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OLED器件中ITO阳极的修饰概况

张天一

【摘要】有机电致发光器件(OLED)目前在显示器应用方面已经达到了产业化.通过

阳极修饰提高载流子注入效率是提高器件效率和稳定性的有效手段.本文总结了等

离子体处理、UV紫外光处理、分子自组装修饰、引入缓冲层等4种OLED器件中

ITO阳极的修饰方法,并比较了每种方法的优缺点.同时本文还介绍了ITO阳极修饰

的研究现状,指出了ITO阳极修饰的现存问题和发展方向.

【期刊名称】《化工中间体》

【年(卷),期】2018(000)012

【总页数】2页(P147-148)

【关键词】有机电致发光器件;阳极修饰;功函数

【作者】张天一

【作者单位】北京交通大学附属中学北京100000

【正文语种】中文

【中图分类】T

1.前言

有机发光二极管（OLED）已经成为新一代的平板显示技术。它具有主动发光、驱

动电压低、响应速度快，柔性可弯曲，超轻，超薄等优点。OLED器件一般为多层

结构，其中包括阴极、阳极、电子传输层、空穴传输层和发光层。ITO同时具有透

光性高、电阻率低等优点，因此大多数的OLED器件均使用ITO作为阳极。

随着具有优异性能的有机材料的开发，有机电致发光器件得到了迅速的发展，并已

在显示器应用中实现工业化。然而，器件的效率和稳定性仍需要得到改善，这些都

与电荷的传输能力和电极的界面修饰有关。载体的注入效率直接决定了器件的发光

特性，因此通过电极修饰提高载体注入效率是一个研究热点。目前ITO阳极修饰

主要有等离子体处理、UV紫外光处理、分子自组装以及引入缓冲层等方法。本文

对OLED器件中ITO阳极修饰的方法和原理进行了介绍，比较了各自的优缺点，

并指出了ITO阳极修饰的现存问题和发展方向。

2.ITO阳极的修饰方法

OLED器件中ITO阳极的修饰方法主要有等离子体处理、UV紫外光处理、分子自

组装修饰、引入缓冲层等4种方法。

(1)等离子体处理

等离子体处理包括氧等离子体处理、CF3H等离子体处理、氩等离子体处理、氮等

离子体处理等。其中氧等离子体处理目前是最常用也是最简单有效的方法，其具体

方法将氧气引入到电感耦合或者电容耦合产生的射频能量场中，通过氧气电离而导

致等离子体的产生，提高ITO表面氧原子的含量。氧等离子体的组成相对复杂，

包括未被离子化的氧原子、氧分子和电离产生的氧离子以及混合的复合基团，可以

很容易地与其他原子反应形成新的价键或改变其他原子的键能。ITO的化学组成元

素是氧、铟、锡，被氧等离子气氛包围的ITO，其表面的铟和锡会与氧离子形成新

的价键，改变原始键能，并改善ITO的表面功函数。另外，氧等离子体的活性基

团还可以分解和除去ITO表面上的有机污染物等杂质。但这种方法受真空腔大小

的限制，能处理ITO表面的大小十分有限。

另一种比较常用的方法是CF3H等离子体处理，该方法是将三氟甲烷气体引入低

频能场中产生等离子体，进而在ITO的表面上进行聚合反应以形成氟取代的碳聚

合物膜CFx。形成的膜CFx膜有着低电阻率和高离解能的特性，不仅能防止铟原

子从ITO中扩散到活性有机层，还能够修饰ITO表面以提高空穴的注入效率。

(2)UV紫外光照法

UV紫外光处理以低压石英汞灯为激发源。空气在低压石英汞灯的照射下，产生少

量臭氧和氧等离子体，分解有机杂质。该方法操作简单，并且可以清洁ITO表面。

然而，这种方法对功函数的提升是有限的，并且长时间UV紫外光照射会对阳极

ITO表面的形态造成损坏，对形成后续平坦、致密的有机功能层薄膜造成不良影响。

鉴于上述缺点，2011年，M.G.Helander等人提出了UV紫外光照溶剂的处理方

法，其思路是将ITO阳极和溶剂共同密封在反应釜中进行UV紫外线处理。在处

理过程中，溶剂中产生了氯自由基Cl·，与ITO中的In具有价键作用，并且以In-

Cl的形式在ITO表面上形成一层氯单分子层。由于Cl和In的电负性之间差异较

大，因此氯单分子层的形成相当于是在界面处引入偶极层。该单分子层在表面上提

供了指向电极内部的微观电场，不但可以改善阳极ITO的表面功函数，还使得空

穴能够在该电场中更容易地注入空穴传输层，极大地降低了界面处的势垒并且促进

了器件中电子空穴的传输平衡。与传统的UV紫外光照法相比，这种添加溶剂的方

法可以使ITO阳极的表面功函数增加到6.1eV