CN108431981A - 用于光电子器件的屏障涂层 - Google Patents

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Abstract

以下涉及用于有机光电子器件的屏障涂层。特别地，以下涉及屏障涂层以及用于在表面上沉积屏障涂层的方法和工艺。

Description

用于光电子器件的屏障涂层
技术领域
以下涉及用于有机光电子器件的屏障涂层及用于其的方法。特别地，以下涉及屏障涂层及用于在表面上沉积屏障涂层的方法和工艺。
背景技术
有机发光二极管(OLED)通常包括插入在导电薄膜电极之间的数层有机材料，其中至少一个有机层为电致发光层。当向电极施加电压时，空穴和电子分别由阳极和阴极注入。由电极注入的空穴和电子迁移通过有机层到达电致发光层。当空穴和电子紧密靠近时，它们由于库仑力而彼此吸引。然后空穴和电子可以复合以形成被称为激子的束缚态。激子可以通过其中释放光子的辐射复合过程衰减。或者，激子可以通过其中不释放光子的非辐射复合过程衰减。应注意，如本文所使用的，内量子效率(IQE)应理解为通过辐射复合过程衰减在装置中产生的所有电子-空穴对的比例。
辐射复合过程可以以荧光或磷光过程的形式出现，其取决于电子-空穴对(即激子)的自旋态。特别地，由电子-空穴对形成的激子可以表征为具有单重自旋态或三重自旋态。一般地，单重态激子的辐射衰减产生荧光，而三重态激子的辐射衰减产生磷光。
最近，已经提出并研究了OLED的其他发光机制，包括热激发的延迟荧光(TADF)。简单地说，TADF发射由以下过程产生：借助于热能，通过反向系间窜越过程将三重态激子转换为单重态激子，然后单重态激子辐射衰减。
OLED装置的外量子效率(EQE)可以指提供给OLED装置的载流子相对于由该装置发射的光子数量的比。例如，100％的EQE表示注入到装置中的每个电子发射一个光子。应理解，装置的EQE通常显著地低于装置的IQE。EQE与IQE之间的区别通常可以归因于一些因素，例如由装置的各种部件导致的光的吸收和反射。
取决于从装置中发射光的相对方向，通常可以将OLED装置分类为“底部发射”装置或“顶部发射”装置。在底部发射装置中，由于辐射复合过程而产生的光以朝向装置的基础衬底的方向发射，而在顶部发射装置中，光以远离基础衬底的方向发射。例如，在底部发射装置中，基础衬底近侧的电极通常被制成透光的(例如，基本透明或半透明的)，基础衬底远侧的电极通常被制成反射性的。
取决于具体的装置结构，阳极或阴极可以作为底部发射装置中的反射电极。然而，在典型的底部发射装置中，通常选择反射电极作为阴极。通常用于形成反射阴极的材料包括金属，例如铝(Al)、银(Ag)和各种金属合金。
由于OLED装置的各个部分在暴露于反应性物质，例如空气中存在的氧气和水分时容易降解，因此它们通常被封装以抑制这些反应性物质与装置接触。例如，OLED装置可以使用薄膜封装(TFE)、屏障膜和屏障黏合剂的组合、或其组合来封装。
然而，由于许多原因，例如由于用于封装的材料相对高的渗透性，和/或与在封装材料和OLED装置的表面间形成和保持气密密封相关的困难，OLED装置的封装仍然是一个挑战。特别是对于柔性OLED装置，许多封装材料或屏障溶液不具有合适的机械性能以使封装的OLED装置保持柔性，同时提供足够的屏障性质。例如，一些封装材料包含脆性和/或无弹性的材料，这些材料在弯曲时破裂或变形，从而使OLED装置不可使用。还已知用于形成屏障层和屏障黏合剂的一些材料表现出相对高的水蒸气透过率(WVTR)，因此可能不期望它们用于需要高环境稳定性的装置中。尽管还存在显示出小于10-6g/m2·天的相对低的WVTR屏障膜，但这种膜通常是昂贵的。
除上述外，许多OLED封装方案或工艺需要额外的设备，例如用于进行装置封装的沉积室、涂布机和/或层合机。此外，这些工艺在沉积顶部电极(例如阴极)以完成OLED装置的制造后，通常需要将未封装的OLED装置转移至封装设备。在一些情况下，未封装的OLED装置在转移期间或封装阶段期间会暴露于空气或其他反应性气体，这甚至可以在装置封装前导致装置的降解和/或污染。
发明内容
在本发明的一个方面，提供了一种光电子器件，其包括第一电极；第二电极；设置在第一电极和第二电极之间的有机层；以及设置在第二电极上的屏障涂层，该屏障涂层包括：以层的方式布置的两个或多于两个第一部分，第一部分的每一个包含富勒烯；和一个或多于一个第二部分，其中第二部分与两个或多于两个第一部分交替以层的方式布置，第二部分包含金属。
在另一个方面，屏障涂层的第一部分的平均密度大于第二部分的平均密度。
在又一个方面，屏障涂层的第一部分的每一个的紧密度大于第二部分的紧密度。
在又一个方面，屏障涂层的第一部分的每一个的平均粒径小于第二部分的平均粒径。
在一个实施方案中，屏障涂层的第一部分和第二部分彼此整体地形成。
在另一个实施方案中，富勒烯包含C60、C70、C76、C84、单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的至少一种。
附图说明
将参考附图仅以举例的方式来描述实施方案，其中：
图1是示出根据一个实施方案的设置在衬底上的屏障涂层的一部分的图；
图2是示出根据一个实施方案的包括屏障涂层的光电子器件的图；
图3A至图3H是示出根据多种实施方案的设置在屏障涂层下方的电极的图；
图4A和图4B是示出根据一个实施方案的用于沉积电极的方法的图；
图5是示出根据另一个实施方案的用于沉积电极的方法的图；
图6A至图6D是示出根据多种实施方案的屏障涂层的第一部分的图；
图7是示出根据一个实施方案的用于沉积屏障涂层的第一部分的方法的图；
图8是示出根据一个实施方案的屏障涂层的第二部分的图；
图9是示出根据一个实施方案的用于沉积屏障涂层的第二部分的方法的图；
图10是示出根据一个实施方案的屏障涂层的图；
图11是根据一个实施方案的包括屏障涂层的有源矩阵OLED(AMOLED)的图；
图12是根据另一个实施方案的包括屏障涂层的AMOLED的图；
图13是根据一个实施方案的包括具有多个屏障涂层部分的屏障涂层的光电子器件的图；
图14是根据另一个实施方案的包括具有多个屏障涂层部分的屏障涂层的光电子器件的图；
图15A是根据一个实施方案的屏障涂层的图；
图15B是根据一个实施方案的与电极整体形成的屏障涂层的图；
图15C是根据另一个实施方案的与电极整体形成的屏障涂层的图；
图15D是根据又一个实施方案的与电极整体形成的屏障涂层的图；
图16是实施例A的样品在老化过程期间不同时间的非发射区域的图；
图17是实施例B的样品在老化过程期间不同时间的非发射区域的图；
图18是实施例C的样品在老化过程期间不同时间的非发射区域的图；
图19是实施例D的样品在老化过程期间不同时间的非发射区域的图；
图20是实施例E的样品在老化过程期间不同时间的非发射区域的图；
图21是实施例F的样品使用扫描电子显微镜(SEM)得到的显微镜照片；
图22是实施例F的另一个样品的SEM显微照片；
图23是实施例F的又一个样品的SEM显微照片；
图24是实施例F的又一个样品的SEM显微照片；和
图25是实施例F的又一个样品的SEM显微照片。
具体实施方式
应理解，为了说明的简要和清楚，在认为适当时，附图标记可以在附图中重复以表示对应或相似的元素。此外，叙述许多具体细节以提供对本文描述的示例实施方案的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将会理解，本文描述的示例实施方案可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其他情况下，没有详细描述众所周知的方法、步骤和部件以便不使本文描述的示例实施方案难以理解。
在一个方面，提供了一种光电子器件。该光电子器件包括用于抑制水分和/或气体(例如，空气和氧气)通过其中的涂层。在多个方面和实施方案中，这种涂层在本文可以被称为屏障涂层。该屏障涂层可以设置在光电子器件的电极如阴极上。该屏障涂层包括第一部分和第二部分。第一部分包含富勒烯，第二部分包含金属。在一些情况下，第二部分可以包含金属和富勒烯的混合物。
如本文所使用的，术语“屏障涂层”将被理解为指通常抑制反应性物质如氧气、水和/或其他气体通过其中的涂层。可以通过许多机制来抑制反应性物质通过屏障涂层。这些机制的实例包括例如在屏障涂层内产生弯曲路径，其导致相对低的渗透性，以及通过使屏障涂层部分作为吸气剂和/或干燥剂来实现反应性物质的反应或吸收。
如本文所使用的，术语“整体地形成”通常理解为指与分散的层或涂层相反，涂层的部分形成为单一连续的结构。在一些情况下，这可以包括在层之间的界面处将一个部分的材料与相邻部分的材料混合，使得不同部分的层不是分离的且具有连续的结构。在一些情况下，随着一个部分延伸到下一个部分，可以存在渐变，使得各个层不显示出明显的开始或结束。
图1示出了根据一个实施方案的光电子器件201，其中屏障涂层215设置在衬底200上形成的电极210之上。在所示实施方案中，屏障涂层215包括第一部分220和设置在第一部分220上的第二部分230。
在一些实施方案中，电极210包含金属。例如，金属可以是金属元素，例如碱金属、碱土金属、镧系元素、过渡金属、后过渡金属、或其任意组合。金属可以是合金。例如，电极210可以包含镁(Mg)、锌(Zn)、铝(Al)、镱(Yb)、银(Ag)、或其任意组合，包括合金。例如，合金可以是按体积计或按原子组成比计的组成为约1:10至10:1的Mg:Ag合金，或者按体积计或按原子组成比计的组成为约1:10至10:1的Mg:Yb合金。在其他实施方案中，电极210可以包含其他导电材料。这些材料的实例包括例如导电聚合物、纳米线、石墨烯、碳纳米管、和氧化物，如氧化铟锡(ITO)。
