一种ito基底的制作方法、oled装置及其制作方法
【专利摘要】本发明提供一种ITO基底的制作方法，包括：提供一ITO基底，所述ITO基底包括：玻璃衬底，玻璃衬底上方的ITO薄膜；对所述ITO基底表面进行氯化处理。所述氯化处理采用含氯气体的低能等离子体。所述氯化处理过程中在ITO薄膜表面形成强化学键In-Cl。
【专利说明】一种ITO基底的制作方法、OLED装置及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及有机发光器件【技术领域】，特别涉及一种ITO基底的处理方法、OLED装置及其制作方法。
【背景技术】
[0002]近年来有机发光二极管(OLED)的研究持续升温，成为最有前景的固态发光器件。有机发光二极管具有自发光特性，采用非常薄的有机材料发光层和玻璃基板制作而成，当有电流通过时，有机材料发光层就会发光，而且其发光面可视角度大，能够显著节省电能，具备了许多LED器件不可比拟的优势，因此该技术一直被业内人士所看好，是目前世界最前沿的固态半导体芯片技术。
[0003]OLED高效稳定的工作要求电子和空穴较容易和均衡的从电极注入。然而电极间工功函数的补偿和有机材料能级导致较高的载流子注入的势垒，导致高工作电压、较低的发光效率以及加快的器件失效。
[0004]ITO通常被用作空穴注入电极，其功函数为4.7eV，比典型空穴传输层(HTL)的HOMO (highest occupied molecular orbital)还要低 IeV,这导致短波 phosphorescentOLED的空穴注入比电子注入更差。目前业内对这一问题的解决方案有诸多研究:(I)在ITO和空穴传输层之间增加一薄有机中间层；(2)在ITO表面沉积纳米厚度的无机缓冲层，例如金属氧化物Mo03和Pr203 ； (3)对ITO层进行表面化学改性。
[0005]众多解决方案中，表面处理别认为是最为有效的手段之一，该方法可以较为容易的与现有的OLED制作方法集成而无需增加复杂的结构。例如，氧气等离子体对ITO玻璃基底进行表面预处理结合HIL就可以增加OLED的空穴注入，从而提升ITO的功函数达0.5eV。
【发明内容】
[0006]本发明解决的问题是提供一种ITO基底的制作方法，以提高该基底制作的OLED的发光效率和稳定性。
[0007]为解决上述问题，本发明提供一种ITO基底的制作方法，包括:
[0008]提供一 ITO基底，所述ITO基底包括:玻璃衬底，玻璃衬底上方的ITO薄膜；
[0009]对所述ITO基底表面进行氯化处理。
[0010]所述氯化处理采用含氯气体的低能等离子体。
[0011]所述氯化处理过程中在ITO薄膜表面形成强化学键In-Cl。
[0012]所述含氯气体的低能等离子体由感应耦合等离子体技术产生。
[0013]所述含氯气体为氯气和/或BC13。
[0014]所述含氯气体等离子体处理过程中ITO薄膜的刻蚀速率为零。
[0015]本发明还提供一种OLED装置，包括:
[0016]ITO 基底；
[0017]所述ITO基底之上的空穴注入层；
[0018]所述空穴注入层之上的空穴传输层；
[0019]所述空穴传输层之上的有机薄膜发光层；
[0020]所述有机薄膜发光层之上的电子注入层；
[0021]其中，所述ITO基底的ITO膜层表面经过氯化处理。
[0022]所述氯化处理采用含氯气体的低能等离子体。
[0023]所述氯化处理过程中在ITO膜层表面形成强化学键In-Cl。
[0024]本发明还提供一种OLED的制作方法，包括以下步骤:
[0025]提供一 ITO基底，所述ITO基底包括:玻璃衬底，玻璃衬底上方的ITO薄膜；
[0026]对所述ITO基底表面进行氯化处理；
[0027]在所述ITO基底之上形成空穴注入层；
[0028]在所述空穴注入层之上形成空穴传输层；
[0029]在所述空穴传输层之上形成有机薄膜发光层；
[0030]在所述有机薄膜发光层之上的电子注入层。
[0031]与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点:
[0032]本发明的实施例中，通过对ITO基底表面进行低能氯气等离子体处理，有效提升了 ITO电极的功函数，使得采用该ITO基底制备的OLED照明器件具有更高的发光效率、更低的使用电压和更长的使用寿命，器件的外量子效率高达20%。整个氯气等离子体处理工艺能够与现有的有机光电制造工艺进行高效整合，从而进一步降低OLED照明面板的生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
[0034]图1为本发明实施例1TO基底制作方法的流程图；
[0035]图2为本发明实施例中OLED装置的亮度-电流-电压图谱；
[0036]图3为本发明实施例中ITO基底的X射线光电子图谱；
[0037]图4为本发明实施例中ITO基底的UPS图谱；
[0038]图5为本发明实施例中OLED装置的外量子效率图谱。
【具体实施方式】
