本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种ITO基片的亲水处理方法。
背景技术：
OLED具有轻薄、面发光、自发光、柔性可弯曲、透明等优势，在照明以及显示领域具有广阔的应用前景。OLED器件有机层为有机化学材料，有机薄膜与衬底的有效接触对于光电子的传输有极大的影响。
目前对ITO的处理方法主要分为物理方法和化学方法。物理方法主要是等离子处理，包括O2等离子轰击、UV-ozone、氧辉光放电(O-GDT)等；化学方法主要是利用化学试剂清洗ITO表面以祛除ITO表面污渍。
目前ITO玻璃清洗化学工艺主要由以下步骤：1.洗洁粉超声15min；2.蒸馏水超声15min；3.异丙醇超声15min；4.丙酮超声10min；5.紫外臭氧辐射30min。以上工艺只能清洗ITO表面，祛除ITO表面污渍，并不能对ITO进行针对性的亲水处理，导致ITO表面亲水性不强。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供了一种ITO基片的亲水处理方法。
根据本发明的ITO基片的亲水处理方法，包括用浓酸与双氧水的混合溶液对ITO基片进行处理的步骤。
根据本发明的一个实施方式，所述浓酸选自腐蚀性酸。根据本发明的一个实施方式，所述浓酸选自浓硫酸、浓硝酸中的一种或两种。
根据本发明的一个实施方式，所述亲水处理方法包括以下步骤：
依次用第一溶剂、第二溶剂、浓酸与双氧水的混合溶液、水对ITO基片进行处理，并将处理后的所述ITO基片干燥。
根据本发明的一个实施方式，所述第一溶剂选自乙醇、丙酮、异丙醇中的一种或一种以上。根据本发明的一个实施方式，所述第一溶剂选自乙醇。所述第二溶剂选自氯仿、苯、四氯化碳、甲氧基乙醇中的一种或一种以上。根据本发明的一个实施方式，所述第二溶剂选自氯仿。
根据本发明的一个实施方式，所述水选自去离子水或蒸馏水。
根据本发明的一个实施方式，所述干燥的方法包括：在真空环境中烘干或在真空环境中紫外照射。在不加热的情况下利用紫外照射方式可以去除水分子以及少量的氢离子、氢氧根离子。根据本发明的一个实施方式，所述干燥的方法为在真空环境中烘干。
具体地，根据本发明的亲水处理方法包括以下步骤：
S101：利用第一溶剂处理ITO基片；
S102：利用第二溶剂对经第一溶剂处理后的ITO基片进行处理；
S103：使用浓酸与双氧水的混合溶液，将经第二溶剂处理后的ITO基片放置在混合溶液中并且将混合溶液加热进行处理；
S104：利用水对经混合溶液处理后的ITO基片进行处理；
S105：将经水处理后的ITO基片干燥。
根据本发明的一个实施方式，步骤S101中，处理温度为42～48℃，处理时间为20～45min；步骤S102中，处理温度为42～48℃，处理时间为20～45min；步骤S103中，处理温度为60℃～70℃，处理时间为20～45min；步骤S104中，处理时间为20～45min。
根据本发明的一个实施方式，所述第一溶剂的体积浓度为90％～99％。根据本发明的一个实施方式，所述第一溶剂选自乙醇，并且乙醇的体积浓度为99％。
根据本发明的一个实施方式，所述第二溶剂的体积浓度为90％～98％。根据本发明的一个实施方式，所述第二溶剂选自氯仿，并且氯仿的体积浓度为98％。
根据本发明的一个实施方式，所述混合溶液中，浓酸和双氧水的体积比为6:4～7:3。根据本发明的一个实施方式，所述浓酸选自浓硫酸，并且浓硫酸和双氧水的体积比为7:3。
根据本发明的一个实施方式，所述浓酸的质量浓度为90％～98％。根据本发明的一个实施方式，所述浓酸选自浓硫酸，并且浓硫酸的质量浓度为98％。
本发明通过研究有机薄膜与基片材质结构，确定清洗工艺为：第一溶剂→第二溶剂→浓酸+双氧水→水，通过调整清洗工艺参数，破坏原有基片中sn之间的共价键，使得基片的sn与薄膜之间形成新的氢氧键。ITO基片与有机薄膜(聚乙烯基咔唑)之间亲水基增加，薄膜与基片通过亲水键可以有效接触。通过测试采用亲水处理后的ITO基片制备的薄膜的光学以及电学特性，发现载流子传输效率增加，进而提高了OLED器件的电光效率；薄膜电阻率低，发热较低，对OLED器件的稳定性以及寿命都有较大改善；薄膜的吸收光谱和发射光谱增强，发光效率得到提高。
附图说明
图1为ITO基片亲水性原理示意图；其中，图1中的a为亲水处理前的ITO基片表面，图1中的b为亲水处理后的ITO基片表面。
