TWI577068B - 發光器件及增加具有玻璃基板之器件之光散射的方法 - Google Patents

發光器件及增加具有玻璃基板之器件之光散射的方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI577068B
TWI577068B TW103108815A TW103108815A TWI577068B TW I577068 B TWI577068 B TW I577068B TW 103108815 A TW103108815 A TW 103108815A TW 103108815 A TW103108815 A TW 103108815A TW I577068 B TWI577068 B TW I577068B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
oxide
electrode
zinc
doped
Prior art date
Application number
TW103108815A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201507229A (zh
Inventor
艾伯辛那 巴漢達瑞
詹姆士W 麥克卡米
Original Assignee
片片堅俄亥俄州工業公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 片片堅俄亥俄州工業公司 filed Critical 片片堅俄亥俄州工業公司
Publication of TW201507229A publication Critical patent/TW201507229A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI577068B publication Critical patent/TWI577068B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/805Electrodes
    • H10K50/82Cathodes
    • H10K50/828Transparent cathodes, e.g. comprising thin metal layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80Constructional details
    • H10K30/81Electrodes
    • H10K30/82Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/805Electrodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/805Electrodes
    • H10K50/81Anodes
    • H10K50/816Multilayers, e.g. transparent multilayers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

Description

發光器件及增加具有玻璃基板之器件之光散射的方法
本發明概言之係關於有機發光二極體、太陽能或光伏打(PV)電池,且更具體而言關於用於該等太陽能器件之提供經改良之製造及操作性能之電極結構。
有機發光二極體(OLED)係具有納入有機化合物之發射電致發光層之發光器件。有機化合物因應電流而發光。通常,有機半導體材料之發射層位於兩個電極(陽極與陰極)之間。在許多習用OLED中,陰極通常係不透明金屬層,且陽極係由透明導電氧化物(TCO)層形成。陽極係透明的以允許光離開OLED。當電流在陽極與陰極之間通過時,有機材料發光。OLED用於多種應用中,例如電視螢幕、電腦監測器、行動電話、PDA、手錶、照明及各種其他電子器件。
光伏打太陽能電池原則上係發光二極體之對應體。在此處,半導體器件吸收光能(光子)且將該能量轉換成電。與OLED類似,太陽能電池通常納入TCO電極。
在OLED及太陽能電池二者中,TCO電極應具有某些特徵。例如,TCO電極應具有高可見光透射率。而且,TCO電極應具有低片電阻(高導電率)。TCO導電率通常係藉由使用摻雜有導電材料之氧化物塗層來達成。摻雜物含量越高,片電阻越低。然而,增加摻雜物含量 可減小可見光透射率。
TCO通常係結晶材料,此乃因結晶材料往往比非晶型材料更導電且亦需要低於非晶型材料之「啟動」電壓。然而,使用結晶材料之問題在於,因其具有結晶結構,故其表面粗糙度高於非晶型材料之表面粗糙度。若此表面粗糙度過高,則結晶TCO陽極之晶體可延伸穿過OLED器件之其他層且可接觸陰極,從而引起短路。
因此,有利的是,提供用於OLED或太陽能電池之有助於減少短路之可能性及/或降低器件之啟動電壓及/或維持期望導電率值的電極結構。
發光器件包括基板、發射層、第一電極及第二電極。第一及第二電極中之至少一者包括複合TCO電極,該電極包括包含結晶材料之第一層及包含非晶型材料之第二層。
另一發光器件包括基板、發射層、第一電極及第二電極。第一及第二電極中之至少一者包括複合TCO電極,該電極包括包含氧化物材料之第一層、包含金屬材料之可選第二層及包含氧化物材料之第三層。
