专利名称：一种顶出光电极及其制备方法
技术领域：
本发明涉及发光器件领域中顶出光电致发光器件及其制备方法，特别是涉及一种顶出光电极及其制备方法。
背景技术：
有机发光在1987年获重大突破后，逐步具备了亮度大和效率高等优点，已能够满足平面显示的要求。目前，常见的有机电致发光器件是以透明的导电玻璃为衬底的；若以不透明材料为衬底，须采用顶出光的方式。顶出光的有机发光二极管开辟了有机发光器件研究的新领域和更广阔的应用前景，例如，采用硅片作衬底时，可预先在Si上做好有机发光器件的驱动电路，然后制作有机发光层，最后制备顶出光电极，这样就实现了硅基的光电集成。硅基有机显示器件的分辨率、刷新速度和功耗一般都要优于现有基于ITO的有机发光器件，有报道称，该技术已应用于微显示器件的研制和生产中。
对于顶发光的有机发光器件，上电极可选择的材料比较多，但最终必须在透光率和导电性之间求得平衡。目前采用较多的有ITO和薄Al/Ag或LiF/Al/Ag复合层(Al常为nm量级)，但是，前者因为淀积ITO很容易损坏有机发光层，对于设备与工艺有很高的要求；而后者透光率较低，而且稳定性也较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种透光率高、化学稳定性好的顶出光电极及其制备方法。
本发明所提供的顶出光电极，包括衬底和位于衬底上的有机发光层，其特征在于所述有机发光层上还有Al层，和位于Al层上的Au层。
所述顶出光电极的铝层应根据制备的工艺条件，如真空度和所用原材料的纯度来调整厚度，一般在0.6-15.0nm之间，Al层厚度至少0.6nm是为了保证与有机发光层接触的是较低功函数的金属；为了提高所述顶电极的电学稳定性和整个器件的工作寿命，所述顶电极的金层应在3.0-20.0nm之间；为保证较高的透光率和较低的方块电阻，应把Au/Al复合膜的总厚度控制在20nm左右。
为了改善电极注入电子能力，提高发光效率，Al层与有机发光层之间经常加入一层电子注入层LiF层，其厚度在0.1-1.0nm。
电极衬底可为Si衬底、金属薄片、ITO玻璃等，其有机发光层可为已有的任何结构，常用NPB(50nm)/AlQ(50nm)，按常规方法即可制备得到。
在使用时可以根据需要，在上述顶电极加上任何图形的模版。
所述顶出光电极的制备方法，包括如下步骤1)在衬底上制备有机发光层；2)在所述有机发光层上沉积金属铝；3)在所述金属铝层上沉积金属金。
在沉积Al层和Au层时，样品室的真空度在10-5托以上，所用设备可以是真空蒸发设备、测控溅射设备、电子(离子)束蒸发、固态源分子束外延设备等。
本发明的顶出光电极结构示意图如图1所示，其中A为含有Al/Au层的电极结构示意图，B为含有LiF/Al/Au的电极结构示意图，图中1为Au层；2为Al层；3为有机发光层；4为衬底；5为LiF层。
本发明用薄Al/Au层或LiF/Al/Au复合层作为顶出光电极的上电极材料，可以兼顾透光率、稳定性和低成本等要素。该薄层可以用普通的真空蒸镀方法(10-5托)来完成，电极透光率比薄Al/Ag层高约40-50％，而且外层的Au膜不像Ag膜那样易于被氧化，从而较好保证了器件的电稳定性和发光稳定性，同时又有较好的防止水汽透入有机层的作用。本发明的顶出光电极在无机薄膜和半导体发光，以及光电器件和光探测器等方面有广泛用途。
图1为顶出光电极的结构示意图具体实施方式
实施例1、制备具有Al/Au层的顶出光电极用真空热蒸发镀膜设备，在衬底上淀积有机发光层后，依次蒸镀铝和金，厚度分别为1.0和19.0nm，此为上电极(阴极)。要求真空度在10-7托以上，材料纯度在99.99％以上，所用衬底为Si衬底，其有机发光层为NPB(50nm)/AlQ(50nm)，按常规方法制备。此时透光率由金层的透光率决定，平均透光率约为40％，在520nm以前有更高的透光率。此方案更适用于短波长发光器件。
实施例2、制备具有Al/Au层的顶出光电极用真空热蒸发镀膜设备，在衬底上淀积有机发光层后，依次蒸镀铝和金，厚度分别为0.6和15.0nm。要求真空度10-6托以上，材料纯度在99.99％以上，所用电极衬底为金属薄片，其有机发光层为NPB(50nm)/AlQ(50nm)，按常规方法制备。此时透光率由金层和铝层共同决定，平均透光率约为30％，导电性能稳定。
实施例3、制备具有LiF/Al/Au层的顶出光电极用真空热蒸发镀膜设备，在衬底上淀积有机发光层后，依次蒸镀LiF、铝和金，厚度分别为0.1、15.0和3.0nm。真空度要求在10-5托以上，材料纯度均在99.99％以上，所用电极衬底为ITO玻璃，其有机发光层NPB(50nm)/AlQ(50nm)，按常规方法制备。此时透光率主要由铝层决定，平均透光率约为10％，导电性能稳定。
实施例4、制备具有LiF/Al/Au层的顶出光电极用真空热蒸发镀膜设备，在衬底上淀积有机发光层后，依次蒸镀LiF、铝和金，厚度分别为1.0、12.0和6.0nm。真空度要求在10-5托以上，材料纯度均在99.99％以上，所用电极衬底为Si衬底，其有机发光层为NPB(50nm)/AlQ(50nm)，按常规方法制备。此时透光率主要由铝层决定，平均透光率约为10％，导电性能稳定。
权利要求
1.一种顶出光电极，包括衬底和位于衬底上的有机发光层，其特征在于所述有机发光层上设有Al层，在所述Al层上设有Au层。
2.根据权利要求1所述的顶出光电极，其特征在于所述Al层厚度为0.6-15nm。
3.根据权利要求1所述的顶出光电极，其特征在于所述Au层厚度为3-20nm。
4.根据权利要求1或2或3所述的顶出光电极，其特征在于所述Al层和Au层的总厚度不大于20nm。
5.根据权利要求1或2或3所述的顶出光电极，其特征在于所述有机发光层和Al层之间还有LiF层。
6.根据权利要求5所述的顶出光电极，其特征在于所述LiF层厚度为0.1-1nm。
7.制备顶出光电极的方法，包括如下步骤1)在衬底上制备有机发光层；2)在所述有机发光层上沉积金属铝；3)在所述金属铝层上沉积金属金。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述金属铝层厚度为0.6-15nm；所述金属金层厚度为3-20nm。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于在沉积所述Al层之前先在有机发光层上沉积LiF层。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于所述LiF层厚度为0.1-1nm。
全文摘要
本发明公开了一种顶出光电极及其制备方法，涉及顶出光电致发光器件领域。本发明所提供的顶出光电极，包括衬底和位于衬底上的有机发光层，其特征在于所述有机发光层上还有Al层，和位于Al层上的Au层。本发明用薄Al/Au层或LiF/Al/Au复合层作为顶出光电极的上电极材料，可以兼顾透光率、稳定性和低成本等要素。该薄层可以用普通的真空蒸镀方法(10
文档编号H01L51/10GK1713408SQ20041004807
公开日2005年12月28日 申请日期2004年6月14日 优先权日2004年6月14日
发明者秦国刚, 冉广照, 乔永平, 张伯蕊, 徐爱国, 马国立, 陈娓兮 申请人:北京大学