提升ito層空穴注入效率的方法和顯示器件的陽極結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種提升ITO層空穴注入效率的方法和顯示器件的陽極結(jié)構(gòu)，所述方法應(yīng)用于顯示器件的陽極制作工藝中，包括：提供一預(yù)設(shè)有ITO區(qū)域的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；在位于所述ITO區(qū)域的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表面制備一ITO層；對所述ITO層進(jìn)行預(yù)熱后，于該ITO層的表面制備氧化石墨烯薄膜。所述陽極結(jié)構(gòu)包括一具有ITO層的襯底結(jié)構(gòu)，且該ITO層的上表面覆蓋有一層氧化石墨烯。本發(fā)明方法通過在普通的ITO層上制備一層氧化石墨烯，形成新的陽極結(jié)構(gòu)，使得ITO層的功函數(shù)增加，提升了空穴的注入效率，降低了驅(qū)動電壓，進(jìn)而能夠增加顯示器件的穩(wěn)定性和使用壽命。
【專利說明】提升ITO層空穴注入效率的方法和顯示器件的陽極結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種顯示器件結(jié)構(gòu)及其性能改進(jìn)方法，尤其涉及一種提升ITO層空穴注入效率的方法和顯示器件的陽極結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化銦錫(Indium tin oxide,簡稱:ΙΤ0)由于其性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定,且導(dǎo)電性能好,還具有透光的特點(diǎn)，因此非常適合用于作為顯示器件中的陽極導(dǎo)電材料，被廣泛應(yīng)用于OLED中。
[0003]由于氧化銦錫的功函數(shù)僅有4.5eV?4.8eV左右，低于大部分空穴傳輸材料的最高占據(jù)分子軌道(Highest occupied molecule orbital,簡稱:HOMO)能階。另外,ITO 層表面如有碳?xì)浠衔镂廴荆瑫M(jìn)一步造成其功函數(shù)的下降。
[0004]對于解決上述問題，目前業(yè)界普遍采用的措施是通過在ITO層沉積后，采用02等離子體或UV-臭氧對該ITO層表面進(jìn)行處理，經(jīng)過處理后ITO層表面的功函數(shù)升高至僅5eV。但是，這一數(shù)值仍然低于大部分電洞傳輸材料的Η0Μ0能階約0.4eV。
[0005]中國專利(CN1781342A)公開了一種由氮等離子體處理的ITO膜的制備方法，包括使用氮等離子體處理ITO膜的表面等步驟。
[0006]通過該專利的方法雖然可以在一定程度上提高ITO層的功函數(shù)，但是提高的幅度有限，并不能達(dá)到大部分空穴傳輸材料的Η0Μ0能階。
[0007]中國專利(CN102167523B)公開了一種紫外光照射改性ITO玻璃基板的方法，包括以下步驟:1)清洗ITO玻璃基板，并將ITO玻璃基板正面朝上放于紫外光燈中，照射I?30min ；2)按照體積比配制OTS-甲苯溶液，將照射好的ITO玻璃基板放入配置溶液中浸泡Is?40min，取出丙酮清洗后，烘干；3) ITO玻璃基板正面朝上再次置于紫外光等內(nèi)進(jìn)行照射I?50min，得到表面完全親水的功能化ITO玻璃基板。
[0008]該專利通過紫外線照射的方法來提高ITO層的功函數(shù)，其提高的程度也十分有限，達(dá)不到大部分空穴傳輸材料的Η0Μ0能階。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種提升ITO層空穴注入效率的方法和顯示器件的陽極結(jié)構(gòu)。
[0010]本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:
[0011]一種提升ITO空穴注入效率的方法，應(yīng)用于顯示器件的陽極制作工藝中，其中，所述方法包括:
[0012]提供一預(yù)設(shè)有ITO區(qū)域的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；
[0013]在位于所述ITO區(qū)域的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表面制備一 ITO層；
[0014]對所述ITO層進(jìn)行預(yù)熱后，于該ITO層的表面制備氧化石墨烯薄膜。
[0015]所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其中，通過以下步驟形成所述ITO層:[0016]制備一層ITO薄膜覆蓋所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表面；
[0017]制備光刻膠覆蓋所述ITO薄膜的上表面；
[0018]對所述光刻膠進(jìn)行曝光、顯影工藝后，刻蝕所述ITO薄膜形成所述ITO層。
[0019]所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其中，在黃光環(huán)境下形成所述ITO層。
