引言

銦錫氧化物氧化錫摻雜的In2O3 ITO由于其在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的低電阻率和高透射率，已經(jīng)在學(xué)術(shù)和商業(yè)上被普遍用作有機(jī)發(fā)光二極管和柔性有機(jī)發(fā)光二極管的陽(yáng)極材料.

為了獲得高質(zhì)量的ITO陽(yáng)極層，有必要在射頻射頻濺射過(guò)程中將玻璃襯底溫度提高到300–400℃。然而，高襯底溫度可能導(dǎo)致具有優(yōu)選取向和粗糙表面的ITO陽(yáng)極膜的結(jié)晶。因?yàn)榇植诘难趸熷a表面上的突起和尖峰充當(dāng)場(chǎng)發(fā)射位置，其具有比其周?chē)叩碾妷?，所以沉積具有非常光滑表面的氧化銦錫陽(yáng)極層對(duì)于高性能有機(jī)發(fā)光二極管非常重要。

介紹

在這項(xiàng)工作中，我們報(bào)道了通過(guò)在ITO濺射過(guò)程中向環(huán)境氬中加入H2O蒸氣來(lái)生長(zhǎng)具有非常光滑的表面和低電阻率的ITO陽(yáng)極。與不引入H2O蒸汽的常規(guī)射頻濺射生長(zhǎng)的ITO陽(yáng)極相比，摻入H2O的ITO陽(yáng)極表現(xiàn)出更低的電阻率、更高的透射率和更低的均方根粗糙度。此外，相對(duì)于在參考ITO陽(yáng)極上制造的有機(jī)發(fā)光二極管，在結(jié)合H2O蒸汽的ITO陽(yáng)極膜上制造的有機(jī)發(fā)光二極管顯示出改善的電流密度-電壓亮度。

?圖1。彩色在線(xiàn)射頻濺射系統(tǒng)示意圖???????????

我們制備了一個(gè)優(yōu)化的射頻濺射生長(zhǎng)ITO/玻璃樣品，沒(méi)有H2O引入?yún)⒖紭悠?。為?jiǎn)單起見(jiàn)，摻入H2O蒸汽的氧化銦錫陽(yáng)極在下文中將被稱(chēng)為氫氧化銦錫。通過(guò)霍爾測(cè)量和四點(diǎn)探針在室溫下測(cè)量了氧化銦錫陽(yáng)極層的薄層電阻和電阻率。用紫外/可見(jiàn)光譜儀測(cè)量了氫氧化銦錫和參比氧化銦錫在220-800納米波長(zhǎng)范圍內(nèi)的透光率。為了比較氧化銦錫樣品的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了x光衍射檢測(cè)。用掃描電鏡和原子力顯微鏡分析了氧化銦錫層的表面形貌。此外，為了比較氫氧化銦錫和參考氧化銦錫中的氫氧化物濃度，進(jìn)行了二次離子質(zhì)譜分析。濺射氧化銦錫陽(yáng)極層后，分別在氫氧化銦錫和參考氧化銦錫陽(yáng)極上制備了有機(jī)電致發(fā)光器件。在常規(guī)濕法清洗和紫外-臭氧處理后，將氫氧化銦錫和參比氧化銦錫轉(zhuǎn)移到有機(jī)/金屬蒸發(fā)系統(tǒng)中。

圖3。射頻濺射法生長(zhǎng)的H2O摻氣氧化銦錫和參考氧化銦錫薄膜的XRD圖。

為了比較氫氧化銦錫陽(yáng)極膜和參比氧化銦錫陽(yáng)極膜的氫氧濃度，采用了模擬人生深度剖面分析。圖4顯示了從氫氧化銦錫陽(yáng)極和參考氧化銦錫陽(yáng)極獲得的模擬人生深度剖面結(jié)果。結(jié)果表明，氫氧化銦錫陽(yáng)極的氫氧濃度遠(yuǎn)高于參比氧化銦錫陽(yáng)極。氫氧化銦錫陽(yáng)極層中的高氫氧化物濃度表明H2O蒸汽作為氫氧化物或氫的一種有效地結(jié)合到氧化銦錫陽(yáng)極中。此外，在氧化銦錫薄膜表面，模擬人生深度剖面顯示較高的羥基濃度。Shigesato等人報(bào)道的熱力學(xué)數(shù)據(jù)。論證了H2O進(jìn)入-H和-OH片段的較低閾值能量；那么Ar電離能的激發(fā)使得通過(guò)Ar等離子體中H2O蒸氣的優(yōu)先離解產(chǎn)生-OH和-H成為可能。還報(bào)道了添加H2O氣體的ITO中的氫含量比沒(méi)有添加氣體的ITO中的氫含量高十倍。

使用氫氧化銦錫和參考氧化銦錫制造的有機(jī)發(fā)光二極管的電流密度-電壓伏安特性，并插入了亮度-電壓曲線(xiàn)。在氫氧化銦錫陽(yáng)極上制備的有機(jī)電致發(fā)光器件的伏安曲線(xiàn)顯示出比在參考氧化銦錫陽(yáng)極上制備的有機(jī)電致發(fā)光器件更低的導(dǎo)通電壓和更高的電流密度。如在J-V曲線(xiàn)中所預(yù)期的，在氧化銦錫陽(yáng)極上制造的有機(jī)發(fā)光二極管顯示出比在參考氧化銦錫陽(yáng)極上制造的有機(jī)發(fā)光二極管更高的亮度。在氧化銦錫陽(yáng)極上制備的有機(jī)發(fā)光二極管的改進(jìn)的J-V-L特性與氧化銦錫陽(yáng)極的低電阻率和光滑表面有關(guān)，盡管它是在相當(dāng)?shù)偷臏囟认轮苽涞?。在以前的?bào)告中，我們認(rèn)為陽(yáng)極材料的薄層電阻對(duì)有機(jī)電致發(fā)光器件的J-V-L特性有重要影響。

總結(jié)

總之，本文研究了引入H2O蒸氣的射頻濺射生長(zhǎng)ITO陽(yáng)極的特性及其在有機(jī)電致發(fā)光器件中的應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，在ITO濺射過(guò)程中加入H2O蒸汽可以顯著改善ITO陽(yáng)極的電學(xué)、光學(xué)和表面性質(zhì)，這是由于-H或-OH在生長(zhǎng)的ITO表面終止。相對(duì)于在參考氧化銦錫陽(yáng)極上制備的有機(jī)電致發(fā)光器件，在氧化銦錫陽(yáng)極上制備的有機(jī)發(fā)光二極管顯示出較低的開(kāi)啟電壓和較高的亮度，這是由于氧化銦錫陽(yáng)極膜的較低電阻率和較光滑的表面。

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