導(dǎo)電薄膜、其制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光電材料，特別是涉及導(dǎo)電薄膜、其制備方法、使用該導(dǎo)電薄膜的有機(jī)電致發(fā)光器件的基板、其制備方法及有機(jī)電致發(fā)光器件。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)電薄膜電極是有機(jī)電致發(fā)光器件(OLED)的基礎(chǔ)構(gòu)件，其性能的優(yōu)劣直接影響著整個(gè)器件的發(fā)光效率。其中，透明導(dǎo)電薄膜是把光學(xué)透明性能與導(dǎo)電性能復(fù)合在一體的光電材料，由于其具有優(yōu)異的光電特性，成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)和前沿課題，可廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池，LED，TFT，LCD及觸摸屏等屏幕顯示領(lǐng)域。隨著器件性能要求的提高，用于作為器件陰極的透明導(dǎo)電膜的性能也在要求提高。對(duì)于器件出光效率的需要，很多研究機(jī)構(gòu)都在設(shè)法在陰極與基板之間插入散射層。
[0003]高性能的器件，還要求陰極有較低的表面功函數(shù)，使其與其他功能層的能級(jí)相匹配，降低勢(shì)壘，提高載流子注入效率，最終達(dá)到高的電光效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供一種功函數(shù)較低的導(dǎo)電薄膜、其制備方法、使用該導(dǎo)電薄膜的有機(jī)電致發(fā)光器件的基板、其制備方法及有機(jī)電致發(fā)光器件。
[0005]一種導(dǎo)電薄膜，包括層疊的Ti02_xFx層及Me2O層，其中，Ti02_xFx層是氟摻雜氧化鈦的薄膜層，Me2O層為氧化鈉，氧化鉀，氧化銣或氧化銫的薄膜層，其中，X為0.1?0.6。
[0006]所述Ti02_xFx層為納米線結(jié)構(gòu)，納米直徑為20?200nm。
[0007]所述Ti02_xFx層的厚度為80nm?400nm,所述Me2O層的厚度為0.5nm?10nm。
[0008]一種導(dǎo)電薄膜的制備方法，包括以下步驟:
[0009]將Ti02_xFx靶材及襯底裝入脈沖激光沉積設(shè)備的真空腔體，真空腔體的真空度為
1.0X 1-3Pa?1.0X l(T5Pa，Ti02_xFx層是氟摻雜氧化鈦的靶材，其中，x為0.1?0.6 ;
[0010]在所述襯底表面沉積Ti02_xFx層，沉積所述Ti02_xFx層的工藝參數(shù)為:基靶間距為45mm?95mm，脈沖激光能量為80mJ?300mJ，工作壓強(qiáng)3Pa?30Pa，惰性工作氣體的流量為1sccm?40SCCm，襯底溫度為250°C?750°C，得到是氟摻雜氧化鈦的薄膜層，X 為 0.1 ?0.6 ;
[0011]在所述Ti02_xFx層表面蒸鍍Me2O層，蒸鍍所述Me2O層的工藝參數(shù)為:采用Me2CO3的材料在壓強(qiáng)5.0XlO-3Pa?5.0X l(T4Pa，溫度為600。。?800°C，蒸鍍速率為0.3nm/s?5nm/s的條件下進(jìn)行蒸鍍，其中，Me2CO3的材料為碳酸鈉，碳酸鉀，碳酸銣，碳酸銣和碳酸銫中至少一種，得到Me2O層為氧化鈉，氧化鉀，氧化銣或氧化銫的薄膜層；及
[0012]剝離所述襯底，得到所述導(dǎo)電薄膜。
[0013]所述Ti02_xFx層的厚度為80nm?400nm,所述Me2O層的厚度為0.5nm?10nm。
[0014]所述Ti02_xFx靶材由以下步驟得到:稱(chēng)取T12和TiF4粉體混合均勻得到混合物，其中，TiF4占混合物的摩爾百分?jǐn)?shù)為2.6%?17.6%，將混合均勻的粉體在900°C?1300°C下燒結(jié)制成靶材。