[0020]所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其中，在制備所述氧化石墨烯薄膜之前，對所述ITO層進(jìn)行清洗。
[0021]所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其中，采用氧氣等離子體工藝對所述ITO層進(jìn)行清洗。
[0022]所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其中，采用UV-臭氧工藝對所述ITO層進(jìn)行清洗。
[0023]所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其中，所述氧化石墨烯為多個單層薄膜組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)層；
[0024]其中，每個所述單層薄膜的厚度為0.55nm?1.5nm。
[0025]所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其中，采用直流磁控濺射工藝制備所述氧化石墨烯，其功率為10?40W/cm。
[0026]所述的改善ITO空穴注入效率的方法，其中，在惰性氣體或者其與氮?dú)獾幕旌蠚怏w的氛圍中制備所述氧化石墨烯。
[0027]所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其中，所述氛圍的氣壓環(huán)境為1X10_3?I X lCr2tor;r。
[0028]所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其中，所述惰性氣體包括氦氣、氬氣、氖氣、氪氣、氙氣中的任意一種或它們之間的組合。
[0029]所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其中，對所述ITO層進(jìn)行預(yù)熱的溫度應(yīng)控制在 50 ?300 0C ο
[0030]一種顯示器件的陽極結(jié)構(gòu)，其中，所述陽極結(jié)構(gòu)包括一具有ITO層的襯底結(jié)構(gòu)，且該ITO層的上表面覆蓋有一層氧化石墨烯。
[0031]所述的ITO層結(jié)構(gòu)，其中，所述氧化石墨烯由多個單層薄膜構(gòu)成，每個該單層薄膜的厚度為0.55?1.5nm。
[0032]上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果:
[0033]本發(fā)明方法通過在普通的ITO層上制備一層氧化石墨烯，形成新的陽極結(jié)構(gòu)，使得ITO層的功函數(shù)增加，提升了空穴的注入效率，降低了驅(qū)動電壓，進(jìn)而能夠增加顯示器件的穩(wěn)定性和使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]參考所附附圖，以更加充分的描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。
[0035]圖1是傳統(tǒng)OLED器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2是本發(fā)明方法的步驟流程示意圖；
[0037]圖3是應(yīng)用本發(fā)明ITO層結(jié)構(gòu)的OLED器件的結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0038]本發(fā)明提供一種提升ITO層空穴注入效率的方法和顯示器件的陽極結(jié)構(gòu)。該陽極結(jié)構(gòu)適用于有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting Diode,簡稱:0LED)顯示器件的陽極制備中。
[0039]本發(fā)明方法的中心思想是當(dāng)ITO層制備并形成所需要的圖案后，蒸鍍一層材質(zhì)為氧化石墨烯(Graphene oxide,簡稱:G0)的緩沖層覆蓋其表面，以利用氧化石墨烯材料的結(jié)構(gòu)特性，使原本空穴的注入能障本身造成一個壓降，此壓降會造成原本ITO層與空穴傳輸層NPB間的能障縮小，以此來改善空穴注入效率。
[0040]如圖1所示,一般OLED器件都包括玻璃基板(Glass substrate)、陽極(Anode)、空穴注入層(Hole-1njection layer,簡稱:HIL)、空穴傳輸層(Hole transport layer,簡稱:HTL)、發(fā)光層(Emission layer,簡稱:EML)、電子傳輸層(Electron transport layer,簡稱:ETL)和陰極(Cathode)。本發(fā)明提供的方法是在OLED器件制備的陽極制作工藝中進(jìn)行的。
[0041]如圖2所示，首先，制備一層ITO薄膜覆蓋器件結(jié)構(gòu)的表面，對于該ITO薄膜的制備可優(yōu)選采用物理氣相沉積法(Physical Vapor Deposition,簡稱:PVD)進(jìn)行。