[0039]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0040]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0041]其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。为突出本发明的特点，附图中没有给出与本发明的发明点必然直接相关的部分。
[0042]为验证本发明实施例中ITO基底的制作方法、OLED装置及其制作方法，以下实施例或附图中采用氧气等离子体处理的ITO基底作为对比样例，实施例涉及的测试数据或附图中，对比样例以OLED A表示，本发明的OLED装置以OLED B表示。
[0043]实施例一
[0044]图1为本实施例中ITO基底制作方法的流程图。如图所示，所述方法包括以下步骤:
[0045]步骤S1:提供一 ITO基底，该基底例如为具有ITO薄膜的玻璃，ITO (氧化铟锡)薄膜的电阻为50?150Ω/ □，优选为80 Ω / 口 ；该ITO薄膜可以具有电极图案；
[0046]步骤S2:将所述ITO基底进行氯化处理，所述氯化处理优选采用含氯等离子体，例如将所述ITO基底暴露于低能氯气等离子体中30s?lOmin。
[0047]所述氯气等离子体由感应稱合等离子体(Inductively Coupled Plasma, ICP)技术产生，感应耦合等离子体工作状态设置于所述ITO基底表面的ITO薄膜不被刻蚀，例如工作压力为20mTorr,电源功率50W,射频功率OW (rf churk power)。
[0048]上述低能氯气等离子体的“低能”含义为ICP的工作压力、功率的设置都保证ITO膜层不被等离子体刻蚀，即ITO薄膜的刻蚀速率为零。
[0049]可选的，进行氯化处理之前清洗所述ITO基底，例如采用溶剂清洗所述ITO基底。
[0050]本发明的其他实施例中含氯气体可以为BC13或其他含Cl的气体。
[0051]图3为本发明实施例中ITO基底的X射线光电子图谱(XPS)，如图所示，氯化处理之后ITO膜层中In和Sn的比例没有明显变化，而出现较明显明显的In-Cl峰值。可见，经过氯化处理后ITO薄膜表面形成较强的In-Cl强化学键。由于In-Cl的键能强于In-O键能，Cl能够固化ITO薄膜中的In原子，有效抑制其在有机材料层的迁移形成缺陷。
[0052]图4为本发明实施例中ITO基底的UPS图谱，经过氯气等离子体对ITO基底表面处理后，ITO薄膜的功函数从5.15eV提升至6.10eV，有效降低了空穴的注入能量势垒。
[0053]图2为本发明实施例中采用氯化处理ITO基底制作的OLED装置的亮度-电流-电压图谱。研究发现经氯气等离子体处理的OLED装置工作性能比传统氧等离子处理的器件得到了极大改善:在104cd/m2时，器件的电流效率高出30% (达到74.lcd/A)，相应的外量子效率高出75% (达到20% )。
[0054]本发明的实施例中，通过对ITO基底表面进行低能氯气等离子体处理，有效提升了 ITO电极的功函数，使得采用该ITO基底制备的OLED照明器件具有更高的发光效率、更低的使用电压和更长的使用寿命，器件的外量子效率高达20%。整个氯气等离子体处理工艺能够与现有的有机光电制造工艺进行高效整合，从而进一步降低OLED照明面板的生产成本。
[0055]实施例二
[0056]步骤SI 1:提供一 ITO基底，所述基底例如为具有ITO薄膜的玻璃，ITO (氧化铟锡)薄膜的电阻为50?150Ω/ □，优选为80 Ω / 口 ；该ITO薄膜可以具有电极图案；
[0057]步骤S12:将所述ITO基底进行氧气等离子体处理，即暴露于氧气等离子体5分钟；
[0058]步骤S13:将上述步骤处理后的ITO基底进行氯化处理，即暴露于氯气等离子体中，所述氯气等离子体由感应I禹合等离子体(Inductively Coupled Plasma, ICP)技术产生，感应耦合等离子体工作状态设置于所述ITO基底表面的ITO薄膜不被刻蚀，例如工作压力为20mTorr,电源功率50W,射频功率OW(rfchurk power),时间为5分钟。
[0059]可选的，进行氧气等离子体处理之前清洗所述ITO基底，例如采用溶剂清洗所述ITO基底。
[0060]实施例三
[0061]一种OLED装置，包括:
[0062]ITO基底，所述基底例如为具有ITO薄膜的玻璃，ITO (氧化铟锡)薄膜的电阻为50?150 Ω / 口，优选为80 Ω / □;该ITO薄膜具有电极图案，作为OLED的阳极；
[0063]所述ITO基底之上的空穴注入层，；
[0064]所述空穴注入层之上的空穴传输层；
[0065]所述空穴传输层之上的有机薄膜发光层；
[0066]所述有机薄膜发光层之上的电子传输层；
[0067]所述电子传输层之上的电子注入层；
[0068]所述电子注入层之上的阴极层，该阴极层例如为LiF/Al其中LiF层为0.5nm, Al层为120nm。
