der Abscheidungskammer 10 angeordnet sein. Der Duschkopf 15 kann das organische Gas und das Trägergas abgeben. Das organische Gas kann auf der oberen Schicht 400 abgeschieden werden, um die gekrümmten Strukturen 500 zu bilden. Wenn die Temperatur der Trägerkammer 30 weniger als etwa 150 °C beträgt, kann das organische Gas durch das Trägergas kondensiert werden.
Während der Bildung der gekrümmten Strukturen 500 kann die Temperatur des Substrats 100 so eingestellt werden, dass diese in einem Bereich von etwa -30 °C bis etwa 80 °C liegt. Die Temperatur des Substrats 100 kann durch den dritten Temperaturregler 12 gesteuert werden. Die Einspannvorrichtung 11 kann auf dem dritten Temperaturregler 12 angeordnet sein und kann das Substrat 100 erwärmen oder abkühlen. Wenn die Temperatur des Substrats 100 weniger als etwa -30 °C oder mehr als etwa 80 °C beträgt, kann es zu Fehlfunktionen der hergestellten optischen Vorrichtung kommen. Als weiteres Beispiel kann der dritte Temperaturregler 12 nicht bereitgestellt sein.
Wenn die obere Schicht 400 eine Oberflächenenergie von weniger als etwa 0,01 J/m² oder von etwa 3 J/m² oder mehr aufweist, können die gekrümmten Strukturen 500 nicht gebildet werden. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann der Ausdruck „keine Bildung der gekrümmten Strukturen 500“ nicht nur einen Fall umfassen, bei dem die organische Verbindung nicht abgeschieden wird, sondern kann auch einen Fall umfassen, bei dem die abgeschiedene organische Verbindungsschicht flach ist, ohne dass sie gekrümmte Oberflächen aufweist. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann die obere Schicht 400 eine Oberflächenenergie von etwa 0,01 J/m² bis weniger als etwa 3 J/m² aufweisen.
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann ein separates Strukturierungsverfahren zum Separieren der gekrümmten Strukturen 500 voneinander weggelassen werden. Zusätzlich können separate Verfahren zum Ausbilden der oberen Oberflächen 500a der gekrümmten Strukturen 500 mit gekrümmten Oberflächen weggelassen werden. Zum Beispiel muß auf den gekrümmten Strukturen 500 kein separates Wärmebehandlungsverfahren oder kein Plasmabehandlungsverfahren durchgeführt werden. Dementsprechend kann die Herstellung der gekrümmten Strukturen 500 vereinfacht werden. Zusätzlich kann eine Beschädigung der unteren Schicht 300 aufgrund des Strukturierungsverfahrens, des Wärmebehandlungsverfahrens oder des Plasmabehandlungsverfahrens verhindert werden.
7A ist eine Querschnittsansicht, die eine optische Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform darstellt, die einem Querschnitt entlang der Linie I-II von 1A entspricht. Nachfolgend werden die Beschreibungen, die mit den oben beschriebenen überlappen, weggelassen.
Wie in 7A zusammen mit 1A gezeigt, kann eine optische Vorrichtung 2 gekrümmte Strukturen 500 auf einer Substratstruktur 1000 umfassen. Die Substratstruktur 1000 kann ein laminiertes Substrat 100, eine erste Elektrodenschicht 201, eine untere Schicht 300, eine zweite Elektrodenschicht 350 und eine obere Schicht 400 umfassen. Das Substrat 100, die erste Elektrodenschicht 201 und die untere Schicht 300 können im Wesentlichen dieselben Materialien enthalten und können im Wesentlichen die gleichen Funktionen aufweisen, wie das Substrat 100, die Elektrodenschicht 200 und die untere Schicht 300, die in den 1A und 6A beschrieben wurden.