第一及第三層之氧化物材料可獨立地選自Zn、Fe、Mn、Al、Ce、Sn、Sb、Hf、Zr、Ni、Zn、Bi、Ti、Co、Cr、Si、In之一或多種氧化物或該等材料中兩者或更多者之合金(例如錫酸鋅)。第一及/或第三層可經摻雜或非摻雜。
在本發明之一態樣中,第二層不存在,第一層包括經摻雜氧化物材料,且第三層包括釩摻雜氧化銦。
在本發明之另一態樣中,第一層包括鋅摻雜氧化銦,存在第二層,且第三層包括鋅摻雜氧化銦。
在本發明之另一態樣中,第一層包括經摻雜氧化物,存在第二 層,第三層包括鈦,且複合TCO電極進一步包括第三層上方之第四層,且第四層包括氧化物材料或經摻雜氧化物材料。
在本發明之另一態樣中,第一層包括IZO及/或第二層包括銀及/或第四層包括氧化鋅及/或第五層存在於第四層上方,且第五層包括IZO。
複合TCO電極可包括包含經摻雜氧化物之第一層;包含金屬材料之第二層;及包含IZO之第三層,其中IZO係以兩層沈積,且底層係在高於頂層之氧氣氛下沈積。
複合TCO電極可包括包含選自ITO及IZO之氧化物之第一層;包含金屬材料之第二層;包含ITO之第三層;及包含選自IZO、氧化鋁、二氧化矽或氧化鋁與二氧化矽之混合物之材料的第四層。
複合TCO電極可包括包含氧化鋅之第一層;包含金屬材料之第二層;及包含氧化鋁、二氧化矽或氧化鋁與二氧化矽之混合物的第三層。
複合TCO電極可包括包含氧化鋅之第一層;包含金屬材料之第二層;及包含IZO之第三層。
複合TCO電極可包括,包括包含鋅及錫之氧化物材料之第一層;包括金屬材料之第二層;包括鈦之第三層;及包括包含鋅及錫之氧化物材料的第四層。
複合TCO電極包括包含結晶材料之第一層及包含非晶型材料之第二層。
第二層之材料可包括一或多種摻雜物材料。用於第一及/或第二層之材料可選自Zn、Fe、Mn、Al、Ce、Sn、Sb、Hf、Zr、Ni、Zn、Bi、Ti、Co、Cr、Si、In之一或多種氧化物或該等材料中兩者或更多者之合金(例如錫酸鋅)。第二層之材料可包含一或多種摻雜物。
用於第一及/或第二層之材料可選自氟摻雜氧化錫、鋅摻雜氧化 銦、銦摻雜氧化錫、錫摻雜氧化銦及鋅及錫氧化物(例如錫酸鋅)。
第一層可包括經摻雜金屬氧化物材料,且第二層可包括釩摻雜氧化銦。
另一複合TCO電極包括包含金屬層之第一層及包含氧化物材料之第二層。
金屬層可選自鉑、銥、鋨、鈀、鋁、金、銅、銀或其混合物。
另一複合TCO電極包括包含氧化物材料之第一層、包含金屬材料之第二層及包含氧化物材料之第三層。
第三層可包括非晶型材料。
另一複合TCO電極包括包含經摻雜氧化物材料之第一層及包含釩摻雜氧化銦之第二層。
另一複合TCO電極包括包含鋅摻雜氧化銦之第一層、包含金屬材料之第二層及包含鋅摻雜氧化銦之第三層。
另一複合TCO電極包括包含經摻雜氧化物之第一層、包含金屬材料之第二層、包含鈦之第三層及包含經摻雜氧化物之第四層。
第一層可為IZO,金屬層可為銀,且第四層可為IZO。
另一複合TCO電極包括包含經摻雜氧化物之第一層、包含金屬材料之第二層、包含銦鋅氧化物(IZO)之第三層,其中IZO係以兩層沈積,且底層係在高於頂層之氧氣氛下沈積。
另一複合TCO電極包括包含選自銦錫氧化物(ITO)或IZO之氧化物之第一層、包含金屬材料之第二層、包含ITO之第三層及包含IZO之第四層。
另一複合TCO電極包括包含選自ITO及IZO之氧化物之第一層、包含金屬材料之第二層、包含ITO之第三層及包含氧化鋁、二氧化矽或氧化鋁與二氧化矽之混合物的第四層。
另一複合TCO電極包括包含氧化鋅之第一層、包含金屬材料之第 二層及包含氧化鋁、二氧化矽或氧化鋁與二氧化矽之混合物之第三層。
另一複合TCO電極包括包含氧化鋅之第一層、包含金屬材料之第二層及包含IZO之第三層。
另一複合TCO電極包括,包含包括鋅及錫之氧化物材料之第一層、包含金屬材料之第二層、包含鈦之第三層及包含包括鋅及錫之氧化物材料的第四層。
增加具有玻璃基板之器件之光散射的方法包括:使玻璃表面粗糙化;及在粗糙化表面上方施加平坦化層,之後在該表面上形成其他塗層。
10‧‧‧有機發光二極體器件
12‧‧‧基板
14‧‧‧可選底塗層
16‧‧‧透明導電氧化物複合電極
18‧‧‧發射層
20‧‧‧另一電極
30‧‧‧透明導電氧化物複合電極
32‧‧‧第一層
34‧‧‧第二層
36‧‧‧上表面
40‧‧‧透明導電氧化物複合電極
42‧‧‧金屬層
44‧‧‧非晶型透明導電氧化物層
50‧‧‧透明導電氧化物複合電極
52‧‧‧第一層
54‧‧‧金屬層
56‧‧‧第二層
60‧‧‧透明導電氧化物複合電極
62‧‧‧第一層
64‧‧‧第二層
70‧‧‧透明導電氧化物複合電極
72‧‧‧第一層
74‧‧‧金屬層
76‧‧‧頂層
80‧‧‧透明導電氧化物複合電極
82‧‧‧第一層
84‧‧‧金屬層
86‧‧‧底漆層
87‧‧‧金屬氧化物層
88‧‧‧另一金屬氧化物層
90‧‧‧透明導電氧化物複合電極
92‧‧‧第一層
94‧‧‧金屬層
96‧‧‧第二層
98‧‧‧頂層
100‧‧‧透明導電氧化物複合電極結構
102‧‧‧外層
104‧‧‧透明導電氧化物複合電極
106‧‧‧第一層
108‧‧‧第二層
110‧‧‧第三層
120‧‧‧透明導電氧化物複合電極
122‧‧‧第一層
124‧‧‧第二層
126‧‧‧第三層
128‧‧‧第四層
130‧‧‧表面
132‧‧‧平坦化層
圖1係納入本發明之複合TCO之OLED器件之側面剖視圖(未按比例);圖2-11係納入本發明特徵之多種複合TCO電極結構(未按比例);且圖12圖解說明本發明之平坦化層(未按比例)之應用。