[0069]上述OLED装置例如包括:ΙΤ0基底之上30nmCBP层(4, 4，-N, N，-dicarbazoIebiphenyI)，30nmlr (ppy) 3 惨杂 CBP 层，45nmTPBi 层(1,3，5-tris(2-N-phenylbenzimidazolyl)benzene),其中，的重量百分比为 7wt.%。
[0070]本实施例中的OLED的制作方法包括以下步骤:
[0071]提供一 ITO基底，所述ITO基底包括:玻璃衬底，玻璃衬底上方的ITO薄膜；
[0072]对所述ITO基底表面进行氯化处理；
[0073]在所述ITO基底之上形成空穴注入层；
[0074]在所述空穴注入层之上形成空穴传输层；
[0075]在所述空穴传输层之上形成有机薄膜发光层；
[0076]在所述有机薄膜发光层之上的电子注入层；
[0077]在所述电子注入层上方形成阴极。
[0078]其中，所述氯化处理优选采用含氯等离子体，例如将所述ITO基底暴露于低能氯气等离子体中30s?lOmin。
[0079]所述氯气等离子体由感应I禹合等离子体(Inductively Coupled Plasma, ICP)技术产生，感应耦合等离子体工作状态设置于所述ITO基底表面的ITO薄膜不被刻蚀，例如工作压力为20mTorr,电源功率50W,射频功率OW (rfchurk power)。
[0080]上述低能氯气等离子体的“低能”含义为ICP的工作压力、功率的设置都保证ITO膜层不被等离子体刻蚀，即ITO薄膜的刻蚀速率为零。
[0081]可选的，进行氯化处理之前清洗所述ITO基底，例如采用溶剂清洗所述ITO基底。上述制作方法采用真空热蒸发设备，例如Trovato系列真空热蒸发镀膜系统。
[0082]真空热蒸发技术工作原理:真空热蒸发技术是一种重复率高，且制备环境超级洁净的薄膜沉积技术，能够获得大面积的均匀非晶薄膜。在低气压的真空腔体中(通常为ΙΟ-etorr)，含有有机材料的金属蒸发舟(通常为钨舟、钥舟或者钽舟)通过高电流进行加热，如上图所示。在温度足够高的情况下，有机小分子将从蒸发舟中升华，以一定的速率和方向运动，直至以冷凝方式沉积在ITO电极衬底或者腔体壁上。有机材料覆盖的衬底在沉积过程中进行自转，以降低大面积OLED器件的薄膜厚度不均。使用石英晶体厚度监测仪观察薄膜厚度，当薄膜厚度达到目标值时，利用挡板可以迅速停止薄膜生长，如上图所示。不仅所有的小分子OLED器件中的有机活性层可以使用真空热蒸发技术形成薄膜，器件顶部的金属电极也能够利用该技术沉积。
[0083] 图5为本发明实施例中OLED装置的外量子效率图谱。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1.一种ITO基底的制作方法，其特征在于，包括: 提供一 ITO基底，所述ITO基底包括:玻璃衬底，玻璃衬底上方的ITO薄膜； 对所述ITO基底表面进行氯化处理。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述氯化处理采用含氯气体的低能等离子体。
3.根据权利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，所述氯化处理过程中在ITO薄膜表面形成强化学键In-Cl。
4.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述含氯气体的低能等离子体由感应耦合等离子体技术产生。
5.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述含氯气体为氯气和/或BC13。
6.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述含氯气体等离子体处理过程中ITO薄膜的刻蚀速率为零。
7.一种OLED装置，其特征在于，包括: ITO基底； 所述ITO基底之上的空穴注入层； 所述空穴注入层之上的空穴传输层； 所述空穴传输层之上的有机薄膜发光层； 所述有机薄膜发光层之上的电子注入层； 其中，所述ITO基底的ITO膜层表面经过氯化处理。
8.根据权利要求7所述的OLED装置，其特征在于，所述氯化处理采用含氯气体的低能等离子体。
9.根据权利要求7所述的OLED装置，其特征在于，所述氯化处理过程中在ITO膜层表面形成强化学键In-Cl。
10.一种OLED的制作方法，其特征在于，包括以下步骤: 提供一 ITO基底，所述ITO基底包括:玻璃衬底，玻璃衬底上方的ITO薄膜； 对所述ITO基底表面进行氯化处理； 在所述ITO基底之上形成空穴注入层； 在所述空穴注入层之上形成空穴传输层； 在所述空穴传输层之上形成有机薄膜发光层； 在所述有机薄膜发光层之上的电子注入层。
【文档编号】H01L51/56GK104282846SQ201410211683
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】张懿强 申请人:张懿强