Die zweite Elektrodenschicht 350 kann auf der unteren Schicht 300 bereitgestellt sein. Die zweite Elektrodenschicht 350 kann ein transparentes leitfähiges Oxid oder Metall umfassen. Eine ausgewählt aus der ersten Elektrodenschicht 201 oder der zweiten Elektrodenschicht 350 kann eine Anode sein und die andere kann eine Kathode sein. Die obere Schicht 400 kann auf der zweiten Elektrodenschicht 350 bereitgestellt sein. Die obere Schicht 400 kann als Lichtbrechungsschicht wirken. Die obere Schicht 400 kann eine Oberflächenenergie von etwa 0,01 J/m² bis weniger als etwa 3 J/m² aufweisen.
Beispielsweise kann die obere Schicht 400 eine optische Lichtweglänge steuern. In diesem Fall kann die obere Schicht 400 Alq3 und die Derivate davon, NPB und die Derivate davon, Indiumzinkoxid, Indiumzinnoxid, Indiumgalliumzinkoxid, Aluminiumoxid, Zinkoxid oder eine Mischung davon umfassen. Die gekrümmten Strukturen 500 können auf der oberen Schicht 400 gebildet werden.
7B ist eine Querschnittsansicht, die eine optische Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform darstellt, die einem Querschnitt entlang der Linie I-II der 1A entspricht. Nachfolgend werden die Beschreibungen, die mit den oben beschriebenen überlappen, weggelassen.
Wie in 7B zusammen mit 1A gezeigt, kann eine optische Vorrichtung 3 gekrümmte Strukturen 500 auf einer Substratstruktur 1000 umfassen. Die Substratstruktur 1000 kann ein laminiertes Substrat 100, eine erste Elektrodenschicht 201, eine untere Schicht 300, eine zweite Elektrodenschicht 350, eine Lichtbrechungsschicht 360 und eine obere Schicht 400 umfassen. Das Substrat 100, die erste Elektrodenschicht 201 und die untere Schicht 300 können im Wesentlichen dieselben Materialien umfassen und können im Wesentlichen die gleichen Funktionen aufweisen, wie das Substrat 100, die Elektrodenschicht 200 und die untere Schicht 300, die in den 1A und 6A beschrieben wurden.
Die zweite Elektrodenschicht 350 kann auf der unteren Schicht 300 bereitgestellt sein. Die zweite Elektrodenschicht 350 kann ein transparentes leitfähiges Oxid oder Metall umfassen. Eine ausgewählt aus der ersten Elektrodenschicht 201 oder der zweiten Elektrodenschicht 350 kann eine Anode sein und die andere kann eine Kathode sein. Die Lichtbrechungsschicht 360 kann auf der zweiten Elektrodenschicht 350 angeordnet sein. Die Lichtbrechungsschicht 360 kann die optische Lichtweglänge des Lichts steuern. Die Lichtbrechungsschicht 360 kann Alq3 und die Derivate davon, NPB und die Derivate davon, Indiumzinkoxid, Indiumzinnoxid, Indiumgalliumzinkoxid, Aluminiumoxid, Zinkoxid oder eine Mischung davon umfassen. Die obere Schicht 400 kann auf der Lichtbrechungsschicht 360 bereitgestellt sein. Die obere Schicht 400 kann als eine Passivierungsschicht wirken. Die obere Schicht 400 kann eine Oberflächenenergie von etwa 0,01 J/m² bis weniger als etwa 3 J/m² aufweisen. Beispielsweise kann die untere Schicht 300 aufgrund der oberen Schicht 400 durch äußere Feuchtigkeit oder Luft nicht beschädigt werden. In diesem Fall kann die obere Schicht 400 wenigstens eines ausgewählt aus Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Titanoxid, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid, Ultraviolett (UV)-härtbare Acrylate, Hexamethyldisiloxan, einem Epoxidharz, Alq3 und die Derivate davon oder NPB und die Derivate davon umfassen. Die gekrümmten Strukturen 500 können auf der oberen Schicht 400 bereitgestellt sein.
8A ist eine Draufsicht, die eine optische Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform darstellt. 8B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-IV von 8A. Nachfolgend werden die Beschreibungen, die mit den oben beschriebenen überlappen, weggelassen.