如本文所使用,空間或方向術語(例如「左」、「右」、「內部」、「外部」、「上方」、「下方」及諸如此類)係指如圖式中所示之本發明。然而,應理解,本發明可設想多種替代性定向,且因此該等術語不應視為限制。此外,如本文所使用,用於本說明書及申請專利範圍中之表示尺寸、物理特徵、處理參數、成份量、反應條件及諸如此類之所有數值在所有情況下皆應理解為經術語「約」修飾。因此,除非指明相反之情形,否則下列說明書及申請專利範圍中所述之數值可視本發明尋求獲得之期望特性而變化。最低限度,且並非企圖將相等教義之應用限於申請專利範圍之範疇,各數值應至少根據所報告有效數 位的數值且藉由使用普通捨入技術來解釋。此外,本文所揭示之所有範圍應理解為涵蓋其中所包含之開始及結束範圍值以及任何及所有子範圍。例如,所述範圍「1至10」應視為包含介於(且包含)最小值1與最大值10之間的任何及所有子範圍;即,以最小值1或較大值開始且以最大值10或較小值結束之所有子範圍,例如,1至3.3、4.7至7.5、5.5至10及諸如此類。此外,本文中所提及之所有文件(例如(但不限於)已頒佈之專利及專利申請案)應視為其全文皆「以引用方式併入本文中」。除非另有說明,否則任何提及之量係「重量%」。術語「膜」係指具有期望或所選組成之塗層之區域。「層」包括一或多個「膜」。「塗層」或「塗層堆疊」包括一或多個「層」。術語「複合TCO電極」意指具有透明導電氧化物層或材料加一或多個其他層或材料之多層或多組份電極。術語「不含」意指有意不添加。例如,片語「材料不含X」意指有意不向材料中添加組份X。然而,即使未特別添加,材料中可能存在雜質(tramp)量之組份X。即使矽在技術上不為金屬,術語「金屬」及「金屬氧化物」應視為分別包含矽及二氧化矽,以及通常公認之金屬及金屬氧化物。
為以下論述之目的,將參考習用OLED器件來論述本發明。然而,應理解,本發明並不限用於OLED器件,可實施於其他領域,例如(但不限於)光伏打薄膜太陽能電池。對於其他應用(例如薄膜太陽能電池),可能必須修飾本申請案下文所述之玻璃架構。
納入本發明特徵之OLED器件10之一般結構展示於圖1中。OLED器件10包含基板12、可選底塗層14、複合TCO電極16、發射層18及另一電極20。出於論述之目的,將複合TCO電極16視為陽極且將另一電極20視為陰極。熟習此項技術者將充分理解習用OLED器件之結構及操作,且因此未進行詳細闡述。
基板12對可見光可透明、半透明或不透明。「透明」意指具有大 於0%至100%之可見光透射率。另一選擇為,基板12可透明或不透明。「半透明」意指允許電磁能(例如可見光)穿過但使此能量擴散以使觀察者相對側之物體並不清晰可見。「不透明」意指具有0%之可見光透射率。適宜材料之實例包含(但不限於)塑膠基板(例如丙烯酸聚合物,例如聚丙烯酸酯;聚甲基丙烯酸烷基酯,例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯及諸如此類;聚胺基甲酸酯;聚碳酸酯;聚對苯二甲酸烷基酯,例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯及諸如此類;含有聚矽烷之聚合物;或用於製備該等材料之任何單體之共聚物或其任何混合物);或玻璃基板。例如,基板可包含習用鈉鈣矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃或鑲鉛玻璃。玻璃可為透明玻璃。「透明玻璃」意指無色或無色彩玻璃。另一選擇為,玻璃可為有色或彩色玻璃。玻璃可為退火或熱處理玻璃。如本文所使用之術語「熱處理」意指回火或至少部分回火。玻璃可具有任何類型(例如習用浮製玻璃),且可為具有任何光學特性(例如任何值之可見透射率、紫外透射率、紅外透射率及/或總太陽能透射率)之任何組成。「浮製玻璃」意指藉由其中將熔融玻璃沈積至熔融金屬浴上且以可控方式冷卻形成浮製玻璃帶之習用浮製製程形成的玻璃。可用於本發明實踐之玻璃之非限制性實例包含Solargreen®、Solextra®、GL-20®、GL-35TM、Solarbronze®、Starphire®、Solarphire®、Solarphire PV®及Solargray®玻璃,其皆可自Pittsburgh,Pennsylvania之PPG Industries公司購得。
基板12可在550奈米(nm)之參考波長及2毫米之厚度下具有高可見光透射率。「高可見光透射率」意指在550nm下之可見光透射率大於或等於85%,例如大於或等於87%,例如大於或等於90%,例如大於或等於91%,例如大於或等於92%。
可選底塗層14向器件10提供多個性能優點,例如起基板12與上 覆塗層間之鈉離子障壁作用。底塗層14可為均質塗層。「均質塗層」意指其中材料在整個塗層中隨機分佈之塗層。另一選擇為,底塗層14可包括複數個塗層或膜(例如兩個或更多個單獨塗覆膜)。另一選擇為,底塗層14可為梯度層。「梯度層」意指具有兩個或更多個組份之層,其中該等組份之濃度隨著與基板距離之變化而連續變化(或分階)。例如,可選底塗層14可包括障壁塗層,例如二氧化矽或兩種或更多種選自矽、鈦、鋁、鋯及/或磷之氧化物之氧化物的混合物。