[0042]然后，在ITO薄膜上涂覆光刻膠，并進(jìn)行曝光和顯影工藝，在該過程中，可優(yōu)選在黃光環(huán)境下進(jìn)行，經(jīng)過曝光和顯影工藝后的光刻膠中形成制備透明電極區(qū)域所需要的圖案。
[0043]以該形成有圖案的光刻膠為掩膜對其下方的ITO薄膜進(jìn)行濕法刻蝕，使光刻膠中的圖案轉(zhuǎn)移至ITO薄膜中，以形成ITO層。
[0044]之后對ITO層的表面進(jìn)行進(jìn)一步的清理，以剝離器件表面殘留的微量的碳?xì)浠衔铩?br> [0045]然后，將經(jīng)過上述步驟后所形成的覆蓋有ITO層的基板進(jìn)行預(yù)熱，使其溫度控制在50°C?300°C之間(如50°C、100°C、150°C、300°C等)，并將其置于惰性氣體與氮?dú)饣旌系姆諊校渲?，惰性氣體可以是氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣中的一種，也可以是上述集中氣體的混合氣體，并將惰性氣體與氮?dú)獾幕旌蠚怏w的氛圍壓力控制在1X10_3?1X10_2托(torr)之間(如IX 10_3torr、5X 10_3torr、8X 10_3torr等),采用直流磁控派射的噴涂方法，將功率控制在10-40w/cm間(如10w/cm、20w/cm、30w/cm、40w/cm等),在ITO層表面噴涂一氧化石墨烯層，其中，該氧化石墨烯層為由厚度為0.55nm?1.5nm的單層氧化石墨烯構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)，其厚度可根據(jù)具體工藝需要來進(jìn)行選擇，當(dāng)該氧化石墨烯層的厚度約厚時，空穴注入能障本身所造成的壓降越大，控制該氧化石墨烯層的厚度可以得到最小的注入能障。該氧化石墨烯層的密度可以根據(jù)該層的分散液的濃度和噴涂時間來進(jìn)行控制。
[0046]上述的氧化石墨烯層是一種石墨粉經(jīng)化學(xué)氧化及剝離后的產(chǎn)物，為單一原子層，其可在橫向尺寸擴(kuò)展到數(shù)十微米，跨越了一般化學(xué)和材料科學(xué)的典型尺度。被視為一種非傳統(tǒng)形態(tài)的軟性材料，可如同界面活性劑一般存在在界面中，并降低界面間的能量。
[0047]所以，本發(fā)明通過在ITO層上制備一層氧化石墨烯緩沖層，可以使得覆蓋有該氧化石墨烯的ITO層的功函數(shù)增大，同時其空穴注入效率也相應(yīng)升高，降低了驅(qū)動電壓，進(jìn)而增加了 OLED器件的穩(wěn)定性和使用壽命。
[0048]下面提供兩個優(yōu)選實(shí)施例來對本發(fā)明方法進(jìn)行詳細(xì)說明。[0049]實(shí)施例1:
[0050]當(dāng)工藝進(jìn)行到對透明電極的表面進(jìn)行進(jìn)一步的清理，以剝離器件表面殘留的微量的碳?xì)浠衔锖?，對覆蓋有ITO層的基板進(jìn)行預(yù)熱，使其溫度保持在150°C之間，并將其置于IS氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w氛圍中，其中，IS氣與氮?dú)獾恼急葹?:7，并控使該混合氣體的內(nèi)部壓力為IX 10_3torr，采用直流磁控濺射的噴涂方法，將功率控制在15w/cm，在ITO層表面噴涂一氧化石墨烯層，其中，該氧化石墨烯層為由厚度為0.55nm?1.5nm的單層氧化石墨烯構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)，其厚度可根據(jù)具體工藝需要來進(jìn)行選擇，當(dāng)該氧化石墨烯層的厚度越厚時，空穴注入能障本身所造成的壓降越大，控制該氧化石墨烯層的厚度可以得到最小的注入能障。
[0051]實(shí)施例2:
[0052]當(dāng)工藝進(jìn)行到對透明電極的表面進(jìn)行進(jìn)一步的清理，以剝離器件表面殘留的微量的碳?xì)浠衔锖?，對覆蓋有ITO層的基板進(jìn)行預(yù)熱，使其溫度保持在150°C之間，并將其置于IS氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w氛圍中，其中，IS氣與氮?dú)獾恼急葹?:4，并控使該混合氣體的內(nèi)部壓力為IX 10_3torr，采用直流磁控濺射的噴涂方法，將功率控制在15w/cm，在ITO層表面噴涂一氧化石墨烯層，其中，該氧化石墨烯層為由厚度為0.55nm?1.5nm的單層氧化石墨烯構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)，其厚度可根據(jù)具體工藝需要來進(jìn)行選擇，當(dāng)該氧化石墨烯層的厚度越厚時，空穴注入能障本身所造成的壓降越大，控制該氧化石墨烯層的厚度可以得到最小的注入能障。
[0053]更進(jìn)一步的，本發(fā)明的方法中，還可在制備氧化石墨烯層之前，先采用氧氣電漿或紫外線照射對ITO層進(jìn)行處理。
[0054]本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于顯示器件中的陽極結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)相對于現(xiàn)有的陽極具有較高的功函數(shù)和較高的空穴注入效率，該結(jié)構(gòu)尤其適用于OLED器件的陽極制備中。