电极210可以是例如光电子器件201的阴极。因此，电极210是导电的。
屏障涂层215的第一部分220可以包含富勒烯。在一些实施方案中，第一部分220可以包含金属和富勒烯的混合物。例如，金属可以是镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、或其任意组合。富勒烯可以包括C60、C70、C76、C84、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、及其任意组合。第一部分220可以包含金属和富勒烯的混合物，其中金属包括第一部分220的大部分。换句话说，金属构成混合物的大于约50体积％。在一些实施方案中，金属可以构成混合物的大于约60％、大于约70％、大于约75％、大于约80％、大于约85％、大于约90％、或大于约95％。特别地，如下文将进一步说明的，现已发现至少在一些实施方案中，特别有利的是提供包含金属和富勒烯的混合物的第一部分220，其中富勒烯构成混合物的约1体积％至25体积％、约1体积％至20体积％、约1体积％至15体积％、约2体积％至15体积％、约5体积％至15体积％、或约5体积％至10体积％。例如，富勒烯可以构成混合物的小于1摩尔％、小于0.8摩尔％、小于0.6摩尔％、小于0.5摩尔％、小于0.3摩尔％、小于0.1摩尔％或小于0.08摩尔％。金属可以构成混合物的剩余部分。在一些实施方案中，金属可以是纯的镁或基本上纯的镁，并且富勒烯可以是巴克敏斯特富勒烯(C60)。
在一些实施方案中，第一部分220可以基本上由富勒烯组成。换句话说，在这些实施方案中，第一部分220可以包含富勒烯和少量或痕量的其他物质，其他物质的存在不实质地影响基本由富勒烯形成的第一部分220的机械、电学和/或光学特性。例如，少量或痕量的其他物质包括可能存在于富勒烯中或反应室中的杂质。例如，第一部分220中的这些物质的浓度可以小于约0.1体积％、小于约0.05体积％、小于约0.01体积％、小于约0.001体积％、或小于约0.0001体积％。
如本文所使用的，术语“晶状”应理解为指材料通常表现出长程有序或长程结构。例如，晶状材料的结晶度可以大于约50％、大于约60％、大于约70％、大于约75％、大于约80％、大于约85％、大于约90％、或大于约95％。材料的结晶度可以使用各种技术来确定，例如X射线结晶学和差示扫描量热法(DSC)。
第二部分230可以包含金属。例如，金属可以是镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、或其任意组合。在一些实施方案中，第二部分230中使用的金属可以与第一部分220中使用的金属相同。
第二部分230可以包含吸气剂和/或吸湿物质(即干燥剂)。例如，第二部分230可以包含纯的镁或基本上纯的镁，其既是吸气剂又是干燥剂。如将被本领域技术人员理解的，吸气剂通常是在产品或装置上提供的为了改善产品或装置的“贮藏寿命”的物质。吸气剂通常去除、钝化、控制或以其他方式抑制不期望的物质对装置性能的负面影响。根据一个实施方案，通过在第一部分220上沉积包含镁的相对厚的涂层使第二部分230与第一部分220整体地形成。吸气剂可以与装置包装环境中存在的氧和/或水蒸气反应，或以其他方式使其钝化，以产生氧化镁和/或氢氧化镁，并由此从装置包装环境中除去这些分子。用作吸气剂的涂层部分可以具有浓度降低、或浓度为零的富勒烯。在OLED装置中提供吸气剂可能是特别有利的，因为OLED装置含有在氧气存在下可能淬灭的发射层。通过提供吸气剂，可以相对地降低在OLED装置的包装环境内的氧气浓度，从而减缓发射层的退化。
在一些实施方案中，电极210还可以包含富勒烯。特别地，电极210可以包含富勒烯和金属的混合物。在这些实施方案中，富勒烯可以构成混合物相对小的部分。例如，富勒烯可以构成混合物的小于约15体积％、小于约10体积％、小于约8体积％、小于约5体积％、小于约3体积％、小于约2体积％、或小于约1体积％。金属可以构成混合物的剩余部分。在一些应用中，对于电极210特别有利的是包含例如小于5体积％或小于2体积％的富勒烯，而金属构成电极210的剩余部分。例如，在对于电极210有利的是具有相对高的反射率和/或相对低的吸收率的应用中，对于电极210可能优选含有相对少量的富勒烯，因为富勒烯通常吸收电磁光谱的可见部分中的光。至少在一些情况下，在电极210中具有相对高浓度的富勒烯可能不利地导致电极210上入射光的反射率降低和吸收率增加。然而，通过在电极210中具有相对低浓度的富勒烯可以降低与富勒烯相关的这些不利的光学性质。
在一个实施方案中，电极210包含富勒烯和纯的镁或基本上纯的镁的混合物。在另一个实施方案中，富勒烯可以构成混合物的小于约2体积％，而纯的镁或基本上纯的镁构成混合物的剩余部分。
在一些实施方案中，电极210和第一部分220包含相同的金属。在一些实施方案中，第一部分220和第二部分230包含相同的金属。在另一个实施方案中，电极210、第一部分220和第二部分230包含相同的金属。例如，电极210、第一部分220和第二部分230可以包含镁。
在一些实施方案中，包括第一部分220和第二部分230的屏障涂层215整体地或连续地形成。例如，可以通过连续地使目标表面(例如，电极210的表面)经历蒸发的金属流以将金属沉积在电极210的表面上来形成第一部分220和第二部分230。金属例如可以是镁。电极210的表面也可以经历蒸发的富勒烯流以在形成屏障涂层215的各个阶段沉积富勒烯。例如，如将会描述的，可以在对应于形成第一部分220和任选的第二部分230的阶段沉积富勒烯。在形成或沉积屏障涂层215期间，可以改变金属的沉积速率和/或富勒烯的沉积速率以产生具有期望组成和/或特性的涂层。
在一些实施方案中，屏障涂层215可以具有一个或多于一个额外部分。例如，该一个或多于一个额外部分可以设置在第一部分220和第二部分230之间，或设置在第二部分230上。该一个或多于一个额外部分可以包含有机材料、无机材料、和/或其组合。例如，该一个或多于一个额外部分可以包含聚合物、小分子有机化合物、和/或氧化物，例如二氧化硅。在一些实施方案中，屏障涂层215可以包括多个第一部分220。屏障涂层215还可以包括多个第二部分230。在这些实施方案中，第一部分220和第二部分230可以交替以层布置或者堆叠在彼此之上。例如，第二部分230可以设置在邻近的第一部分220之间，使得邻近的第一部分220被第二部分230分隔。
在一些实施方案中，屏障涂层215可以设置在光电子器件或其一部分上。光电子器件通常是将电信号转换成光子或将光子转换成电信号的任何装置。因此，如本文所使用的，有机光电子器件将被理解为其中装置的活性层主要由有机材料形成，更具体地由有机半导体材料形成的任何光电子器件。有机光电子器件的实例包括但不限于有机发光二极管(OLED)装置和有机光伏(OPV)装置。在另一个实例中，光电子器件可以是电致发光量子点发光装置，其中装置的电致发光层包括量子点。
在一个实施方案中，有机光电子器件是有机发光二极管，其中有机半导体层包括电致发光层。在其他实施方案中，有机半导体层可以包括额外的层，例如电子注入层、电子传输层、空穴传输层、和/或空穴注入层。
在一个实施方案中，屏障涂层215设置在OLED装置的有机涂层或层的表面上。因此，在这种实施方案中，衬底200可以包括一个或多于一个有机涂层或层。例如，屏障涂层215可以设置在阴极210上，该阴极210设置在OLED装置的电荷注入层或电荷传输层(例如电子注入层或电子传输层)上。在一些实施方案中，屏障涂层215可以形成OLED装置的电极如阴极的至少一部分。衬底200还可以包括电极(例如电极210的对电极)。衬底200还可以包括基础衬底，在该基础衬底上沉积电极和一个或多于一个有机涂层或层。
在一些实施方案中，第一部分220的厚度可以小于第二部分230的厚度。由于一些富勒烯如C60是相对昂贵的，因此减小含富勒烯的涂层部分的厚度会是有利的。另外地或备选地，可以减小涂层多个部分中的富勒烯浓度以提供更具成本效益的屏障涂层。
例如，电极210的厚度可以大于约5nm、大于约10nm、大于约25nm、大于约50nm、大于约75nm、大于约100nm、大于约150nm、或大于约200nm。例如，电极210的厚度可以为约20nm至500nm、约20nm至300nm、或约50nm至250nm。
例如，第一部分220的厚度可以大于约1nm、大于约10nm、大于约20nm、或大于约50nm。然而，在一些情况下，提供相对厚的第一部分220的涂层可能是特别有利的。例如，第一部分220的厚度可以大于约80nm、大于约100nm、大于约150nm、或大于约200nm。例如，第一部分220的厚度可以为约50nm至500nm、约50nm至250nm、约80nm至200nm、或约100nm至200nm。
例如，第二部分230的厚度可以大于约50nm、大于约80nm、或大于约100nm。然而，至少在第二部分230作为吸气剂或干燥剂的一些情况下，提供相对厚的第二部分230的涂层会是特别有利的。通过提供相对厚的吸气剂或干燥剂，可以更大程度地抑制气体例如空气或水蒸气的渗透。例如，第二部分230的厚度可以大于约120nm、大于约150nm、大于约200nm、或大于约250nm。例如，第二部分230的厚度可以为约50nm至500nm、约100nm至400nm、约100nm至300nm、或约200nm至300nm。
