CN108281564A - 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导电层和第二导电层，所述第一导电层的功函数小于4.7eV，所述第二导电层为合金层，所述合金层中至少一种金属的功函数小于3eV。具有功函数梯度的复合膜层电极具有极佳的稳定性，能够有效提高器件寿命。所述合金层中至少一种金属的功函数小于3eV，能够有效降低有机/金属界面势垒，同时，具有功函数梯度的复合电极结构能够逐级降低电子注入势垒，有序引导电子注入，提高器件的发光效率。

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，因此一般选择合金做阴极来避免这一问题。在蒸发单一金属阴极薄膜时，会形成大量的形貌缺陷或结构缺陷，造成耐氧化性变差；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缺陷中，使得膜层结构更加完整，进而使整个阴极层变得稳定。
因此，开发具有优异性能的阴极结构是促进OLED产业技术发展的关键技术之一。
发明内容
为此，提供一种性能优异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：
本发明提供一种电极，包括层叠设置的第一导电层和第二导电层，所述第一导电层的功函数小于4.7eV，所述第二导电层为合金层，所述合金层中至少一种金属的功函数小于3eV。
可选地，所述合金层包括碱土金属和稀土金属。
可选地，所述碱土金属体积占所述合金层体积的5％～99.9％。
优选地，所述碱土金属体积占所述合金层体积的5％～50％。
可选地，所述稀土金属为镱和/或钐。
可选地，所述第一导电层厚度为10nm～20nm。
可选地，所述第二导电层厚度为0.5nm～4nm。
可选地，所述第二导电层为镱、镁合金层。
可选地，所述第一导电层在20℃条件下的电阻率小于4×10-8Ω·m。
可选地，所述第一导电层为金属、合金、导电金属氧化物中的至少一种形成的单层或多层复合结构。
本发明提供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，所述第二导电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、本发明实施例提供一种电极，包括层叠设置的第一导电层和第二导电层，所述第一导电层的功函数小于4.7eV，所述第二导电层为合金层，所述合金层中至少一种金属的功函数小于3eV。具有功函数梯度的复合膜层电极具有极佳的稳定性，能够有效提高器件寿命。所述合金层中至少一种金属的功函数小于3eV，能够有效降低有机/金属界面势垒，同时，具有功函数梯度的复合电极结构能够逐级降低电子注入势垒，有序引导电子注入，提高器件的发光效率。
2、本发明实施例提供一种电极，所述合金层包括碱土金属和稀土金属，其中，稀土金属不但具有较低的逸出功，能够有效降低电子注入能障，进而降低器件的驱动电压；而且具有较低的吸光率，对器件的出光效率影响较小。同时，合金层性能稳定，能够阻止稀土金属与其他阴极材料发生固溶，有效提高了应用其的器件的稳定性和使用寿命。
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2是本发明实施例1和对比例1中所述的有机电致发光器件的寿命测试图；
图中附图标记表示为：1-第一导电层、2-第二导电层。
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导电层1和第二导电层2。第一导电层1为Ag层，厚度为16nm；第二导电层2为Yb、Mg合金层，Yb、Mg体积比为1:1，厚度为2nm。
本实施例还提供一种有机电致发光器件，器件结构为：
ITO(40nm)/HATCN(10nm)/NPB(110nm)/TCTA(20nm)/CBP(30nm):Ir(ppy)3(12％)/BCP(10nm)/Alq3(20nm)/Yb(10A):Mg(10A)/Ag(16nm)。
其中，第一电极为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层；
主体材料层为4,4',4'-三(咔唑-9-基)三苯胺层；
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BCP(2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲)层；
电子注入层为Alq3(8-羟基喹啉铝)；
第二电极为所述电极。
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，第二导电层中的稀土金属并不限于此，任意功函数小于3eV的稀土金属均可实现本发明的目的，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，唯一不同的是：第二导电层厚度为4nm。
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：第二导电层厚度为0.5nm，第一导电层厚度为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4
本实施例提供一种电极，结构同实施例1，不同的是：第二导电层为Sm、Ca合金层，Ca的体积含量为5％。
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：第二导电层为Sm、Mg合金层，Mg的体积含量为99.9％，第一导电层厚度为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6
本实施例提供一种电极，结构同实施例1，唯一不同的是：第一导电层为Au层。
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，唯一不同的是：Mg的体积含量为20％。
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，唯一不同的是：Mg的体积含量为70％。
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，唯一不同的是：第二导电层为Yb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，唯一不同的是：第二导电层中Mg的体积含量为3％。
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，唯一不同的是：第一导电层厚度为5nm；第二导电层厚度为25nm。
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
将上述实施例1～8、对比例1-3中提供的电极进行退火稳定温度测试，测试条件如表1所示：
表1不同电极的退火温度测试结果表
从表1可以看出，本申请提供的电极的高温稳定性很好，退火稳定温度在120度，优于三个对比例的退火稳定温度。进一步的，实施例1～8中提供的电极在120度1小时退火后，均能够正常点亮，对比例2、3在80度1小时退火后能够正常点亮，但在90度1小时退火后无法正常点亮；对比例1在80度1小时退火后无法点亮，说明本发明提供的电极具有优异的高温稳定性。
测试例2
动态寿命实验(97％alternating checkerboard评估)，即在特定工作环境下，显示屏以交叉棋盘格式点亮，每10S变换一次，通过测试亮度衰减来评估器件寿命，亮度衰减到起始亮度的97％时，停止实验，亮度测试使用光度计spectrascan PR655测量，分为常温(23℃)和高温(85℃)动态寿命实验两种。以常温(25℃)动态寿命实验为例，驱动电压为3.6V：
表2常温(25℃)动态寿命实验结果表
由表2数据可知，本发明所述的电极在有机电致发光器件中应用时，能够显著提高器件的亮度、发光效率和寿命。同时，从亮度数据可以看出，对比例提供的器件的亮度均小于实施例中器件的亮度，本发明所述电极具有较低吸光率，对器件的发光效率影响较小。
测试例3
对实施例1和对比例1中所述的有机电致发光器件进行寿命-亮度测试，如图2所示，当器件寿命为200h时，对比例1中所述的器件亮度已经衰减至初始亮度的97％，实施例1中所述的器件亮度仍在98％以上，因此，本发明所述电极能够显著提高器件的使用寿命。
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 (10)

1.一种电极，其特征在于，包括层叠设置的第一导电层和第二导电层，所述第一导电层的功函数小于4.7eV，所述第二导电层为合金层，所述合金层中至少一种金属的功函数小于3eV。
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述合金层包括碱土金属和稀土金属。
3.根据权利要求2所述的电极，其特征在于，所述碱土金属体积占所述合金层体积的5％～99.9％。
4.根据权利要求3所述的电极，其特征在于，所述碱土金属体积占所述合金层体积的5％～50％。
5.根据权利要求2所述的电极，其特征在于，所述稀土金属为镱和/或钐。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电极，其特征在于，所述第一导电层厚度为10nm～20nm。
7.根据权利要求6所述的电极，其特征在于，所述第二导电层厚度为0.5nm～4nm。
8.根据权利要求7所述的电极，其特征在于，所述第二导电层为镱、镁合金层。
9.根据权利要求8所述的电极，其特征在于，所述第一导电层为金属、合金、导电金属氧化物中的至少一种形成的单层或多层复合结构。
10.一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1-9任一项所述的电极，所述第二导电层靠近所述有机发光层设置。
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