CN108281561B - 一种电极及应用其的有机电致发光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及有机电致发光领域，所述的一种电极，包括层叠设置的第一膜层、第二膜层以及第三膜层，第一膜层是功函数不小于4.2eV的导电层，第二膜层为电子传输材料层，第三膜层的功函数小于3eV。申请人通过研究发现，多层复合电极结构能够有效提高电极的稳定性，从而提高了器件的寿命。同时，第二膜层和第三膜层共同形成电荷生成层(charge generation layer)，使得产生的电子和空穴分别注入电子传输层和第一膜层，能够有效辅助电子注入，提高了器件的效率。

Description

一种电极及应用其的有机电致发光器件
技术领域
本发明涉及有机电致发光领域，具体涉及一种反射电极及应用其的有机电致发光器件。
背景技术
有机发光二极管(英文全称为Organic Light-Emitting Diode，简称为OLED)是主动发光器件。相比现有平板显示技术中薄膜晶体管液晶显示器(英文全称Liquid CrystalDisplay，简称LCD)、等离子体显示面板(英文全称Plasma Display Panel,简称PDP)，使用有机发光二极管的有机发光显示装置具有高对比度、广视角、低功耗、体积更薄等优点，有望成为下一代主流平板显示技术，是目前平板显示技术中受到关注最多的技术之一。
OLED器件主要包括层叠设置的阳极、有机发光层和阴极。为提高电子的注入效率，OLED阴极应该选用功函数尽可能低的金属材料，因为电子的注入比空穴的注入难度大，金属功函数的大小严重的影响着OLED器件的发光效率和使用寿命，金属功函数越低，电子注入就越容易，发光效率就越高；此外，功函数越低，有机/金属界面势垒越低，工作中产生的焦耳热就会越少，器件寿命就会有较大的提高。
然而，低功函数的单层金属阴极，如Al、Mg、Ca等，在空气中很容易被氧化，致使器件不稳定、使用寿命缩短。而蒸镀合金阴极时，少量化学性质活泼的金属会优先扩散到单一金属薄膜的缺陷中，使整个阴极层变得稳定。因此一般选择合金做阴极来避免阴极层不稳定的问题。
在实际应用中，参与阴极合金的碱金属仍会与空气中的水氧反应，降低器件的出光率。同时碱金属容易扩散至发光层，导致发光猝灭。而且，碱土金属的消光系数比较高，影响电极的透光率。
发明内容
为此，提供一种性能稳定、透光率高的电极及应用其的有机发光器件。
本发明采用的技术方案如下：
本发明所述的一种电极，包括层叠设置的第一膜层、第二膜层以及第三膜层，所述第一膜层是功函数不小于4.2eV的导电层，所述第二膜层为电子传输材料层，所述第三膜层的功函数小于3eV。
可选地，所述第三膜层为稀土金属、稀土金属化合物、稀土金属合金中的至少一种形成的单层或多层复合结构。
可选地，所述第三膜层为稀土金属层。
可选地，所述稀土金属层中稀土金属为镧系金属。
可选地，所述电子传输材料层由Bebq2(双(10-羟基苯并[H]喹啉)铍)、Bphen(4,7-二苯基-1,10-菲啰啉)、DPyPA(9,10-二(3-(3-吡啶)苯基)蒽)、Tm3PyPb(1,3,5-三[(3-吡啶基)-3-苯基]苯)、BCP(2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲)中的至少一种制得。
可选地，所述第一膜层为金属、合金、导电氧化物中的至少一种形成的单层或多层复合结构。
可选地，所述第一膜层厚度为5nm～100nm。
所述第一膜层为金属层时，厚度为5nm～20nm；所述第一膜层为导电氧化物层时，厚度为30nm～100nm。
可选地，所述第二膜层厚度为0.5nm～10nm；所述第三膜层厚度为0.5nm～10nm。
优选地，所述第二膜层厚度为0.5nm～2nm。
本发明所述的一种有机电致发光器件，包括层叠设置的第一电极、有机发光层和第二电极，所述第二电极为所述的电极，所述第三膜层靠近所述有机发光层设置。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
1、本发明实施例所述的一种电极，包括层叠设置的第一膜层、第二膜层以及第三膜层，第一膜层是功函数不小于4.2eV的导电层，第二膜层为电子传输材料层，第三膜层的功函数小于3eV。申请人通过研究发现，多层复合电极结构能够有效提高电极的稳定性，从而提高了器件的寿命。同时，第二膜层和第三膜层共同形成电荷生成层(chargegeneration layer)，使得产生的电子和空穴分别注入电子传输层和第一膜层，能够有效辅助电子注入，提高了器件的效率。