Wie in 8A zusammen mit 1A gezeigt, kann eine optische Vorrichtung 4 gekrümmte Strukturen 500 auf einer Substratstruktur 1000 umfassen. Die Substratstruktur 1000 kann ein laminiertes Substrat 100, eine Elektrodenschicht 200, eine untere Schicht 300 und eine obere Schicht 400 umfassen. Eine optische Vorrichtung 4 kann eine organische lichtemittierende Vorrichtung sein. Das Substrat 100 kann Pixel PX aufweisen. Die Pixel PX können eine Vielzahl von Subpixeln subPX umfassen. Die Subpixel subPX können eine rote, grüne, blaue oder weiße Farbe anzeigen. Eine ebene Form der Subpixel subPX kann ein Quadrat sein, aber die ebene Form der Subpixel subPX ist nicht darauf beschränkt und kann variieren. Die untere Schicht 300 kann als organische lichtemittierende Schicht fungieren. Die Elektrodenschicht 200 und die obere Schicht 400 können die gleichen sein, wie in 6A beschrieben. Die obere Schicht 400 kann eine Oberflächenenergie von etwa 0,01 J/m² bis weniger als etwa 3 J/m² aufweisen.
Die gekrümmten Strukturen 500 können durch im Wesentlichen das gleiche Verfahren, wie in 6B beschrieben, hergestellt werden und können dieselbe Form aufweisen. Die gekrümmten Strukturen 500 können in einer Vielzahl auf Jedem der Subpixel subPX bereitgestellt sein. Zum Beispiel kann jeder der Subpixel subPX mit der Vielzahl von gekrümmten Strukturen 500 auf einer Ebene überlappen. Beispielsweise kann der maximale Durchmesser D von jeder der gekrümmten Strukturen 500 in einem Bereich von etwa 1/5 bis etwa 1/20 einer Breite W des entsprechenden Subpixels subPX liegen.
Nachfolgend werden die Herstellung von gekrümmten Strukturen gemäß experimentellen Beispielen der erfinderischen Idee und die Auswerteergebnisse davon beschrieben.
Herstellung/Beobachtung der gekrümmten Strukturen
Tris(8-hydroxychinolin)aluminium (Alq3)
[Vergleichsbeispiel 1-1]
Ein Glassubstrat mit einer Länge von etwa 2,5 cm und einer Breite von etwa 2,5 cm wurde hergestellt. Eine Elektrode wurde durch Abscheiden einer Indiumzinkoxidschicht mit einer Oberflächenenergie von etwa 2 J/m² bis zu einer Dicke von etwa 60 nm unter Verwendung eines Sputters hergestellt. In diesem Fall wurde keine Plasmabehandlung oder Wärmebehandlung auf der Indiumzinkoxidschicht durchgeführt. Alq3 wurde einer Quellenkammer zugeführt und die Quellenkammer wurde auf etwa 400 °C erwärmt. Ein Stickstoffgas wurde einer Trägerkammer zugeführt und die Trägerkammer wurde auf etwa 200 °C erwärmt. Ein Stickstoffgas wurde in die Quellenkammer eingespritzt. In diesem Fall wurde die Temperatur des Substrats bei etwa 50 °C gehalten. Gebogene Strukturen wurden um etwa 45 Grad gekippt und mit einem Rasterelektronenmikroskop (SEM) bei 20.000-facher Vergrößerung betrachtet.
[Vergleichsbeispiel 1-2]
Ein Experiment wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 1-1 durchgeführt und gekrümmte Strukturen wurden dann mit einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Die Quellenkammer wurde jedoch auf etwa 420 °C erwärmt.
[Vergleichsbeispiel 1-3]
Ein Experiment wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 1-1 durchgeführt und gekrümmte Strukturen wurden dann mit einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Jedoch wurde eine Siliziumoxidschicht mit einer Oberflächenenergie von etwa 3 J/m² anstelle von Indiumzinkoxid verwendet und die Quellenkammer wurde auf etwa 380 °C erwärmt.
