导电薄膜、其制备方法及应用
【技术领域】
[0001]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板、其制备方法及有机电致发光器件。
【背景技术】
[0002]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，透明导电薄膜是把光学透明性能与导电性能复合在一体的光电材料，由于其具有优异的光电特性，成为近年来的研究热点和前沿课题，可广泛应用于太阳能电池，LED，TFT，LCD及触摸屏等屏幕显示领域。随着器件性能要求的提高，用于作为器件阴极的透明导电膜的性能也在要求提高。对于器件出光效率的需要，很多研究机构都在设法在阴极与基板之间插入散射层。
[0003]高性能的器件，还要求阴极有较低的表面功函数，使其与其他功能层的能级相匹配，降低势垒，提高载流子注入效率，最终达到高的电光效率。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要提供一种功函数较低的导电薄膜、其制备方法、使用该导电薄膜的有机电致发光器件的基板、其制备方法及有机电致发光器件。
[0005]一种导电薄膜，其特征在于，包括层叠的CdO:XM3+层及Me2O3层，其中，CdO:xM3+层是铝离子掺杂氧化镉，镓离子掺杂氧化镉或铟离子掺杂氧化镉的薄膜层，Me2O3层为氧化铕，氧化钐，氧化钇，氧化钆或氧化钕的薄膜层，其中，X为0.01?0.08。
[0006]所述CdO:xM3+层为纳米线结构，纳米直径为30nm?200nm。
[0007]所述CdO:xM3+层的厚度为80nm?400nm,所述Me2O3层的厚度为0.5nm?10nm。
[0008]一种导电薄膜的制备方法，包括以下步骤:
[0009]将CdO:xM3+靶材及衬底装入脉冲激光沉积设备的真空腔体，真空腔体的真空度为
1.0X 1-3Pa?1.0X 10_5Pa，CdO:xM3+靶材是铝离子掺杂氧化镉，镓离子掺杂氧化镉或铟离子掺杂氧化镉的靶材，其中，X为0.0l?0.08 ;
[0010]在所述衬底表面沉积CdO:xM3+层，沉积所述CdO:xM3+层的工艺参数为:基靶间距为45mm?95mm，脉冲激光能量为80mJ?300mJ，工作压强3Pa?30Pa，惰性工作气体的流量为1sccm?40sccm，衬底温度为250°C?750°C，得到CdO:xM3+层是铝离子掺杂氧化镉，镓离子掺杂氧化镉或铟离子掺杂氧化镉的薄膜层，X为0.0l?0.08 ;
[0011]在所述CdO:xM3+层表面蒸镀Me2O3层，蒸镀所述Me2O3层的工艺参数为:采用Me2O3的材料在压强5.0XlO-3Pa?5.0X l(T4Pa，温度为600。。?800°C，蒸镀速率为0.3nm/s?5nm/s的条件下进行蒸镀，得到Me2O3层为氧化铕，氧化钐，氧化钇，氧化钆或氧化钕的薄膜层;及
[0012]剥离所述衬底，得到所述导电薄膜。
[0013]所述CdO:xM3+层的厚度为80nm?400nm,所述Me2O3层的厚度为0.5nm?10nm。
[0014]所述CdO:xM3+靶材由以下步骤得到:称取CdO和M2O3粉体混合均匀，其中，M2O3的摩尔百分数为2.6%?17.6%，将混合均匀的粉体在900°C?1300°C下烧结制成靶材，M2O3为三氧化二铝，三氧化二镓及三氧化二铟中至少一种。
[0015]一种有机电致发光器件的基板，包括依次层叠的衬底、CdO:xM3+层及Me2O3层，其中，CdO:xM3+层是铝离子掺杂氧化镉，镓离子掺杂氧化镉或铟离子掺杂氧化镉的薄膜层，Me2O3层为氧化铕，氧化钐，氧化钇，氧化钆或氧化钕的薄膜层，其中，X为0.01?0.08。
[0016]一种有机电致发光器件的基板的制备方法，包括以下步骤:
[0017]将CdO:xM3+靶材及衬底装入脉冲激光沉积设备的真空腔体，真空腔体的真空度为
1.0X 1-3Pa?1.0X 10_5Pa，CdO:xM3+靶材是铝离子掺杂氧化镉，镓离子掺杂氧化镉或铟离子掺杂氧化镉的靶材，其中，X为0.01?0.08 ;
[0018]在所述衬底表面沉积CdO:xM3+层，沉积所述CdO:xM3+层的工艺参数为:基靶间距为45mm?95mm，脉冲激光能量为80mJ?300mJ，工作压强3Pa?30Pa，惰性工作气体的流量为1sccm?40sccm，衬底温度为250°C?750°C，得到CdO:xM3+层是铝离子掺杂氧化镉，镓离子掺杂氧化镉或铟离子掺杂氧化镉的薄膜层，X为0.01?0.08 ;及
[0019]在所述CdO:xM3+层表面蒸镀Me2O3层，蒸镀所述Me2O3层的工艺参数为:采用Me2O3的材料在压强5.0XlO-3Pa?5.0X l(T4Pa，温度为600。。?800°C，蒸镀速率为0.3nm/s?5nm/s的条件下进行蒸镀，得到Me2O3层为氧化铕，氧化钐，氧化钇，氧化钆或氧化钕的薄膜层。
[0020]所述CdO:xM3+靶材由以下步骤得到:称取CdO和M2O3粉体混合均匀，其中，M2O3的摩尔百分数为2.6%?17.6%，将混合均匀的粉体在900°C?1300°C下烧结制成靶材，M2O3为三氧化二铝，三氧化二镓及三氧化二铟中至少一种。