發射層18可係如業內已知之任何習用有機電致發光層。該等材料之實例包含(但不限於)諸如有機金屬螯合物(例如,Alq3)等小分子、螢光及磷光染料以及共軛樹枝狀聚合物。適宜材料之實例包含三苯胺、二萘嵌苯、紅螢烯及喹吖啶酮。另一選擇為,亦已知電致發光聚合物材料。該等導電聚合物之實例包含聚(對苯乙炔)及聚茀。亦可使用磷光材料。該等材料之實例包含諸如聚(n-乙烯基咔唑)等聚合物,其中添加有機金屬錯合物(例如銥錯合物)作為摻雜物。
陰極20可係任何習用OLED陰極。適宜陰極之實例包含金屬,例如(但不限於)鋇及鈣。陰極通常具有低功函數。對於所謂的「底部發射」OLED器件,陰極20通常不透明。然而,另一選擇為,陰極20可係TCO電極或下文針對陽極闡述之任一複合TCO電極。
在本發明實踐中,複合TCO電極16為多層或多組份結構。本發明複合TCO電極結構之實例展示於圖2-4中且闡述於下文中。
圖2之複合TCO電極30具有第一層32及第二層34。第一層32包括結晶材料且第二層34包括非晶型材料。結晶材料提供高於非晶型材料之導電率,而非晶型材料提供比僅用單獨結晶材料所預期較平滑上表面36。較平滑上表面36有助於降低可能由結晶材料之突出可接觸陰極20之部分所引起短路之風險。第一及第二層32、34之材料可選自一或多種氧化物材料,例如(但不限於)Zn、Fe、Mn、Al、Ce、Sn、Sb、 Hf、Zr、Ni、Zn、Bi、Ti、Co、Cr、Si、In中一或多者之一或多種氧化物,或該等材料中兩者或更多者之合金(例如錫酸鋅)。該材料亦可包含一或多種摻雜物材料,例如(但不限於)F、In、Al、P、Zn及/或Sb。用於複合TCO層之材料之特定實例包含氟摻雜之氧化錫、鋅摻雜之氧化銦、銦摻雜之氧化錫、錫摻雜之氧化銦,以及鋅及錫氧化物(例如錫酸鋅,或氧化鋅與氧化錫之混合物)。在一個較佳實施例中,第一層32包含摻雜物材料以增強第一層之導電率,且第二層34不包含摻雜物材料。在此文件中,若使用術語氧化物材料、金屬氧化物、摻雜物及諸如此類但未明確定義,則該等術語應根據本段所述之揭示內容及定義解釋。
另一複合TCO電極40展示於圖3中。此電極40包含金屬層42及金屬層42上方之非晶型透明導電氧化物層44。金屬層42可選自(但不限於)金屬鉑、銥、鋨、鈀、鋁、金、銅、銀,或其混合物、合金或組合。非晶型導電氧化物層44可如上文所論述。用於本文件但未明確定義之術語金屬、金屬的、金屬層及諸如此類之使用應根據本段所述之揭示內容及定義解釋。
另一複合TCO電極50展示於圖4中。電極50具有第一層52、金屬層54及第二層56。第二(外)層56係非晶型透明導電氧化物,且金屬層54係如上文所述。第一(內)層52可為非晶型層或結晶層,如上文所述。
另一有用複合TCO電極60展示於圖5中。在此實施例中,第一層62在底塗層14上方形成。第一層62包括經摻雜之金屬氧化物材料,例如任何上文所述者。然而,第二層64包括釩摻雜之氧化銦。相信此結構將產生較高光輸出與較低啟動電壓。在一個較佳實施例中,第一層62為或包含氟摻雜之氧化錫或銦摻雜之氧化錫。
替代性電極結構
圖6展示另一複合TCO電極70。複合TCO電極70具有第一層72、金屬層74及頂層76。該等層可藉由在無有意加熱下進行室溫濺鍍來沈積。在較佳實施例中,第一層72及第二層74皆係鋅摻雜氧化銦(IZO),且金屬層74為銀。金屬層74具有介於以下範圍內之厚度:5nm至15nm,例如6nm至14nm,例如8nm至12nm。底層72具有介於以下範圍內之厚度:3nm至50nm,例如3nm至40nm,例如3nm至30nm。另一選擇為,底層72可具有以下厚度:大於20nm,例如大於30nm,例如大於40nm。另一選擇為,底層72可為具有高折射率之單層介電材料(例如氧化物、氮化物或氧氮化物材料)。例如,在可見光譜中,底層72之折射率可大於玻璃基板12之折射率但低於或等於IZO之折射率。底層72可用作抗反射塗層,且亦可為多層堆疊,例如高-低-高折射率帶通濾波器。在較佳實施例中,頂層76具有介於以下範圍內之厚度:5nm至15nm,例如6nm至14nm,例如8nm至12nm。
圖7圖解說明另一複合TCO電極80。此電極80具有包括經摻雜金屬氧化物之第一層82、金屬層84、底漆層86、金屬氧化物層87及另一金屬氧化物層88。在較佳實施例中,第一層82包括IZO。在較佳實施例中,金屬層84包括銀。在較佳實施例中,底漆層86包括二氧化鈦。在較佳實施例中,金屬氧化物層包括氧化鋅,且另一金屬氧化物層88包括IZO。例如,在濺鍍製程中,可在非反應(低氧)氣氛中將介於1nm至2nm範圍內之鈦金屬層沈積在金屬層84上方。可將1nm至2nm之氧化鋅層87沈積在鈦層86上方。可在氧氣氛中自鋅陰極(例如含有高達15重量%錫,例如高達10重量%錫)濺鍍氧化鋅層87。存在錫以改良陰極之濺鍍特徵。如本文通篇所使用,術語「氧化鋅」不僅包含鋅之純氧化物,且亦涵蓋存在來自陰極錫之高達15重量%、例如高達10重量%氧化錫的氧化鋅。氧化鋅層87在氧氣氛中之沈積亦使得下伏鈦層86氧化成二氧化鈦。可在氧化鋅層87上方提供另一氧化物層88(例 如IZO層)。
另一選擇為,可清除金屬氧化物層87,且可將另一金屬氧化物層88(例如,IZO)以兩層直接沈積在底漆層86上方。可在高氧含量下沈積金屬氧化物層88之底層以幫助將底漆層86之鈦金屬轉換成二氧化鈦。然後可使用期望IZO塗層之最佳化IZO沈積參數來沈積IZO層88之頂部。
將鈦金屬轉換成鈦氧化物之另一方式係將鈦底漆層86暴露於氧電漿中。
