一種改性ito陽極及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于平板顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改性ΙΤ0陽極及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]有機電致發(fā)光器件是一種新型的平板顯示器件，與液晶顯示器件(IXD)相比，具有亮度高、主動發(fā)光、視角寬、響應(yīng)速度快等特點，是平板顯示領(lǐng)域的后起之秀，呈現(xiàn)出發(fā)展和應(yīng)用前景。有機電致發(fā)光器件的發(fā)光原理是在外電場作用下，載流子從電極注入到發(fā)光層中復(fù)合發(fā)光。有機電致發(fā)光器件對陽極材料要求具有高的功函數(shù)和良好的透光度，以利于光從器件中出射。
[0003]目前，有機電致發(fā)光器件的陽極材料通常采用摻雜Sn0j9In 203(In203:Sn02)，SPΙΤΟο ΙΤΟ的導(dǎo)帶主要由In和Sn的5s軌道組成，價帶是氧的2p軌道占主導(dǎo)地位，氧空位及Sn4+取代摻雜原子構(gòu)成施主能級并影響導(dǎo)帶中的載流子濃度。由于ΙΤ0淀積過程中，薄膜中產(chǎn)生的氧空位和Sn4+對In 3+的摻雜取代形成高度簡并的η型半導(dǎo)體，費米能級E F位于導(dǎo)帶底Ec之上，因而ΙΤ0具有很高的載流子濃度及低電阻率。此外，ΙΤ0的帶隙較寬，因而ΙΤ0薄膜對可見光和近紅外光具有很高的透過率。由于ΙΤ0具有以上優(yōu)良的導(dǎo)電性、透光性，因此，在電致光電器件中廣泛作為陽極使用，如液晶顯示器(LCD)、有機電致發(fā)光二極管(0LED)、量子點發(fā)光二極管(QLED)和太陽能電池(0PV)。
[0004]盡管ΙΤ0電極具有上述一系列優(yōu)點，然而，由于ΙΤ0屬于非化學(xué)計量學(xué)化合物，在ΙΤ0的制備過程中，其淀積條件、清洗方法、后處理工藝等因素都將影響其薄膜特性，特別是ΙΤ0薄膜表面的化學(xué)組成，對其表面功函數(shù)的影響很大。此外，上述因素還會影響ΙΤ0薄膜的表面形態(tài)，從而影響ΙΤ0薄膜和有機功能層的接觸，進而影響電致發(fā)光器件的性能。因此，多因素的影響使得現(xiàn)有的IT0的電學(xué)特性仍然不夠理想，以ΙΤ0作為陽極的有機電致發(fā)光器件的實際電學(xué)特性跟理論的有機電致發(fā)光器件之間還存在一定的差距。目前，ΙΤ0的功函數(shù)一般為4.7eV左右，這使得ΙΤ0陽極與有機材料之間存在比較大的空穴注入勢皇，阻礙空穴注入。同時，為了增加電致發(fā)光器件的光輸出和降低器件工作電壓，理論上要求ΙΤ0具有較低的方塊電阻和平整的表面。然而，實際中ΙΤ0表面較為粗糙，高粗糙性也會影響ΙΤ0和有機層的有效接觸和空穴的有效注入，降低器件效率，同時會增加器件的短路可能性和反向漏電流，加速器件的失效。為了提高空穴注入的能力，需要采取措施使ΙΤ0的功函數(shù)提高，來降低空穴注入勢皇；同時，為了提高器件的壽命、開啟電壓、發(fā)光效率、亮度和穩(wěn)定性，需要調(diào)節(jié)ΙΤ0表面粗糙度。
[0005]由于ΙΤ0的功函數(shù)較低且與表面狀態(tài)有關(guān)，因此，可通過表面處理來提高ΙΤ0的功函數(shù)。表面處理雖然不能改變材料內(nèi)部的組成，卻對材料表面組成影響很大。具體的，ΙΤ0中，由于，Sn取代摻雜原子及氧空位是構(gòu)成ΙΤ0的施主能級的主要來源，因此，Sn和0的濃度對ΙΤ0功函數(shù)影響較大。而對ΙΤ0進行表面處理可以改變其表面的Sn、In、0濃度，通過氧空位的減少和Sn4+摻雜原子的減少來降低施主濃度，使功函數(shù)增加。此外，經(jīng)過表面處理后，ITO表面更加平整，從而改善ΙΤ0與有機層之間的接觸，并減少缺陷引起的電學(xué)短路，改善器件熱穩(wěn)定性。
[0006]目前，報道的ΙΤ0表面處理的方法有熱處理、氧等離子體處理、惰性氣體濺射清潔、紫外線照射等。在這些處理方法中，氧氣等離子體處理較為廣泛采用，它可以有效清潔ΙΤ0表面，同時使ΙΤ0表面的氧含量增加，降低薄膜表面的粗糙度，增大ΙΤ0的功函數(shù)。然而氧等離子體處理ΙΤ0表面被報道具有勢皇不穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種改性ΙΤ0陽極的制備方法，旨在解決有機電致發(fā)光器件中ΙΤ0陽極功函數(shù)低的問題。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于提供一種由上述方法制備的改性ΙΤ0陽極。
[0009]本發(fā)明的再一目的在于提供一種含有上述改性ΙΤ0陽極的有機電致發(fā)光器件。
[0010]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種改性ΙΤ0陽極的制備方法，包括以下步驟:
[0011 ] 提供ΙΤ0基板，所述ΙΤ0基板包括襯底和沉積在所述襯底上的ΙΤ0薄膜，對所述ΙΤ0基板依次進行清潔、干燥處理；
[0012]以HF溶液或HC1溶液作為電解液、以所述ΙΤ0基板作為電解池陽極、以鉬電極作為電解池陰極，將所述ΙΤ0基板與所述鉬電極平行置于反應(yīng)容器中，對所述ΙΤ0薄膜進行恒壓電化學(xué)處理，得到表面修飾的ΙΤ0電極；