屏障涂层215的总厚度可以例如大于约50nm。然而，特别是在屏障涂层215被设置为光电子器件的反射电极(例如阴极)的一部分的情况下，提供相对厚的屏障涂层215以获得更大的反射率和导电性会是有利的。例如，屏障涂层215的厚度可以大于约80nm、大于约100nm、大于约150nm、大于约200nm、大于约300nm、大于约500nm、大于约700nm、或大于约1000nm。特别是在屏障涂层215被设置在柔性装置(例如柔性OLED)中的情况下，会有利的是，屏障涂层215具有足够的厚度以获得期望的电学和光学性质，同时足够薄以使装置保持柔性。由于这些涂层的机械性能，含有金属的厚涂层通常不适用于许多柔性装置应用中。因此，在一些实施方案中，屏障涂层215的厚度可以为约100nm至5000nm、约100nm至2500nm、约100nm至2000nm、约100nm至1500nm、约100nm至1000nm、约100nm至800nm、约100nm至600nm、约100nm至500nm、约150nm至500nm、约200nm至500nm、或约300nm至500nm。
然而，应理解，第一部分220和第二部分230的厚度可以根据应用和用于形成涂层的材料而改变，因此屏障涂层及其部分的厚度可以不限于本文具体列举的任何具体范围。
在图1的实施方案中，示出了电极210、第一部分220和第二部分230被设置为彼此相邻或彼此紧邻。具体而言，示出了第一部分220被设置为与电极210以及第二部分230紧邻，使得第一部分220与电极210以及第二部分230直接接触。特别地，在这些实施方案中，电极210、第一部分220和第二部分230可以彼此电接触。然而，在其他实施方案中，额外的层或涂层可以设置在电极210与第一部分220之间，和/或第一部分220与第二部分230之间。
图2是根据一个实施方案的OLED装置101，其中该装置包括屏障涂层215。具体而言，OLED装置101包括基础衬底100、第一电极110、多个有机层125、第二电极210和屏障涂层215。例如，第一电极110可以是阳极，第二电极210可以是阴极。在一些实施方案中，屏障涂层215也可以作为阴极的一部分。
在图2的实施方案中的多个有机层125包括空穴注入层120、空穴传输层130、电致发光层140、电子传输层150和电子注入层160。空穴注入层120可以使用空穴注入材料形成，该空穴注入材料通常促进由阳极110注入空穴。空穴传输层130可以使用空穴传输材料形成，该空穴传输材料通常是表现出高空穴迁移率的材料。电致发光层140可以例如通过用发射体材料掺杂主体材料而形成。例如，发射体材料可以是荧光发射体、磷光发射体或TADF发射体。也可以将多种发射体材料掺杂到主体材料中以形成电致发光层140。电子传输层150可以使用通常表现出高电子迁移率的电子传输材料形成。电子注入层160可以使用通常促进由阴极注入电子的电子注入材料形成。
应理解，可以通过省略或组合一个或多于一个层来改变装置101的结构。具体而言，可以从装置结构中省略空穴注入层120、空穴传输层130、电子传输层150和电子注入层160中的一个或多于一个。在装置结构中也可以存在一个或多于一个额外的层。这些额外的层包括例如空穴阻挡层、电子阻挡层、以及额外的电荷传输层和/或电荷注入层。每个层还可以包括许多子层，并且每个层和/或每个子层可以包括多种混合物和组成渐变。还应理解，装置101可以包括含有无机和/或有机金属材料的一个或多于一个层，并且不限于仅由有机材料构成的装置。例如，装置101可以包括量子点。
还应理解，可以在各种类型的基础衬底上形成装置101。例如，基础衬底100可以是柔性或刚性的衬底。基础衬底100可以包括例如硅、玻璃、金属、聚合物(例如聚酰亚胺)、蓝宝石、或其他适合用作基础衬底的材料。在有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示装置的情况下，基础衬底100还可以包括多个薄膜晶体管(TFT)。
图2中示出的装置101可以是底部发射OLED装置，其中该装置被配置为朝基础衬底100的方向发射光。因此，在这种实施方案中，第一电极110(例如阳极)可以是基本透明的或透光的，第二电极210在电磁光谱的可见波长部分中可以是基本上反射性的。在这种实施方案中，屏障涂层215的部分在电磁光谱的可见波长部分中也可以是基本上反射性的。在一些实施方案中，第二电极210和第一部分220可以一起形成装置101的阴极。在又一个实施例中，第二电极210、第一部分220和第二部分230可以共同形成装置101的阴极。因此，屏障涂层215的至少一部分(例如第一部分220)可以是导电的。在一个实施方案中，第一部分220和第二部分230是导电的。在另一个实施方案中，第二电极210、第一部分220和第二部分230可以彼此电连接以允许电流通过屏障涂层215进入有机层125中。
如本文所使用的，术语“反射性的”通常被理解为指在涂层或层上入射的光被反射。例如，反射性的涂层或层可以引起大于40％、大于50％、大于60％、大于70％、大于75％、大于80％、大于90％、或大于95％的在其上入射的光被反射。
在一个方面中，提供了用于形成屏障涂层的方法。该方法包括(i)沉积导电材料以在衬底的表面上形成导电涂层，(ii)共沉积富勒烯和导电材料以在导电涂层上形成第一部分，以及(iii)沉积导电材料以在第一涂层上形成第二部分。
图3A至图3H示出了在衬底200的表面204上形成电极210的多种实施方案。
在图3A中，导电涂层或电极210被沉积在衬底200的表面204上，使得电极210直接接触表面204。在一些实施方案中，电极210包含金属。例如，金属可以是金属元素，例如碱金属、碱土金属、镧系元素、过渡金属、后过渡金属、或其任意组合。金属可以是合金。例如，电极210可以包含镁(Mg)、锌(Zn)、铝(Al)、镱(Yb)、银(Ag)、或其任意组合，包括合金。例如，合金可以是按体积计或按原子组成比计的组成为约1:10至10:1的Mg:Ag合金，或者按体积计或按原子组成比计的组成为约1:10至10:1的Mg:Yb合金。
尽管可以使用各种材料来形成电极210，但使用镁形成电极210会是有利。例如，当与通常用于形成OLED装置阴极的材料铝相比时，镁具有3.6eV的较低逸出功。镁还可以在低得多的沉积温度下被热沉积，例如在显著低于铝的沉积温度的400℃或更低的沉积温度下被热沉积，并因此更具成本效益且更易于加工。
然而，先前已经报道过基本上纯的镁不可以用作有机光电子器件的有效阴极，因为其对有机材料的黏附差且其环境稳定性低。例如，美国公布
第2012/0313099号进一步描述了镁对有机表面差的黏附。此外，镁易于氧化，并因此难以在氧和/或潮湿环境下制造和操作具有镁阴极的装置，因为阴极的导电性随着镁氧化而迅速变差。尽管能够在多种无机表面例如玻璃和硅的表面上沉积镁，但是镁在这些表面上的黏附系数通常是低的。因此，镁在这些表面上的沉积速率相对低，并且该过程不具有成本效益。
相应地，在图3B中所示的一个实施方案中，可以提供成核促进涂层211。具体而言，在图3B的实施方案中，电极210包括设置在表面204上的成核促进涂层211和设置在成核促进涂层211上的金属涂层212。成核促进涂层211可以包含例如富勒烯。金属涂层212可以包含镁。例如，金属涂层212可以包含纯的镁或基本上纯的镁。
基于先前的发现和实验观察，如本文将进一步说明的，发明人假定包含富勒烯的成核促进涂层作为镁沉积的成核位置。例如，在使用蒸发方法在经富勒烯处理的表面上沉积镁或镁合金的情况下，富勒烯分子作为用于引发镁或镁合金的凝结(即去升华)的成核位置。在一些情况下还观察到，在经处理的表面上可以提供少于单层的富勒烯以作为成功沉积镁的成核位置。如会被理解的，通过沉积多个富勒烯层来处理表面可以得到更多数量的成核位置。
然而，应理解，在表面上沉积的富勒烯的量可以比一个单层更多或更少。例如，可以通过沉积少于约0.1个单层、少于约0.2个单层、少于约0.3个单层、少于约0.4个单层、少于约0.5个单层、少于约0.6个单层、少于约0.7个单层、少于约0.8个单层、少于约0.9个单层、或少于约1个单层来处理表面以产生成核促进涂层。此外，可以通过沉积大于约1个单层、大于约10个单层或更多的富勒烯来形成成核促进涂层。如本文所使用的，沉积1个单层的富勒烯应理解为指在表面上沉积的富勒烯的量等于用单层的富勒烯分子覆盖期望的表面区域所需的富勒烯的量。类似地，如本文所使用的，沉积0.1个单层的富勒烯应理解为指在表面上沉积的富勒烯的量等于用单层的富勒烯分子覆盖期望的表面区域的10％所需的富勒烯的量。应理解，由于富勒烯分子的堆叠，单个覆盖层可以使衬底的某些区域不覆盖富勒烯层，而衬底的其他区域可以具有2个或多于2个富勒烯覆盖层。
在图3C中所示的实施方案中，在电极210与衬底200之间的界面处设置少于单层的富勒烯311。具体而言，在所示的实施方案中，在衬底的表面204处提供由富勒烯311形成的子单层的成核促进涂层。通过在子单层的成核促进涂层上沉积包含金属322(例如镁)的涂层来形成电极210。在图4A和图4B中进一步示出了根据一个实施方案用于沉积电极210的过程。如图4A所示出的，通过在第一源401处蒸发富勒烯源材料(未示出)并使富勒烯蒸气流入射到衬底200上，将包含富勒烯311的子单层的成核促进涂层沉积到衬底200上。如图4B所描述的，一旦沉积了富勒烯311，便使用第二源402来蒸发金属源材料(未示出)并使蒸发的金属流入射到经富勒烯处理的表面上。以这种方式，可以形成图3C中所示的导电涂层210。
如以上参照图3C所述，富勒烯可以不完全覆盖衬底200的表面204，从而使衬底200的表面204的大部分未被覆盖。或者，衬底100的表面204可以被富勒烯完全覆盖。一旦衬底200的表面204已经被处理，金属例如镁可以通过源沉积以在电极210上形成导电涂层。假设衬底200的表面上的富勒烯可以作为成核位点，这使得镁与富勒烯分子能够结合并且随后生长以形成导电涂层。还假设，随着镁通过金属源沉积，在经处理的表面上的富勒烯分子之间的空间或空隙逐渐被镁填充。
