一种导电薄膜、其制备方法及其应用与流程

本发明涉及半导体光电材料，特别是涉及导电薄膜、其制备方法、使用该导电薄膜的有机电致发光器件的基底、其制备方法及有机电致发光器件。

背景技术：

导电薄膜电极是有机电致发光器件(OLED)的基础构件，其性能的优劣直接影响着整个器件的发光效率。其中，氧化镉的掺杂半导体是近年来研究最广泛的透明导电薄膜材料，具有较高的可见光透光率和低的电阻率。但要提高器件的发光效率，要求透明导电薄膜阳极具有较高的表面功函数。而铝、镓和铟掺杂的氧化锌的功函数一般只有4.3eV，经过UV光辐射或臭氧等处理之后也只能达到4.0～4.3eV，与一般的有机发光层的LUMO能级(典型的为2.8～4.2eV)还有比较大的能级差距，造成载流子注入势垒的增加，妨碍发光效率的提高。

技术实现要素：

基于此，有必要针对导电薄膜功函数较低的问题，提供一种纳米线的透明导电薄膜、其制备方法、使用该导电薄膜的有机电致发光器件的基底、其制备方法及有机电致发光器件。

一种导电薄膜，包括层叠的Pt层及R₂O层。

所述导电薄膜是纳米线结构的导电薄膜，所述Me为钙元素，锶元素，钡元素中的一种。

所述Pt层的厚度为5nm～20nm，所述R₂O层的厚度为0.5nm～5nm。

一种导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：

将Pt靶材及R₂O靶材及衬底装入磁控溅射镀膜设备的真空腔体，其中，真空腔体的真空度为1.0×10^-3Pa～1.0×10^-5Pa；

在所述衬底表面溅镀Pt层，溅镀所述Pt层的工艺参数为：基靶间距为45mm～95mm，激光的能量为80W～300W，压强为3Pa～30Pa，通入惰性气体，惰性气体的流量为10sccm～40sccm，衬底温度为250℃～750℃；

在所述Pt层表面溅镀R₂O层，溅镀所述R₂O层的工艺参数为：基靶间距为45mm～95mm，激光的能量为80W～300W，压强为3Pa～30Pa，通入惰性气体，惰性气体的流量为10sccm～40sccm，衬底温度为250℃～750℃；及

剥离所述衬底，得到所述导电薄膜。

一种有机电致发光器件的基底，包括依次层叠的衬底、层叠的Pt层及R₂O层。

所述基底中的导电薄膜是纳米线结构的导电薄膜，所述纳米线直径为5nm～25nm。

一种有机电致发光器件的基底的制备方法，包括以下步骤：

将Pt靶材及R₂O靶材及衬底装入磁控溅射镀膜设备的真空腔体，其中，真空腔体的真空度为1.0×10^-3Pa～1.0×10^-5Pa；

在所述衬底表面溅镀Pt层，溅镀所述Pt层的工艺参数为：基靶间距为45mm～95mm，激光的能量为80W～300W，压强为3Pa～30Pa，通入惰性气体，惰性气体的流量为10sccm～40sccm，衬底温度为250℃～750℃；

在所述Pt层表面溅镀R₂O层，溅镀所述R₂O层的工艺参数为：基靶间距为45mm～95mm，激光的能量为80W～300W，压强为3Pa～30Pa，通入惰性气体，惰性气体的流量为10sccm～40sccm，衬底温度为250℃～750℃。

一种有机电致发光器件，包括依次层叠的阳极、发光层以及阴极，所述阳极包括层叠的Pt层及R₂O层。

上述导电薄膜通过在Pt层的表面沉积R₂O层制备双层导电薄膜，既能保持Pt层的良好的导电性能，又使导电薄膜的功函数得到了显著的提高，导电薄膜在300～900nm波长范围可见光透过率80％～95％，方块电阻范围10～35Ω/□，表面功函数5.3～5.8eV；上述导电薄膜的制备方法，采用激光烧蚀靶材，使靶材中的材料被烧蚀成原子或离子团的粒子，粒子在基底上沉积的过程中，通过通入大量的惰性气体，使粒子钝化，在基板上分散成核，然后在各个成核点垂直生 长，形成柱状的纳米线；使用该导电薄膜作为有机电致发光器件的阳极，导电薄膜的表面功函数与一般的有机发光层的LUMO能级之间差距较小，降低了载流子的注入势垒，可显著的提高发光效率。

附图说明

图1为一实施方式的导电薄膜的结构示意图；

图2为一实施方式的有机电致发光器件的基底的结构示意图；

图3为一实施方式的有机电致发光器件的结构示意图；

图4为实施例1制备的导电薄膜的透射光谱谱图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对导电薄膜、其制备方法、使用该导电薄膜的有机电致发光器件的基底、其制备方法及有机电致发光器件进一步阐明。

