CN114039014A - 一种柔性有机发光半导体器件阳极结构 - Google Patents

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姚婷婷
马立云
沈洪雪
李刚
王天齐
彭塞奥
杨扬
金克武
徐佳馨
王金磊
王东
鲍田
苏文静
甘治平
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Abstract

本发明提供一种柔性有机发光半导体器件阳极结构,包括:柔性基底,柔性基底的上表面覆盖有第一金属氧化物层;合金层,合金层位于第一金属氧化物层上方并覆盖第一金属氧化物层的上表面;金属层,金属层位于合金层上方并覆盖合金层的上表面,通过合金层隔离金属和第一金属氧化物层并促进金属层连续成膜;第二金属氧化物层,第二金属氧化物层位于金属层上方并覆盖金属层的上表面,通过第二金属氧化物层隔离金属层与外部空气;柔性基底、第一金属氧化物层、合金层、金属层和第二金属氧化物层组成柔性有机发光半导体器件阳极。有益效果是本发明的柔性有机发光半导体器件阳极结构的总厚度控制在110nm以下,缩短镀膜时间,提高光的取出效率,减少光损失。

Description

一种柔性有机发光半导体器件阳极结构
技术领域
本发明涉及有机发光半导体器件技术领域,尤其涉及一种柔性有机发光半导体器件阳极结构。
背景技术
OLED(Organic Light-Emitting Diode,Organic Light-Emitting Display有机发光半导体)器件属于一种电流型的有机发光器件,是通过载流子的注入和复合而致发光的现象,发光强度与注入的电流成正比。
现有柔性OLED器件的阳极主要采用ITO薄膜,ITO薄膜的厚度达到150nm才能实现较好的光电性能指标,需要耗费大量的价格购买高纯In、Sn材料,制造成本较高,镀膜时间较长,且加工温度高。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种柔性有机发光半导体器件阳极结构,包括:
一柔性基底,所述柔性基底的上表面覆盖有一第一金属氧化物层;
一合金层,所述合金层位于所述第一金属氧化物层上方并覆盖所述第一金属氧化物层的上表面;
一金属层,所述金属层位于所述合金层上方并覆盖所述合金层的上表面,通过所述合金层隔离所述金属层和所述第一金属氧化物层并促进所述金属层连续成膜;
一第二金属氧化物层,所述第二金属氧化物层位于所述金属层上方并覆盖所述金属层的上表面,用于隔离所述金属层与外部空气;
所述柔性基底、所述第一金属氧化物层、所述合金层、所述金属层和所述第二金属氧化物层组成一柔性有机发光半导体器件阳极。
优选的,所述第一金属氧化物层为ZnO、SnO2、BZO、AZO、GZO、IGZO、IZO、CTO、ZTO、FTO薄膜中的一种或多种。
优选的,所述合金层为由NiCr、Cu、Ti、Al、Sn、Pb、Fe、Zn、Mg、Mo、In金属中的一种与Ag金属合成得到的合金薄膜。
优选的,所述合金层为NiCr、Cu、Ti、Al、Sn、Pb、Fe、Zn、Mg、Mo、In金属中的至少一种与Ag金属合成的合金靶材。
优选的,所述合金层为NiCr、Cu、Ti、Al、Sn、Pb、Fe、Zn、Mg、Mo、In金属薄膜中的一种。
优选的,所述金属层为Ag薄膜。
优选的,所述第二金属氧化物层为BZO、AZO、GZO、IGZO、IZO、CTO、ZTO、FTO薄膜中的一种或多种。
优选的,所述柔性基底为柔性超薄玻璃或高分子材料或金属箔或塑料膜。
上述技术方案具有如下优点或有益效果:
(1)本发明的柔性有机发光半导体器件阳极结构的总厚度控制在110nm以下,镀膜时间缩短,阳极厚度减小可以提高光的取出效率,减少光损失,且在室温下即可达到比ITO薄膜更佳的光电性能;
(2)本发明的柔性有机发光半导体器件阳极结构采用价格更为低廉的锌以降低制备成本但又能够保障薄膜太阳能电池性能;
(3)本发明的柔性有机发光半导体器件阳极结构的力学性能好,可以弯曲、变形、卷曲至曲率半径几厘米或完全折叠,机械耐久性好,反复弯折不会断裂且不会留下痕迹;
(4)本发明的柔性有机发光半导体器件阳极结构中采用的AZO薄膜(功函数5.2eV)比ITO薄膜(功函数4.5~4.8eV)更接近空穴传输材料的HOMO能级(5~6eV),更适宜空穴注入,降低驱动电压,提高发光效率。