[Experimentelles Beispiel 1-1]
Ein Experiment wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 1-1 durchgeführt und gekrümmte Strukturen wurden dann mit einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Jedoch wurde die Quellenkammer auf etwa 340 °C erwärmt. Während der Bildung der gekrümmten Strukturen wurde die Temperatur des Substrats bei etwa 0 °C gehalten.
[Experimentelles Beispiel 1-2]
Ein Experiment wurde auf die gleiche Weise wie in dem experimentellen Beispiel 1-1 durchgeführt und eine Oberfläche des Glassubstrats wurde dann mit einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Jedoch wurde während der Bildung der gekrümmten Strukturen die Temperatur des Substrats bei etwa 20 °C gehalten.
[Experimentelles Beispiel 1-3]
Ein Experiment wurde auf die gleiche Weise wie in dem experimentellen Beispiel 1-1 durchgeführt und eine Oberfläche des Glassubstrats wurde dann mit einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Jedoch wurde während der Bildung der gekrümmten Strukturen die Temperatur des Substrats bei etwa 50 °C gehalten.
[Experimentelles Beispiel 1-4]
Ein Experiment wurde auf die gleiche Weise wie in dem experimentellen Beispiel 1-1 durchgeführt und eine Oberfläche des Glassubstrats wurde dann mit einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Die Quellenkammer wurde jedoch auf etwa 380 °C erwärmt. Während der Bildung der gekrümmten Strukturen wurde die Temperatur des Substrats bei etwa 50 °C gehalten.
N,N'-Di(1-naphthyl)-N.N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (NPB)
[Vergleichsbeispiel 2-1]
Ein Glassubstrat mit einer Länge von etwa 2,5 cm und einer Breite von etwa 2,5 cm wurde hergestellt. Eine Elektrode wurde durch Abscheiden einer Indiumzinkoxidschicht mit einer Oberflächenenergie von etwa 2 J/m² bis zu einer Dicke von etwa 60 nm unter Verwendung eines Sputters hergestellt. In diesem Fall wurde keine Plasmabehandlung oder Wärmebehandlung auf der Indiumzinkoxidschicht durchgeführt. NPB wurde einer Quellenkammer zugeführt und die Quellenkammer wurde auf etwa 135 °C erwärmt. Ein Stickstoffgas wurde einer Trägerkammer zugeführt und die Trägerkammer wurde auf etwa 200 °C erwärmt. Ein Stickstoffgas wurde in die Quellenkammer eingespritzt. In diesem Fall wurde die Temperatur des Substrats bei etwa 0 °C gehalten. Gebogene Strukturen wurden um etwa 45 Grad gekippt und mit einem Rasterelektronenmikroskop (SEM) bei 20.000-facher Vergrößerung betrachtet.
[Vergleichsbeispiel 2-2]
Ein Experiment wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 2-1 durchgeführt und eine Oberfläche des Glassubstrats wurde dann mit einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Jedoch wurde die Temperatur des Substrats bei etwa 50 °C gehalten.
[Vergleichsbeispiel 2-3]
Ein Experiment wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 2-1 durchgeführt und eine Oberfläche des Glassubstrats wurde dann mit einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Jedoch wurde die Quellenkammer auf etwa 190 °C erwärmt.
[Vergleichsbeispiel 2-4]
Ein Experiment wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 2-1 durchgeführt und eine Oberfläche des Glassubstrats wurde dann mit einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Jedoch wurde die Quellenkammer auf etwa 190 °C erwärmt und die Temperatur des Substrats wurde bei etwa 50 °C gehalten.
[Vergleichsbeispiel 2-5]
Ein Experiment wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 2-1 durchgeführt und eine Oberfläche des Glassubstrats wurde dann mit einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Die Quellenkammer wurde jedoch auf etwa 235 °C erwärmt.