圖8圖解說明另一複合TCO電極90。此電極90結構包含包括具有相對較高之折射率之材料的第一層92。在較佳實施例中,第一層92之材料可係ITO、IZO或具有高折射率之任何其他介電材料。在更佳實施例中,材料為ITO。金屬層94在第一層92上方。金屬層94可係上文所闡述之任一金屬層。在較佳實施例中,金屬層94包括銀。金屬氧化物材料之第二層96在金屬層94上方,且金屬氧化物材料之頂層98在第二層96上方。在較佳實施例中,第二層包括ITO且頂層98包括IZO。頂層98具有小於1nm之厚度。由於IZO具有大於ITO之功函數,故較佳實施例將使OLED器件之啟動電壓降低或增加功率效率。
圖9圖解說明另一複合TCO電極結構100。此實施例中與上文針對圖8闡述之彼等類似之層具有與圖8中相同之參考編號。然而,此結構包含氧障壁材料之外層102。氧障壁材料之實例包含二氧化矽、氧化鋁或二氧化矽與氧化鋁之混合物。頂層102具有介於以下範圍內之厚度:1nm至5nm,例如1nm至4nm,例如1nm至3nm。當例如在經塗覆基板12之彎曲或熱處理期間暴露於高溫及氧下時,頂層98(例如IZO)之還原程度可降低,從而降低導電率。外層102藉由保護IZO層98免於氧化來幫助防止此問題出現。
圖10圖解說明具有第一層106、第二層108及第三層110之本發明 另一複合TCO電極104結構。第一層106可係金屬氧化物層,第二層108可係金屬層,且第三層110可係保護性塗層。在較佳實施例中,第一層106包括氧化鋅(包含高達15重量%之氧化錫,例如高達10重量%之氧化錫)。在較佳實施例中,第二層108包括金屬銀。在較佳實施例中,第三層110包括二氧化矽、氧化鋁或二氧化矽與氧化鋁之混合物。例如,第三層可包括二氧化矽與氧化鋁之混合物,其中二氧化矽介於40重量%至90重量%、例如40重量%至85重量%範圍內。
另一選擇為,第一層106及第二層108可如上文所闡述,但第三層110可係金屬氧化物層。在此替代之較佳實施例中,金屬氧化物包括IZO。
圖11圖解說明具有第一層122、第二層124、第三層126及第四層128之另一複合TCO電極120。第一層122可係金屬氧化物層,例如氧化鋅層,例如上文針對圖10所闡述。或,第一層122可係鋅-錫合金層(例如錫酸鋅)。第二層124係金屬層。在較佳實施例中,金屬包括金屬銀。第三層126係底漆層。在較佳實施例中,底漆材料包括鈦。第四層128係金屬氧化物層。在較佳實施例中,第四層128包括氧化鋅。
增加的光散射
在習用底部發射OLED中,所產生之80%以上的光因波導而損失。為改良光發射,已研發出內部及外部光提取層。然而,該等光提取層使製造製程複雜化且對陽極表面平滑度造成影響。在圖12所圖解說明之本發明一態樣中,將其上提供有OLED器件之各層之玻璃基板12之表面130而非光提取層粗糙化以幫助促進光散射,且然後施加平坦化層132以呈現另一塗層之較平滑表面。玻璃表面可藉由任何習用方法來粗糙化,例如機械磨損或化學蝕刻。平坦化層132則可藉由習用方法來施加,例如CVD、溶膠-凝膠、旋塗、噴霧熱解、MSVD等。平坦化層132較佳具有與上伏電極之折射率相似之折射率。平坦 化層132之一實例係具有介於以下範圍內之厚度之非晶型IZO:100nm至500nm,例如200nm至400nm,例如300nm。
熟習此項技術者將容易地瞭解,可在不背離上述描述中所揭示之概念下對本發明作出修改。因此,本文詳細闡述之具體實施例僅出於說明之目的且不限於本發明之範疇,本發明之範疇係隨附申請專利範圍所給予之全寬度及其任何及所有等效內容。
10‧‧‧有機發光二極體器件
12‧‧‧基板
14‧‧‧可選底塗層
16‧‧‧透明導電氧化物複合電極
18‧‧‧發射層
20‧‧‧另一電極

Claims (20)

  1. 一種發光器件,其包括:基板;平坦化層,其包括非晶型銦鋅氧化物;發射層;第一電極;及第二電極,其中該第一電極及該第二電極中之至少一者包括複合TCO電極,其包括:包括結晶材料之第一層;及包括非晶型材料之第二層。
  2. 如請求項1之器件,其中用於該第一層及該第二層之該等材料係獨立地選自氟摻雜之氧化錫、鋅摻雜之氧化銦、銦摻雜之氧化錫、錫摻雜之氧化銦、氧化鋅、氧化錫、錫酸鋅及其組合。
  3. 如請求項1之器件,其中該第一層包含摻雜物材料,且該第二層不含摻雜物材料。
  4. 一種發光器件,其包括:基板;平坦化層,其包括非晶型銦鋅氧化物;發射層;第一電極;及第二電極,其中該第一及該第二電極中之至少一者包括複合TCO電極,其包括:包括氧化物材料之第一層;包括金屬材料之可選第二層;及 包括氧化物材料之第三層。
  5. 如請求項4之器件,其中該第一層及該第三層之氧化物材料係獨立地選自Zn、Fe、Mn、Al、Ce、Sn、Sb、Hf、Zr、Ni、Zn、Bi、Ti、Co、Cr、Si、In之一或多種氧化物,或該等材料中兩者或更多者之合金。
  6. 如請求項4之器件,其中該第一層或該第三層中至少一者之材料包括一或多種摻雜物材料。
  7. 如請求項4之器件,其中該第二層之金屬材料係選自由以下組成之群:鉑、銥、鋨、鈀、鋁、金、銅、銀或其混合物。
  8. 如請求項4之器件,其中該第二層不存在,該第一層包括經摻雜之氧化物材料,且該第三層包括釩摻雜之氧化銦。
  9. 如請求項4之器件,其中該第一層包括鋅摻雜之氧化銦,存在該第二層,且該第三層包括鋅摻雜之氧化銦。
  10. 如請求項4之器件,其中該第一層包括經摻雜之氧化物,存在該第二層,該第三層包括鈦,且該複合TCO電極進一步包括該第三層上方之第四層,且該第四層包括氧化物材料或經摻雜之氧化物材料。
