吉大段羽Advanced Optical Materials：接觸簡并實現堿土金屬透明電極

引言

信息產業的不可阻擋的發展正在推動對高密度信息的強烈需求，目前基于透明有機發光二極管（OLED）的各類商業化產品已經較為普遍，但在平板顯示器中，受限于屏幕尺寸，如何提高顯示密度儼然已成為一個商業化瓶頸。此時，增強現實技術（AR）提供一個同時從不同媒體接收信息的機會，例如通過透明顯示器。透明顯示技術作為AR技術的核心。在各種各樣的器件結構中，透明OLED由于其有機組件的高亮度、高效率和自然透明性脫穎而出，但其有機功能層的脆弱性限制了透明陰極的制備。如何在電極制備工藝、光電性能、穩定性以及表面功函數之間取舍，似乎成為了制備透明陰極必須面對的一個難題。而新的能級調節機制的提出，為透明導電陰極的制備提供了一種思路。

成果簡介

近日，吉林大學段羽教授、白福全團隊與意大利薩倫托大學Marco Mazzeo教授團隊合作，利用原子層沉積技術，在低溫、低放射性的條件下沉積超薄氧化鋅薄膜并制備出高透明的ZnO/Ca/Al₂O₃（ZCA）陰極。得益于接觸簡并現象，超薄氧化鋅的沉積既保護了脆弱的超薄鈣層，同時也獲得了保持3.31ev的低功函數的透明陰極。ZCA優異的光電特性使得利用其制備的oled在保證高透過率的前提下（可見光范圍內，透過率接近90%），綠光、黃光、藍光外部量子效率分別達到22.7%、19.3%和17.9%，同時也實現了發射光的平衡。這種能級保持和敏感層保護策略為防止OLED制備過程中因材料相互作用而引起的性能退化提供了廣闊的應用前景。相關成果以題為“Highly Conductive Alkaline-Earth Metal Electrodes: The Possibility of Maintaining Both Low Work Function and Surface Stability for Organic Electronics”發表在了Advanced?Optical?Materials?雜志上。這一種新型復合電極也為OLED的進一步發展提供了更廣闊的思路。

圖文導讀

圖1.ZCA電極性能表征及透明OLED示意圖

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圖2.透明OLED能級圖及ZCA電極中ZnO和Ca接觸后的能級分布

圖3.ZCA電極ZnO/Ca界面附近的WF計算以及機理解析

圖4.利用ZCA電極制備的紅藍綠三色OLED的性能表征及分析

論文地址：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adom.202000206

本文由吉林大學段羽教授團隊投稿。