附图说明
图1为本发明的较佳的实施例中,柔性有机发光半导体器件阳极结构的结构示意图;
图2为本发明的较佳的实施例中,实施例一中柔性有机发光半导体器件阳极结构的透光图谱;
图3为本发明的较佳的实施例中,实施例二中柔性有机发光半导体器件阳极结构的透光图谱;
图4为本发明的较佳的实施例中,实施例三中柔性有机发光半导体器件阳极结构的透光图谱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式,只要符合本发明的主旨,则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。
本发明的较佳的实施例中,基于现有技术中存在的上述问题,现提供一种柔性有机发光半导体器件阳极结构,如图1所示,包括:
一柔性基底1,柔性基底1的上表面覆盖有一第一金属氧化物层2;
一合金层3,合金层3位于第一金属氧化物层2上方并覆盖第一金属氧化物层2的上表面;
一金属层4,金属层4位于合金层3上方并覆盖合金层3的上表面,通过合金层3隔离金属层4和第一金属氧化物层2并促进金属层4连续成膜;
一第二金属氧化物层5,第二金属氧化物层5位于金属层4上方并覆盖金属层4的上表面,通过第二金属氧化物层5隔离金属层4与外部空气;
柔性基底1、第一金属氧化物层2、合金层3、金属层4和第二金属氧化物层5组成一柔性有机发光半导体器件阳极。
具体地,本实施例中,合金层3可作为种子层,促进金属层4尽早连续成膜,避免金属层4形成岛状不连续薄膜,对金属层4的生长和光学特性的提高都有利。
优选的,合金层3还能起到保护作用,将第一金属氧化物层2与金属层4隔离开,避免金属层4被第一金属氧化物层2氧化影响金属层4的导电性。
优选的,第二金属氧化物层5通过薄膜干涉原理,能够有效的提高透光率。
优选的,第二金属氧化物层5能够保护金属层4,将金属层4与外部空气分隔开以维持金属层4的稳定性。
本发明的较佳的实施例中,第一金属氧化物层2为ZnO、SnO2、BZO、AZO、GZO、IGZO、IZO、CTO、ZTO、FTO薄膜中的一种或多种。
具体地,本实施例中,第一金属氧化物层2的厚度为20纳米至50纳米。
本发明的较佳的实施例中,合金层3为NiCr、Cu、Ti、Al、Sn、Pb、Fe、Zn、Mg、Mo、In金属中的一种与Ag金属合成得到的合金薄膜。
具体地,本实施例中,合金层3的厚度为0.1纳米至2纳米。
本发明的较佳的实施例中,合金层3为NiCr、Cu、Ti、Al、Sn、Pb、Fe、Zn、Mg、Mo、In金属中的至少一种与Ag金属合成的合金靶材。
具体地,本实施例中,合金靶材中Ag金属与NiCr、Cu、Ti、Al、Sn、Pb、Fe、Zn、Mg、Mo、In金属中的至少一种金属的质量百分比为(99.9%~97%):(0.1%~3%)。
本发明的较佳的实施例中,合金层3为NiCr、Cu、Ti、Al、Sn、Pb、Fe、Zn、Mg、Mo、In金属薄膜中的一种。
具体地,本实施例中,合金层3的厚度为0.1纳米至1纳米。
本发明的较佳的实施例中,金属层4为Ag薄膜。
具体地,本实施例中,金属层4的厚度为3纳米至11纳米。
具体地,本实施例中,金属层4采用Ag薄膜能够有效提高稳定性,且Ag薄膜耐氧化,不会轻易被第二金属氧化物层5氧化。
本发明的较佳的实施例中,第二金属氧化物层5为BZO、AZO、GZO、IGZO、IZO、CTO、ZTO、FTO薄膜中的一种或多种。
具体地,本实施例中,第二金属氧化物层5的厚度为20纳米至50纳米。
本发明的较佳的实施例中,柔性基底1为柔性超薄玻璃或高分子材料或金属箔或塑料膜。
具体地,本实施例中,根据薄膜干涉理论,当薄膜的厚度等于入射光在该媒质中波长的1/4时,在薄膜两个面上反射光的光程恰好等于半个波长,从而相互干涉而抵消,这就大大减少了光的反射损失,增强了透射光的强度,起到了增透作用,因此选择合适的薄膜折射率n和厚度d值,就可以起到很好的增透作用,利用金属薄膜的高导电性和透明膜的增透作用,纳米多层膜中的每层各自发挥其优势,因此,采用第一金属氧化物层2+合金层3+金属层4+第二金属氧化物层5的阳极结构电学性能优异,同时具有增透作用,透光率较高可达85%。
