一种改性ito阳极及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明属于平板显示技术领域，尤其涉及一种改性ΙΤ0阳极及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]有机电致发光器件是一种新型的平板显示器件，与液晶显示器件(IXD)相比，具有亮度高、主动发光、视角宽、响应速度快等特点，是平板显示领域的后起之秀，呈现出发展和应用前景。有机电致发光器件的发光原理是在外电场作用下，载流子从电极注入到发光层中复合发光。有机电致发光器件对阳极材料要求具有高的功函数和良好的透光度，以利于光从器件中出射。
[0003]目前，有机电致发光器件的阳极材料通常采用掺杂Sn0j9In 203(In203:Sn02)，SPΙΤΟο ΙΤΟ的导带主要由In和Sn的5s轨道组成，价带是氧的2p轨道占主导地位，氧空位及Sn4+取代掺杂原子构成施主能级并影响导带中的载流子浓度。由于ΙΤ0淀积过程中，薄膜中产生的氧空位和Sn4+对In 3+的掺杂取代形成高度简并的η型半导体，费米能级E F位于导带底Ec之上，因而ΙΤ0具有很高的载流子浓度及低电阻率。此外，ΙΤ0的带隙较宽，因而ΙΤ0薄膜对可见光和近红外光具有很高的透过率。由于ΙΤ0具有以上优良的导电性、透光性，因此，在电致光电器件中广泛作为阳极使用，如液晶显示器(LCD)、有机电致发光二极管(0LED)、量子点发光二极管(QLED)和太阳能电池(0PV)。
[0004]尽管ΙΤ0电极具有上述一系列优点，然而，由于ΙΤ0属于非化学计量学化合物，在ΙΤ0的制备过程中，其淀积条件、清洗方法、后处理工艺等因素都将影响其薄膜特性，特别是ΙΤ0薄膜表面的化学组成，对其表面功函数的影响很大。此外，上述因素还会影响ΙΤ0薄膜的表面形态，从而影响ΙΤ0薄膜和有机功能层的接触，进而影响电致发光器件的性能。因此，多因素的影响使得现有的IT0的电学特性仍然不够理想，以ΙΤ0作为阳极的有机电致发光器件的实际电学特性跟理论的有机电致发光器件之间还存在一定的差距。目前，ΙΤ0的功函数一般为4.7eV左右，这使得ΙΤ0阳极与有机材料之间存在比较大的空穴注入势皇，阻碍空穴注入。同时，为了增加电致发光器件的光输出和降低器件工作电压，理论上要求ΙΤ0具有较低的方块电阻和平整的表面。然而，实际中ΙΤ0表面较为粗糙，高粗糙性也会影响ΙΤ0和有机层的有效接触和空穴的有效注入，降低器件效率，同时会增加器件的短路可能性和反向漏电流，加速器件的失效。为了提高空穴注入的能力，需要采取措施使ΙΤ0的功函数提高，来降低空穴注入势皇；同时，为了提高器件的寿命、开启电压、发光效率、亮度和稳定性，需要调节ΙΤ0表面粗糙度。
[0005]由于ΙΤ0的功函数较低且与表面状态有关，因此，可通过表面处理来提高ΙΤ0的功函数。表面处理虽然不能改变材料内部的组成，却对材料表面组成影响很大。具体的，ΙΤ0中，由于，Sn取代掺杂原子及氧空位是构成ΙΤ0的施主能级的主要来源，因此，Sn和0的浓度对ΙΤ0功函数影响较大。而对ΙΤ0进行表面处理可以改变其表面的Sn、In、0浓度，通过氧空位的减少和Sn4+掺杂原子的减少来降低施主浓度，使功函数增加。此外，经过表面处理后，ITO表面更加平整，从而改善ΙΤ0与有机层之间的接触，并减少缺陷引起的电学短路，改善器件热稳定性。
[0006]目前，报道的ΙΤ0表面处理的方法有热处理、氧等离子体处理、惰性气体溅射清洁、紫外线照射等。在这些处理方法中，氧气等离子体处理较为广泛采用，它可以有效清洁ΙΤ0表面，同时使ΙΤ0表面的氧含量增加，降低薄膜表面的粗糙度，增大ΙΤ0的功函数。然而氧等离子体处理ΙΤ0表面被报道具有势皇不稳定性。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种改性ΙΤ0阳极的制备方法，旨在解决有机电致发光器件中ΙΤ0阳极功函数低的问题。
[0008]本发明的另一目的在于提供一种由上述方法制备的改性ΙΤ0阳极。
[0009]本发明的再一目的在于提供一种含有上述改性ΙΤ0阳极的有机电致发光器件。
[0010]本发明是这样实现的，一种改性ΙΤ0阳极的制备方法，包括以下步骤:
[0011 ] 提供ΙΤ0基板，所述ΙΤ0基板包括衬底和沉积在所述衬底上的ΙΤ0薄膜，对所述ΙΤ0基板依次进行清洁、干燥处理；