  11. 如請求項4之器件,其中該第一層包括IZO。
  12. 如請求項4之器件,其中該第二層包括銀。
  13. 如請求項4之器件,其中該第四層包括氧化鋅。
  14. 如請求項11之器件,其進一步包括該第四層上方之第五層,該第五層包括IZO。
  15. 如請求項4之器件,其中該複合TCO電極包括:包括經摻雜之氧化物之第一層;包括金屬材料之第二層;及包括IZO之第三層,其中該IZO係以兩層沈積,且底層係在高 於頂層之氧氣氛下沈積。
  16. 如請求項4之器件,其中該複合TCO電極包括:包括選自ITO及IZO之氧化物之第一層;包括金屬材料之第二層;包括ITO之第三層;及包括選自IZO、氧化鋁、二氧化矽、或氧化鋁與二氧化矽之混合物之材料的第四層。
  17. 如請求項4之器件,其中該複合TCO電極包括:包括氧化鋅之第一層;包括金屬材料之第二層;及包括氧化鋁、二氧化矽、或氧化鋁與二氧化矽之混合物之第三層。
  18. 如請求項4之器件,其中該複合TCO電極包括:包括氧化鋅之第一層;包括金屬材料之第二層;及包括IZO之第三層。
  19. 如請求項4之器件,其中該複合TCO電極包括:包括包含鋅及錫之氧化物材料之第一層;包括金屬材料之第二層;包括鈦之第三層;及包括包含鋅及錫之氧化物材料之第四層。
  20. 一種增加具有玻璃基板之器件之光散射的方法,其包括以下步驟:使該玻璃表面粗糙化;及在該粗糙化表面上方施加平坦化層,之後在該表面上形成其他塗層。
TW103108815A 2013-03-12 2014-03-12 發光器件及增加具有玻璃基板之器件之光散射的方法 TWI577068B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361777251P 2013-03-12 2013-03-12
US14/200,832 US9444068B2 (en) 2013-03-12 2014-03-07 Transparent conductive oxide coatings for organic light emitting diodes and solar devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201507229A TW201507229A (zh) 2015-02-16
TWI577068B true TWI577068B (zh) 2017-04-01

Family

ID=50442660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103108815A TWI577068B (zh) 2013-03-12 2014-03-12 發光器件及增加具有玻璃基板之器件之光散射的方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9444068B2 (zh)
EP (1) EP2973776B1 (zh)
JP (2) JP6462656B2 (zh)
KR (2) KR101787957B1 (zh)
CN (2) CN109841743B (zh)
MY (1) MY168736A (zh)
TW (1) TWI577068B (zh)
WO (1) WO2014164580A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6142211B2 (ja) * 2012-02-08 2017-06-07 株式会社Joled 有機el素子の製造方法
GB201309717D0 (en) * 2013-05-31 2013-07-17 Pilkington Group Ltd Interface layer for electronic devices
KR101466832B1 (ko) 2013-06-28 2014-11-28 코닝정밀소재 주식회사 유기발광소자
CN104795434B (zh) * 2015-05-12 2019-01-29 京东方科技集团股份有限公司 Oled像素单元、透明显示装置及制作方法、显示设备
CN105098093B (zh) * 2015-06-18 2018-09-11 京东方科技集团股份有限公司 一种有机电致发光器件及显示装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090135874A1 (en) * 2007-11-28 2009-05-28 Changchun Institute Of Optics, Fine Mechanics And Physics, Chinese Academy Of Sciences Electrically pumped surface emitting organic laser device with coupled microcavity
US20090206741A1 (en) * 2008-02-19 2009-08-20 Ji-Hwan Yoon Organic light emitting device
US20110006701A1 (en) * 2007-09-07 2011-01-13 Kuo-Hui Yu Light-emitting diode device and manufacturing method thereof