[0015]一種有機(jī)電致發(fā)光器件的基板，包括依次層疊的襯底、Ti02_xFx層及Me2O層，其中，Ti02_xFx層是氟摻雜氧化鈦的薄膜層，Me2O層為氧化鈉，氧化鉀，氧化銣或氧化銫的薄膜層，其中，X為0.1?0.6。
[0016]一種有機(jī)電致發(fā)光器件的基板的制備方法，包括以下步驟:
[0017]將Ti02_xFx靶材及襯底裝入脈沖激光沉積設(shè)備的真空腔體，其中，真空腔體的真空度為1.0X 1-3Pa?1.0X 10_5Pa，Ti02_xFx層是氟摻雜氧化鈦的靶材，x為0.1?0.6 ;
[0018]在所述襯底表面沉積Ti02_xFx層，沉積所述Ti02_xFx層的工藝參數(shù)為:基靶間距為45mm?95mm，脈沖激光能量為80mJ?300mJ，工作壓強(qiáng)3Pa?30Pa，工作氣體的流量為1sccm?40SCCm，襯底溫度為250°C?750°C，得到Ti02_xFx層是氟摻雜氧化鈦的薄膜層，x為0.1?0.6 ;及
[0019]在所述Ti02_xFx層表面蒸鍍Me2O層，蒸鍍所述Me2O層的工藝參數(shù)為:采用Me2CO3的材料在壓強(qiáng)5.0XlO-3Pa?5.0X l(T4Pa，溫度為600。。?800°C，蒸鍍速率為0.3nm/s?5nm/s的條件下進(jìn)行蒸鍍，其中，Me2CO3的材料為碳酸鈉，碳酸鉀，碳酸銣，碳酸銣和碳酸銫中至少一種，得到Me2O層為氧化鈉，氧化鉀，氧化銣或氧化銫的薄膜層。
[0020]所述Ti02_xFx靶材由以下步驟得到:稱(chēng)取T12和TiF4粉體混合均勻得到混合物，其中，TiF4占混合物的摩爾百分?jǐn)?shù)為2.6%?17.6%，將混合均勻的粉體在900°C?1300°C下燒結(jié)制成靶材。
[0021]一種有機(jī)電致發(fā)光器件，包括依次層疊的陽(yáng)極、發(fā)光層以及陰極，所述陰極包括依次層置的襯底、Ti02_xFx層及Me2O層，其中，Ti02_xFx層是氣慘雜氧化欽的薄I旲層，Me2O層為氧化鈉，氧化鉀，氧化銣或氧化銫的薄膜層，其中，X為0.1?0.6。
[0022]上述導(dǎo)電薄膜通過(guò)在Ti02_xFx層的表面沉積Me2O薄膜制備雙層導(dǎo)電薄膜，導(dǎo)電薄膜做成納米線的集合，具有較低的表面功函數(shù)，又能保證高的透光，有利于器件的出光效率提高，導(dǎo)電薄膜在470?790nm長(zhǎng)范圍可見(jiàn)光透過(guò)率89%?95%，方塊電阻范圍7?15 Ω/□，表面功函數(shù)2.3?3.1eV;上述導(dǎo)電薄膜的制備方法，使用脈沖激光沉積設(shè)備即可連續(xù)制備Ti02_xFx層及Me2O層，工藝較為簡(jiǎn)單；使用該導(dǎo)電薄膜作為有機(jī)電致發(fā)光器件的陰極，導(dǎo)電薄膜的表面功函數(shù)與一般的有機(jī)發(fā)光層的HOMO能級(jí)之間差距較小，降低了載流子的注入勢(shì)壘，可顯著的提高發(fā)光效率。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為一實(shí)施方式的導(dǎo)電薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為一實(shí)施方式的有機(jī)電致發(fā)光器件的基板的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0025]圖3為一實(shí)施方式的有機(jī)電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為實(shí)施例1制備的導(dǎo)電薄膜的透射光譜圖；
[0027]圖5為實(shí)施例1制備的導(dǎo)電薄膜的電鏡掃描圖；
