CN105405984B - 一种电极及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明所述的电极，包括由若干银线排布形成的银线层，由于由纳米级的银线形成的银线层具有雾度(haze)，而雾度是偏离入射光2.5°角以上的透射光强占总透射光强的百分数，即，所述电极还具有散射性能。这就使得所述电极在充当导电层的同时还具有光取出功能，应用于器件中时，不仅能够有效提高器件的光输出效率，而且结构简单，能有效简化器件结构。本发明所述的电极的制备方法，工艺成熟、造成成本低廉，有效提高了产品良率，降低了生产成本。本发明所述的有机电致发光器件，使用所述电极，不但结构简单、成本低廉，而且具有优异的发光性能。
Description
技术领域
本发明涉及有机电致发光领域，具体涉及一种电极及其制备方法与应用。
背景技术
有机电致发光器件(英文全称为Organic Light Emitting Device，简称为OLED)作为下一代照明和显示技术，具有色域宽、响应快、广视角、无污染、高对比度、平面化等优点。
典型的有机电致发光器件一般包括透明基板、第一透明电极、第二电极、以及设置在两个电极间的有机发光层，由于各层材料的折射率不容易相匹配，极易造成光线的层间反射，使得发光层发出的光大部分被限制在器件中。如空气的折射率近似为1，玻璃的折射率一般为1.5，设置在有机发光层两侧的各有机功能层为1.7～1.8，当光束从高折射率材料到达低折射率材料时，大于临界角的光束就会在界面发生全反射，被反射回的光将在各功能层之间来回反射、折射，最终消耗在器件内部无法被取出应用。研究表明，有机电致发光器件实际发出到空气中的光输出效率只有20％左右，有80％的光束被限制或消耗在器件内部。如何提高限制在有机电致发光器件内部的光束将是提高有机电致发光器件效率和寿命的关键技术。
针对不同的光限制机制，已经发展了多种方法提高有机电致发光器件的光取出效率。如：Journal Of Applied Physics(译为：应用物理)杂志在2002年91卷3324页报道了一篇文章《Improved light out-coupling in organic light emitting diodes employingordered microlens arrays》(译为：通过微透镜阵列改善有机发光二极管中的光输出耦合)，通过在透明玻璃基板上设置有序的微透镜阵列，通过折射改变全反射光束的光路，可使器件的出光输出效率比未设置微透镜阵列的器件高出1.5倍。中国专利文献CN100588302C公开了一种有机电致发光显示装置，该器件通过设置高折射率层，将光分配集中在高折射率层上避免由于第一透明电极造成的光损耗，并且通过增加在衍射光栅层的光，分配最大化光耦合效率。这些方法虽然具有较好的光取出效果，但是微透镜阵列以及高折射率玻璃制造技术难度大、成本高；衍射光栅制作工艺复杂，均不适合量产。
发明内容
为此，本发明所要解决的是现有光取出结构工艺难度大、制造成本高的问题，从而提供一种能有效改善器件光取出效率的电极及其制备方法与应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明所述的一种电极，包括由若干银线排布形成的银线层，所述银线的直径为20nm-500nm，长度为10μm-200μm。
所述银线交叉形成网状结构。
所述银线层的雾度为0.1％-30％。
所述银线层还掺杂有载流子注入材料。
所述银线层还掺杂有散射粒子。
所述散射粒子为二氧化硅及其胶体、二氧化钛、二氧化锆、铟锡氧化物、三氧化二砷以及氧化铝中的至少一种；所述散射粒子的粒径为50nm-800nm。
所述的电极，还包括层叠设置在所述银线层上的透明导电层，所述透明导电层的厚度为100nm-200nm。
本发明所述的电极的制备方法，包括如下步骤：
配置包括银线的银浆；
形成由若干银线排布形成的银线层。
所述银浆掺杂有载流子注入材料和/或散射粒子；所述银线层通过涂布、刻蚀工艺制备，或者通过打印工艺制备。
本发明所述的一种有机电致发光器件，包括所述的电极。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
1、本发明所述的电极，包括由若干银线排布形成的银线层，由于由纳米级的银线形成的银线层具有雾度(haze)，而雾度是偏离入射光2.5°角以上的透射光强占总透射光强的百分数，即，所述电极还具有散射性能。这就使得所述电极在充当导电层的同时还具有光取出功能，应用于器件中时，不仅能够有效提高器件的光输出效率，而且结构简单，能有效简化器件结构。
