[发明专利]有机或无机电致发光器件、器件阳极及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机或无机电致发光领域，具体涉及一种有机或无机薄膜光电子器件的纳米厚度多晶硅与金属硅化物复合薄膜作为透光阳极及其制备方法。

背景技术

目前的光电子器件发展非常迅速，有机电致发光器件开始进入商业化生产。电极性能对于光电子器件的作用十分重要，对于出光面的电极要求有优良的透光和导电性，有机电致发光器件阳极还需调节电极的电阻率，控制空穴电流满足载流子注入平衡的要求，获得高的发光效率。目前常用的ITO电极有良好的透光性和稳定性，但无法控制空穴注入电流，工艺相对复杂，成品也较高。P型单晶硅作为有机电致发光的阳极有许多优点，通过调节硅的电阻率可在大范围内控制空穴注入电流，但阳极衬底对可见光有强的吸收而导致发光效率的下降。纳米厚度多晶硅薄膜可大幅减少对可见光强吸收，但方块电阻太大，一般远大于10⁴Ω/□，导致串联电阻和损耗增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于有机发光二极管显示器等薄膜光电子器件的超薄阳极材料，以及这种薄膜阳极的制备方法。本发明薄膜阳极具备良好的导电性能、可见光波段低吸收、方块电阻可调、化学性质稳定、工艺简单、晶化温度低、材料和工艺成本均较低的特点。

本发明的技术方案如下：

一种有机或无机电致发光器件的阳极，其特征在于：所述阳极为多晶硅和金属硅化物的复合材料，该复合材料厚度为5nm-100nm。

所述复合材料可含有微量的金属元素。

一种有机或无机电致发光器件，包括阳极、发光层和阴极，其特征在于：所述阳极为多晶硅和金属硅化物的复合材料，该复合材料厚度为5nm-100nm。

器件的发光层为高分子化合物、金属配合物、小分子有机荧光化合物或磷光化合物的一种；阴极采用铝、钙、镁或其它低功函数金属，或这些低功函数金属与银、其它贵金属的合金。

在阳极和发光层之间，加入空穴传输层；或在阴极和发光层之间，加入电子传输层；或在阳极和发光层之间，加入空穴传输层，在阴极和发光层之间，加入电子传输层。

一种制备复合阳极材料的方法，其步骤如下：

1)在透明衬底上依次沉积金属和P型非晶硅各一层或多层；或把金属和P型非晶硅混合沉积为一层，所述金属对P型非晶硅的晶化有诱导作用；

2)在400℃-800℃氮气保护条件下，进行退火诱导晶化处理5-300分钟，形成P型多晶硅和金属硅化物复合材料。

步骤1)中所述沉积的金属层总厚度为1nm-10nm，P型非晶硅层总厚度为5nm-50nm。

步骤1)中所述金属与P型非晶硅的体积比从1∶100至75∶100。

所述金属包括但不限于Fe、Au、Ni、Al、Ti、Pt中的任意一种。

步骤1)中所述沉积采用物理气相沉积包括但不限于电子束蒸发、磁控溅射、激光束蒸发中的任意一种；或采用化学气相沉积包括但不限于化学气相沉积、等离子增强化学气相沉积中的任意一种。

上述用于可见光频段的薄膜光电子器件的多晶硅/金属硅化物复合阳极膜层，考虑透光率和导电性能，总厚度通常控制在20nm左右。

本发明的原理是，沉积在透明衬底上的金属与非晶硅在一定高温条件下化合，形成金属硅化物，随着金属中溶解的硅含量增加达到饱和，金属硅化物中的硅会析出结晶形成多晶硅，同时会有非晶硅继续溶入金属中再析出，使沉积的非晶硅薄膜逐步转化为多晶硅膜，晶化形成的多晶硅承担提供空穴的功能，为发光器件P型区域注入空穴。同时，退火晶化中形成的金属硅化物薄层可辅助电极的电流传导，在薄膜电极厚度非常薄时电流传导增强作用十分明显，大大减少电极的压降和损耗。20nm的多晶硅电极的方块电阻通常都超过10⁴Ω/□，复合阳极材料可远小于多晶硅阳极的电阻率，通常方块电阻可控制在1000Ω/□以下。

在复合阳极材料制备中，很大部分金属都转化为金属硅化物，也有少部分金属元素留在复合材料中，复合阳极中金属元素含量不超过整体复合阳极材料的10％。

如图1所示，多晶硅与硅化物复合阳极制备方法是在透明衬底上依次沉积金属和P型非晶硅各一层或多层；或把金属和P型非晶硅混合沉积为一层，通过选择诱导金属及改变金属与硅之间的成分比例和厚度，同时调整退火晶化的条件，方块电阻调节范围可以是30Ω/□到10⁴Ω/□。