图2为采用本发明的sa10基片的单层PVK有机薄膜的附着结构示意图。
图3为采用不同工艺处理后的基片的PVK有机薄膜样品的V-I特性曲线。
图4为采用不同工艺处理后的基片的PVK有机薄膜的激发光谱图。
图5为采用不同工艺处理后的基片的PVK有机薄膜的发射光谱图。
具体实施方式
具体实施方式仅为对本发明的说明，而不构成对本发明内容的限制，下面将结合附图和具体的实施方式对本发明进行进一步说明和描述。
根据本发明的ITO基片的亲水处理方法包括用浓酸与双氧水的混合溶液对ITO基片进行处理的步骤。
根据本发明的一个实施方式，所述浓酸选自腐蚀性酸。根据本发明的一个实施方式，所述浓酸选自浓硫酸、浓硝酸中的一种或两种。
根据本发明的一个实施方式，所述亲水处理方法包括以下步骤：
依次用第一溶剂、第二溶剂、浓酸与双氧水的混合溶液、水对ITO基片进行处理，并将处理后的所述ITO基片干燥。
根据本发明的一个实施方式，所述第一溶剂选自乙醇、丙酮、异丙醇中的一种或一种以上。根据本发明的一个实施方式，所述第一溶剂选自乙醇。所述第二溶剂选自氯仿、苯、四氯化碳、甲氧基乙醇中的一种或一种以上。根据本发明的一个实施方式，所述第二溶剂选自氯仿。
根据本发明的一个实施方式，所述水选自去离子水或蒸馏水。
根据本发明的一个实施方式，所述干燥的方法包括：在真空环境中烘干或在真空环境中紫外照射。在不加热的情况下利用紫外照射方式可以去除水分子以及少量的氢离子、氢氧根离子。根据本发明的一个实施方式，所述干燥的方法为在真空环境中烘干。
具体地，根据本发明的亲水处理方法包括以下步骤：
S101：利用第一溶剂处理ITO基片；
S102：利用第二溶剂对经第一溶剂处理后的ITO基片进行处理；
S103：使用浓酸与双氧水的混合溶液，将经第二溶剂处理后的ITO基片放置在混合溶液中并且将混合溶液加热进行处理；
S104：利用水对经混合溶液处理后的ITO基片进行处理；
S105：将经水处理后的ITO基片干燥。
根据本发明的一个实施方式，步骤S101中，处理温度为42～48℃，处理时间为20～45min；步骤S102中，处理温度为42～48℃，处理时间为20～45min；步骤S103中，处理温度为60℃～70℃，处理时间为20～45min；步骤S104中，处理时间为20～45min。
根据本发明的一个实施方式，步骤S101中，处理温度可以为42℃、43℃、44℃、44.5℃、45℃、46℃、47℃、48℃等。对于步骤S102中的温度也应作相同的理解。步骤S103中，处理温度可以为60℃、62℃、63℃、64℃、64.5℃、65℃、67℃、68.5℃、69℃、70℃等。步骤S104中，温度可以为45℃、46℃、46.5℃、47℃、48℃、48.5℃、49℃、50℃等。对于步骤S105中的温度也应作相同的理解。
根据本发明的一个实施方式，步骤S101中，处理时间可以为20min、22min、24min、26min、28min、30min、33min、35min、38min、40min、42min、45min等。对于步骤S102、步骤S103、步骤S104中涉及的处理时间，也应作相同的理解。
根据本发明的一个实施方式，所述第一溶剂的体积浓度为90％～99％。根据本发明的一个实施方式，所述第一溶剂的体积浓度例如可以是90％、90.5％、91％、92％、92.5％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％等。根据本发明的一个实施方式，所述第一溶剂选自乙醇，并且乙醇的体积浓度为99％。
根据本发明的一个实施方式，所述第二溶剂的体积浓度为90％～98％。根据本发明的一个实施方式，所述第一溶剂的体积浓度例如可以是90％、90.5％、91％、92％、92.5％、93％、94％、95％、96％、97％、98％等。根据本发明的一个实施方式，所述第二溶剂选自氯仿，并且氯仿的体积浓度为98％。
根据本发明的一个实施方式，所述混合溶液中，浓酸和双氧水的体积比为6:4～7:3。根据本发明的一个实施方式，所述混合溶液中，浓酸和双氧水的体积比为6:4、5:3、7:4、2:1、9:4、7:3等。根据本发明的一个实施方式，所述浓酸选自浓硫酸，并且浓硫酸和双氧水的体积比为7:3。
