一種有機發(fā)光二極管ito電極的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種有機發(fā)光二極管ITO電極的制備方法，包括有以下步驟：A、在玻璃基板上均勻涂布ITO膜，分別在去離子水、丙酮、洗滌劑和異丙醇中用超聲波清洗，然后用高純度氮氣吹干；B、將上述步驟得到的樣品在等離子體增強化學氣相沉積設備中利用等離子體的氣體N2O或N2處理；C、在ITO膜表面先后旋涂PEDOT?PSS薄膜層和P?PPV薄膜層；D、在真空室內(nèi)通過熱蒸發(fā)方式在P?PPV薄膜層上沉積Al陰極。本發(fā)明方法通過對ITO表面用N2O進行等離子處理，不僅降低了制備成本，同時可克服CF4的缺點，改善其器件性能，提高其發(fā)光亮度，并且避免使用對人體有害的CF4，提高其安全性。本發(fā)明作為一種有機發(fā)光二極管ITO電極的制備方法可廣泛應用于顯示技術領域。
【專利說明】
一種有機發(fā)光二極管I το電極的制備方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及顯示技術領域，尤其是一種有機發(fā)光二極管ΙΤ0電極的制備方法。
【背景技術】
[0002] 有機發(fā)光二極管(0LED)在實現(xiàn)全彩色平板顯示設備中有著巨大的潛力，銦錫氧化 物（IT0)被廣泛地用作其透明電極，而0LED的光電特性對IT0表面條件非常敏感。目前已有 很多種處理ΙΤ0表面的方法，來改善其器件性能，如濕法刻蝕、紫外臭氧處理、自組裝膜覆層 處理、〇 2等離子處理、CF4等離子體處理等。CF4等離子體處理是至今為止比較有效的辦法。在 室溫條件下分別用Ar、H 2、CF4和02等離子體對ΙΤ0表面進行處理，其射頻頻率13.56MHz，功率 600W，壓強維持在30Pa，借助現(xiàn)代儀器設備測試可獲得經(jīng)等離子體處理后的材料和器件性 能，如AFM(atomic force microscopy)測試可得到表面平整度信息，XPS(X-ray photoelectron spectroscopy)可分析表面化學組分，UPS(UV photoelectron spectroscopy)可獲得材料的功函數(shù)，L-V(亮度-電壓）曲線可反應器件特性等。然而，CF4等 離子體處理有許多缺點，CF 4氣體不僅價格昂貴，而且對人體有害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明的目的是:提供一種用于有機發(fā)光二極管ΙΤ0電極 提高發(fā)光亮度和制備過程的安全性的制備方法。
[0004] 本發(fā)明所采用的技術方案是:一種有機發(fā)光二極管ΙΤ0電極的制備方法，包括有以 下步驟：
[0005] A、在玻璃基板上均勻涂布ΙΤ0膜，分別在去離子水、丙酮、洗滌劑和異丙醇中用超 聲波清洗，然后用高純度氮氣吹干；
[0006] B、將上述步驟得到的樣品在等離子體增強化學氣相沉積設備中利用等離子體的 氣體N2〇或N2處理；
[0007] C、在ΙΤ0膜表面先后旋涂PED0T-PSS薄膜層和P-PPV薄膜層；
[0008] D、在真空室內(nèi)通過熱蒸發(fā)方式在P-PPV薄膜層上沉積A1陰極。
[0009] 進一步，所述步驟A中，ΙΤ0膜的厚度為150nm，表面電阻率為18-20 Ω/口。
[0010] 進一步，所述步驟A中，涂布ΙΤ0膜的玻璃基板分別在去離子水、丙酮、洗滌劑和異 丙醇中用超聲波清洗10分鐘。
[0011] 進一步，所述步驟B中，等離子體的氣體％0或％的射頻頻率、流速和壓強分別為 13.56MHz、50sccm和30Pa。
[0012] 進一步，所述步驟C中，PED0T-PSS薄膜層的厚度為40nm。
[0013] 進一步，所述步驟C中，P-PPV薄膜層的厚度為60nm。
[0014] 進一步，所述步驟D中，真空室內(nèi)壓強小于6X10_4Pa。
[0015] 進一步，所述步驟D中，A1陰極的沉積速率為lnm/s。
[0016] 進一步，所述有機發(fā)光二極管的有效面積為1.5mm2。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是:0LED的光電特性對ΙΤ0表面條件非常敏感，本發(fā)明方法通過 對ΙΤ0表面用Ν2〇進行等離子處理，不僅降低了制備成本，同時可克服CF 4的缺點，改善其器件 性能，提高其發(fā)光亮度，并且避免使用對人體有害的CF4,提高其安全性。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明方法的步驟流程圖；
[0019] 圖2為本發(fā)明有機發(fā)光二極管ΙΤ0電極的層級結構圖；