[0021]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，所述阴极包括依次层置的衬底、CdO:xM层及Me2O3层，其中，CdO:xM层是招尚子惨杂氧化铺，嫁尚子惨杂氧化镉或铟离子掺杂氧化镉的薄膜层，Me2O3层为氧化铕，氧化钐，氧化钇，氧化钆或氧化钕的薄膜层，其中，X为0.01?0.08。
[0022]上述导电薄膜通过在CdO:xM3+层的表面沉积Me2O3层薄膜制备双层导电薄膜，导电薄膜做成纳米线的集合，具有较低的表面功函数，又能保证高的透光，有利于器件的出光效率提高，导电薄膜在470?790nm长范围可见光透过率85%?92%，方块电阻范围12?30 Ω / 口，表面功函数2.4?3.2eV ;上述导电薄膜的制备方法，使用脉冲激光沉积设备即可连续制备CdO:xM3+层及Me2O3层，工艺较为简单；使用该导电薄膜作为有机电致发光器件的阴极，导电薄膜的表面功函数与一般的有机发光层的HOMO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】
[0023]图1为一实施方式的导电薄膜的结构示意图；
[0024]图2为一实施方式的有机电致发光器件的基板的结构不意图；
[0025]图3为一实施方式的有机电致发光器件的结构示意图；
[0026]图4为实施例1制备的导电薄膜的透射光谱图；
[0027]图5为实施例1制备的导电薄膜的电镜扫描图；
[0028]图6为实施例1制备的电致发光器件的亮度和电流密度与电压关系曲线。
【具体实施方式】
[0029]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板、其制备方法及有机电致发光器件进一步阐明。
[0030]请参阅图1，一实施方式的导电薄膜100包括层叠的CdO:xM3+层30及Me2O3层10，其中，CdO:xM3+层是铝离子掺杂氧化镉，镓离子掺杂氧化镉或铟离子掺杂氧化镉的薄膜层，Me2O3层为氧化铕，氧化钐，氧化钇，氧化钆或氧化钕的薄膜层，其中，X为0.01?0.08。
[0031]CdO:xM3+ 层 30 的厚度为 80nm ?400nm,优选为 200nm。
[0032]Me2O3层10的厚度为0.5nm?1nm,优选为5nm。
[0033]上述导电薄膜100通过在CdO:xM3+层30的表面沉积Me2O3层10薄膜制备双层导电薄膜，这样制备的双层导电薄膜既能保持良好的导电性能，又使导电薄膜100的功函数得到了显著的降低，导电薄膜100在470?790nm波长范围可见光透过率85%?92%，方块电阻范围12?30 Ω / 口，表面功函数2.4?3.2eV。
[0034]上述导电薄膜100的制备方法，包括以下步骤:
[0035]SllOJf CdO:xM3+靶材、Me2O3靶材及衬底装入脉冲激光沉积设备的真空腔体，其中，真空腔体的真空度为1.0XlO-3Pa?1.0X10_5Pa，CdO:xM3+是铝离子掺杂氧化镉，镓离子掺杂氧化镉或铟离子掺杂氧化镉的靶材，Me2O3为氧化铕，氧化钐，氧化钇，氧化钆或氧化钕的靶材，X为0.01?0.08。
[0036]本实施方式中，所述CdO:xM3+靶材由以下步骤得到:称取CdO和M2O3粉体混合均勻，其中，M2O3的摩尔百分数为2.6%?17.6%，将混合均匀的粉体在900°C?1300°C下烧结制成靶材，M2O3为三氧化二铝，三氧化二镓及三氧化二铟中至少一种。
[0037]所述MeO靶材由以下步骤得到:将MeO粉体在700°C?1100°C下烧结制成靶材，
M2O3为三氧化二铝，三氧化二镓及三氧化二铟中至少一种。
[0038]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。
[0039]本实施方式中，真空腔体的真空度优选为5X10_4Pa。
[0040]步骤S120、在衬底表面沉积CdO:xM3+层30，沉积所述CdO:xM3+层30的工艺参数为:基靶间距为45mm?95mm，脉冲激光能量为80mJ?300mJ，工作压强3Pa?30Pa，惰性工作气体的流量为1sccm?40sccm，衬底温度为250°C?750°C。
[0041]优选的，基靶间距为60mm，脉冲激光能量为150mJ，工作压强10Pa，工作气体为氩气，工作气体的流量为20SCCm，衬底温度为500°C。
[0042]步骤S130、在所述CdO:xM3+层30表面蒸镀Me2O3层10，蒸镀所述Me2O3层的工艺参数为:压强5.0X10_3Pa?5.0X10_4Pa，温度为600°C?800°C，蒸镀速率为0.3nm/s?5nm/
So
[0043]步骤S140、剥离衬底，得到导电薄膜100。
[0044]上述导电薄膜的制备方法，仅仅使用脉冲激光沉积设备即可连续制备CdO:xM3+层30及Me2O3层10，工艺较为简单，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。
[0045]请参阅图2，一实施方式的有机电致发光器件的基板200，包括层叠的衬底201、CdO:xM3+层202及Me