[Vergleichsbeispiel 2-6]
Ein Experiment wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 2-1 durchgeführt und eine Oberfläche des Glassubstrats wurde dann mit einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Jedoch wurde die Quellenkammer auf etwa 235 °C erwärmt und die Temperatur des Substrats wurde bei etwa 50 °C gehalten.
[Vergleichsbeispiel 2-7]
Ein Experiment wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 2-1 durchgeführt und eine Oberfläche des Glassubstrats wurde dann mit einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Jedoch wurde die Quellenkammer auf etwa 300 °C erwärmt und die Temperatur des Substrats wurde bei etwa 50 °C gehalten.
[Vergleichsbeispiel 2-8]
Ein Experiment wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 2-1 durchgeführt und eine Oberfläche des Glassubstrats wurde dann mit einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Jedoch wurde eine Siliziumoxidschicht mit einer Oberflächenenergie von etwa 3 J/m² anstelle von Indiumzinkoxid verwendet und die Quellenkammer wurde auf etwa 450 °C erwärmt.
[Experimentelles Beispiel 2-1]
Ein Experiment wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 2-1 durchgeführt und eine Oberfläche des Glassubstrats wurde dann mit einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Jedoch wurde die Quellenkammer auf etwa 400 °C erwärmt.
[Experimentelles Beispiel 2-2]
Ein Experiment wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 2-1 durchgeführt und eine Oberfläche des Glassubstrats wurde dann mit einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Jedoch wurde die Quellenkammer auf etwa 400 °C erwärmt und die Temperatur des Substrats wurde bei etwa 50 °C gehalten.
[Experimentelles Beispiel 2-3]
Ein Experiment wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 2-1 durchgeführt und eine Oberfläche des Glassubstrats wurde dann mit einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Jedoch wurde die Quellenkammer auf etwa 450 °C erwärmt.
[Experimentelles Beispiel 2-4]
Ein Experiment wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 2-1 durchgeführt und eine Oberfläche des Glassubstrats wurde dann mit einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Jedoch wurde die Quellenkammer auf etwa 450 °C erwärmt und die Temperatur des Substrats wurde bei etwa 50 °C gehalten.

Die 9A und 9B sind Rasterelektronenmikroskopbilder von Ebenen bzw. Querschnitten der gekrümmten Strukturen des experimentellen Beispiels 1-4. Die 9C und 9D sind Rasterelektronenmikroskopbilder von Oberflächen der Substrate der Vergleichsbeispiele 1-1 bzw. 1-3. Tabelle 1 veranschaulicht die Ergebnisse der SEM-Beobachtungen der Vergleichsbeispiele 1-1 bis 1-3 und der experimentellen Beispiele 1-1 bis 1-4. [Tabelle1]

	Oberflächenenergie der oberen Schicht	Temperatur des Substrats (°C)	Temperatur der Quellenkammer (°C)	Bildung von gekrümmten Strukturen, beobachtet mit SEM
Vergleichsbeispiel 1-1	2 J/m²	50	400	Nicht gebildet
Vergleichsbeispiel 1-2	2 J/m²	50	420	Nicht gebildet
Vergleichsbeispiel 1-3	3 J/m²	50	380	Nicht gebildet
Experimentelles Beispiel 1-1	2 J/m²	0	340	Gebildet
Experimentelles Beispiel 1-2	2 J/m²	20	340	Gebildet
Experimentelles Beispiel 1-3	2 J/m²	50	340	Gebildet
Experimentelles Beispiel 1-4	2 J/m²	50	380	Gebildet