TW201213136A (en) * 2010-07-09 2012-04-01 Jnc Corp Transparent conductive film and manufacturing method thereof
US20120168755A1 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Transparent Electrode and Organic Light Emitting Diode Device Including the Transparent Electrode and Method of Manufacturing the Same
US20120306940A1 (en) * 2011-06-01 2012-12-06 Sony Corporation Display apparatus

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61156691A (ja) * 1984-12-27 1986-07-16 シャープ株式会社 薄膜el素子
JP2758660B2 (ja) * 1989-07-18 1998-05-28 グンゼ株式会社 酸化亜鉛を透明電極とした分散型エレクトロルミネッセンス素子
US6597111B2 (en) * 2001-11-27 2003-07-22 Universal Display Corporation Protected organic optoelectronic devices
FR2844136B1 (fr) * 2002-09-03 2006-07-28 Corning Inc Materiau utilisable dans la fabrication de dispositifs d'affichage lumineux en particulier de diodes electroluminescentes organiques
US8368992B2 (en) * 2006-03-03 2013-02-05 Gentex Corporation Electro-optical element including IMI coatings
JP2010503166A (ja) * 2006-09-07 2010-01-28 サン−ゴバン グラス フランス 有機発光デバイス用基板、基板の使用法およびを製造プロセス、ならびに有機発光デバイス
WO2008063305A2 (en) * 2006-11-02 2008-05-29 Guardian Industries Corp. Front electrode for use in photovoltaic device and method of making same
WO2008059185A2 (fr) * 2006-11-17 2008-05-22 Saint-Gobain Glass France Electrode pour dispositif electroluminescent organique, sa gravure acide, ainsi que dispositif electroluminescent organique l'incorporant
JP4984134B2 (ja) * 2007-03-29 2012-07-25 独立行政法人産業技術総合研究所 透明電極及びその製造方法
KR100813854B1 (ko) * 2007-04-23 2008-03-17 삼성에스디아이 주식회사 유기 발광 소자 및 그 제조방법
JP2010135708A (ja) 2008-12-03 2010-06-17 Akitoshi O 太陽電池の透明導電薄膜電極及びその製造方法
JP2011082090A (ja) * 2009-10-09 2011-04-21 Konica Minolta Holdings Inc 透明導電性フィルム、有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを用いた発光デバイス
DE102009058099A1 (de) * 2009-12-12 2011-06-16 Bayer Materialscience Ag Polycarbonatblends mit hoher Wärmeformbeständigkeit und verbesserten Oberflächeneigenschaften
JP2012049289A (ja) * 2010-08-26 2012-03-08 Sony Corp 固体撮像装置とその製造方法、並びに電子機器
FR2969391B1 (fr) 2010-12-17 2013-07-05 Saint Gobain Procédé de fabrication d'un dispositif oled
US20120167971A1 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 Alexey Krasnov Textured coating for thin-film solar cells and/or methods of making the same
