专利名称：一种有机光电器件透明氧化物电极的溶液处理方法
技术领域：
本发明属于有机光电器件领域，具体涉及有机光电器件透明氧化物电极的一种处理方法，这是制作有机光电器件的一个工艺步骤，该方法可以提高有机光电器件的性能。
背景技术：
透明氧化物电极具有良好的导电特性以及光透过率，常被制作在玻璃衬底上用作有机光电器件的透明电极和衬底，透明氧化物电极的质量尤其是透明氧化物电极表面的状态对有机光电器件的性能有着重要的影响。如近年来发展迅速的有机发光器件就是典型的有机光电器件，它具有很多优点，比如全固态、主动发光、响应速度快、以及可制备于柔性衬底上等，它很有可能成为下一代的主要显示和照明技术。OLED常利用透明氧化物电极如铟锡氧化物(ITO)及玻璃衬底作为 其阳极和衬底。ITO具有良好的导电率以及光透过率，它的质量对OLED的性能有着重要的影响，如果提高ITO的功函数或光透过率、使ITO的表面更加平整，将能有效地改善OLED的性能。目前，处理ITO的方法有紫外处理(UV treatment)、等离子体处理(Plasmatreatment)、纳米粒子研磨抛光、酸碱处理、自组装成膜技术等。这些方法能有效地改善OLED的性能，但其中大多数都与现有的OLED生产中的ITO电极清洗工艺设备不兼容，添加额外的设备就会增加成本，因此研究一种可以有效改善ITO电极性能并且与现有ITO电极清洗工艺设备兼容的ITO处理方法是有意义的。
发明内容
本发明的目的是提出一种新的、方法简单并且与现有透明氧化物电极清洗工艺设备兼容的有机光电器件透明氧化物电极的一种处理方法，采用经过本方法处理过的透明氧化物电极制作的有机光电器件，性能有明显提升。无机化合物LiC104、NaClO4, NaMnO4, KClO4, RbClO4, RbMnO4, CsClO4, CsMnO4 均具有强氧化性并且可溶于水，如CsClO4在25°C下溶解度为2g/100gH20。本发明利用LiC104、NaClO4, NaMnO4,KClO4, RbClO4, RbMnO4, CsClO4, CsMnO4的溶液处理有机光电器件的透明氧化
物电极以改善器件性能。该方法成本低、操作简便，对器件的稳定性没有影响，可以大面积处理和批量处理。本发明所述的一种有机光电器件透明氧化物电极的溶液处理方法，包括如下步骤I)用丙酮、乙醇和去离子水依次清洗制作在衬底上的透明氧化物电极(如制作在玻璃、塑料或不锈钢片上的铟锡氧化物(Indium Tin Oxides, ITO)导电膜、氟掺二氧化锡(Fluorine doped Tin Oxide, FT0)导电膜或招惨氧化锋(Aluminium doped Zinc Oxide,ΑΖ0)导电膜)，重复3飞次，以去除透明氧化物电极表面的污染物和杂质，清洗后烘干，从而得到清洁的透明氧化物电极；
2)在室温下将 LiC104、NaClO4, NaMnO4, KClO4, RbClO4, RbMnO4, CsClO4 或 CsMnO4 晶体加入去离子水中，超声溶解，溶液浓度为5(T500mg/L ；3)将清洁后的透明氧化物电极及其衬底置入步骤2)的溶液中，超声处理5 20min ；4)取出透明氧化物电极，用去离子水冲洗掉透明氧化物电极表面残留的溶液，烘干后进行紫外处理5 8min，紫外功率为5(T80W，或氧等离子体处理3 5min，放电功率3(T50W，氧气流量为2(T50mL/min，从而完成对透明氧化物电极的处理。利用本发明方法处理的透明氧化物电极及其衬底，可以作为衬底和阳极应用于不同结构、不同有机材料以及不同阴极的有机发光器件件(0LED)、太阳能电池、有机薄膜晶体管的制备。有机发光器件的基本结构是阳极/空穴传输层/发光层/电子传输层/阴极；有机太阳能电池的基本机构是阳极/空穴缓冲层/有源层/电子缓冲层/阴极；有机薄膜晶体管的结构比较多，大致可分为顶栅型和底栅型。
图I :本发明中制作的OLED器件结构示意图；图2 :采用本发明方法处理的ITO阳极和未采用本发明方法处理的ITO阳极制作的OLED器件的电流密度-电压特性的比较曲线；图3 :采用本发明方法处理的ITO阳极和未采用本发明方法处理的ITO阳极制作的OLED器件的亮度-电压特性的比较曲线；图4 :采用本发明方法处理的ITO阳极和未采用本发明方法处理的ITO阳极制作的OLED器件的电流效率-电压特性的比较曲线；图5 :采用本发明方法处理的ITO阳极和未采用本发明方法处理的ITO阳极制作的OLED器件的功率效率-电压特性的比较曲线。
具体实施例方式实施例I :a)用こ醇、丙酮和去离子水依次清洗ITO玻璃，重复3次，以去除ITO玻璃表面污染物和杂质，清洗后烘干；b)在室温下用电子天枰称量CsClO4晶体置于定量的去离子水中，超声溶解，配置出浓度为50mg/L和100mg/L的CsClO4溶液；c)将步骤a)处理过的两块ITO玻璃分别置入浓度为50mg/L和100mg/L的CsClO4溶液中，各超声处理15min ；d)取出ITO玻璃，用去离子水冲洗掉表面残留CsClO4溶液，烘干后进行紫外处理，功率50W，处理8min，从而完成ITO玻璃的处理。将未经过本发明所述方法处理的ITO玻璃和经过本发明所述方法处理的ITO玻璃分别作为衬底和阳极制作有机发光器件，器件的结构为ITO玻璃/NPB (60nm)/Alq3 (60nm)/CsCO3 (2. 5nm)/Al，未处理过ITO阳极的器件为A ;利用浓度为50mg/L的CsClO4溶液处理15min的ITO阳极的器件为器件B，经浓度为100mg/L的CsClO4溶液处理15min的ITO阳极的器件为器件C。
