提高金屬電極反射率的方法
2023-04-23 21:26:51
專利名稱：提高金屬電極反射率的方法
技術領域：
本發明屬於光電子技術領域，是一種金屬電極製備過程中，提高反射率的方法，適用於有機電致發光器件和有機發光二極體的製作。
有機電致發光器件或有機發光二極體是一種把電能直接轉化為光能的器件，它的一般結構是三明治結構。這種三明治結構是在金屬陰極和一透明陽極之間夾一層或多層有機薄膜，在電極間施加一定的電壓後，發光導薄膜就會發光。金屬陰極的作用，一是在陰陽兩極間施加一定的電壓，向發光層薄膜注入電子，另一個是把發光層發出的光反射出來。對於象微型諧振腔這類器件，不僅金屬陰極作為反射鏡，金屬陽極也同樣是一個反射鏡，因此，金屬電極不僅要有較高的電子注入效率，而且要有高的反射率。
有機電致發光金屬陰極一般用鎂、鎂銀、鋁等材料製作。眾所周知金屬銀薄膜電極的反射率，是在所有金屬裡是最高的，但其功函數較高。在可見光範圍內，常用的有機電致發光鎂、鋁陰極的反射率，分別為89％和91％，這對發光效率，特別是微型諧振腔非常不利。
本發明利用光學反射膜的原理，製備具有低功函數，較大的反射率金屬電極，目的是提供一種具有提高金屬電極反射率的方法。
光學薄膜，特別是光學反射膜，是利用透明介質材料高低折射率相間的辦法來提高其反射率。透明介質材料相間的周期數越多，反射率越大；相間之間折射率差越大，反射率越高。每層的厚度一般用光學厚度來表示，折射率乘以幾何厚度即是光學厚度。光學厚度要求非常嚴格，它必須等於某一波長的四分之一。這樣在這一波長附近的一個範圍內，反射率會很高，理論上可達到百分之百。
在鍍制金屬反射鏡時，經常出現膜層的反射率在開始時增加，隨後下降，然後再開始上升，直到最大值。前兩個階段非常類似於鍍制高折射率材料的情況。蒸鍍高折射率時反射率開始增加，達到1/4波長光學厚度時，反射率達到極大值，然後開始下降，達到1/2波長光學厚度時，反射率達到最小。我們把鍍制金屬時反射率剛剛下降時的厚度定義為準1/4波長光學厚度，用它代替一層高折射率材料。
本發明是在透明基板上鍍金屬薄膜，該薄膜是透明導電膜，而且相當於一層高折射率材料。在該透明導電膜上鍍低折射率材料膜。然後再鍍高、低折射率材料組合。最後鍍高折射率材料或金屬。上述過程可以寫成(M/L)(H/L)(H/L)……(H/L)D或(M/L)(H/L)nD其中n為正整數，代表高、低折射率材料組合組數，(M/L)中的M為金屬透明導電膜，L為鍍在M上的低折射率材料；(H/L)為高、低折射率材料組合，H為高折射率材料，L為低折射率材料；D為高折射率材料或金屬。
本發明所述的高折射率材料是指折射率n＞1.85的材料，如ZnS、TiO2、ZrO2或TiO2和ZrO2的混合物等，低折射率材料是指折射率n＜1.65的材料，如MgF2、SiO2、Al2O3等。
本發明的金屬透明導電膜M的光學厚度，是準1/4λ波長，高折射率材料H、低折射率材料L的光學厚度是1/4光波長。
本發明的金屬透明導電膜M，為Ag、Li、Li合金、Al等，其光學厚度約為5nm～20nm。
本發明的D為金屬時，厚度在50nm以上。D一般是金屬Ag、Al等。
本發明採用光學反射膜原理，設計出製備金屬電極的方法。用本發明可以在保證電極的電子注入的情況下，提高電極的反射率。附
圖1為採用本發明製作的電極，反射率同波長的關係圖。從圖中可以看出，對波長在500nm左右的光，金屬電極的反射率在95％以上。
下面用一個具體實例進一步說明本發明。
在製備有機發光二極體的過程中，製作金屬陰極時，是在有機薄膜鍍完後，用光學鍍膜的辦法鍍制金屬陰極。先鍍第一層Ag透明導電膜，它的厚度是反射帶的中心波長的四分之一光學厚度，約10nm～20nm。然後鍍高反射膜的低折射率材料MgF2。最後鍍高折射率ZnS和低折射率材料MgF2組合，和高折射率材料ZnS。可表示為(Ag/MgF2)(ZnS/MgF2)(ZnS/MgF2)(ZnS/MgF2)ZnS，為九層膜。這裡鍍第一層金屬Ag時，速度要慢一些，在反射率升高後突然降低時，立刻停止鍍金屬膜。圖2為本實施例測出的反射率同波長的關係圖。從圖中可以看出對500nm的光反射率為97％以上。
權利要求
1.一種提高金屬電極反射率的方法，利用光學反射膜的原理，鍍制具有低功函數，高反射率的金屬電極，其特徵是在透明基板上鍍金屬透明導電薄膜，在該薄膜上鍍具有高反射的低折射率材料膜，然後鍍高、低折射率材料組合，最後鍍高折射率材料或金屬，上述過程可表示成(M/L)(H/L)(H/L)……(H/L)D或(M/L)(H/L)nD其中n為正整數，代表高低折射率材料組合組數，(M/L)中的M為金屬透明導電膜，L為鍍在M上的低折射率材料；(H/L)為高、低折射率材料組合，H為高折射率材料，L為低折射率材料，D為高折射率材料或金屬；金屬透明導電膜M，光學厚度是準1/4波長，高折射率材料H、低折射率材料L的光學厚度是1/4波長，D為金屬時，厚度在50nm以上。
2.根據權利要求1所述的提高金屬電極反射率的方法，其特徵是所述的高折射率材料H的折射率n＞1.85，低折射率材料L的折射率n＜1.65。
3.根據權利要求2所述的提高金屬電極反射率的方法，其特徵是金屬透明導電膜M為Ag、Li、Li合金、Al等，其光學厚度為5nm～20nm。
4.根據權利要求2所述的提高金屬電極反射率的方法，其特徵是高折射率材料H是ZnS、TiO2、ZrO2，或TiO2和ZrO2混合物，和低折射率材料L是MgF2、SiO2、Al2O3。
全文摘要
本發明屬於光電子技術是一種提高金屬電極反射率的方法。本發明利用光學反射膜原理,製備具有低功函數,高反射率的金屬電極。具體作法是,在透明基板上鍍金屬薄膜,再鍍上低折射率材料膜;然後鍍高、低折射率材料組合;最後鍍高折射率材料或金屬。本發明在保證電極的電子注入的情況下,可以有效地提高電極的反射率,使其達到95%以上。
文檔編號H05B33/24GK1367539SQ0111118
公開日2002年9月4日 申請日期2001年4月9日 優先權日2001年4月9日
發明者初國強, 劉星元, 劉雲, 王立軍 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所