[0013]將表面修飾的所述ΙΤ0電極進行清洗、干燥處理。
[0014]相應(yīng)的，一種由上述方法制備的改性ΙΤ0陽極。
[0015]以及，一種有機電致發(fā)光器件，包括上述改性ΙΤ0陽極。
[0016]本發(fā)明提供的改性ΙΤ0陽極的制備方法，采用質(zhì)子酸HF或HC1對所述ΙΤ0薄膜進行電化學(xué)處理，一方面，使得所述ΙΤ0薄膜中的氧空位被F、C1填充，氧空位含量減少:另一方面，由于所述F和C1具有很強的電負(fù)性，在電化學(xué)處理過程中，所述ΙΤ0薄膜表面質(zhì)子化，ΙΤ0表面形成有利于空穴注入的偶極層。由此，提高了所述ΙΤ0電極表面的功函數(shù)，且該方法能夠保證所述ΙΤ0電極的表面平整度和在可見光區(qū)透明度影響不大。進一步的，使用所述改性ΙΤ0陽極的有機電致發(fā)光器件，可以降低空穴注入勢皇，提高空穴的注入能力，進而有效提高器件的效率和發(fā)光穩(wěn)定性。此外，本發(fā)明提供的改性ΙΤ0陽極的制備方法，操作簡單、重復(fù)性好，使用的溶劑易于獲得、成本低廉、環(huán)保，且無需對發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)及組成材料進行任何更改即可有效提高薄膜電致發(fā)光器件的效率和發(fā)光穩(wěn)定性，具有較高的應(yīng)用價值。
[0017]本發(fā)明提供的改性ΙΤ0陽極，所述ΙΤ0薄膜中的部分氧空位被F和C1填充，從而使得所述Ι??中的氧空位減少，費米能級下降；且由于所述F和C1具有很強的電負(fù)性，在電化學(xué)處理過程中，所述ΙΤ0薄膜表面形成偶極層，從而提高所述ΙΤ0電極的功函數(shù)。
[0018]本發(fā)明提供的有機電致發(fā)光器件，含有所述改性ΙΤ0陽極，相較于ΙΤ0陽極，所述改性ΙΤ0陽極的功函數(shù)提高，可以降低空穴注入勢皇，提高空穴的注入能力，進而有效提高有機電致發(fā)光器件的效率和發(fā)光穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明實施例提供的表面處理如后ΙΤ0能級不意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明實施例提供的所述改性ΙΤ0陽極表面的偶極層不意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明實施例提供的所述改性ΙΤ0陽極的表面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)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。
[0023]本發(fā)明實施例提供了一種改性ΙΤ0陽極的制備方法，包括以下步驟:
[0024]S01.提供ΙΤ0基板，所述ΙΤ0基板包括襯底和沉積在所述襯底上的ΙΤ0薄膜，對所述ΙΤ0基板依次進行清潔、干燥處理；
[0025]S02.以HF溶液或HC1溶液作為電解液、以所述ΙΤ0基板作為電解池陽極、以鉬電極作為電解池陰極，將所述ΙΤ0基板與所述鉬電極平行置于反應(yīng)容器中，對所述ΙΤ0薄膜進行恒壓電化學(xué)處理，得到表面修飾的ΙΤ0電極；
[0026]S03.將表面修飾的所述ΙΤ0電極進行清洗、干燥處理。
[0027]具體的，上述步驟S01中，所述ΙΤ0基板為本領(lǐng)域常規(guī)的ΙΤ0基板，即包括襯底和沉積在所述襯底上的ΙΤ0薄膜。對所述ΙΤ0基板依次進行清潔處理，以去除所述ΙΤ0基板表面的污漬，有助于所述ΙΤ0薄膜經(jīng)電化學(xué)處理后得到表面效果較好的改性ΙΤ0。作為優(yōu)選實施例，所述清潔處理的方法為:
[0028]依次采用丙酮、乙醇浸泡過的棉球擦拭所述ΙΤ0基板表面，然后依次放入丙酮、無水乙醇溶液中進行超聲處理，再將超聲處理后的所述ΙΤ0基板用去離子水進行沖洗。其中，所述丙酮能清除所述Ι??基板表面的大極性物質(zhì)，而乙醇能去除所述ΙΤ0基板表面的小極性物質(zhì)如碳?xì)浠衔锏?。所述超聲處理的時間可根據(jù)具體情況確定，可為15min。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解，上述清潔處理的方法僅為本發(fā)明一個具體實施例，所述ΙΤ0基板還可以采用其他方法進行清潔處理。
[0029]所述干燥處理的方式，優(yōu)選為采用高純氮氣噴槍吹干所述ΙΤ0基板表面，得到效果好、且潔凈度高的所述ΙΤ0基板。當(dāng)然，所述干燥處理也可以采用其他干燥方法實現(xiàn)，如烘箱干燥。
[0030]上述步驟S02中，經(jīng)過所述恒壓電化學(xué)處理對所述ΙΤ0薄膜的表面進行改性，具體的，所述恒壓電化學(xué)處理會改變所述ΙΤ0薄膜的表面化學(xué)組成及表面形態(tài)，表面化學(xué)組成及表面形態(tài)的改變將直接影響所述ΙΤ0薄膜表面的功函數(shù)，從而影響所述ΙΤ0薄膜向有機層的空穴注入；同時，改性后的所述ΙΤ0電極還將間接影響有機層的成膜過程及其分子組織形態(tài)、以及所述ΙΤ0薄膜表面與有機層之間的結(jié)合。
[0031]本發(fā)明實施例中，由