2、本发明所述的电极的制备方法，工艺成熟、造成成本低廉，有效提高了产品良率，降低了生产成本。
3、本发明所述的有机电致发光器件，使用所述电极，不但结构简单、成本低廉，而且具有优异的发光性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”或“设置在”另一元件“上”时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。
实施例1
本实施例提供一种电极，为由若干银线排布形成的银线层，雾度为5％、厚度为1500nm。所述银线的直径为200nm，长度为100μm，所述银线交叉形成网状结构。
所述的电极的制备方法，包括如下步骤：
S1、配置银浆：将直径200nm，长度100μm的银线与成膜树脂混合，其中，银线的质量百分比为70％；混合均匀后形成银浆。
S2、通过旋转涂布形成银浆层、干燥后通过刻蚀工艺图案化形成由若干银线排布形成的银线层，即得所述电极。
所述成膜树脂选自但不限于双酚A型环氧树脂、聚丙烯酸树脂、酚醛树脂等，均可以实现本发明的目的，属于本发明的保护范围，本实施例优选为双酚A型环氧树脂。
实施例2
本实施例提供一种电极，为由若干银线排布形成的银线层，雾度为1％、厚度为1500nm。所述银线的直径为200nm，长度为100μm，所述银线交叉形成网状结构。
作为本发明优选实施例，所述银线层还掺杂有载流子注入材料，所述载流子注入材料选自但不限于现有技术中具有载流子注入性能的材料以及未开发出的具有载流子注入性能的材料中的至少一种。本实施例中，所述载流子注入材料优选为3,4-乙撑二氧噻吩的聚合物(PEDOT)。
所述的电极的制备方法，包括如下步骤：
S1、配置银浆：将直径200nm，长度200μm的银线、双酚A型环氧树脂以及PEDOT混合，银线、树脂、PEDOT的质量比为3:5:2，混合均匀后形成银浆。
S2、通过喷墨打印工艺形成由若干银线排布形成的银线层。
实施例3
本实施例提供一种电极，其结构与制备方法同实施例2，不同是雾度为5％。
实施例4
本实施例提供一种电极，为由若干银线排布形成的银线层，雾度为5％、厚度为1500nm。所述银线的直径为200nm，长度为100μm，所述银线交叉形成网状结构。
作为本发明优选实施例，所述银线还掺杂有散射粒子，所述散射粒子为二氧化硅及其胶体、二氧化钛、二氧化锆、铟锡氧化物、三氧化二砷以及氧化铝中的至少一种。本实施例中，所述散射粒子优选为粒径为100nm的二氧化钛粒子。
所述的电极的制备方法，包括如下步骤：
S1、配置银浆：将直径200nm，长度100μm的银线、双酚A型环氧树脂以及二氧化钛粒子混合，银线、成膜树脂、二氧化钛粒子的质量比为5:3:2，混合均匀后形成银浆。
S2、通过旋转涂布、刻蚀工艺形成由若干银线排布形成的银线层。
实施例5
本实施例提供一种电极，为由若干银线排布形成的银线层，雾度为5％、厚度为1500nm。所述银线的直径为200nm，长度为100μm，所述银线交叉形成网状结构。
作为本发明优选实施例，所述银线还掺杂有散射粒子和载流子注入材料，所述散射粒子为二氧化硅及其胶体、二氧化钛、二氧化锆、铟锡氧化物、三氧化二砷以及氧化铝中的至少一种；所述载流子注入材料选自但不限于现有技术中具有载流子注入性能的材料以及未开发出的具有载流子注入性能的材料中的至少一种。本实施例中，所述散射粒子优选为粒径为100nm的二氧化钛粒子，所述载流子注入材料优选为3,4-乙撑二氧噻吩的聚合物(PEDOT)。
所述的电极的制备方法，包括如下步骤：
S1、配置银浆：将直径200nm，长度100μm的银线、双酚A型环氧树脂、PEDOT以及二氧化钛粒子混合，银线、树脂、PEDOT、二氧化钛粒子的质量比为3:3:2:2，混合均匀后形成银浆。
S2、通过旋转涂布、刻蚀工艺形成由若干银线排布形成的银线层。
实施例6
本实施例提供一种电极，其结构与制备方法同实施例2，不同的是，所述电极还包括形成在所述银线层上的透明导电层，所述透明导电层的厚度为100nm～200nm。作为本发明的优选实施例，所述透明导电层为铟锡氧化物(ITO)层，厚度为150nm。
实施例7
本实施例提供一种电极，其结构与制备方法同实施例1，不同是：所述银线层的厚度为100nm，所述银线直径为20nm，长度为10μm，雾度为30％。
实施例8
本实施例提供一种电极，其结构与制备方法同实施例4，不同是：所述银线层的厚度为2000nm，所述银线直径为500nm，长度为10μm，雾度为0.1％。所述散射粒子为粒径为800nm二氧化硅。