[0012]以HF溶液或HC1溶液作为电解液、以所述ΙΤ0基板作为电解池阳极、以钼电极作为电解池阴极，将所述ΙΤ0基板与所述钼电极平行置于反应容器中，对所述ΙΤ0薄膜进行恒压电化学处理，得到表面修饰的ΙΤ0电极；
[0013]将表面修饰的所述ΙΤ0电极进行清洗、干燥处理。
[0014]相应的，一种由上述方法制备的改性ΙΤ0阳极。
[0015]以及，一种有机电致发光器件，包括上述改性ΙΤ0阳极。
[0016]本发明提供的改性ΙΤ0阳极的制备方法，采用质子酸HF或HC1对所述ΙΤ0薄膜进行电化学处理，一方面，使得所述ΙΤ0薄膜中的氧空位被F、C1填充，氧空位含量减少:另一方面，由于所述F和C1具有很强的电负性，在电化学处理过程中，所述ΙΤ0薄膜表面质子化，ΙΤ0表面形成有利于空穴注入的偶极层。由此，提高了所述ΙΤ0电极表面的功函数，且该方法能够保证所述ΙΤ0电极的表面平整度和在可见光区透明度影响不大。进一步的，使用所述改性ΙΤ0阳极的有机电致发光器件，可以降低空穴注入势皇，提高空穴的注入能力，进而有效提高器件的效率和发光稳定性。此外，本发明提供的改性ΙΤ0阳极的制备方法，操作简单、重复性好，使用的溶剂易于获得、成本低廉、环保，且无需对发光器件的结构及组成材料进行任何更改即可有效提高薄膜电致发光器件的效率和发光稳定性，具有较高的应用价值。
[0017]本发明提供的改性ΙΤ0阳极，所述ΙΤ0薄膜中的部分氧空位被F和C1填充，从而使得所述Ι??中的氧空位减少，费米能级下降；且由于所述F和C1具有很强的电负性，在电化学处理过程中，所述ΙΤ0薄膜表面形成偶极层，从而提高所述ΙΤ0电极的功函数。
[0018]本发明提供的有机电致发光器件，含有所述改性ΙΤ0阳极，相较于ΙΤ0阳极，所述改性ΙΤ0阳极的功函数提高，可以降低空穴注入势皇，提高空穴的注入能力，进而有效提高有机电致发光器件的效率和发光稳定性。
【附图说明】
[0019]图1是本发明实施例提供的表面处理如后ΙΤ0能级不意图；
[0020]图2是本发明实施例提供的所述改性ΙΤ0阳极表面的偶极层不意图；
[0021]图3是本发明实施例提供的所述改性ΙΤ0阳极的表面结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。
[0023]本发明实施例提供了一种改性ΙΤ0阳极的制备方法，包括以下步骤:
[0024]S01.提供ΙΤ0基板，所述ΙΤ0基板包括衬底和沉积在所述衬底上的ΙΤ0薄膜，对所述ΙΤ0基板依次进行清洁、干燥处理；
[0025]S02.以HF溶液或HC1溶液作为电解液、以所述ΙΤ0基板作为电解池阳极、以钼电极作为电解池阴极，将所述ΙΤ0基板与所述钼电极平行置于反应容器中，对所述ΙΤ0薄膜进行恒压电化学处理，得到表面修饰的ΙΤ0电极；
[0026]S03.将表面修饰的所述ΙΤ0电极进行清洗、干燥处理。
[0027]具体的，上述步骤S01中，所述ΙΤ0基板为本领域常规的ΙΤ0基板，即包括衬底和沉积在所述衬底上的ΙΤ0薄膜。对所述ΙΤ0基板依次进行清洁处理，以去除所述ΙΤ0基板表面的污渍，有助于所述ΙΤ0薄膜经电化学处理后得到表面效果较好的改性ΙΤ0。作为优选实施例，所述清洁处理的方法为:
[0028]依次采用丙酮、乙醇浸泡过的棉球擦拭所述ΙΤ0基板表面，然后依次放入丙酮、无水乙醇溶液中进行超声处理，再将超声处理后的所述ΙΤ0基板用去离子水进行冲洗。其中，所述丙酮能清除所述Ι??基板表面的大极性物质，而乙醇能去除所述ΙΤ0基板表面的小极性物质如碳氢化合物等。所述超声处理的时间可根据具体情况确定，可为15min。当然，应当理解，上述清洁处理的方法仅为本发明一个具体实施例，所述ΙΤ0基板还可以采用其他方法进行清洁处理。
[0029]所述干燥处理的方式，优选为采用高纯氮气喷枪吹干所述ΙΤ0基板表面，得到效果好、且洁净度高的所述ΙΤ0基板。当然，所述干燥处理也可以采用其他干燥方法实现，如烘箱干燥。
[0030]上述步骤S02中，经过所述恒压电化学处理对所述ΙΤ0薄膜的表面进行改性，具体的，所述恒压电化学处理会改变所述ΙΤ0薄膜的表面化学组成及表面形态，表面化学组成及表面形态的改变将直接影响所述ΙΤ0薄膜表面的功函数，从而影响所述ΙΤ0薄膜向有机层的空穴注入；同时，改性后的所述ΙΤ0电极还将间接影响有机层的成膜过程及其分子组织形态、以及所述ΙΤ0薄膜表面与有机层之间的结合。
[0031]本发明实施例中，由