2、本发明实施例所述的一种电极，第二膜层能够阻止第一膜层材料对第三膜层材料进行固相溶解，保证了第三膜层的稳定性，能够有效降低有机/金属界面势垒。同时，第二膜层具有较低的消光系数，使得该电极作为出光电极时，对器件的发光效果影响较小。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明实施例1所述的电极结构示意图；
图中附图标记表示为：1-第一膜层、2-第二膜层、3-第三膜层。
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。
实施例1
本实施例提供一种电极，如图1所示，包括层叠设置的第一膜层1、第二膜层2和第三膜层3。第一膜层1为Ag层，厚度为16nm；第二膜层2为8-羟基喹啉-锂(LiQ)层，厚度为1nm；第三膜层3为Yb层，厚度为1nm。
本实施例还提供一种有机电致发光器件，本实施例还提供一种有机电致发光器件，Ag/ITO(20nm)/HATCN(20nm)/NPB(40nm)/CBP:10wt％Ir(ppy)3(30nm)/TPBi(50nm)/Yb(1nm)/LiQ(1nm)/Ag(16nm)/NPB(60nm)。
其中，第一电极为叠置的Ag层和ITO层；
空穴注入层为HATCN(2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂)层；
空穴传输层为NPB(N,N’-二(1-萘基)-N,N’-二苯基-1,1’-联苯-4,4’-二胺)层；
发光层为Ir(ppy)3(三(2-苯基吡啶)合铱(III))与CBP(N′-二咔唑基联苯)的掺杂层；
空穴阻挡层为TPBi(1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯)层；
第二电极为所述电极；
光耦合层为NPB(N,N’-二(1-萘基)-N,N’-二苯基-1,1’-联苯-4,4’-二胺)层。
作为本发明的可变换实施例，所述有机电致发光器件的结构并不限于此，只要应用本发明所述的电极，均可实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。
作为本发明的可变换实施例，第二膜层还可以为Bebq2、Bphen、DPyPA、Tm3PyPb等任意电子传输材料层，均可以实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。
实施例2
本实施例提供一种电极，结构同实施例1，不同的是：第二膜层厚度为2nm；第三膜层厚度为10nm；第一膜层的厚度为5nm。
本实施例还提供一种有机电致发光器件，结构同实施例1，不同的是，第二电极为本实施例所述的电极。
实施例3
本实施例提供一种电极，结构同实施例1，不同的是：第三膜层厚度为0.5nm，第一膜层厚度为20nm。
本实施例还提供一种有机电致发光器件，结构同实施例1，不同的是，第二电极为本实施例所述的电极。
实施例4
本实施例提供一种电极，结构同实施例1，不同的是：第二膜层为三(8-羟基喹啉)铝(AlQ3)层，厚度为10nm。
本实施例还提供一种有机电致发光器件，结构同实施例1，不同的是，第二电极为本实施例所述的电极。
实施例5
本实施例提供一种电极，结构同实施例1，不同的是：第二膜层为电子传输材料BCP(2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲)层，厚度为0.5nm。
本实施例还提供一种有机电致发光器件，结构同实施例1，不同的是，第二电极为本实施例所述的电极。
实施例6
本实施例提供一种电极，结构同实施例1，不同的是：第三膜层为金属衫(Sm)，厚度为1nm；第一膜层为氧化铟锡(ITO)，厚度为30nm。
本实施例还提供一种有机电致发光器件，结构同实施例1，不同的是，第二电极为本实施例所述的电极。
实施例7
本实施例提供一种电极，结构同实施例1，不同的是：第一膜层为氧化铟锡(ITO)，厚度为50nm。
本实施例还提供一种有机电致发光器件，结构同实施例1，不同的是，第二电极为本实施例所述的电极。
实施例8
本实施例提供一种电极，结构同实施例1，不同的是：第一膜层为氧化锌层，厚度为100nm。
本实施例还提供一种有机电致发光器件，结构同实施例1，不同的是，第二电极为本实施例所述的电极。
对比例1
本对比例提供一种电极，结构同实施例1，不同的是：不含第二膜层。
本对比例还提供一种有机电致发光器件，结构同实施例1，不同的是，第二电极为本对比例所述的电极。
对比例2
本对比例提供一种电极，结构同实施例1，不同的是：第二膜层为Mg层。
本对比例还提供一种有机电致发光器件，结构同实施例1，不同的是，第二电极为本对比例所述的电极。
