[发明专利]用于有机发光二极管和太阳能器件的透明导电氧化物涂层

说明书

用于有机发光二极管(OLED)的透明导电氧化物(TCO)电极具有结晶材料的第一层和非晶材料的第二层。该第二层的材料可包括一种或多种掺杂剂材料。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年3月12日提交的美国临时申请No.61/777,251的优先 权，在此通过引用将其整体并入本文。

发明背景

技术领域

本发明大体涉及有机发光二极管、太阳能或光伏(PV)电池，和更特别地， 涉及用于提供改善的制造和操作性能的这种太阳能器件的电极结构。

技术上的考虑

有机发光二极管(OLED)是具有纳入有机化合物的发射性电致发光层的发光 器件。有机化合物响应于电流发光。通常，有机半导体材料的发射层位于两个 电极(阳极和阴极)之间。在许多常规OLED中，阴极通常是不透明金属层和阳极 由透明导电氧化物(TCO)层形成。阳极是透明的以允许光离开OLED。当电流通 过阳极和阴极之间时，有机材料发出光。OLED被用在很多应用中，诸如电视屏 幕、计算机监视器、移动电话、PDA、手表、照明设备和各种其他电子器件。

光伏太阳能电池原理上是发光二极管的对应体。此处，半导体器件吸收光 能(光子)并将该能量转换成电。与OLED相似，太阳能电池通常纳入了TCO电极。

在OLED和太阳能电池这两者中，TCO电极应具有某些特性。例如，TCO电 极应具有高可见光透射率。而且，TCO电极应具有低的薄层电阻(高电导率)。 通常可通过使用由导电材料掺杂的氧化物涂层实现TCO电导率。掺杂剂水平越 高，则薄层电阻越低。然而，增加掺杂剂水平会降低可见光透射率。

由于结晶材料倾向于比非晶材料更易导电且与非晶材料相比还需要较低的 “启动电压”，因此TCO通常是结晶材料。然而，结晶材料的问题在于，归因于 它们的结晶结构，它们的表面粗糙度高于非晶材料的表面粗糙度。如果该表面粗糙度过高，则结晶TCO阳极的晶体能经由OLED器件的其它层延伸并且可以接触阴极，引起电短路。

因此，有利的是提供一种电极结构，其与OLED或者太阳能电池一起使用， 有助于减少电短路的可能性和/或降低器件的启动电压和/或保持所需水平的导 电率。

发明内容

发光器件包括基底、发射层、第一电极和第二电极。第一和第二电极中的 至少之一包括复合TCO电极，其包括包含结晶材料的第一层和包含非晶材料的 第二层。

另一发光器件包括基底、发射层、第一电极和第二电极。第一和第二电极 中的至少之一包括复合TCO电极，其包括包含氧化物材料的第一层、任选的包 含金属材料的第二层和包含氧化物材料的第三层。

第一和第三层的氧化物材料独立选自Zn、Fe、Mn、Al、Ce、Sn、Sb、Hf、 Zr、Ni、Zn、Bi、Ti、Co、Cr、Si、In或者这些材料中两种或更多种的合金的 一种或多种氧化物，诸如锡酸锌。第一和/或第三层可以是掺杂的或者是非掺杂 的。

在本发明的一方面中，第二层不存在，第一层包括掺杂的氧化物材料，和 第三层包括钒掺杂的氧化铟。

在本发明的另一方面中，第一层包括锌掺杂的氧化铟，第二层是存在的， 和第三层包括锌掺杂的氧化铟。

在本发明的另一方面中，第一层包括掺杂的氧化物，第二层是存在的，第 三层包括钛，和复合TCO电极还包括在第三层上的第四层，并且第四层包括氧 化物材料或者掺杂的氧化物材料。

在本发明的另一方面中，第一层包括IZO和/或第二层包括银和/或第四层 包括氧化锌和/或第五层存在于第四层上，并且第五层包括IZO。

复合TCO电极可包括包含掺杂的氧化物的第一层；包含金属材料的第二层； 和包含IZO的第三层，其中IZO沉积为两层，并且底层在比顶层更高的氧气气 氛下沉积。