[0028]圖6為實(shí)施例1制備的電致發(fā)光器件的電壓與電流密度和亮度曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)導(dǎo)電薄膜、其制備方法、使用該導(dǎo)電薄膜的有機(jī)電致發(fā)光器件的基板、其制備方法及有機(jī)電致發(fā)光器件進(jìn)一步闡明。
[0030]請(qǐng)參閱圖1，一實(shí)施方式的導(dǎo)電薄膜100包括層疊的30及Me2O層10，其中，Ti02_xFx層30是氟摻雜氧化鈦的薄膜層，Me2O層10為氧化鈉，氧化鉀，氧化銣或氧化銫的薄膜層，X為0.1?0.6。
[0031]Ti02_xFx 層的厚度為 80nm ?400nm，優(yōu)選為 220nm。
[0032]Me2O層的厚度為0.5nm?1nm,優(yōu)選為5nm。
[0033]上述導(dǎo)電薄膜100通過(guò)在Ti02_xFx層30的表面沉積Me2O層10薄膜制備雙層導(dǎo)電薄膜，這樣制備的雙層導(dǎo)電薄膜既能保持良好的導(dǎo)電性能，又使導(dǎo)電薄膜100的功函數(shù)得到了顯著的降低，導(dǎo)電薄膜100在470?790nm波長(zhǎng)范圍可見(jiàn)光透過(guò)率89%?95%，方塊電阻范圍7Ω / □?15 Ω/ □，表面功函數(shù)2.3eV?3.1eV0
[0034]上述導(dǎo)電薄膜100的制備方法，包括以下步驟:
[0035]SI 10、將Ti02_xFx靶材、Me2O靶材及襯底裝入脈沖激光沉積設(shè)備的真空腔體，其中，真空腔體的真空度為1.0X 10_3Pa?1.0X KT5PaJiCVxFj^是氟摻雜氧化鈦的的靶材，Me2O層為氧化鈉，氧化鉀，氧化銣或氧化銫的靶材，X為0.1?0.6。
[0036]本實(shí)施方式中，所述Ti02_xFx靶材由以下步驟得到:稱(chēng)取T12和TiF4粉體混合均勻，其中，TiF4的摩爾百分?jǐn)?shù)為2.6%?17.6%，將混合均勻的粉體在900°C?1300°C下燒結(jié)制成祀材。
[0037]所述Me2O靶材由以下步驟得到:將Me2O粉體在700°C?1100°C下燒結(jié)制成靶材，Me2O層為氧化鈉,氧化鉀,氧化銣及氧化銫中至少一種。
[0038]襯底為玻璃襯底。優(yōu)選的，襯底在使用前用丙酮、無(wú)水乙醇和去離子水超聲清洗。
[0039]本實(shí)施方式中，真空腔體的真空度優(yōu)選為5X10_4Pa。
[0040]步驟S120、在襯底表面沉積Ti02_xFx層30，沉積所述Ti02_xFx層30的工藝參數(shù)為:基靶間距為45mm?95mm，脈沖激光能量為80mJ?300mJ，工作壓強(qiáng)3Pa?30Pa，惰性工作氣體的流量為1sccm?40sccm，襯底溫度為250°C?750°C。
[0041]優(yōu)選的，基靶間距為60mm，脈沖激光能量為150mJ，工作壓強(qiáng)10Pa，工作氣體為氬氣，工作氣體的流量為20SCCm，襯底溫度為500°C。
[0042]步驟S130、在所述Ti02_xFx層30表面蒸鍍Ti02_xFx層10，蒸鍍所述Me2O層的工藝參數(shù)為:壓強(qiáng)5.0X KT3Pa?5.0X l(T4Pa，溫度為600°C?800°C，蒸鍍速率為0.3nm/s?5nm/s。
[0043]步驟S140、剝離襯底，得到導(dǎo)電薄膜100。
[0044]上述導(dǎo)電薄膜的制備方法，僅僅使用脈沖激光沉積設(shè)備即可連續(xù)制備Ti02_xFx層30及Me2O層10，工藝較為簡(jiǎn)單，采用激光燒蝕靶材，使靶材中的材料被燒蝕成原子或離子團(tuán)的粒子，粒子在基底上沉積的過(guò)程中，通過(guò)通入大量的惰性氣體，使粒子鈍化，在基板上分散成核，然后在各個(gè)成核點(diǎn)垂直生長(zhǎng)，形成柱狀的納米線。
[0045]請(qǐng)參閱圖2,—實(shí)施方式的有機(jī)電致發(fā)光器件的基板200,包括層疊的襯底201、Ti02_xFx層202及Me2O層203，其中，Ti02_xFx層是氟摻雜氧化鈦的薄膜層的薄膜層，Me2O層