多层型导电膜及其制备方法和电致发光器件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体光电材料技术领域，尤其涉及多层型导电膜及其制备方法。本发明还涉及应用所述多层型导电膜的电致发光器件。
【背景技术】
[0002]导电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导电膜的性能也在要求提高。除了保持高的可见透过率，低的电阻率，还要求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。
[0003]导电膜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，因具有较高的可见光透光率和低的电阻率，氧化锌的掺杂半导体是近年来研究最广泛的导电膜材料。但要提高器件的发光效率，要求导电膜阴极具有较低的表面功函数。而招、镓和铟掺杂的氧化锌，功函数一般是4.3eV,处理之后可达到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，妨碍着发光效率的提高。
[0004]碱土金属的氧化物具有较低的表面功函数(2.3?3.leV)，很多研究者都希望把这类材料用于OLED和太阳能电池的阴极上。但是由碱土金属的氧化物做成的薄膜都是不导电的，不能直接用于导电膜。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于提供用碱土金属的氧化物作为原材料的一种导电膜。
[0006]针对上述发明目的，本发明提出一种多层型导电膜，所述多层型导电膜由依次层叠的第一层膜、第二层膜以及第三层膜组成；
[0007]其中:
[0008]第一层膜的材质为Al2O3 ；
[0009]第二层膜的材质为Al;
[0010]第三层膜的材质为MeO，其中:所述Me为Ca、Sr或Ba。
[0011]进一步地，第一层膜的厚度为50?150nm，优选80nm ;第二层膜的厚度为10?70nm,优选30nm ;第三层膜的厚度为I?1nm,优选为2nm。
[0012]本发明的另一发明目的在于提供多层型导电膜的制备方法。
[0013]针对上述发明目的，本发明提出一种多层型导电膜的制备方法，包括如下步骤:
[0014](a)把靶材金属铝和靶材金属Me装入磁控溅射镀膜设备的真空腔体内，把衬底装入所述真空腔体内，并将所述真空腔体的真空度设置在1.0 X 10_3Pa?1.0 X 10_5Pa之间，优选6.0X10_4Pa ;将所述祀材与所述衬底之间的距离均调整为35?90mm,优选60mm ;其中所述 Me 为 Ca、Sr 或 Ba ;
[0015](b)所述磁控溅射镀膜设备的溅射功率为60?160W，优选100W ;溅射速率为I?lOnm/s，优选5nm/s ;工作压强为0.2?2Pa，优选IPa ;工作气体为氩气，所述氩气的流量为15?35sccm,优选20sccm ;所述真空腔体内通入占所述IS气的摩尔百分比为2%?10%,优选5%的氧气；通过所述靶材金属铝与所述氧气的作用在所述衬底上溅射镀膜得到材质为Al2O3的第一层膜；第一层膜的厚度为50?150nm，优选为80nm ；
[0016](c)所述磁控溅射镀膜设备的溅射功率为60?160W，优选100W ;溅射速率为
0.5?5nm/s，优选3nm/s ;工作压强为0.2?2Pa，优选IPa ;工作气体为氩气，氩气的流量为15?35sccm,优选20sccm ;停止通入步骤(b)中的所述氧气,通过所述祀材金属招在所述衬底上溅射镀膜得材质为Al的第二层膜；第二层膜的厚度为10?70nm，优选30nm ；
[0017](d)把已经镀好第一层膜和第二层膜的所述衬底转移到所述靶材金属Me的上面，在步骤(c)的工艺条件上，所述磁控溅射镀膜设备的溅射功率降低为30?80W，优选40W ；派射速率降低为0.3?3nm/s,优选0.5nm/s ;通过所述祀材金属Me在所述衬底上派射镀膜得材质为Me的I?1nm厚的金属层，制备得到所述金属层后再通入氧气，使所述金属层的表面氧化成MeO后即得到材质为MeO的第三层膜，从而制备出所述多层型导电膜；所述第三层膜的厚度为I?1nm,优选2nm。
[0018]本发明的又一发明目的在于提供一种电致发光器件。
[0019]针对上述目的，本发明提出一种电致发光器件，所述电致发光器件的阴极的材质为上述的多层型导电膜。
[0020]本发明多层型导电膜通过制备三层堆叠式的薄膜结构，得到低功函，低电阻，高透光的性能。除此之外，本发明所述多层型导电膜作为导电膜体系，可利用各层分别调节自身透光、导电和表面功函数，适用于有机发光器件OLED和太阳能电池，可作为电致发光器件的阴极层的材料。
[0021]本发明多层型导电膜的制备只需要两种金属靶材，材料简单，工艺简单，容易成膜，重现性好，整个制备过程可以同一腔体中进行，不需要转移引入其他污染。
[0022]本发明多层型导电膜在450?790nm波长范围可见光透过率85%?90%，方块电阻范围15?150 Ω/ □，表面功函数2.4?3.leV，适用于电致发光器件和太阳能电池等器件的阴极。
【附图说明】
[0023]图1为实施例1制得多层型导电膜通过紫外可见分光光度计测试所得的透射光
-1'TfeP曰。
[0024]图2为器件实施例的电压与电流和亮度关系图。
【具体实施方式】
[0025]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0026]本实施例提出一种多层型导电膜，所述多层型导电膜由依次层叠的第一层膜、第二层膜以及第三层膜组成；
[0027]其中:
[0028]第一层膜的材质为Al2O3 ;第一层膜用作为缓冲和匹配层；
[0029]第二层膜的材质为Al ;第二层膜用作为导电层；
[0030]第三层膜的材质为MeO，其中:所述Me为Ca、Sr或Ba;第三层用作为低功函层。
[0031]第一层膜的厚度为50?150nm,优选为80nm ;第二层膜的厚度为10?70nm,优选为30nm ;第三层膜的厚度为I?1nm,优选为2nm。
[0032]本实施例还提供上述多层型导电膜的制备方法，包括如下步骤:
[0033](a)靶材的设定
[0034]先后用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗石英衬底，并用高纯氮气吹干所述衬底，放入磁控溅射镀膜设备的真空腔体内，同时把靶材金属铝和靶材金属Me装入所述真空腔体内，用机械泵和分子泵把所述真空腔体的真空度抽至1.0X 10_3Pa?1.0X 10_5Pa之间，优选为6.0X 10_4Pa ;将所述祀材与所述衬底之间的距离均调整为35?90mm,优选为60mm ；其中所述Me为Ca、Sr或Ba ;
[0035](b)第一层膜的制备
[0036]将所述磁控溅射镀膜设备的溅射功率调整为60?160W，优选为100W ;溅射速率设置为I?10nm/s，优选为5nm/s ;工作压强调整为0.2?2Pa，优选为IPa ;工作气体调整为15?35sccm流量的氩气，优选为20sccm流量的氩气；往所述真空腔体内通入占所述氩气的摩尔百分比为2%?10%，优选5%的氧气，氧气作为反应气体；通过所述靶材金属铝与所述氧气的作用在所述衬底上溅射镀膜得到材质为Al2O3的50?150nm厚的第一层膜；第一层膜的厚度优选为80nm ；
[0037](C)第二层膜的制备
[0038]将所述磁控溅射镀膜设备的溅射功率调整为60?160W，优选为100W ;溅射速率设置为0.5?5nm/s，优选为3nm/s ;工作压强调整为0.2?2Pa，优选为IPa ;工作气体调整为15?3