Wie in 9A und 9B zusammen mit Tabelle 1 gezeigt, kann beobachtet werden, dass die gekrümmten Strukturen 500 in den experimentellen Beispielen 1-1 bis 1-4 auf der obere Schicht 400 gebildet wurden. Jede der gekrümmten Strukturen 500 hatte den maximalen Durchmesser D und die maximale Höhe H von weniger als etwa 2 µm. Anhand der experimentellen Beispiele 1-1 bis 1-4 kann bestätigt werden, dass die gekrümmten Strukturen 500 gut ausgebildet waren, wenn ein organisches Gas in einem Temperaturbereich von etwa 340 °C oder mehr bis weniger als etwa 400 °C gebildet wurde. Wie in 9C zusammen mit Tabelle 1 gezeigt, wurden die gekrümmten Strukturen 500 in den Vergleichsbeispielen 1-1 und 1-2 nicht beobachtet, da die abgeschiedenen Alq3-Schichten die obere Schicht 400 vollständig bedeckten. In den Vergleichsbeispielen 1-1 und 1-2 wurde, da die Quellenkammer 20 auf eine hohe Temperatur (etwa 400 °C oder mehr) erwärmt wurde, die organische Verbindung modifiziert oder eine übermäßige Menge des organischen Gases wurde abgeschieden. Wie 9D zusammen mit Tabelle 1 gezeigt, wurden die gekrümmten Strukturen 500 in Vergleichsbeispiel 1-3 nicht gebildet. Da die obere Schicht 400 des Vergleichsbeispiels 1-3 eine Oberflächenenergie von etwa 3 J/m² aufwies, kann bestätigt werden, daß das organische Gas eine hohe Wechselwirkung mit der oberen Schicht 400 zeigte.
Die 10A und 10B sind Rasterelektronenmikroskopbilder von Ebenen bzw. Querschnitten von gekrümmten Strukturen des experimentellen Beispiels 2-3. Die 10C und 10D sind Rasterelektronenmikroskopbilder der Oberflächen der Substrate der Vergleichsbeispiele 2-1 bzw. 2-8.

Die folgende Tabelle 2 veranschaulicht die Ergebnisse der SEM-Beobachtungen der Vergleichsbeispiele 2-1 bis 2-8 und der experimentellen Beispiele 2-1 bis 2-4. [Tabelle 2]

	Oberflächenenergie der oberen Schicht	Temperatur des Substrats (°C)	Temperatur der Quellenkammer (°C)	Bildung von gekrümmten Strukturen, beobachtet mit SEM
Vergleichsbeispiel 2-1	2 J/m²	0	135	Nicht gebildet
Vergleichsbeispiel 2-2	2 J/m²	50	135	Nicht gebildet
Vergleichsbeispiel 2-3	2 J/m²	0	190	Nicht gebildet
Vergleichsbeispiel 2-4	2 J/m²	50	190	Nicht gebildet
Vergleichsbeispiel 2-5	2 J/m²	0	235	Nicht gebildet
Vergleichsbeispiel 2-6	2 J/m²	50	235	Nicht gebildet
Vergleichsbeispiel 2-7	2 J/m²	50	300	Nicht gebildet
Vergleichsbeispiel 2-8	3 J/m²	0	450	Nicht gebildet
Experimentelles Beispiel 2-1	2 J/m²	0	400	Gebildet
Experimentelles Beispiel 2-2	2 J/m²	50	400	Gebildet
Experimentelles Beispiel 2-3	2 J/m²	0	450	Gebildet
Experimentelles Beispiel 2-4	2 J/m²	50	450	Gebildet

Wie in 10A und 10B zusammen mit Tabelle 2 gezeigt, kann bestätigt werden, daß die gekrümmten Strukturen 500 in den experimentellen Beispielen 2-1 bis 2-4 auf der oberen Schicht 400 gebildet wurden. Es kann beobachtet werden, dass die gekrümmten Strukturen 500 eine elliptische oder sphärische Form aufwiesen. In diesem Fall wies jede der gekrümmten Strukturen 500 den maximalen Durchmesser D von etwa 2 µm oder weniger auf. Wie in 10C zusammen mit Tabelle 2 gezeigt, wurde beobachtet, daß die gekrümmten Strukturen 500 in den Vergleichsbeispielen 2-1 bis 2-7 nicht gebildet wurden. Anhand der Vergleichsbeispiele 2-1 bis 2-7 ist davon auszugehen, daß ein organisches Gas schwer zu bilden war, wenn die Temperatur der Quellenkammer 20 etwa 300 °C oder weniger betrug. Im Gegensatz dazu, da die Quellenkammer 20 in den experimentellen Beispielen 2-1 bis 2-4 auf mehr als etwa 300 °C erwärmt wurde, ist davon auszugehen, dass ein organisches Gas gebildet wurde. Unter Verweis auf 10D zusammen mit Tabelle 2, ist davon auszugehen, dass in Vergleichsbeispiel 2-8 die gekrümmten Strukturen 500 nicht auf der oberen Schicht 400 gebildet wurden, da die obere Schicht 400 eine Oberflächenenergie von etwa 3 J/m² aufwies.