具体地,实施例一:
采用PET(Polyethylene terephthalate塑料膜)作为柔性基底1,采用厚度为42nm的AZO薄膜作为第一金属氧化物层2,采用厚度为1nm的Cu金属与Ag金属合成的合金薄膜作为合金层3,采用厚度为9nm的Ag薄膜作为金属层4,采用厚度为42nm的AZO薄膜作为第二金属氧化物层5,由此制备得到的柔性有机发光半导体器件阳极的方阻为6.3欧姆,在380nm~760nm的可见光波段照射下柔性有机发光半导体器件阳极的透光图谱如图2所示,图2的横坐标为可见光波段波长,纵坐标为透光率,经系统计算得到柔性有机发光半导体器件阳极的透光率Ave(S3)为88%。
具体地,实施例二:
采用柔性超薄玻璃作为柔性基底1,采用厚度为45nm的GZO薄膜作为第一金属氧化物层2,采用厚度为1nm的Ti金属薄膜作为合金层3,采用厚度为10nm的Ag薄膜作为金属层4,采用厚度为45nm的GZO薄膜作为第二金属氧化物层5,由此制备得到的柔性有机发光半导体器件阳极的方阻为5.9欧姆,在380nm~760nm的可见光波段照射下柔性有机发光半导体器件阳极的透光图谱如图3所示,经系统计算得到柔性有机发光半导体器件阳极的透光率Ave(S3)为85.6%。
具体地,实施例三:
采用柔性金属箔作为柔性基底1,采用厚度为40nm的ZnO薄膜作为第一金属氧化物层2,可以防水抗氧化,采用厚度为1.5nm的Mg金属与Ag金属合成的合金薄膜作为合金层3,采用厚度为9nm的Ag薄膜作为金属层4,采用厚度为43nm的AZO薄膜作为第二金属氧化物层5,由此制备得到的柔性有机发光半导体器件阳极的方阻为7.6欧姆,在380nm~760nm的可见光波段照射下柔性有机发光半导体器件阳极的透光图谱如图4所示,经系统计算得到柔性有机发光半导体器件阳极的透光率Ave(S3)为85.4%。
以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种柔性有机发光半导体器件阳极结构,其特征在于,包括:
一柔性基底,所述柔性基底的上表面覆盖有一第一金属氧化物层;
一合金层,所述合金层位于所述第一金属氧化物层上方并覆盖所述第一金属氧化物层的上表面;
一金属层,所述金属层位于所述合金层上方并覆盖所述合金层的上表面,通过所述合金层隔离所述金属层和所述第一金属氧化物层并促进所述金属层连续成膜;
一第二金属氧化物层,所述第二金属氧化物层位于所述金属层上方并覆盖所述金属层的上表面,通过所述第二金属氧化物层隔离所述金属层与外部空气;
所述柔性基底、所述第一金属氧化物层、所述合金层、所述金属层和所述第二金属氧化物层组成一柔性有机发光半导体器件阳极。
2.根据权利要求1所述的柔性OLED器件阳极结构,其特征在于,所述第一金属氧化物层为ZnO、SnO2、BZO、AZO、GZO、IGZO、IZO、CTO、ZTO、FTO薄膜中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的柔性有机发光半导体器件阳极结构,其特征在于,所述合金层为NiCr、Cu、Ti、Al、Sn、Pb、Fe、Zn、Mg、Mo、In金属中的一种与Ag金属合成得到的合金薄膜。
4.根据权利要求1所述的柔性有机发光半导体器件阳极结构,其特征在于,所述合金层为NiCr、Cu、Ti、Al、Sn、Pb、Fe、Zn、Mg、Mo、In金属中的至少一种与Ag金属合成的合金靶材。
5.根据权利要求1所述的柔性有机发光半导体器件阳极结构,其特征在于,所述合金层为NiCr、Cu、Ti、Al、Sn、Pb、Fe、Zn、Mg、Mo、In金属薄膜中的一种。
6.根据权利要求1所述的柔性有机发光半导体器件阳极结构,其特征在于,所述金属层为Ag薄膜。
7.根据权利要求1所述的柔性有机发光半导体器件阳极结构,其特征在于,所述第二金属氧化物层为BZO、AZO、GZO、IGZO、IZO、CTO、ZTO、FTO薄膜中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的柔性有机发光半导体器件阳极结构,其特征在于,所述柔性基底为柔性超薄玻璃或高分子材料或金属箔或塑料膜。
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