引言

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

為了獲得高質(zhì)量的ITO陽極層，有必要在射頻射頻濺射過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陽極膜的結(jié)晶。因為粗糙的氧化銦錫表面上的突起和尖峰充當(dāng)場發(fā)射位置，其具有比其周圍更高的電壓，所以沉積具有非常光滑表面的氧化銦錫陽極層對于高性能有機發(fā)光二極管非常重要。

介紹

在這項工作中，我們報道了通過在ITO濺射過程中向環(huán)境氬中加入H2O蒸氣來生長具有非常光滑的表面和低電阻率的ITO陽極。與不引入H2O蒸汽的常規(guī)射頻濺射生長的ITO陽極相比，摻入H2O的ITO陽極表現(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，相對于在參考ITO陽極上制造的有機發(fā)光二極管，在結(jié)合H2O蒸汽的ITO陽極膜上制造的有機發(fā)光二極管顯示出改善的電流密度-電壓亮度。

?圖1。彩色在線射頻濺射系統(tǒng)示意圖???????????

我們制備了一個優(yōu)化的射頻濺射生長ITO/玻璃樣品，沒有H2O引入?yún)⒖紭悠?。為簡單起見，摻入H2O蒸汽的氧化銦錫陽極在下文中將被稱為氫氧化銦錫。通過霍爾測量和四點探針在室溫下測量了氧化銦錫陽極層的薄層電阻和電阻率。用紫外/可見光譜儀測量了氫氧化銦錫和參比氧化銦錫在220-800納米波長范圍內(nèi)的透光率。為了比較氧化銦錫樣品的結(jié)構(gòu)，進行了x光衍射檢測。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，進行了二次離子質(zhì)譜分析。濺射氧化銦錫陽極層后，分別在氫氧化銦錫和參考氧化銦錫陽極上制備了有機電致發(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/金屬蒸發(fā)系統(tǒng)中。

圖3。射頻濺射法生長的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極膜和參比氧化銦錫陽極膜的氫氧濃度，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極和參考氧化銦錫陽極獲得的模擬人生深度剖面結(jié)果。結(jié)果表明，氫氧化銦錫陽極的氫氧濃度遠(yuǎn)高于參比氧化銦錫陽極。氫氧化銦錫陽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等人報道的熱力學(xué)數(shù)據(jù)。論證了H2O進入-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。還報道了添加H2O氣體的ITO中的氫含量比沒有添加氣體的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。在氫氧化銦錫陽極上制備的有機電致發(fā)光器件的伏安曲線顯示出比在參考氧化銦錫陽極上制備的有機電致發(fā)光器件更低的導(dǎo)通電壓和更高的電流密度。如在J-V曲線中所預(yù)期的，在氧化銦錫陽極上制造的有機發(fā)光二極管顯示出比在參考氧化銦錫陽極上制造的有機發(fā)光二極管更高的亮度。在氧化銦錫陽極上制備的有機發(fā)光二極管的改進的J-V-L特性與氧化銦錫陽極的低電阻率和光滑表面有關(guān)，盡管它是在相當(dāng)?shù)偷臏囟认轮苽涞摹Ｔ谝郧暗膱蟾嬷?，我們認(rèn)為陽極材料的薄層電阻對有機電致發(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ITO陽極的特性及其在有機電致發(fā)光器件中的應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，在ITO濺射過程中加入H2O蒸汽可以顯著改善ITO陽極的電學(xué)、光學(xué)和表面性質(zhì)，這是由于-H或-OH在生長的ITO表面終止。相對于在參考氧化銦錫陽極上制備的有機電致發(fā)光器件，在氧化銦錫陽極上制備的有機發(fā)光二極管顯示出較低的開啟電壓和較高的亮度，這是由于氧化銦錫陽極膜的較低電阻率和較光滑的表面。

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