吉大段羽Advanced Optical Materials：接触简并实现碱土金属透明电极

引言

信息产业的不可阻挡的发展正在推动对高密度信息的强烈需求，目前基于透明有机发光二极管（OLED）的各类商业化产品已经较为普遍，但在平板显示器中，受限于屏幕尺寸，如何提高显示密度俨然已成为一个商业化瓶颈。此时，增强现实技术（AR）提供一个同时从不同媒体接收信息的机会，例如通过透明显示器。透明显示技术作为AR技术的核心。在各种各样的器件结构中，透明OLED由于其有机组件的高亮度、高效率和自然透明性脱颖而出，但其有机功能层的脆弱性限制了透明阴极的制备。如何在电极制备工艺、光电性能、稳定性以及表面功函数之间取舍，似乎成为了制备透明阴极必须面对的一个难题。而新的能级调节机制的提出，为透明导电阴极的制备提供了一种思路。

成果简介

近日，吉林大学段羽教授、白福全团队与意大利萨伦托大学Marco Mazzeo教授团队合作，利用原子层沉积技术，在低温、低放射性的条件下沉积超薄氧化锌薄膜并制备出高透明的ZnO/Ca/Al₂O₃（ZCA）阴极。得益于接触简并现象，超薄氧化锌的沉积既保护了脆弱的超薄钙层，同时也获得了保持3.31ev的低功函数的透明阴极。ZCA优异的光电特性使得利用其制备的oled在保证高透过率的前提下（可见光范围内，透过率接近90%），绿光、黄光、蓝光外部量子效率分别达到22.7%、19.3%和17.9%，同时也实现了发射光的平衡。这种能级保持和敏感层保护策略为防止OLED制备过程中因材料相互作用而引起的性能退化提供了广阔的应用前景。相关成果以题为“Highly Conductive Alkaline-Earth Metal Electrodes: The Possibility of Maintaining Both Low Work Function and Surface Stability for Organic Electronics”发表在了Advanced Optical Materials 杂志上。这一种新型复合电极也为OLED的进一步发展提供了更广阔的思路。

图文导读

图1.ZCA电极性能表征及透明OLED示意图

图2.透明OLED能级图及ZCA电极中ZnO和Ca接触后的能级分布

图3.ZCA电极ZnO/Ca界面附近的WF计算以及机理解析

图4.利用ZCA电极制备的红蓝绿三色OLED的性能表征及分析

论文地址：

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

本文由吉林大学段羽教授团队投稿。