图3D示出了另一个实施方案，其中电极210包含分散在金属322(例如镁)中的富勒烯311。例如，可以通过将富勒烯311和金属322同时共沉积到衬底200的表面204上来形成这种涂层。在图5中进一步示出了根据一个实施方案用于沉积电极210的过程。在图5中，通过使用第一源401蒸发富勒烯源材料(未示出)来沉积富勒烯311，以使富勒烯蒸气流入射到衬底200上，与此同时，使用第二源402蒸发金属源材料(未示出)以使蒸发的金属流入射到衬底200上。或者，可以通过蒸发包含富勒烯和金属的混合物的共同源材料并使衬底200经历富勒烯和金属的蒸发流来形成。例如，可以使用单个蒸发源来进行这种过程。应理解，在图3D的实施方案中，尽管富勒烯分散在整个电极210中，但可以在电极210与衬底200之间的界面处提供至少一些富勒烯以作为成核促进涂层。
图3E示出了又一个实施方案，其中在衬底200内具有子单层的成核促进涂层。例如，衬底可以包括电子注入层，在该层上沉积了电极210。在这种情况下，富勒烯311可以被“掺杂”或设置在衬底(例如电子注入层)内，特别是在衬底200与电极210之间的界面处，以提供经富勒烯处理的表面，在该表面上可以沉积金属322。
图3F示出了又一个实施方案，其中富勒烯311分散在衬底200的至少一部分内。例如，衬底可以包括电子注入层，在该层上沉积了电极210。在这种情况下，富勒烯311可以被掺杂或分散在整个衬底(例如电子注入层)中，以提供经富勒烯处理的表面，在该表面上可以沉积金属322。特别地，可以在衬底200与电极210之间的界面处提供富勒烯311。
图3G是其中富勒烯311被分散在衬底200的至少一部分内的实施方案，此外，在沉积金属322以形成电极210之前，衬底200的表面204已经通过在其上沉积子单层的富勒烯成核促进涂层而进行了处理。
图3H是其中富勒烯311被分散在衬底200和包含金属322的电极210两者内的另一个实施方案。应理解，富勒烯可以特别地设置在电极210与衬底200之间的界面处。
图6A至图6D示出了用于在电极210上形成第一部分220的多种实施方案。
在图6A中，第一部分220被沉积在电极210上。例如，第一部分220包含分散在金属内的富勒烯。金属可以包括镁。富勒烯可以基本上均匀或均匀地分散在整个第一部分220中。或者，富勒烯浓度可以在整个第一部分220中变化。
在图6B中，示出了第一部分220包括第一区域221和第二区域222。第一区域221设置在衬底200的近侧，第二区域222设置在衬底200的远侧。例如，第一区域221可以沉积在电极210上，使得电极210与第一区域221接触。第一区域221和第二区域222可以彼此连续地或整体地形成。在示出的实施方案中，第一区域221和第二区域222都包含富勒烯226和金属228。金属228例如可以包括镁。金属228可以是纯的镁或基本上纯的镁。与第二区域222相比，第一区域221可以包含较高浓度的富勒烯226。例如，富勒烯226可以设置在第一部分220与电极210之间的界面处。
在图6C中，示出了第一部分220，其包括第一区域221、第二区域222和第三区域223。第一区域221设置在衬底200的近侧，第三区域223设置在衬底200的远侧，第二区域222设置在第一区域221与第三区域223之间。例如，第一区域221可以沉积在电极210上，使得电极210与第一区域221接触。第一区域221、第二区域222和第三区域223可以彼此连续地或整体地形成。在示出的实施方案中，第一区域221、第二区域222和第三区域223各自包含富勒烯226和金属228。金属228例如可以包括镁。金属228可以是纯的镁或基本上纯的镁。与第二区域222相比，第一区域221可以包含较高浓度的富勒烯226。与第二区域222相比，第三区域223也可以包含较高浓度的富勒烯226。与第三区域223相比，第一区域221可以包含较高、较低或基本相同浓度的富勒烯。富勒烯226可以设置在第一部分220与电极210之间的界面处，特别是在金属228不能容易地沉积在电极210上的情况下。
在图6D中，示出了第一部分220包括第一区域221和第二区域222。第一区域221设置在衬底200的近侧，第二区域222设置在衬底200的远侧。例如，第一区域221可以沉积在电极210上，使得电极210与第一区域221接触。第一区域221和第二区域222可以彼此连续地或整体地形成。在示出的实施方案中，第一区域221和第二区域222都包含富勒烯226和金属228。金属228例如可以包括镁。金属228可以是纯的镁或基本上纯的镁。与第一区域221相比，第二区域222可以包含较高浓度的富勒烯226。尽管在图6中未明确示出，在一些实施方案中，富勒烯226可以设置在第一部分220与电极210之间的界面处。
图6A至图6D中示出的第一部分220的各种实施方案，例如可以通过共沉积来自各蒸发源的金属228和富勒烯226而形成。图7示出了这种过程的一个实施方案，其中通过使其上设置有电极210的衬底200经受由第一源401和第二源402散发的蒸发流而沉积第一部分220。具体而言，第一源401可以被配置为蒸发富勒烯源材料(未示出)以生成富勒烯蒸气流，第二源402可以被配置为蒸发金属源材料(未示出)以生成金属蒸气流。然后，电极210的表面可以同步或同时经历富勒烯蒸气流和金属蒸气流，从而使包含富勒烯和金属的第一部分220沉积在电极210上。可以调节或调整第一源401和第二源402的沉积速率和/或蒸发速率，以改变第一部分220的多个区域或部分中富勒烯的浓度。
图8示出了沉积在第一部分220之上的第二部分230。在一些实施方案中，第二部分230可以包含金属。例如，金属可以包括镁。金属可以是纯的镁或基本上纯的镁。图9示出了根据一个实施方案沉积的第二部分230。在图9的实施方案中，具有沉积在其上的电极210和第一部分220的衬底200经历来自源402的蒸发金属流，以使得第二部分230沉积在第一部分220上。具体而言，源402被配置为蒸发包含金属的源材料以生成金属蒸气流。第一部分220的表面可以经历金属蒸气流，以使得包含金属的第二部分230沉积在其上。
在一些实施方案中，可以使用相同的源来沉积用于形成第一部分220和第二部分230的金属。在这些实施方案中，第一部分220和第二部分230可以包含相同的金属。在一些实施方案中，可以使用相同的源来沉积用于形成电极210、第一部分220和第二部分230的金属。在这些实施方案中，电极210、第一部分220和第二部分230可以包含相同的金属。例如，金属可以包括镁。金属可以是纯的镁或基本上纯的镁。例如，参考上述多种实施方案，可以使用源402来沉积用于形成电极210、第一部分220和第二部分230的金属。在一个实施方案中，源402可以被配置成在电极210、第一部分220和第二部分230的形成或沉积期间维持基本上相同的沉积速率和/或蒸发速率。在另一个实施方案中，源402可以被配置成在电极210的沉积期间以第一沉积速率沉积金属，在第一部分220的沉积期间以第二沉积速率沉积金属，以及在第二部分230的沉积期间以第三沉积速率沉积金属。在一些实施方案中，第一沉积速率可以与第二沉积速率基本上相同，且第三沉积速率可以大于第一沉积速率或第二沉积速率。在其他实施方案中，第一沉积速率和/或第二沉积速率可以小于第三沉积速率。假设至少在一些情况下，较高的金属沉积速率可以导致形成具有较小平均粒径的金属涂层或层。如将进一步说明的，可能特别有利的是，在第一部分220的形成期间达到较高的金属沉积速率使得此部分的平均粒径相对较小。
应理解，可以在电极210、第一部分220和第二部分230的沉积之后和/或之前进行额外的步骤。例如，这些额外的步骤可以包括将额外的部分沉积到屏障涂层215和/或屏障涂层215上的额外的屏障涂层。额外的部分可以包括额外的第一部分和/或额外的第二部分。类似地，额外的屏障涂层可以包括第一部分和第二部分，其可以分别以与屏障涂层215的第一部分220和第二部分230基本相同的方式被限定。例如，额外的屏障涂层的每个部分可以具有与上述关于屏障涂层215的各个部分基本相同的组成。如将被理解的，可以提供任何数量的额外的部分或额外的屏障涂层，包括例如2个、3个、4个、5个、或更多个额外的部分或额外的屏障涂层。这些额外的部分或额外的屏障涂层还可以与屏障涂层215整体地或连续地形成。
如图9所示，屏障涂层215可以沉积在被设置在衬底200上的电极210的表面上。应理解，衬底200可以包含有机和/或无机材料。因此，应理解，这种衬底的表面可以是能够在其上沉积电极210的任何有机和/或无机表面。为了更清楚，应理解的是，可以使用本领域已知的任何方法或工艺将电极210沉积在该表面上。在电极210包含沉积在衬底200的表面204上的富勒烯的情况下，沉积在表面上的富勒烯可以通过分子间力、分子内力和任何其他类型的力、相互作用和/或键而弱结合或强结合至表面。例如，富勒烯可以通过范德华力、静电力、重力、磁力、偶极-偶极相互作用、非共价相互作用和/或共价键结合至表面。
应理解，如本文所使用的有机衬底或有机表面应被理解为指主要包含有机材料的衬底或表面。为了更清楚，有机材料通常被理解为含有碳的任意材料，其中至少一个碳原子共价结合至另一种类型的原子(例如氢、氧、氮等)。特别地，已经发现可以使用根据本发明的方法将屏障涂层215沉积在通常用作有机发光二极管的电致发光层或电子注入层的材料的表面上。在一些实施方案中，该表面可以是有机表面。例如，该方法可以包括将电极210沉积在有机电子装置例如OLED的有机层表面上。在更具体的实例中，该方法包括将电极210沉积在电子传输层(ETL)或电子注入层(EIL)的表面上。ETL或EIL可以含有富勒烯。