请参阅图1，一实施方式的导电薄膜100包括层叠的Pt层10及R₂O层30。

所述导电薄膜100是纳米线结构的导电薄膜，所述纳米线直径为5nm～25nm，优选为14nm。

所述Pt层10的厚度为5nm～20nm，优选为12nm，

所述R₂O层30的厚度为0.5nm～5nm，优选为2nm。

上述导电薄膜100通过在Pt层10的表面沉积R₂O层30制备双层导电薄膜，既能保持Pt层10的良好的导电性能，又使导电薄膜100的功函数得到了显著的提高，导电薄膜100在300～900nm波长范围可见光透过率80％～95％，方块电阻范围10～35Ω/□，表面功函数5.3～5.8eV。

上述导电薄膜100的制备方法，包括以下步骤：

S110、将Pt靶材及R₂O靶材及衬底装入磁控溅射镀膜设备的真空腔体，其中，真空腔体的真空度为1.0×10^-3Pa～1.0×10^-5Pa。

衬底为玻璃衬底。优选的，衬底在使用前用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗。

本实施方式中，真空腔体的真空度优选为5×10^-4Pa。

步骤S120、在衬底表面溅镀Pt层10，溅镀Pt层10的工艺参数为：基靶间距为45mm～95mm，激光的能量为80W～300W，压强为3Pa～30Pa，通入惰性气体，惰性气体的流量为10sccm～40sccm，衬底温度为250℃～750℃。

优选的，基靶间距为60mm，激光的能量为150W，压强为10Pa，惰性气体为氩气，惰性气体的流量为20sccm，衬底温度为500℃。

形成的Pt层10的厚度为5nm～20nm，优选为12nm。

步骤S130、在Pt层10表面溅镀R₂O层30，磁控溅射R₂O层30的工艺参数为：基靶间距为45mm～95mm，激光的能量为80W～300W，压强为3Pa～30Pa，通入惰性气体，惰性气体的流量为10sccm～40sccm，衬底温度为250℃～750℃；

形成R₂O层30的厚度为0.5nm～5nm，优选为2nm。

步骤S140、剥离衬底，得到导电薄膜100。

上述导电薄膜的制备方法，采用激光烧蚀靶材，使靶材中的材料被烧蚀成原子或离子团的粒子，粒子在基底上沉积的过程中，通过通入大量的惰性气体，使粒子钝化，在基板上分散成核，然后在各个成核点垂直生长，形成柱状的纳米线。可以通过调节惰性气体压强的大小来控制纳米线的粗细和线间距。通入惰性气体压强大的，得到的纳米线较细，线间距较大。

请参阅图2，一实施方式的有机电致发光器件的基底200，包括层叠的衬底201、Pt层202及R₂O层203。

衬底201为玻璃衬底。衬底201的厚度为0.1mm～3.0mm，优选为1mm。

Pt层202及R₂O层203是纳米线结构的导电薄膜，所述纳米线直径为5nm～25nm

Pt层202的厚度为5nm～20nm，优选为12nm。

R₂O层203的厚度为0.5nm～5nm，优选为2nm。

上述有机电致发光器件的基底200通过在Pt层202的表面沉积R₂O层203制备多层导电薄膜，既能保持Pt层202的良好的导电性能，又使有机电致发光器件的基底200的功函数得到了显著的提高，有机电致发光器件的基底200在300～900nm波长范围可见光透过率80％～95％，方块电阻范围10～35Ω/□，表面功函数5.3～5.8eV。

上述有机电致发光器件的基底200的制备方法，包括以下步骤：

S210、将Pt靶材及R₂O靶材及衬底201装入磁控溅射镀膜设备的真空腔体，其中，真空腔体的真空度为1.0×10^-3Pa～1.0×10^-5Pa。

衬底为玻璃衬底。优选的，衬底在使用前用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗。

本实施方式中，真空腔体的真空度优选为5×10^-4Pa。

步骤S220、在衬底表面溅镀Pt层202，溅镀R₂O层202的工艺参数为：基靶间距为45mm～95mm，激光的能量为80W～300W，压强为3Pa～30Pa，通入惰性气体，惰性气体的流量为10sccm～40sccm，衬底温度为250℃～750℃。

优选的，基靶间距为60mm，激光的能量为150W，压强为10Pa，惰性气体为氩气，惰性气体的流量为20sccm，衬底温度为500℃。

形成的Pt层10的厚度为5nm～20nm，优选为12nm。

步骤S203、在Pt层202表面溅镀R₂O层203的工艺参数为：基靶间距为45mm～95mm，激光的能量为80W～300W，压强为3Pa～30Pa，通入惰性气体，惰性气体的流量为10sccm～40sccm，衬底温度为250℃～750℃

上述有机电致发光器件的基底200的制备方法，采用激光烧蚀靶材，使靶材中的材料被烧蚀成原子或离子团的粒子，粒子在基底上沉积的过程中，通过通入大量的惰性气体，使粒子钝化，在基板上分散成核，然后在各个成核点垂直生长，形成柱状的纳米线。可以通过调节惰性气体压强的大小来控制纳米线的粗细和线间距。通入惰性气体压强大的，得到的纳米线较细，线间距较大，在衬底201上制备Pt层202及R₂O层，工艺较为简单。