Gemäß der erfinderischen Idee kann ein Array durch Abscheiden von gekrümmten Strukturen auf einem Substrat bereitgestellt werden. Dementsprechend kann ein separates Maskenformgebungsverfahren oder ein Photolithographieverfahren für die Ausbildung der gekrümmten Strukturen weggelassen werden. Somit kann ein Herstellungsverfahren für die gekrümmten Strukturen vereinfacht werden. Die gekrümmten Strukturen der erfinderischen Idee können Licht zerstreuen, fokussieren oder streuen. Da eine optische Vorrichtung die gekrümmten Strukturen umfasst, kann die Leistung der optischen Vorrichtung verbessert werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer optischen Vorrichtung (1), wobei das Verfahren umfasst: das Bilden einer Substratstruktur (1000), die ein Substrat (100), eine Anodenschicht, eine Kathodenschicht, und eine dazwischengliegende Schicht zwischen der Anodenschicht und der Kathodenschicht beinhaltet, wobei die dazwischenliegende Schicht eine lichtemittierende Schicht oder eine lichtabsorbierende Schicht ist; das Erwärmen eines Vorläufers (505), um einen organischen Dampf zu bilden, unter einer Druckbedingung von 10^-4 Torr bis 1 Torr (1,00 Torr = 133 Pa); und das Abscheiden des organischen Dampfs auf die Substratstruktur (1000) durch eine organische Dampfphasenabscheidung oder ein thermisches Verdampfen zum Bilden eines Arrays (1500) von gekrümmten Strukturen (500) durch eine Kristallisation der organischen Dämpfe, wobei das Array (1500) von gekrümmten Strukturen (500) voneinander beabstandet ist, auf der Substratstruktur (1000), wobei jede der gekrümmten Strukturen (500) des Arrays (1500) von gekrümmten Strukturen (500) eine gekrümmte Oberfläche aufweist, die von einer Oberfläche der Substratstruktur (1000) abgewandt ist, wobei die gekrümmten Strukturen (500) eine kristalline organische Verbindung umfassen, und wobei die dazwischenliegende Schicht ein erstes Licht zu den gekrümmten Strukturen (500) basierend auf einer ersten Spannung zwischen der Anodenschicht und der Kathodenschicht emittiert oder ein zweites Licht von den gekrümmten Strukturen (500) empfängt, um eine zweite Spannung zwischen der Anodenschicht und der Kathodenschicht zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Vorläufer (505) eine amorphe organische Verbindung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Erwärmen des Vorläufers (505) in einem Temperaturbereich von 200 °C bis 400 °C durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Substratstruktur (1000) während der Abscheidung des Arrays (1500) bei einer Temperatur von -20 °C bis 80 °C bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die kristalline organische Verbindung eine pi-konjugierte Struktur aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei jede der gekrümmten Strukturen (500) ein erstes Korn (511) und ein zweites Korn (512) umfasst, und das zweite Korn (512) eine andere Kristallstruktur oder eine andere Kristallorientierung als das erste Korn (511) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Oberflächenspannung jeder der gekrümmten Strukturen (500) größer als die Oberflächenspannung einer oberen Oberfläche der Substratstruktur (1000) ist.