应理解，如本文所使用的无机衬底或表面应被理解为指包含或主要包含无机材料的衬底。为了更清楚，无机材料通常被理解为不被视为有机材料的任意材料。无机材料的实例包括金属、玻璃和矿物质。可以在其上应用根据本发明的方法的表面包括基于硅的聚合物、无机半导体材料、电子注入材料、盐、金属、和金属氧化物的表面。
应理解，衬底200可以包含半导体材料，相应地，这种衬底的表面可以是半导体表面。半导体可以被描述为具有在一定程度上小于导体(例如金属)的导电率但大于绝缘体(例如玻璃)的导电率的材料。应理解，半导体材料可以是有机半导体或无机半导体。以上列举了有机半导体材料的一些实例。无机半导体材料的一些实例包括IV族元素半导体、IV族化合物半导体、VI族元素半导体、III-V族半导体、II-VI族半导体、I-VII族半导体、IV-VI族半导体、IV-VI族半导体、V-VI族半导体、II-V族半导体、氧化物和其他半导体材料。
此外，应理解，衬底200可以包括有机材料和/或无机材料的多个层。例如，在有机发光二极管(OLED)的情况下，衬底可以包括电子注入层、电子传输层、电致发光层、空穴传输层、空穴注入层和/或阳极。
在各种实施方案中，用于形成屏障涂层215的富勒烯和金属已被描述为使用蒸发方法进行沉积。如应理解的，蒸发方法是物理气相沉积(PVD)方法的一种类型，其中一种或多于一种源材料在真空环境下被蒸发或升华，并通过一种或多于一种经蒸发的源材料的凝结而沉积在目标表面上。可以使用多种不同的蒸发源来加热源材料，因此，应理解的是，可以以多种方式加热源材料。例如，可以通过电炉丝、电子束、感应加热、或通过电阻加热来加热源材料。
例如，C60富勒烯的沉积条件可以是在10-7托的压力下约430℃至500℃，从而产生约0.1埃每秒数量级的沉积速率。镁的沉积条件可以是在约10-7托的压力下在克努森池中约380℃至430℃，从而产生约2或更大埃每秒数量级的沉积速率。然而，应理解可以使用其他沉积条件。
例如，在金属为镁的情况下，可以在600℃下沉积镁以实现更快的沉积速率，例如每秒10nm至30nm或更多。参考下表1，使用克努森池镁沉积源在经富勒烯涂覆的约1nm有机表面上沉积基本上纯的镁来测量各实施例的沉积速率。应理解，各种其他因素也会影响沉积速率，包括但不限于：源与衬底之间的距离、衬底的特性、衬底上的富勒烯覆盖、所使用源的类型、来自源的材料流的成型。在下表1中提供了在一个蒸发室结构中基本上纯的镁的蒸发温度和沉积速率的实例。
表1：根据温度的镁沉积速率
样品 温度(℃) 速率(埃/秒)
1 510 10
2 525 40
3 575 140
4 600 160
本领域技术人员应理解，所使用的具体工艺条件是可变的并且可以取决于用来进行沉积的设备。应理解，较高的沉积速率通常在较高的温度下获得，然而，具体的沉积条件可以由本领域技术人员选择，例如通过将衬底放置得离沉积源更近。
已知镁和巴克敏斯特富勒烯(C60)二者在高真空条件下(例如低于约10-1托的压力)具有相似的升华温度(～400℃)。因此，在一些实施方案中，可以使用蒸发沉积工艺由沉积Mg和C60源材料的混合物的单个共同沉积源来沉积镁和C60二者，以形成屏障涂层。
尽管已经描述了关于为了沉积富勒烯和金属的蒸发方法，应被理解的是也可以使用各种其他方法来沉积这些材料。例如，可以使用其他物理气相沉积(PVD)工艺，例如包括溅射来沉积富勒烯和/或金属。可以用于沉积富勒烯和/或金属的其他工艺包括化学气相沉积(CVD)工艺、印刷(包括墨水或蒸气喷印和卷至卷印刷)、有机气相沉积(OVPD)、激光诱导的热成像(LITI)图案化、或已知用于沉积富勒烯或金属的其他工艺。在一个实施方案中，通过使用电阻加热器加热镁源材料来沉积金属。在其他实施方案中，可以将金属源材料加载到经加热的坩埚、经加热的蒸发皿、克努森池、或任何其他类型的蒸发源中。类似地，可以将富勒烯源材料或富勒烯与金属源材料的混合物加载到经加热的坩埚、经加热的蒸发皿、克努森池、或任何其他类型的蒸发源中以用于沉积。可以使用各种其他的沉积方法。
在其中金属为镁的实施方案中，用于沉积镁的沉积源材料可以是混合物或化合物，其中在沉积期间混合物或化合物的至少一种组分未沉积在衬底上。在一个实例中，源材料可以是Cu-Mg混合物或Cu-Mg化合物。在更具体的实例中，用于镁沉积源的源材料包含镁和具有较低蒸气压的材料，例如Cu。在另一个具体实例中，用于共沉积镁和富勒烯的源材料包含与富勒烯混合的Cu-Mg化合物，例如，Cu-Mg富勒烯化合物。应理解，可以在源中提供其他低蒸气压材料。
参照图10现在将说明屏障涂层215的各个方面。在图10中，示出了包括第一部分220和第二部分230的屏障涂层215，其被设置在电极210的表面上。电极210设置在衬底200的表面上。特别是在其中电极210和屏障涂层215是由具有非立方晶体结构的晶体金属形成的情况下，屏障涂层215和电极210的多个部分可以包含允许气体通过的空隙，该气体例如可能存在于空气中的氧气或水蒸气。例如，这些空隙可以存在于用于形成屏障涂层215和电极210的材料的相邻晶粒之间形成的晶界处。在图10中，示出了第一空隙1010，其在电极210内形成，示出了第二空隙1020，其在第一部分220内形成，示出了第三空隙1030，其在第二部分内形成。
假设特别是在使用具有六方密堆积(HCP)晶体结构的金属形成相对厚的金属涂层的情况下，致密堆积的涂层不容易形成。这些金属的实例包括镁、镉和锌。具体而言，已经观察到，当使用基本上纯的镁形成大于约1μm的相对厚的镁涂层时，镁涂层包含相对高密度、尺寸大于几百纳米的微观空隙。注意到相比之下，当使用具有立方晶体结构的金属，例如铝或银形成金属涂层时，与镁涂层相比，在这些涂层中检测到显著较少的微观空隙。
现在已经发现，通过在含有非立方晶体金属的屏障涂层215内提供含富勒烯的部分，相比于在没有富勒烯的情况下形成类似的涂层，存在于涂层的这种部分中的空隙的平均尺寸以及密度可以显著降低。
进一步假设，通过在含有金属的相邻部分之间设置包含富勒烯和金属的混合物的部分，所含金属的生长方式被破坏或中断。具体而言，通过破坏或中断金属的生长方式，增加了金属涂层部分具有不同于下面的金属涂层部分的微观结构的可能性。
假设破坏金属的生长方式可以增强设置在涂层的一部分中的空隙相对于设置在涂层的另一个相邻部分中的空隙发生偏离或位移的可能性，从而产生用于任何气体通过空隙的弯曲路径。假设以这种方式，涂层抑制气体到达衬底200的可能性增加。换句话说，参照图10，通过在阴极210和第二部分230之间设置包含富勒烯和金属的第一部分220，可以减少穿过屏障涂层215和阴极210的整个厚度而延伸的任何空隙的可能性。
已经观察到某些金属可以作为干燥剂。相应地，第二部分230可以包含金属，该金属作为吸气剂或干燥剂用来抑制通过其中的氧气和/或水蒸气。还假设包含金属和富勒烯的第一部分220也可以作为干燥剂，其与通过第二部分230传输的任何氧气和/或水蒸气反应，以抑制这种氧气和/或水蒸气进一步向电极210和衬底200传输。
现在已经发现，通过提供具有比涂层的相邻部分更小的平均粒径的部分的屏障涂层，可以增强涂层的整体屏障性能。参照图10，例如，电极210可以显示出第一平均粒径，第一部分220可以显示出第二平均粒径，第二部分230可以显示出第三平均粒径。现在已经发现，与第二部分230相比，包含金属和富勒烯的第一部分220可以显示出较小的平均粒径，而第二部分230在至少一些实施方案中基本上由金属组成。即，第二平均粒径可以小于第三平均粒径。在其中电极210基本上由金属组成的实施方案中，第二平均粒径也可以小于第一平均粒径。在其中电极210包含金属和富勒烯的混合物的一些实施方案中，第一平均粒径可以取决于许多因素，例如电极210中富勒烯的平均浓度。相应地，在其中电极210包含富勒烯和金属且电极210可以具有比第一部分220更低浓度的富勒烯的实施方案中，第一平均粒径可以大于第二平均粒径，但小于第三平均粒径。
在一些情况下，可能特别有利的是，提供包含多个具有第二平均粒径的第一部分和多个具有第三平均粒径的第二部分的屏障涂层，其中第一部分和第二部分交替地布置或堆叠在彼此之上。如上所说明的，第二平均粒径可以小于第三平均粒径，因此这种结构可以形成具有增强的屏障性能的屏障涂层。
例如，在电极210基本上由金属例如镁组成的情况下，电极210的平均粒径可以大于约60nm、大于约70nm、大于约80nm、大于约100nm、大于约150nm、大于约200nm、大于约300nm、大于约500nm、或大于约1μm。在电极210包含富勒烯例如C60和金属例如镁的一些情况下，电极210的平均粒径可以例如小于约100nm、小于约80nm、小于约70nm、小于约60nm、或小于约50nm。
例如，第一部分220的平均粒径可以小于约50nm、小于约45nm、小于约40nm、小于约35nm、小于约30nm、或小于约25nm。例如，第一部分220的平均粒径可以例如为约20nm至50nm、约25nm至40nm、或约25nm至35nm。
例如，第二部分230的平均粒径可以大于约60nm、大于约70nm、大于约80nm、大于约100nm、大于约150nm、大于约200nm、大于约300nm、大于约500nm、或大于约1μm。
相应地，在一些实施方案中，第二部分230的平均粒径可以是第一部分220的平均粒径的约2倍、约3倍、约5倍、约10倍、约20倍、约30倍、或约50倍。