[0020] 圖3為P-PPV的典型結構；
[0021] 圖4為0LED器件的電流密度與電壓的關系圖；
[0022] 圖5為0LED器件的亮度與電壓的關系圖；
[0023] 圖6為0LED器件的發(fā)光效率與電流的關系圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明：
[0025]參照圖1，一種有機發(fā)光二極管ΙΤ0電極的制備方法，包括有以下步驟：
[0026] A、在玻璃基板上均勻涂布ΙΤ0膜，分別在去離子水、丙酮、洗滌劑和異丙醇中用超 聲波清洗，然后用高純度氮氣吹干；
[0027] B、將上述步驟得到的樣品在等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)設備中利用等離 子體的氣體N2〇或N2處理；
[0028] C、在ΙΤ0膜表面先后旋涂PED0T-PSS薄膜層和P-PPV薄膜層；
[0029] PED0T-PSS是一種高分子聚合物的水溶液，導電率很高，根據(jù)不同的配方，可以得 到導電率不同的水溶液；該化合物由PED0T和PSS兩種物質構成，PED0T是ED0T(3，4_乙撐二 氧噻吩單體)的聚合物，PSS是聚苯乙烯磺酸鹽。
[0030] P-PPV為聚（2-(4-(3'，7'_二甲基辛氧基苯)-1,4-苯撐乙烯），實際為一個帶有苯 環(huán)側基的共聚物，典型結構如圖3所示。
[0031 ] D、在真空室內(nèi)通過熱蒸發(fā)方式在P-PPV薄膜層上沉積A1陰極。
[0032]最后得到有機發(fā)光二極管ΙΤ0電極的層級結構如圖2所示，從下至上依次為玻璃基 板1、ΙΤ0膜2、PED0T-PSS薄膜層3、P-PPV薄膜層4和A1陰極5。
[0033]進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述步驟A中，ΙΤ0膜的厚度為150nm，表面電阻率為 18_20 Ω /□ 0
[0034] 進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述步驟A中，涂布ΙΤ0膜的玻璃基板分別在去離子 水、丙酮、洗滌劑和異丙醇中用超聲波清洗10分鐘。
[0035] 進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述步驟B中通過分別改變每次操作中的射頻功率、 處理時間等參數(shù)，來找到0LED期間的最佳電器狀態(tài);等離子體的氣體犯0或犯的優(yōu)選的射頻 頻率、流速和壓強分別為13.56MHz、50sccn^P30Pa。
[0036] 進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述步驟C中，PED0T-PSS薄膜層的厚度為40nm。
[0037] 進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述步驟C中，P-PPV薄膜層的厚度為60nm。
[0038] 進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述步驟D中，真空室內(nèi)壓強小于6Xl(T4Pa。
[0039]進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述步驟D中，A1陰極的沉積速率為lnm/s。
[0040]進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述有機發(fā)光二極管的有效面積為1.5mm2。
[0041 ] 在室溫下測試所制造的0LED的電特性和發(fā)光特性，圖4和5分別ΙΤ0表面由N2和N20 等離子體處理過上的0LED器件的電流密度和亮度與電壓的關系圖，其PECVD的功率為50W， 處理時間為10分鐘。如圖4和5所示，ΙΤ0表面經(jīng)N 20等離子體處理過0LED的電流密度和亮度 在比ΙΤ0表面未處理的0LED在低電壓范圍內(nèi)增加的更顯著，開啟電壓也下降了；但經(jīng)N 2等離 子體處理過ΙΤ0表面的0LED亮度下降了且導通電壓升高了。
[0042] 如圖5所示，經(jīng)N20等離子體處理過的在12.5V時得到亮度最高為50cd/m2,由N 2等離 子體處理的在17.25V時得到亮度最高為21cd/m2,未處理在17.25V時得到亮度最高為42cd/ m2。在圖5可以中看到，由N20等離子體處理過的0LED的導通電壓約為8.6V，比未經(jīng)等離子體 處理的0LED器件的導通電壓（11.0V)低;而由他等離子體處理的0LED器件最高，為11.5V。 [0043]圖6所示為發(fā)光效率與0LED電流的關系。經(jīng)N 20等離子體處理過的0LED的亮度 (0.06〇(1/^，4.011^)與未經(jīng)等離子體處理的01^0的（0.02〇(1/^，4.011^)相比有升高，而經(jīng)吣等 離子體處理過的0LED的亮度(0.006cd/A，4.0mA)發(fā)生了下降。我們知道，經(jīng)N 20等離子體處 理過的0LED在相同的電流下發(fā)光效率的增加，降低了設備使用時產(chǎn)生的焦耳加熱，因此，裝 置的工作壽命是會增加的。