根据本发明的一个实施方式，所述浓酸的质量浓度为90％～98％。根据本发明的一个实施方式，所述浓酸的质量浓度例如可以是90％、90.5％、91％、92％、92.5％、93％、94％、95％、96％、97％、98％等。根据本发明的一个实施方式，所述浓酸选自浓硫酸，并且浓硫酸的质量浓度为98％。
根据本发明的一个实施方式，根据本发明的亲水处理方法包括以下步骤：
S101：利用乙醇在42～48℃处理ITO基片；
S102：利用氯仿在42～48℃对经乙醇处理后的ITO基片进行处理；
S103：使用浓硫酸与双氧水的混合溶液，将经氯仿处理后的ITO基片放置在混合溶液中并且将混合溶液加热至60℃～70℃进行处理；
S104：利用去离子水在45℃～50℃对经混合溶液处理后的ITO基片进行处理；
S105：在真空环境中于45℃～50℃将经去离子水处理后的ITO基片烘干。
“S101：利用乙醇在42～48℃处理ITO基片”是指将ITO基片放置于乙醇溶液中，并将乙醇溶液加热升温至42～48℃进行处理。同样地，S102步骤是指将经乙醇处理后的ITO基片放置于氯仿溶液中，并将氯仿溶液加热升温至42～48℃进行处理。S104步骤是指将经混合溶液处理后的ITO基片放置于去离子水中，并将去离子水加热升温至45～50℃进行处理。
根据本发明的一个实施方式，所述乙醇的体积浓度为99％。
根据本发明的一个实施方式，所述氯仿的体积浓度为98％。
根据本发明的一个实施方式，所述混合溶液中，浓硫酸和双氧水的体积比为7:3。
根据本发明的一个实施方式，所述浓硫酸的质量浓度为98％。
本发明中，用第一溶剂处理ITO基片可以去除ITO表面的油污异物；利用第二溶剂处理ITO基片可以去除第一溶剂残留以及进一步去除ITO表面的油污异物；浓酸与双氧水的混合溶液用于ITO表面的亲水处理；水用于去除ITO表面残留的酸。
本发明的亲水性处理原理为：通过浓酸处理后，ITO膜中的大部分锡原子氧化成氧化锡，使ITO薄膜表面的氧空位和Sn的数量大大减少。在双氧水清洁处理过程中，氧化锡吸收溶液中的氢从而构成锡羟基，锡羟基中的氧与亲水基团中的氢共同形成氢键。反应式分别如下：
Cu+H2SO4-CuSO4+H2SO2+2H2O
H2O2-H2O+[O]
Sn+X.[O]-SnOx
Cu+H2O2+4NH3-[Cu(NH3)4](OH)2
Sn+H2O2-SnO2+H2O。
基片表面的亲水性以及疏水性取决于基片表面羟基含量的多少，基片表面羟基含量越多，羟基中的氧就越容易与氨基、羧基等亲水基团中的氢构成氢键结构，从而提高基片亲水性，增强有机薄膜的附着能力，ITO基片亲水性原理如图1所示。其中，图1中的a为亲水处理前的ITO基片表面，图1中的b为亲水处理后的ITO基片表面。
本发明中，sa8基片未经过任何处理，sa9基片采用现有的化学清洁方法进行了处理，sa10基片经过了根据本发明的亲水处理。
sa8～sa10的详细处理工艺如下：
sa8：
1.清水浸泡30min。
2.真空环境中45℃～50℃烘干。
sa9：
1.洗洁粉超声15min。
2.蒸馏水超声15min。
3.异丙醇超声15min。
4.丙酮超声10min。
5.紫外臭氧辐射30min。
sa10：
1.利用99％乙醇45℃处理30min处理表面油污异物。
2.利用98％氯仿45℃处理30min去除乙醇残留以及进一步处理油污异物。
3.利用98％的浓硫酸与双氧水以7:3体积混合。将基片放置在溶液中30min并且加热至60℃～70℃进行亲水处理。
4.利用去离子水45℃～50℃处理30min祛除酸溶剂。
5.最后在真空环境中45℃～50℃烘干。
表面性能分析
对经不同处理工艺得到的ITO基片进行表面性能分析，利用原子力显微镜观测其表面形貌，测试基片表面粗糙度。
亲水处理可以去除ITO基片表面的金属离子和有机污染物，从而使得基片表面粗糙度有所降低，进而接触角减小。接触角大小与功函数有关，接触角越小表明亲水性越好，功函数越大。
经测试，sa8基片的接触角为48°，sa9基片的接触角为41°，sa10基片的接触角为18°。由此可见，经亲水处理后的ITO基片相比未进行处理的基片、以及采用现有的化学清洁方法处理后的基片，由于更好地去除了ITO基片表面的金属离子和有机污染物，并且基片表面的羟基含量更多，因此，接触角显著减小，表面粗糙度大幅降低。
电光效率测试