假设通过增加屏障涂层的部分的平均紧密度，可以降低屏障涂层的渗透性。现在已经观察到，设置有包括具有比其他部分更高平均紧密度的部分的屏障涂层的OLED装置比设置有不包括这种部分的涂层的OLED装置表现出增强的环境稳定性。现在还发现，可以通过提供包括两个或多于两个、三个或多于三个、或者四个或多于四个具有比其他部分更高紧密度的部分的屏障涂层来进一步增强OLED装置的环境稳定性。为了更清楚，如本文所使用的术语“平均紧密度”应理解为指形成涂层或其部分的材料被紧密压缩在一起的程度的量度。因此，平均紧密度通常表示涂层或其部分内可以存在的任意空隙的程度。通常，具有相对高的平均紧密度的涂层比具有相对低的平均紧密度的涂层包含较少的空隙(例如，通过此类涂层中所含的所有空隙的总体积测量的)。在另一个实例中，由空隙组成的、具有较大体积分数的涂层的一部分通常会比由空隙组成的、具有较小体积分数的涂层的另一个部分显示出更低的平均紧密度。
在一些情况下，已经观察到平均粒径通常与平均紧密度相关。具体而言，已经观察到，相比于通常显示出较低紧密度的具有较大平均粒径的涂层的另一个部分，具有较小平均粒径的涂层的一部分通常显示出较高的紧密度。
还假设通过增加屏障涂层的部分的平均密度，可以增强屏障涂层的屏障性能。现在已经观察到，设置有包括具有比其他部分更高平均密度的部分的屏障涂层的OLED装置比设置有不包括这种部分的涂层的OLED装置表现出增强的环境稳定性。现在还发现，可以通过提供包括两个或多于两个、三个或多于三个、或者四个或多于四个具有比其他部分更高密度的部分的屏障涂层来进一步增强OLED装置的环境稳定性。为了更清楚，如本文所使用的术语“密度”被理解为指每单位体积的质量的量度。
现在已经观察到，有点出人意料地，与至少在一些情况下基本上由金属形成的涂层相比，由金属和富勒烯的混合物形成的涂层显示出较高的平均密度。例如，已经观察到，尽管镁的堆密度为约1.738g/cm3，其比C60的堆密度1.65g/cm3更大，但与由基本上纯的镁形成的涂层相比，由镁和具有10体积％C60浓度的C60的混合物形成的涂层显示出更高的平均密度。
例如，在其中第一部分220包含富勒烯和金属的混合物且其中第二部分230包含金属的实施方案中，第一部分的平均密度可以是第二部分的平均密度的约1.1倍、约1.2倍、约1.3倍、或约1.5倍。
在一些实施方案中，富勒烯可以设置在衬底200与电极210之间的界面处、电极210与第一部分220之间的界面处、和/或第一部分220与第二部分230之间的界面处。假设由于富勒烯在这些界面处作为成核中心，在这些界面处设置富勒烯可以进一步增强所导致的屏障涂层215的屏障性能，从而引起沉积在经富勒烯处理的表面上的涂层或部分的微观结构或晶粒结构的改变。具体而言，假设在这些界面处设置富勒烯引起沉积在经富勒烯处理的表面上的涂层的后续部分经历成核步骤，然后生长。以这种方式，后续部分的微观结构可以基本上不同于先前部分的微观结构。
在一些实施方案中，屏障涂层215可以是导电的。相应地，第一部分220和第二部分230可以各自为导电的。例如，屏障涂层215可以形成电极的一部分，例如光电子器件的阴极。
如本文所使用的，如果在装置的一般操作条件下(例如，在室温下)材料、层和/或涂层容易允许电流流过其中，则可以认为它们是导电的。相应地，导电材料通常可以显示出相对低的电阻率。
在一些实施方案中，屏障涂层215可以是导热的。相应地，第一部分220和第二部分230可以各自为导热的。在提供屏障涂层215作为相对大的光电子器件的阴极的一部分的情况下，屏障涂层215为导热的可能是特别有利的。在这种装置中，屏障涂层215可以有助于消散由装置累积和/或输出的热。
在一些实施方案中，可以使用相同的蒸发源来沉积屏障涂层215和电极210的各个部分。例如，可以使用一个、两个、或三个、或多于三个蒸发源来沉积电极210、第一部分220和/或第二部分230。在一些实施方案中，可以使用金属源和富勒烯源来沉积屏障涂层215。在这些实施方案中，例如，金属的沉积速率可以在屏障涂层215的整个形成过程中保持基本相同或恒定，而富勒烯的沉积速率可以相应地变化以形成具有期望富勒烯含量的屏障涂层215的各个部分。
例如，在电极210的沉积期间，可以关闭富勒烯源，或者可以在富勒烯源与目标衬底之间放置挡板以基本上抑制富勒烯被沉积。或者，可以在电极210的沉积期间驱动金属源和富勒烯源两者以产生包含富勒烯和金属的电极210。在这些实施方案中，源可以被配置为使得金属的沉积速率是富勒烯的沉积速率的例如约5倍、约10倍、约15倍、约20倍、约30倍、约50倍、或约100倍。
在第一部分220的沉积期间，至少在一些情况下，可以驱动金属源和富勒烯源两者以产生包含富勒烯和金属的混合物的电极210。在这些实施方案中，源可以被配置为使得金属的沉积速率是富勒烯的沉积速率的例如约3倍、约5倍、约7倍、约9倍、约12倍、约15倍、或约19倍。更具体地，金属的沉积速率可以例如是富勒烯的沉积速率的约3倍至20倍、5倍至20倍、或7倍至20倍。
现在已经发现，至少在一些情况下，与不包含有机材料的类似屏障涂层相比，在屏障涂层中包含有机材料可能不会显著地改善屏障涂层的屏障性能。现在还发现，有点出人意料地，包含有机材料至少在一些情况下可能不利地影响屏障性能。相应地，在一些实施方案中，屏障涂层可以基本上由金属和富勒烯组成。
图11是示出根据一个实施方案的有源矩阵OLED(AMOLED)装置1100的一部分的横截面示意图。AMOLED装置1100包括第一发射区1131a、第二发射区1131b和第三发射区1131c。第一发射区1131a、第二发射区1131b和第三发射区1131c可以是AMOLED装置1100的次像元。
装置1100包括基础衬底1110和沉积在基础衬底1110表面上的缓冲层1112。然后在缓冲层1112上形成多个薄膜晶体管(TFT)1108a、1108b、1108c。具体参照TFT 1108c，在缓冲层1112的一部分上形成半导体有源区1114，且沉积栅极绝缘层1116以基本上覆盖半导体有源区1114。然后，在栅极绝缘层1116之上形成栅电极1118，并沉积层间绝缘层1120。形成源极1124和漏极1122，使得它们延伸穿过层间绝缘层1120和栅极绝缘层1116形成的开口以与半导体有源层1114接触。然后在TFT 1108a、1108b、1108c上形成绝缘层1142。然后在绝缘层1142的一部分上，分别在第一发射区1131a、第二发射区1131b和第三发射区1131c的每一个中形成第一电极1144a、1144b、1144c。如图11所示，第一电极1144a、1144b、1144c中的每一个延伸穿过绝缘层1142的开口，使得其与相应TFT 1108a、1108b、1108c的漏极1122电连通。然后形成像素界定层(PDL)1146a、1146b、1146c、1146d以覆盖第一电极1144a、1144b、1144c的至少一部分，包括每个电极的外边缘。例如，PDL 1146a、1146b、1146c、1146d可以包括绝缘有机材料或绝缘无机材料。然后将有机层1148a、1148b、1148c沉积在各自的第一电极1144a、1144b、1144c上，特别是在相邻PDL 1146a、1146b、1146c、1146d之间的区域。沉积第二电极1150以基本上覆盖有机层1148a、1148b、1148c和PDL 1146a、1146b、1146c、1146d两者。例如，第二电极1150可以形成装置1100的共阴极。然后在第二电极1150上沉积屏障涂层1152。屏障涂层1152的至少一部分可以是导电的。屏障涂层1152的至少一部分还可以是反射性的，以允许从装置1100的发射区1131a、1131b、1131c发射的光以朝向基础衬底1110的方向发射或反射。在这种实施方案中，装置1100可以是底部发射AMOLED装置。
屏障涂层1152可以包括第一部分和第二部分。上文已经描述了包括第一部分和第二部分的屏障涂层的各种实施方案，并且其被理解为适用于图11中示出的屏障涂层1152。
图12示出了根据另一个实施方案的AMOLED装置1101，其中装置1101包括设置在第一电极1144a、1144b、1144c和PDL 1146a、1146b、1146c、1146d的表面上的共同有机层1148。装置1101可以被配置为从第一发射区1131a、第二发射区1131b和第三发射区1131c发射基本上为白色的发射光谱的光。可以在衬底1110上提供滤色器1201，以便随后将白色发射光谱转换为每个发射区或次像元1131a、1131b、1131c的期望发射光谱。例如，滤色器1201可以被配置为将由第一发射区1131a发射的光转换为蓝光，将由第二发射区1131b发射的光转换为绿光，和将由第三发射区1131c发射的光转换为红光。然而，应理解，滤色器1201可以将由每个发射区发射的光转换为任意颜色或光谱。
图13示出了其中光电子器件1301设置有电极210和屏障涂层1315的实施方案。具体而言，屏障涂层1315包括两个第一部分1320a、1320b和两个第二部分1330a、1330b。已经描述了包括第一部分和第二部分的组成的屏障涂层的各种实施方案，相应地，这种描述被理解为适用于图13中所示的屏障涂层1315的各个部分中的每一个。在图13的实施方案中，第一部分1320a、1320b和第二部分1330a、1330b交替布置，使得第一部分1320a设置在电极210上，第二部分1330a设置在第一部分1320a上。第一部分1320b设置在第二部分1330a上，第二部分1330b设置在第一部分1320b上。以这种方式，相邻的第二部分1330a、1330b被第一部分1320b插入。
图14示出了光电子器件1401的实施方案，其中装置1401包括电极210和屏障涂层1415。具体而言，屏障涂层1415包括三个第一部分1420a、1420b、1420c和三个第二部分1430a、1430b、1430c。已经描述了包括第一部分和第二部分的组成的屏障涂层的各种实施方案，相应地，这种描述被理解为适用于图14中所示的屏障涂层1415的各个部分中的每一个。在图14的实施方案中，第一部分1420a、1420b、1420c和第二部分1430a、1430b、1430c交替布置并堆叠在彼此之上。
