專(zhuān)利名稱(chēng)：提高金屬電極反射率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電子技術(shù)領(lǐng)域，是一種金屬電極制備過(guò)程中，提高反射率的方法，適用于有機(jī)電致發(fā)光器件和有機(jī)發(fā)光二極管的制作。
有機(jī)電致發(fā)光器件或有機(jī)發(fā)光二極管是一種把電能直接轉(zhuǎn)化為光能的器件，它的一般結(jié)構(gòu)是三明治結(jié)構(gòu)。這種三明治結(jié)構(gòu)是在金屬陰極和一透明陽(yáng)極之間夾一層或多層有機(jī)薄膜，在電極間施加一定的電壓后，發(fā)光導(dǎo)薄膜就會(huì)發(fā)光。金屬陰極的作用，一是在陰陽(yáng)兩極間施加一定的電壓，向發(fā)光層薄膜注入電子，另一個(gè)是把發(fā)光層發(fā)出的光反射出來(lái)。對(duì)于象微型諧振腔這類(lèi)器件，不僅金屬陰極作為反射鏡，金屬陽(yáng)極也同樣是一個(gè)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(jī)電致發(fā)光金屬陰極一般用鎂、鎂銀、鋁等材料制作。眾所周知金屬銀薄膜電極的反射率，是在所有金屬里是最高的，但其功函數(shù)較高。在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，常用的有機(jī)電致發(fā)光鎂、鋁陰極的反射率，分別為89％和91％，這對(duì)發(fā)光效率，特別是微型諧振腔非常不利。
本發(fā)明利用光學(xué)反射膜的原理，制備具有低功函數(shù)，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(xué)薄膜，特別是光學(xué)反射膜，是利用透明介質(zhì)材料高低折射率相間的辦法來(lái)提高其反射率。透明介質(zhì)材料相間的周期數(shù)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(xué)厚度來(lái)表示，折射率乘以幾何厚度即是光學(xué)厚度。光學(xué)厚度要求非常嚴(yán)格，它必須等于某一波長(zhǎng)的四分之一。這樣在這一波長(zhǎng)附近的一個(gè)范圍內(nèi)，反射率會(huì)很高，理論上可達(dá)到百分之百。
在鍍制金屬反射鏡時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)膜層的反射率在開(kāi)始時(shí)增加，隨后下降，然后再開(kāi)始上升，直到最大值。前兩個(gè)階段非常類(lèi)似于鍍制高折射率材料的情況。蒸鍍高折射率時(shí)反射率開(kāi)始增加，達(dá)到1/4波長(zhǎng)光學(xué)厚度時(shí)，反射率達(dá)到極大值，然后開(kāi)始下降，達(dá)到1/2波長(zhǎng)光學(xué)厚度時(shí)，反射率達(dá)到最小。我們把鍍制金屬時(shí)反射率剛剛下降時(shí)的厚度定義為準(zhǔn)1/4波長(zhǎng)光學(xué)厚度，用它代替一層高折射率材料。
本發(fā)明是在透明基板上鍍金屬薄膜，該薄膜是透明導(dǎo)電膜，而且相當(dāng)于一層高折射率材料。在該透明導(dǎo)電膜上鍍低折射率材料膜。然后再鍍高、低折射率材料組合。最后鍍高折射率材料或金屬。上述過(guò)程可以寫(xiě)成(M/L)(H/L)(H/L)……(H/L)D或(M/L)(H/L)nD其中n為正整數(shù)，代表高、低折射率材料組合組數(shù)，(M/L)中的M為金屬透明導(dǎo)電膜，L為鍍?cè)贛上的低折射率材料；(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(fā)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(fā)明的金屬透明導(dǎo)電膜M的光學(xué)厚度，是準(zhǔn)1/4λ波長(zhǎng)，高折射率材料H、低折射率材料L的光學(xué)厚度是1/4光波長(zhǎng)。
本發(fā)明的金屬透明導(dǎo)電膜M，為Ag、Li、Li合金、Al等，其光學(xué)厚度約為5nm～20nm。
本發(fā)明的D為金屬時(shí)，厚度在50nm以上。D一般是金屬Ag、Al等。
本發(fā)明采用光學(xué)反射膜原理，設(shè)計(jì)出制備金屬電極的方法。用本發(fā)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為采用本發(fā)明制作的電極，反射率同波長(zhǎng)的關(guān)系圖。從圖中可以看出，對(duì)波長(zhǎng)在500nm左右的光，金屬電極的反射率在95％以上。
下面用一個(gè)具體實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
在制備有機(jī)發(fā)光二極管的過(guò)程中，制作金屬陰極時(shí)，是在有機(jī)薄膜鍍完后，用光學(xué)鍍膜的辦法鍍制金屬陰極。先鍍第一層Ag透明導(dǎo)電膜，它的厚度是反射帶的中心波長(zhǎng)的四分之一光學(xué)厚度，約10nm～20nm。然后鍍高反射膜的低折射率材料MgF2。最后鍍高折射率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。這里鍍第一層金屬Ag時(shí)，速度要慢一些，在反射率升高后突然降低時(shí)，立刻停止鍍金屬膜。圖2為本實(shí)施例測(cè)出的反射率同波長(zhǎng)的關(guān)系圖。從圖中可以看出對(duì)500nm的光反射率為97％以上。
權(quán)利要求
1.一種提高金屬電極反射率的方法，利用光學(xué)反射膜的原理，鍍制具有低功函數(shù)，高反射率的金屬電極，其特征是在透明基板上鍍金屬透明導(dǎo)電薄膜，在該薄膜上鍍具有高反射的低折射率材料膜，然后鍍高、低折射率材料組合，最后鍍高折射率材料或金屬，上述過(guò)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(shù)，代表高低折射率材料組合組數(shù)，(M/L)中的M為金屬透明導(dǎo)電膜，L為鍍?cè)贛上的低折射率材料；(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(dǎo)電膜M，光學(xué)厚度是準(zhǔn)1/4波長(zhǎng)，高折射率材料H、低折射率材料L的光學(xué)厚度是1/4波長(zhǎng)，D為金屬時(shí)，厚度在50nm以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高金屬電極反射率的方法，其特征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(jù)權(quán)利要求2所述的提高金屬電極反射率的方法，其特征是金屬透明導(dǎo)電膜M為Ag、Li、Li合金、Al等，其光學(xué)厚度為5nm～20nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高金屬電極反射率的方法，其特征是高折射率材料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(fā)明屬于光電子技術(shù)是一種提高金屬電極反射率的方法。本發(fā)明利用光學(xué)反射膜原理,制備具有低功函數(shù),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;然后鍍高、低折射率材料組合;最后鍍高折射率材料或金屬。本發(fā)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(dá)到95%以上。
文檔編號(hào)H05B33/24GK1367539SQ0111118
公開(kāi)日2002年9月4日 申請(qǐng)日期2001年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月9日
發(fā)明者初國(guó)強(qiáng), 劉星元, 劉云, 王立軍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所