本实施例制作的有机发光器件结构如图I所示，采用60nm的有机材料NPB(N, N-di (1-naphthyl)-N, N_diphenylbenzidine)作为空穴传输层，采用 60nm 的有机材料Alq3(tris(8_hydroxyquinoline) aluminium)作为发光层和电子传输层，采用2. 5nm的CsCO3作为阴极缓冲层，阴极采用金属Al。器件的空穴传输层、发光层、电子传输层及电极缓冲层均由多源化学气相沉积系统制作完成，电极金属Al利用热蒸发台蒸镀。在器件制作完毕后，由PR650光谱仪和Keithley-2400可编程电压电流源组成的系统测得器件的性能參数。如图I所示，本器件以Al作为阴极15，以2. 5nm厚的CsCO3缓冲层作为电子注入层14以修饰Al阴极15，采用60nm的Alq3作为电子传输层和发光层13，采用60nm的NPB作为空穴传输层12，阳极11及衬底10采用被CsClO4溶液处理过的ITO玻璃。如图2所示，在相同工作电压下，采用本发明方法处理过的ITO玻璃的器件B的电流密度高于未采用本发明方法处理过ITO玻璃的器件A，可见用适当浓度的CsClO4溶液处理ITO可以有效的改善器件阳极的空穴注入，提高OLED的I-V特性。 如图3所示，在相同工作电压下采用本发明方法处理过ITO的器件B的亮度高于未采用本发明方法处理过ITO的器件A，在12V下器件B的亮度为19512cd/m2，明显地高于器件A的亮度12546cd/m2。如图4所示，在8V下采用本发明方法处理过ITO的器件C获得最大电流效率
2.66cd/A,比器件A在该电压下的电流效率2. 15cd/A有所提高。如图5所示，在6V下采用本发明方法处理过ITO的器件C获得最大功率效率
I.221m/ff,比器件A在该电压下的电流效率I. 031m/W有所提高。虽然以上对本发明采用举例的形式进行了具体的描述，但是本领域的一般技术人员应该懂得，这些公开的内容只是作为例子，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可以在各部分的细节上做许多改变。
权利要求
1.一种有机光电器件透明氧化物电极的溶液处理方法，包括如下步骤 1)用丙酮、乙醇和去离子水依次清洗制作在衬底上的透明氧化物电极，重复3飞次，以去除透明氧化物电极表面的污染物和杂质，清洗后烘干，从而得到清洁的透明氧化物电极；2)在室温下将LiC104、NaClO4, NaMnO4, KClO4, RbClO4, RbMnO4, CsClO4 或 CsMnO4 晶体加入去离子水中，超声溶解，溶液浓度为5(T500mg/L ； 3)将清洁后的透明氧化物电极及其衬底置入步骤2)的溶液中，超声处理5 20min； 4)取出透明氧化物电极，用去离子水冲洗掉透明氧化物电极表面残留的溶液，烘干后紫外处理5 8min，紫外功率为5(T80W，或氧等离子体处理3 5min，放电功率3(T50W，氧气流量为2(T50mL/min，从而完成对透明氧化物电极的处理。
2.如权利要求I所述的一种有机光电器件透明氧化物电极的溶液处理方法，其特征在于透明氧化物电极为ITO导电膜、FTO导电膜或AZO导电膜。
3.如权利要求I所述的一种有机光电器件透明氧化物电极的溶液处理方法，其特征在于透明氧化物电极的衬底为玻璃、塑料或不锈钢片。
4.如权利要求I所述的一种有机光电器件透明氧化物电极的溶液处理方法，其特征在于有机光电器件为有机发光器件件、太阳能电池或有机薄膜晶体管。
5.如权利要求4所述的一种有机光电器件透明氧化物电极的溶液处理方法，其特征在于器件的结构为ITO玻璃/NPB/Alq3/CsC03/Al。
全文摘要
本发明属于有机光电器件领域，具体涉及有机光电器件透明氧化物电极的一种处理方法，这是制作有机光电器件的一个工艺步骤，该方法可以提高有机光电器件的性能。其过程是先配置无机化合物LiClO4、NaClO4、NaMnO4、KClO4、RbClO4、RbMnO4、CsClO4、CsMnO4的去离子水溶液，然后将清洁处理的透明氧化物电极及其衬底浸入上述化合物的溶液中进行超声处理，取出后用去离子水冲掉电极表面残存溶液，烘干并进行紫外或等离子体处理。该方法成本低、操作简便，对器件的稳定性没有影响，可以大面积处理和批量处理，仅使用现有工业生产中的透明氧化物电极清洗设施即可完成。
文档编号H01L51/56GK102709490SQ20121017891
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者刘川, 张健, 张睿, 李传南, 赵毅, 高志杨 申请人:吉林大学