在其中提供额外的第一部分和第二部分的一些实施方案中，屏障涂层的额外部分可以彼此整体或连续地形成，以及与第一部分和第二部分整体或连续地形成。此外，电极210和屏障涂层可以彼此整体或连续地形成。
尽管已经在图13和图14中描述和示出了其中两个或三个额外的屏障涂层部分设置在衬底200上的实施方案，但应理解，可以提供任何数量的屏障涂层部分。例如，可以在装置中提供4个或多于4个、5个或多于5个或者6个或多于6个屏障涂层部分。在一些实施方案中，装置或衬底可以设置有多个屏障涂层，其中该多个屏障涂层设置在彼此之上或垂直堆叠。
图15A示出了包括电极210、第一部分220和第二部分230的屏障涂层215的一个实施方案。在图15的实施方案中，示出了电极210的周边或边缘1512被第一部分220涂覆或覆盖。还示出了第一部分220的周边或边缘1522被第二部分230涂覆或覆盖。这种实施方案对于抑制气体如空气和水蒸气朝电极210和由电极210涂覆的衬底200的部分横向渗透或边缘进入会是特别有利的。
图15B示出了一个实施方案，其中电极210、第一部分220和第二部分230在衬底200上整体地形成，并且电极210和屏障涂层215的多个部分设置有不同浓度的富勒烯226。在图15B的实施方案中，电极210、第一部分220和第二部分230可以各自包含金属228和富勒烯226的混合物。在形成电极210和屏障涂层215时，可以例如通过调节相对于金属沉积速率的富勒烯的相对沉积速率而改变富勒烯226的浓度。以这种方式，第一部分220可以设置有比电极210或第二部分230更高浓度的富勒烯226。尽管未具体说明，应理解，在一些实施方案中，电极210和/或第二部分230可以基本上无富勒烯226，或者可以不含有富勒烯226。
图15C示出了图15B的另一个实施方案。在图15C中，在屏障涂层215的第二部分230上提供包含富勒烯226和金属228的混合物的额外的第一部分1620。额外的第一部分1620可以例如通过以上述方式继续共沉积富勒烯和金属而与第一部分220以及第二部分230整体或连续地形成。额外的第一部分1620中富勒烯226的浓度可以与第一部分220中富勒烯226的浓度相当。或者，额外的第一部分1620中富勒烯226的浓度可以小于或大于第一部分220中富勒烯226的浓度。至少在一些实施方案中，额外的第一部分1620中富勒烯226的浓度大于额外的第一部分1620的相邻部分(例如，第二部分230)的富勒烯226的浓度。
图15D示出了图15C的另一个实施方案，其中在额外的第一部分1620上设置额外的第二部分1630以形成屏障涂层215。额外的第二部分1630可以以与第二部分230基本相同的方式进行描述，并因此为了简单而省略了对其描述。
应理解，除了图15D中所示的涂层和部分外，其他涂层和部分可以设置在屏障涂层215和额外的屏障涂层部分1620、1630的各个部分之上或之间。
例如，可以通过连续沉积金属228同时调节富勒烯的相对沉积速率以在涂层的各个部分中获得期望浓度的富勒烯来形成电极210和屏障涂层215。例如，可以通过降低富勒烯的蒸发速率和/或通过在沉积过程期间使用挡板阻止富勒烯蒸气流，以抑制至少一部分富勒烯蒸气流入射到沉积目标上来调节富勒烯的相对沉积速率。富勒烯的相对沉积速率可以以连续或波状的方式变化，或者可以以不连续的方式变化。例如，在涂层形成期间富勒烯的沉积可能逐渐减少和增加，或者在涂层形成期间富勒烯的沉积可以突然停止和开始。
应理解，如本文所使用的，富勒烯被理解为中空球体、椭圆体、管或任何其他三维形状的任何基于碳的分子。更具体地，富勒烯被理解为包括其原子以封闭中空球体排列的基于碳的分子以及其原子形成伸长的中空管状结构的基于碳的分子。因此，富勒烯的实例包括但不限于巴克敏斯特富勒烯(即C60)、C70、C76、C84、多壁碳纳米管(CNT)和单壁CNT，包括导体CNT和半导体CNT。还应理解，富勒烯也可以是几种不同类型富勒烯的组合或混合物。此外，应理解，还可以使用富勒烯衍生物如官能化的富勒烯以及经掺杂的富勒烯。因此，富勒烯分子可以包含各种官能团和/或非碳原子。例如，苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)可以用作富勒烯。
还应理解，本文所述的镁可以是基本上纯的镁或镁合金。应理解，基本上纯的镁的纯度可以高于99％、99.9％、或更高。镁合金可以包括本领域中已知的各种镁合金。
实施例
现将参考以下实施例来举例说明本发明的各方面，其并非旨在以任何方式限制本发明的范围。
使用相同的装置结构来制造本文描述的所有示例性OLED装置。具体而言，用于所有示例性OLED装置的一般装置结构如下：阳极/空穴注入层/空穴传输层/发射体层/电子传输层/电子注入层/导电涂层。在各种评估样品中，将一个或多于一个额外的涂层或层沉积在导电涂层上以评估所得屏障涂层的屏障性能。然后将所有示例性OLED装置封装并通过经受85℃和85％相对湿度的加速老化条件来测试环境稳定性。通过在老化过程期间的不同时间测量每个OLED样品的非发射区域百分比来评估环境稳定性。如已知的，当OLED的发射区域由于与空气和/或水接触而降解时，该区域将不再发光。因此，可以通过检测由于降解而随时间变为非发射的OLED的发射区域的百分比来评估OLED样品的环境稳定性。
在下面描述的所有实施例中，用于形成示例性OLED装置的各种涂层及其部分的镁是纯度大于约99％的基本上纯的镁。类似地，用于形成示例性OLED装置的各种涂层及其部分的铝是纯度大于约99％的基本上纯的铝。
实施例A
根据上述一般装置结构制造装置样品1。具体而言，通过沉积1nm厚的C60涂层然后沉积500nm厚的镁涂层来制造阴极。
通过沉积1nm厚的C60涂层然后沉积2500nm厚的镁涂层以形成阴极来制造装置样品2。
图16是非发射区域的百分比相对于样品经受加速老化条件的时间段的图。可以看出，虽然样品1和样品2在老化过程中显示出显著的降解，但基于非发射面积的百分比，具有比样品1更厚的镁涂层的样品2降解程度更小。
实施例B
根据上述一般装置结构制造样品3。具体而言，通过在电子注入层上沉积1nm厚的C60涂层，然后在C60涂层上沉积200nm厚的镁涂层来形成导电涂层。然后，在镁涂层上依次沉积三组额外的涂层，一组在另一组之上。通过沉积100nm厚的Mg:C60涂层，然后沉积400nm厚的镁涂层来形成额外的涂层的每个组。每个100nm厚的Mg:C60涂层中的C60浓度为约10体积％。
根据上述一般装置结构制造样品4。具体而言，通过在电子注入层上沉积1nm厚的C60涂层，然后在C60涂层上沉积200nm厚的镁涂层来形成导电涂层。然后，在镁涂层上依次沉积三组额外的涂层，一组在另一组之上。通过沉积10nm厚的2,2',2”-(1,3,5-苯并三基)-三(1-苯基-1-H-苯并咪唑)(TPBi)涂层，然后沉积1nm厚的C60涂层，再沉积500nm厚的镁涂层来形成额外的涂层的每个组。
图17是非发射区域的百分比相对于样品经受加速老化条件的时间段的图。可以看出，样品3的性能显著好于样品4，因为样品3的非发射区域的百分比甚至在老化1200小时后也未观察到可检测的变化，而样品4在相同的时间段后超过50％的发射区域已经降解。
实施例C
根据上述一般装置结构制造样品5。具体而言，通过在电子注入层上沉积1nm厚的C60涂层，然后在C60涂层上沉积200nm厚的镁涂层来形成导电涂层。然后在镁涂层上依次沉积四组额外的涂层，一组在另一组之上。通过沉积100nm厚的Mg:C60涂层，然后沉积200nm厚的镁涂层来形成额外的涂层的每个组。每个100nm厚的Mg:C60涂层中的C60浓度为约10体积％。
根据上述一般装置结构制造样品6。具体而言，通过在电子注入层上沉积1nm厚的C60涂层，然后在C60涂层上沉积200nm厚的镁涂层来形成导电涂层。然后在镁涂层上沉积1200nm厚的Mg:C60涂层。Mg:C60涂层中C60的浓度为约10体积％。
图18是非发射区域的百分比相对于样品经受加速老化条件的时间段的图。如可以看出的，样品5和样品6在老化的约第一个650小时表现相当。然而，样品5在老化约650小时后比样品6表现更好。具体而言，样品6在老化约800小时后非发射区域的百分比逐渐增加至超过3％，而观察到样品5在老化约800小时后的非发射区域百分比的变化相对小。
实施例D
制造三个评估样品以评估改变Mg:C60涂层中富勒烯浓度的影响。
根据上述一般装置结构制造样品7、样品8和样品9。具体而言，对于每个样品，通过在电子注入层上沉积1nm厚的C60涂层，然后在C60涂层上沉积200nm厚的镁涂层来形成导电涂层。对于每个样品，然后在镁涂层上依次沉积三组额外的涂层。通过沉积100nm厚的Mg:C60涂层，然后沉积300nm厚的镁涂层来形成额外的涂层的每个组。对于样品7，每个100nm厚的Mg:C60涂层中的C60浓度为约0.2体积％。对于样品8，每个100nm厚的Mg:C60涂层中的C60浓度为约1体积％。对于样品9，每个100nm厚的Mg:C60涂层中的C60浓度为约5体积％。
图19是非发射区域的百分比相对于样品经受加速老化条件的时间段的图。基于结果，样品7比样品8或样品9表现明显更差。特别是，样品8或样品9在老化的第一个600小时期间非发射区域的百分比并未大幅度变化，而样品7在老化约600小时后非发射区域的百分比增加至约20％。还观察到，样品9在老化约750小时后比样品8表现更好。具体而言，样品8在约1330小时后非发射区域的百分比增加至约20％，而样品9在约1330小时后非发射区域的百分比为约5％。