请参阅图3，一实施方式的有机电致发光器件300包括依次层叠的衬底301、阳极302、发光层303以及阴极304。阳极302由导电薄膜100制成，包括层叠的Pt层10的R₂O层30。衬底301为玻璃衬底，可以理解，根据有机电致发光器件300具体结构的不同，衬底301可以省略。发光层303的材料为4-(二腈甲基)-2-丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛呢啶-9-乙烯基)-4H-吡喃(DCJTB)、9,10-二-β-亚萘基蒽(AND)、二(2-甲基-8-羟基喹啉)-(4-联苯酚)铝(BALQ)、4-(二腈甲烯基)-2-异丙基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛呢啶-9-乙烯基)-4H-吡喃 (DCJTI)、二甲基喹吖啶酮(DMQA)、8-羟基喹啉铝(Alq3)、双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C²)吡啶甲酰合铱(FIrpic)、二(2-甲基-二苯基[f,h]喹喔啉)(乙酰丙酮)合铱(Ir(MDQ)₂(acac))或三(2-苯基吡啶)合铱(Ir(ppy)₃)。阴极304的材质为银(Ag)、金(Pt)、铝(Al)、铂(Pt)或镁银合金。

所述Pt层10的厚度为5nm～20nm，优选为12nm，

所述R₂O层30的厚度为0.5nm～5nm，优选为2nm。

可以理解，上述有机电致发光器件300也可根据使用需求设置其他功能层。

上述有机电致发光器件300，使用导电薄膜100作为有机电致发光器件的阳极，导电薄膜的表面功函数4.0～4.3eV，与一般的有机发光层的LUMO能级(典型的为2.8～4.2eV)之间差距较小，降低了载流子的注入势垒，可提高发光效率。

下面为具体实施例。

实施例1

选用纯度为99.9％的金属铂粉末和Li₂CO₃粉末分别置入两个瓷舟内，再将瓷舟装入真空腔体内。然后，先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗玻璃衬底，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为60mm。用机械泵和分子泵把腔体的真空度抽到5.0×10^-4Pa，氩气的工作气体流量为20sccm，压强调节为10Pa，衬底温度为500℃，激光能量为150W。先后溅射Pt靶材和Li₂CO₃靶材，分别沉积12nm和2nm薄膜的薄膜，得到Pt－Li₂O双层的透明导电薄膜。

测试结果：采用四探针电阻测试仪测得方块电阻10Ω/□，表面功函数测试仪测得表面功函数2.6eV。

请参阅图4，图4所示为得到的透明导电薄膜的透射光谱，使用紫外可见分光光度计测试，测试波长为300～900nm。由图4可以看出薄膜在可见光470～790nm波长范围平均透过率已经达到90％。

选用Pt－Li₂O多层的透明导电薄膜作为有机半导体器件的阳极，在上面蒸镀发光层Alq₃，以及阴极采用Ag，制备得到有机电致发光器件。

实施例2

选用纯度为99.9％的金属铂粉末和Li₂CO₃粉末分别置入两个瓷舟内，再将瓷舟装入真空腔体内。然后，先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗玻璃衬底，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为45mm。用机械泵和分子泵把腔体的真空度抽到1.0×10^-5Pa，氩气的工作气体流量为10sccm，压强调节为3Pa，衬底温度为250℃，激光能量为300W。先后溅射Pt靶材和Li₂CO₃靶材，分别沉积20nm和0.5nm薄膜的薄膜，得到Pt－Li₂O多层的透明导电薄膜。

测试结果：采用四探针电阻测试仪测得方块电阻15Ω/□，表面功函数测试仪测得表面功函数2.7eV。

使用紫外可见分光光度计测试，测试波长为300～900nm。薄膜在可见光470～790nm波长范围平均透过率已经达到88％。

实施例3

选用纯度为99.9％的金属铂粉末和Li₂CO₃粉末分别置入两个瓷舟内，再将瓷舟装入真空腔体内。然后，先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗玻璃衬底，放入真空腔体。把靶材和衬底的距离设定为95mm。用机械泵和分子泵把腔体的真空度抽到1.0×10^-3Pa，氩气的工作气体流量为40sccm，压强调节为30Pa，衬底温度为750℃，激光能量为80W。先后溅射Pt靶材和Li₂CO₃靶材，分别沉积10nm和5nm薄膜的薄膜，得到Pt－Li₂O多层的透明导电薄膜。

测试结果：采用四探针电阻测试仪测得方块电阻330Ω/□，表面功函数测试仪测得表面功函数3.1eV。

使用紫外可见分光光度计测试，测试波长为300～900nm。薄膜在可见光470～790nm波长范围平均透过率已经达到90％。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。