采用旋涂法在经不同处理工艺得到的ITO基片的表面制备PVK有机薄膜。所述PVK有机薄膜是将聚乙烯基咔唑(PVK)与十八胺(OA)按照一定的配比混合，并采用LB技术制备的LB单层薄膜。所采用的旋涂设备为KW-4A型匀胶机，低转速调速范围：500-2000转/分，高转速调速范围：1300-8000转/分，匀胶时间：3-60秒，转速稳定度：±1％，胶的均匀性：±3％。真空泵抽气速率≥60升/秒。
其中，sa10基片表面的铟锡氧化物中的氧原子与十八胺中氨基的氢原子形成氢键，采用本发明的sa10基片的单层PVK有机薄膜的附着结构如图2所示。由图2可以看出，分子间的作用力除了范德华力之外还存在氢键。
1)电导率
在有机电致发光器件发光分析过程中，有机层材料中电子空穴对的传输效率以电导率值来体现。根据欧姆定律，在电压一定的情况下，电导率较大的器件电流较大。电导率δ计算式为δ＝neu，其中，n为载流子浓度，u是载流子迁移率，e为单位电子所带电荷数。
影响电导率大小的因素主要是载流子迁移率u，载流子在分子之间主要通过化学键传递，载流子迁移率与分子间化学键强弱有关，化学键越强，载流子迁移率越高。
氢键是仅次于离子键、化合键的键，键能在100-800kj/mol。而范德华力的键能低于100kj/mol。在未经亲水处理的情况下，分子间主要存在范德华力。亲水处理后，有机层中分子间不仅存在范德华力，同时还存在大量的氢键以及层与层之间存在的共价键，因此电导率较高。
2)电子传输效率
由第1)部分的分析载流子传输理论可知，亲水处理后电子传输效率同样增加。
利用keithley4200-SCS半导体特性分析仪，测试采用经不同工艺处理后的基片的PVK有机薄膜样品的V-I特性。探针间测试间距1.5cm对应的面积按1.76625cm2计算。根据电阻率计算公式ρ＝RS/L以及电阻公式R＝V/I可知，电阻率ρ越大，电阻R越大，相同电压V情况下，电流I越小。
分别测试采用不同工艺处理后的基片的PVK有机薄膜样品的V-I特性。结果如图3所示，由图3可以看出，相同5V电压下，采用sa8基片制备的PVK有机薄膜的电流值约为0.5E-9A(采用sa8基片制备的PVK有机薄膜表示为Sap8)；采用sa9基片制备的PVK有机薄膜的电流值约为0.75E-9A(为避免误差，制作了两个采用sa9基片制备的PVK有机薄膜，分别表示为Sap9(1)和Sap9(2))；采用sa10基片制备的PVK有机薄膜的电流值约为2.0E-9A(为避免误差，制作了三个采用sa10基片制备的PVK有机薄膜，分别表示为Sap10(1)、Sap10(2)和Sap10(3))。测试结果同样表明，采用经根据本发明的亲水处理后的ITO基片制备的PVK有机薄膜，电阻率显著低于另外两者。
3)激发光谱和发射光谱
利用荧光分光光度计测试采用不同工艺处理后的基片的PVK有机薄膜的激发光谱和发射光谱。测试结果表明，PVK有机薄膜的激发峰在277nm处，与PVK材料的激发峰275nm相吻合。当处理工艺不同时，激发光强并不相同，结果如图4所示。由图4可以看出，采用sa10基片制备的PVK有机薄膜的激发光谱是最强的，而采用sa8基片制备的PVK有机薄膜的激发光谱最弱。
这是由于sa10经过亲水处理，电子不仅可以通过范德华化学键传输，也可以通过亲水键传输，进而电子传输效率更高，电子与空穴的复合率更高，从而激发光谱更强。
利用277nm激发光激发样品，得到PVK有机薄膜的发射光谱。测试结果表明，PVK有机薄膜的发射光谱峰在407nm处，与PVK材料的发射光谱相吻合。当处理工艺不同时，发射光强并不相同，结果如图5所示。由图5可以看出，采用sa10基片制备的PVK有机薄膜的发射光谱是最强的，为2.9a.u.，采用sa 9基片制备的PVK有机薄膜的发射光谱强度为1.75a.u.，而采用sa8基片制备的PVK有机薄膜的发射光谱最弱，仅为0.95a.u.。
这是由于采用经本发明的亲水处理后的ITO基片时，在ITO基片表面旋涂制备的PVK有机薄膜的厚度相比sa8、sa9增加，因此发射光谱变强。此外，sa10经过亲水处理，电子不仅可以通过范德华化学键传输，也可以通过亲水键传输，进而电子传输效率更高，电子与空穴的复合率更高，导致电子与空穴复合过程辐射光子数目也更多，从而发射光谱也越强。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。