US8981640B2 (en) 2011-05-11 2015-03-17 Universal Display Corporation Simplified patterned light panel
US20130005139A1 (en) 2011-06-30 2013-01-03 Guardian Industries Corp. Techniques for manufacturing planar patterned transparent contact and/or electronic devices including same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110006701A1 (en) * 2007-09-07 2011-01-13 Kuo-Hui Yu Light-emitting diode device and manufacturing method thereof
US20090135874A1 (en) * 2007-11-28 2009-05-28 Changchun Institute Of Optics, Fine Mechanics And Physics, Chinese Academy Of Sciences Electrically pumped surface emitting organic laser device with coupled microcavity
US20090206741A1 (en) * 2008-02-19 2009-08-20 Ji-Hwan Yoon Organic light emitting device
TW201213136A (en) * 2010-07-09 2012-04-01 Jnc Corp Transparent conductive film and manufacturing method thereof
US20120168755A1 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Transparent Electrode and Organic Light Emitting Diode Device Including the Transparent Electrode and Method of Manufacturing the Same
US20120306940A1 (en) * 2011-06-01 2012-12-06 Sony Corporation Display apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170077265A (ko) 2017-07-05
TW201507229A (zh) 2015-02-16
CN105453293A (zh) 2016-03-30
KR101751884B1 (ko) 2017-06-28
US20140312327A1 (en) 2014-10-23
US9444068B2 (en) 2016-09-13
KR20150118971A (ko) 2015-10-23
JP2018152358A (ja) 2018-09-27
EP2973776B1 (en) 2020-07-15
CN109841743A (zh) 2019-06-04
EP2973776A1 (en) 2016-01-20
JP2016515294A (ja) 2016-05-26
CN105453293B (zh) 2019-06-14
JP6462656B2 (ja) 2019-01-30
MY168736A (en) 2018-11-29
CN109841743B (zh) 2022-12-27
KR101787957B1 (ko) 2017-10-18
WO2014164580A1 (en) 2014-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200203665A1 (en) Light Extracting Substrate for Organic Light Emitting Diode
US9761841B2 (en) Organic light emitting diode with surface modification layer
JP2018152358A (ja) 有機発光ダイオード及びソーラーデバイスのための透明導電性酸化物コーティング
TWI635636B (zh) 具光提取層之有機發光二極體
RU2655461C2 (ru) Органический светоизлучающий диод с испускающим свет электродом
EP3087622B1 (en) Light extracting electrode and organic light emitting diode with light extracting electrode
WO2019194010A1 (ja) 透明導電体及びその製造方法、並びに有機デバイス
US11770950B2 (en) Borosilicate light extraction region