[0044]如我們所知，02等離子體處理的效果通常歸因于使ΙΤ0的功函數(shù)的增強并且從ΙΤ0 表面中除去碳污染物。我們認為，和〇2等離子體處理相類似，N20等離子體處理也具有同樣的 功能。在輻射作用下，N 20會產(chǎn)生氧等離子體，減少了 ΙΤ0表面的Sn和In的比例，增加了 ΙΤ0表 面氧濃度。且N20電離成將0-2和N+離子，類似于02等離子體處理，我們認為0- 2將引起ΙΤ0表面 氧空位的減少，這相當于ΙΤ0表面的施主濃度在減少。N+將進入晶格間隙和充當受主能吸收 電子，這相當于受主濃度在ΙΤ0表面的增加。從公式心=6 +/~nn(4f)中，我們知道施主濃 度的降低和受體濃度的增加將導致ΙΤ0的費米能級的降低。從公SEw=E〇-(Ef)中，我們知道 費米能級的減少將導致ΙΤ0功函數(shù)的增加。因此，經(jīng)N20等離子體處理過的0LED的功函數(shù)將 增加，而ΙΤ0和P-PPV之間的勢皇高度將減小。這些可以使通過表面的載流子注入的增強，因 此，可以使電子和空穴的注入更加平衡的。最終，器件性能的得到了很大的改進，例如裝置 的導通電壓降低。由于氮氣輻射作用下不能生成0等離子體，因而經(jīng)N 2等離子體處理過的設 備性能沒有增加。
[0045]以上是對本發(fā)明的較佳實施進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施 例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可以作出種種的等同變換或替 換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內(nèi)。
【主權項】
1. 一種有機發(fā)光二極管ITO電極的制備方法，其特征在于:包括有以下步驟： A、 在玻璃基板上均勻涂布ITO膜，分別在去離子水、丙酮、洗滌劑和異丙醇中用超聲波 清洗，然后用高純度氮氣吹干； B、 將上述步驟得到的樣品在等離子體增強化學氣相沉積設備中利用等離子體的氣體 N2O或N2處理； C、 在ITO膜表面先后旋涂PED0T-PSS薄膜層和P-PPV薄膜層； D、 在真空室內(nèi)通過熱蒸發(fā)方式在P-PPV薄膜層上沉積Al陰極。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種有機發(fā)光二極管ITO電極的制備方法，其特征在于:所述 步驟A中，ITO膜的厚度為150nm，表面電阻率為18-20 Ω/口。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種有機發(fā)光二極管ITO電極的制備方法，其特征在于:所述 步驟A中，涂布ITO膜的玻璃基板分別在去離子水、丙酮、洗滌劑和異丙醇中用超聲波清洗10 分鐘。4. 根據(jù)權利要求1所述的一種有機發(fā)光二極管ITO電極的制備方法，其特征在于:所述 步驟B中，等離子體的氣體N2O或N 2的射頻頻率、流速和壓強分別為13.56MHz、50sccm和 30Pa〇5. 根據(jù)權利要求1所述的一種有機發(fā)光二極管ITO電極的制備方法，其特征在于:所述 步驟C中，PED0T-PSS薄膜層的厚度為40nm〇6. 根據(jù)權利要求1所述的一種有機發(fā)光二極管ITO電極的制備方法，其特征在于:所述 步驟C中，P-PPV薄膜層的厚度為60nm。7. 根據(jù)權利要求1所述的一種有機發(fā)光二極管ITO電極的制備方法，其特征在于:所述 步驟D中，真空室內(nèi)壓強小于6X10>a。8. 根據(jù)權利要求1所述的一種有機發(fā)光二極管ITO電極的制備方法，其特征在于:所述 步驟D中，Al陰極的沉積速率為lnm/s。9. 根據(jù)權利要求1所述的一種有機發(fā)光二極管ITO電極的制備方法，其特征在于:所述 有機發(fā)光二極管的有效面積為1.5mm2。
【文檔編號】H01L51/56GK105895830SQ201610277447
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】何苗, 黃波, 陳雪芳, 劉翠, 鄭樹文, 李述體
【申請人】華南師范大學