实施例9
本实施例提供一种电极，其结构与制备方法同实施例4，不同是所述银线直径为500nm，长度为200μm，雾度为15％；所述散射粒子为粒径为50nm铟锡氧化物(ITO)。制备方法中，银线、成膜树脂、二氧化钛粒子的质量比为5:4:1。
实施例10
本实施例提供一种电极，其结构与制备方法同实施例6，不同是：所述透明导电层为厚度为100nm的银层。
实施例11
本实施例提供一种电极，其结构与制备方法同实施例6，不同是：所述透明导电层为厚度为ITO层(60nm)/银层(80nm)/ITO层(60nm)形成的堆叠结构。
实施例12
本实施例提供一种有机电致发光器件，所述器件结构为层叠设置的：第一电极层、空穴传输层、第一发光层、第二发光层、电子传输层、电子注入层和第二电极。
其中，所述第一电极为实施例2中所述的电极；
所述空穴传输层为厚度为20nm的4,4',4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA)；
所述第一发光层为4,4'-二(9-咔唑)联苯(CBP)与1,4,7,10-四叔丁基二萘嵌苯(TBPe)的掺杂层，所述CBP为主体材料，TBPe为蓝光客体材料，客体材料掺杂比为5wt％，厚度为20nm；
所述第二发光层为4,4'-二(9-咔唑)联苯(CBP)与Ir(piq)3的掺杂层，所述CBP为主体材料，Ir(piq)3为绿色磷光客体材料，客体材料掺杂比为3wt％，厚度为30nm；
所述电子传输层为厚度为30nm的红菲绕啉(Bphen)层；
所述电子注入层为厚度为1nm的LiF层；
所述第二电极为厚度为150nm的Ag层。
所述有机电致发光器件的制备方法同现有技术，所述有机电致发光器件的器件结构不限于此，现有技术中所有的有机电致发光器件结构均可以实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。
实施例13
本实施例提供一种有机电致发光器件，其结构与制备方法同实施例12，不同是：所述第一电极为实施例5中所述的电极。
实施例14
本实施例提供一种有机电致发光器件，其结构与制备方法同实施例12，不同是：所述第一电极为实施例6中所述的电极。
对比例
本实施例提供一种有机电致发光器件，其结构与制备方法同实施例12，不同是：所述第一电极为厚度为200nm的铟锡氧化物(ITO)层。
对实施例12-14，对比例中的有机电致发光器件进行性能测试，测试结果如下表所示：
由上述测试结果可知，本发明所述的电极不但能够有效降低启动电压，而且还能大幅提高有机电致发光器件的电流效率和流明效率，赋予所述有机电致发光器件优异的发光性能。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种电极，其特征在于，包括由若干银线排布形成的银线层和层叠设置在所述银线层上透明导电层；
所述银线的直径为20nm-500nm，长度为10μm-200μm，所述银线层的厚度为100nm-2000nm；
所述银线层还掺杂PEDOT，所述银线和所述PEDOT的质量比为3:2；
所述透明导电层的厚度为100nm-200nm，所述透明导电层为堆叠结构、ITO层、银层中的一种，所述堆叠结构为依次层叠设置的ITO层、银层、ITO层。
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述银线交叉形成网状结构。
3.根据权利要求1或2所述的电极，其特征在于，所述银线层的雾度为0.1%-30%。
4.根据权利要求1或2所述的电极，其特征在于，所述银线层还掺杂有散射粒子。
5.根据权利要求4所述的电极，其特征在于，所述散射粒子为二氧化硅及其胶体、二氧化钛、二氧化锆、铟锡氧化物、三氧化二砷以及氧化铝中的至少一种；所述散射粒子的粒径为 50nm-800nm。
6.一种权利要求 1-5 任一所述的电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
配置包括银线的银浆；
形成由若干银线排布形成的银线层。
7.根据权利要求 6 所述的电极的制备方法，其特征在于，所述银浆掺杂有PEDOT和/或散射粒子；所述银线层通过涂布、刻蚀工艺制备，或者通过打印工艺制备。
8.一种有机电致发光器件，其特征在于，包括权利要求 1-5 任一所述的电极。
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