实施例E
根据上述一般装置结构制造样品10。具体而言，通过在电子注入层上沉积1nm厚的C60涂层，然后在C60涂层上沉积100nm厚的镁涂层来形成导电涂层。然后在导电涂层上依次沉积四组额外的涂层，一组在另一组之上。通过沉积50nm厚的Mg:C60涂层，然后沉积200nm厚的镁涂层来形成额外的涂层的每个组。每个50nm厚的Mg:C60涂层中的C60浓度为约15体积％。
根据上述一般装置结构制造样品11。具体而言，通过在电子注入层表面上沉积200nm厚的铝涂层来形成导电涂层。然后在导电涂层上依次沉积四组额外的涂层，一组在另一组之上。通过沉积50nm厚的Mg:C60涂层，然后沉积200nm厚的镁涂层来形成额外的涂层的每个组。每个50nm厚的Mg:C60涂层中的C60浓度为约15体积％。
通过沉积200nm厚的铝涂层以形成阴极来制造样品12。
图20是非发射区域的百分比相对于样品经受加速老化条件的时间段的图。基于结果，样品12比样品10或样品11表现明显更差。特别是，样品10或样品11在老化的第一个300小时期间非发射区域的百分比并未大幅度变化，而样品12在老化约300小时后非发射区域的百分比增加至约90％。
实施例F
制备许多样品并使用扫描电子显微镜(SEM)进行分析，以确定样品各部分的形态。
通过在硅衬底的表面上以所示的顺序沉积以下层或涂层来制备第一样品：约2μm厚的镁涂层；具有15体积％C60的约400nm厚的Mg:C60涂层；和约2μm厚的镁涂层。
通过在硅衬底的表面上以所示的顺序沉积以下层或涂层来制备第二样品：约1.4μm厚的Mg:C60涂层，其中富勒烯的浓度随涂层的形成从约15体积％逐渐降低至0体积％；和约1.4μm厚的镁涂层。在图21中提供了显示第二样品横截面的SEM显微照片。
通过在硅衬底的表面上以所示的顺序沉积以下层或涂层来制备第三样品：约2μm厚的镁涂层；约1.6μm厚的Mg:C60涂层，其中富勒烯的浓度随涂层的形成从约15体积％逐渐降低至0体积％；和约1.5μm厚的镁涂层。在图22中提供了显示第三样品的横截面的SEM显微照片。
通过在硅衬底的表面上以所示的顺序沉积以下层或涂层来制备第四样品：约1μm厚的镁涂层；约10nm厚的C60涂层；和约1μm厚的镁涂层。在图23中提供了显示第四样品横截面的SEM显微照片。在图23中，使用附图标记2310表示对应于第一个1μm厚的镁涂层的近似区域，使用附图标记2320表示对应于10nm厚的C60涂层的近似区域，并使用附图标记2330表示对应于第二个1μm厚的镁涂层的近似区域。如从图23中可以看出的，由于在界面处存在C60涂层，镁的微观结构或生长方式在第一镁涂层与第二镁涂层之间的界面处被破坏。具体而言，可以观察到，第一镁涂层的微观结构或晶粒结构不延伸至设置在第一镁涂层之上的第二镁涂层。
通过在硅衬底上依次沉积三组涂层来制备第五样品，每组涂层包括约500nm厚的Mg:C60涂层，然后是约100nm厚的镁涂层。随着Mg:C60涂层形成，每个Mg:C60涂层中的C60浓度从约10％逐渐降低至0％。在图24中提供了显示第五样品的横截面的SEM显微照片。在图24中，使用附图标记2410表示对应于第一组涂层的近似区域，使用附图标记2420表示对应于第二组涂层的近似区域，并使用附图标记2430表示对应于第三组涂层的近似区域。
通过在硅衬底上依次沉积三组涂层来制备第六样品，每组涂层包括约500nm厚的Mg:C60涂层，然后是约300nm厚的镁涂层。随着Mg:C60涂层形成，每个Mg:C60涂层中的C60浓度从约10％逐渐降低至0％。在图25中提供了显示第五样品横截面的SEM显微照片。在图25中，使用附图标记2510表示对应于第一组涂层的近似区域，使用附图标记2520表示对应于第二组涂层的近似区域，并使用附图标记2530表示对应于第三组涂层的近似区域。
基于第五样品和第六样品的分析，通过提供含富勒烯部分，确定了与相似厚度的基本上纯的镁涂层相比，整个涂层的平均紧密度增加。此外，确定了沉积在相邻的Mg:C60涂层之间的基本上纯的镁涂层的平均粒径低于不存在相邻的Mg:C60涂层时沉积的基本上纯的镁涂层的平均粒径。
基于以上样品的分析，确定了各种涂层中的平均粒径，并将其总结在下表中。
组成 平均粒径
Mg(无相邻的Mg:C60涂层) 约0.98μm
Mg(具有相邻的Mg:C60涂层) <0.3μm
Mg:C60(15体积％C60) <0.3μm
Mg:C60(线性降低：15体积％至0体积％C60) <0.3μm
Mg:C60(线性降低：10体积％至0体积％C60) <0.2μm
实施例G
使用X射线衍射(XRD)分析基于镁的涂层中的平均粒径以及富勒烯的存在对这种涂层中的平均粒径的影响。基于分析结果，确定了包含10体积％C60的Mg:C60涂层中的平均粒径或晶体尺寸为约29nm，并确定了包含99.9％纯镁的涂层中的平均粒径或晶体尺寸大于约60nm的XRD的检测极限。
实施例H
制备两个样品以确定富勒烯对所得涂层的平均密度的影响。
通过在硅衬底的表面上沉积基本上纯的镁涂层来制备第一样品。
通过在硅衬底的表面上沉积含有镁和C60的混合物的涂层来制备第二样品。涂层中C60的平均浓度为约10体积％。
使用石英晶体微量天平(QCM)监测样品制备期间的沉积过程，以确保第一样品和第二样品在硅表面上沉积的材料的总质量基本相同。
然后使用表面光度仪测量第一样品和第二样品中形成的涂层厚度。下表总结了厚度测量的结果。
涂层组成 涂层厚度
镁 1.95μm
Mg:C60(10体积％C60) 1.58μm
基于以上，Mg:C60涂层较薄，因此与镁涂层相比显示出更高的平均密度。具体而言，确定了由镁和C60(10体积％C60)的混合物形成的涂层的密度具有镁涂层的平均密度约1.2倍的平均密度。
如本文所使用的，术语“基本上”、“基本”、“大约”和“约”用于表示和说明小的变化。当与事件或情况一起使用时，这些术语可以指事件或情况恰好发生的例子，以及事件或情况非常近似的例子。例如，当与数值一起使用时，这些术语可以指小于或等于该数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或者小于或等于±0.05％。
此外，数量、比率和其他数值在本文中有时以范围形式呈现。可以理解的是，为了方便和简洁而使用这种范围形式，并且应该灵活地理解为其不仅包括明确指出的范围界限，而且还包括包含在该范围内的所有单个数值或子范围，如同每个数值和子范围被明确指出一样。
尽管已经参考某些具体实施方案来描述本发明，但其各种修改方案对于本领域技术人员而言是明显的。本文中提供的任何实施例仅为了说明本发明而被包含并且不意在以任何方式限制本发明。本文中提供的任何附图仅为了说明本发明的不同方面并且不意在按比例绘制或者以任何方式限制本发明。本文所附的权利要求的范围不应被以上说明书中陈述的优选实施方案所限制，而应当作为整体给出符合本说明书的最广的理解。本文中引用的所有现有技术的公开内容均通过引用而整体并入本文。

Claims (18)

1.一种光电子器件，其包括：
-第一电极；
-第二电极；
-设置在所述第一电极与所述第二电极之间的有机层；和
-设置在所述第二电极上的屏障涂层，所述屏障涂层包括：
-以层的方式布置的两个或多于两个第一部分，所述第一部分的每一个包含富勒烯；和
-一个或多于一个第二部分，其中所述第二部分与所述两个或多于两个第一部分交替以层的方式布置，所述第二部分包含金属。
2.根据权利要求1所述的光电子器件，其中所述第一部分的每一个还包含金属。
3.根据权利要求2所述的光电子器件，其中所述第一部分的每一个的平均密度大于所述第二部分的平均密度。
4.根据权利要求2所述的光电子器件，其中所述第一部分的每一个的紧密度大于所述第二部分的每一个的紧密度。
5.根据权利要求2所述的光电子器件，其中所述第一部分的每一个的平均粒径小于所述第二部分的平均粒径。
6.根据权利要求1所述的光电子器件，其中所述屏障涂层的多个第一部分和第二部分彼此整体地形成。
7.根据权利要求1所述的光电子器件，其中所述金属选自镁、镉、锌、及其任意组合。
8.根据权利要求2所述的光电子器件，其中所述第一部分的每一个包含约5体积％至20体积％的富勒烯。
9.根据权利要求8所述的光电子器件，其中所述第一部分的每一个的剩余部分包含金属。
10.根据权利要求1所述的光电子器件，其中所述屏障涂层是导电的。
11.根据权利要求1所述的光电子器件，其中第一电极是所述光电子器件的阳极，所述第二电极是所述光电子器件的阴极。
12.根据权利要求10所述的光电子器件，其中所述屏障涂层形成所述阴极的一部分。
13.根据权利要求1所述的光电子器件，其中所述有机层包括电致发光层。
14.根据权利要求12所述的光电子器件，其中所述有机层还包括空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子阻挡层、电子传输层、电子注入层、或其任意组合。
15.根据权利要求1或11所述的光电子器件，其还包括衬底，并且其中所述第一电极布置在所述衬底的近侧，所述第二电极布置在所述衬底的远侧。
16.根据权利要求15所述的光电子器件，其中所述衬底包括多个薄膜晶体管。
17.根据权利要求1所述的光电子器件，其中富勒烯包括C60、C70、C76、C84、单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的至少一种。
18.根据权利要求2所述的光电子器件，其中所述第二部分还包含富勒烯，且其中所述第一部分的每一个中富勒烯的浓度大于所述第二部分中富勒烯的浓度。
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