[0055]本發(fā)明的陽極結(jié)構(gòu)包括一 ITO層和一緩沖層，該緩沖層覆蓋于該ITO層的上表面，該緩沖層的材質(zhì)為氧化石墨烯。
[0056]如圖3所示，將該ITO層結(jié)構(gòu)應(yīng)用于OLED器件的陽極中，可以降低陽極的驅(qū)動電壓，進(jìn)而增加了 OLED器件的穩(wěn)定性和使用壽命。
[0057]對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實(shí)意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認(rèn)為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種提升ITO空穴注入效率的方法，應(yīng)用于顯示器件的陽極制作工藝中，所述方法包括: 提供一預(yù)設(shè)有ITO區(qū)域的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)； 在位于所述ITO區(qū)域的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表面制備一 ITO層； 對所述ITO層進(jìn)行預(yù)熱； 于該ITO層的表面制備氧化石墨烯薄膜。
2.如權(quán)利要求1所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其特征在于，通過以下步驟形成所述ITO層: 制備一層ITO薄膜覆蓋所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表面； 制備光刻膠覆蓋所述ITO薄膜的上表面； 對所述光刻膠進(jìn)行曝光、顯影工藝后，刻蝕所述ITO薄膜形成所述ITO層。
3.如權(quán)利要求2所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其特征在于，在黃光環(huán)境下形成所述ITO層。
4.如權(quán)利要求1所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其特征在于，在制備所述氧化石墨烯薄膜之前，對所述ITO層進(jìn)行清洗。
5.如權(quán)利要求4所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其特征在于，采用氧氣等離子體工藝對所述ITO層進(jìn)行清洗。
6.如權(quán)利要求4所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其特征在于，采用UV-臭氧工藝對所述ITO層進(jìn)行清洗。
7.如權(quán)利要求1所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯為多個單層薄膜組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)層； 其中，每個所述單層薄膜的厚度為0.55nm?1.5nm。
8.如權(quán)利要求1所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其特征在于，采用直流磁控濺射工藝制備所述氧化石墨烯，其功率為10?40W/cm。
9.如權(quán)利要求1所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其特征在于，在惰性氣體或者其與氮?dú)獾幕旌蠚怏w的氛圍中制備所述氧化石墨烯。
10.如權(quán)利要求9所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其特征在于，所述氛圍的氣壓環(huán)境為 I X 10 3 ?I X 10 2torr0
11.如權(quán)利要求9所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其特征在于，所述惰性氣體包括氦氣、IS氣、氖氣、氪氣、氣氣中的任意一種或它們之間的組合。
12.如權(quán)利要求1所述的提升ITO空穴注入效率的方法，其特征在于，對所述ITO層進(jìn)行預(yù)熱的溫度應(yīng)控制在50?300°C。
13.—種顯示器件的陽極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述陽極結(jié)構(gòu)包括一具有ITO層的襯底結(jié)構(gòu)，且該ITO層的上表面覆蓋有一層氧化石墨烯。
14.如權(quán)利要求13所述的ITO層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氧化石墨烯由多個單層薄膜構(gòu)成，每個該單層薄膜的厚度為0.55?1.5nm。
【文檔編號】H01L51/56GK103824975SQ201410070215
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】孫一歌, 康嘉濱, 魯海生, 胡友元 申請人:上海和輝光電有限公司