对比例3
本对比例提供一种电极，结构同实施例1，不同的是：不含第三膜层。
本对比例还提供一种有机电致发光器件，结构同实施例1，不同的是，第二电极为本对比例所述的电极。
对比例4
本对比例提供一种电极，结构同实施例1，不同的是：不含第二膜层和第三膜层。
本对比例还提供一种有机电致发光器件，结构同实施例1，不同的是，第二电极为本对比例所述的电极。
对比例5
本对比例提供一种电极，结构同实施例1，不同的是：第二膜层的厚度为20nm。
本对比例还提供一种有机电致发光器件，结构同实施例1，不同的是，第二电极为本对比例所述的电极。
测试例1
采用K-MAC的ST2000型SR(Spectroscopic Reflectometer)对以上所有实施例和对比例中的第二电极进行透光率和反射率测试，根据透光率和反射率，计算消光率(消光率＝100％-透光率-反射率)，处理后的测试结果如表所示：
表1不同第二电极的消光率结果表
组别 透光率 反射率 消光率
实施例1 64.6％ 35.8％ 19.6％
实施例2 54.5％ 35.7％ 19.8％
实施例3 57.6％ 29.3％ 33.1％
实施例4 54.7％ 36.0％ 19.3％
实施例5 54.7％ 35.9％ 19.4％
实施例6 53.2％ 34.2％ 22.6％
实施例7 82.6％ 3.9％ 13.5％
实施例8 63.2％ 34.7％ 21.6％
对比例1 65.8％ 35.9％ 19.3％
对比例2 39.6％ 31.3％ 29.1％
对比例3 65.9％ 37.7％ 16.4％
对比例4 70.6％ 38.2％ 16.2％
对比例5 45.2％ 37.4％ 17.4％
从表1测试结果可以看出，本发明所述的电极具有极佳的透光性，适合作为有机电致发光器件的发光电极。
测试例2
采用Mc Science制Polaronix M6000型号OLED lifetime tester对以上所有实施例和对比例中的有机电致发光器件进行光谱、电流效率、寿命测试，测试温度为常温(25℃)，测试模式恒流模式，电流密度为100A/m2，测试结果如表2所示：
表2常温(25℃)条件下各器件的动态寿命实验结果表
Figure BDA0001203499260000091
从表2测试结果可以看出，本发明提供的电极具有良好的电子注入能力和稳定性，所制备的有机电致发光器件具有较低的驱动电压、较高的电流效率和较长的寿命。与实施例1相比，没有第三膜层(对比例3和对比例4)或第二膜层太厚(对比例5)则电子注入性能差，驱动电压高；没有第二膜层(对比例1)则器件寿命短；第二膜层为碱土金属Mg(对比例2)，则亮度和电流效率略低。
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，包括层叠设置的第一膜层、第二膜层以及第三膜层，所述第一膜层是功函数不小于4.2eV的导电层，所述第二膜层为电子传输材料层，所述第二膜层厚度为0.5nm～10nm，所述电子传输材料层由Bphen(4,7-二苯基-1,10-菲啰啉)、DPyPA(9,10-二(3-(3-吡啶)苯基)蒽)、Tm3PyPb(1,3,5-三[(3-吡啶基)-3-苯基]苯)、BCP(2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲)中的至少一种制得，所述第三膜层的功函数小于3eV；
所述第三膜层为稀土金属、稀土金属化合物、稀土金属合金中的至少一种形成的单层或多层复合结构。
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述第三膜层为稀土金属层。
3.根据权利要求2所述的电极，其特征在于，所述稀土金属层中稀土金属为镧系金属。
4.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述第一膜层为金属、合金、导电氧化物中的至少一种形成的单层或多层复合结构。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电极，其特征在于，所述第一膜层厚度为5nm～100nm。
6.根据权利要求5所述的电极，其特征在于，所述第三膜层厚度为0.5nm～10nm。
7.根据权利要求6所述的电极，其特征在于，所述第二膜层厚度为0.5nm～2nm。
8.一种有机电致发光器件，包括层叠设置的第一电极、有机发光层和第二电极，其特征在于，所述第二电极为权利要求1-7任一项所述的电极，所述第三膜层靠近所述有机发光层设置。
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