CN108281565A - 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，所述的电极，包括层叠设置的第一膜层和第二膜层，所述第一膜层为碱土金属合金层，所述第二膜层的功函数为2.0eV～3.5eV。申请人研究发现，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。第二膜层的功函数仅为2.0eV～3.5eV，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
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，因此一般选择低功函数金属和抗腐蚀金属的合金做阴极来减缓这一问题。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，少量化学性质相对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。
然而，在实际应用中，上述合金阴极结构的稳定性仍然比较差。研究证明，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。
发明内容
为此，本发明提供一种性能稳定的电极及应用其的有机电致发光器件。
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和第二膜层，所述第一膜层为碱土金属合金层，所述第二膜层的功函数为2.0eV～3.5eV。
可选地，所述第二膜层为镧系金属层和/或镧系金属化合物层。
可选地，所述镧系金属层和所述镧系金属化合物层中的镧系金属为镱和/或铕。
可选地，所述第一膜层为碱土金属合金层。
可选地，所述碱土金属合金层中碱土金属的质量百分含量为5％～50％。
优选地，所述碱土金属合金层中碱土金属的质量百分含量为5％～20％。
可选地，所述碱土金属合金层中还包括银和/或铝。
可选地，所述第一膜层厚度为0.5nm～30nm。
可选地，所述第二膜层厚度为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，所述第二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、本发明实施例提供一种电极，包括层叠设置的第一膜层和第二膜层，所述第一膜层为碱土金属合金层，所述第二膜层的功函数为2.0eV～3.5eV。申请人研究发现，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。
2、本发明实施例提供的电极，第二膜层的功函数仅为2.0eV～3.5eV，且当其厚度为0.5nm～10nm时，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。
3、本发明实施例提供的电极，所述第二膜层为镧系金属层和/或镧系金属化合物层。镧系金属、镧系金属化合物不但具有较低的逸出功，能够有效降低电子注入能障，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。另外，镧系金属、镧系金属化合物在蒸镀工艺中化学性质稳定，有利于量产。所述第一膜层为碱土金属合金层，其中的碱土金属能够有效阻止第二膜层中的物质与其他阴极材料发生固溶，能够有效提高电极稳定性，从而提高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中所述的有机电致发光器件的稳定性测试图；
图中附图标记表示为：1-第一膜层、2-第二膜层。
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和第二膜层2。第一膜层1为Ag:Mg合金层，Mg的质量百分含量为10％，厚度为13nm；第二膜层2为Yb层，厚度为1nm。
本实施例还提供一种有机电致发光器件，Ag/ITO(20nm)/HATCN(20nm)/NPB(40nm)/mCBP:10wt％Ir(ppy)3(30nm)/TPBi(50nm)/Yb(1nm)/Ag:10％Mg(13nm)/ITO(20nm)。
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ITO(铟锡氧化物)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，第二膜层中的材料并不限于此，任意功函数2.0eV～3.5eV的镧系金属和/或镧系金属化合物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，不同的是：第一膜层为Al层，第二膜层厚度为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3
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Eu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Yb2O3层，第一膜层中Mg的质量百分含量为5％，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YbN和Yb的掺杂层，YbN：Yb质量比为1:1；第一膜层为Ag、Ca合金层，其中，Ca的质量百分含量为20％，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6
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Yb和Ce2O的掺杂层，Yb：Ce2O质量比为1:1。
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：第一膜层中Mg的质量百分含量为50％；第二膜层厚度为2nm。
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，为Ag、Mg合金层，Ag、Mg质量比为10:1，厚度为13nm。
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：第一膜层中Mg的质量百分含量为70％
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：第二膜层厚度为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
有机电致发光器件在长时间的工作条件下，有机薄膜有可能从原来的非结晶性薄膜转变成结晶性薄膜，这之间的薄膜变化将导致器件的衰退。
因此，将器件在不同温度下分别退火1小时，与未退火(25℃)的器件的T97(即器件的亮度从10000nit衰减至97％的寿命需要的时间)测试结果如表1所示。
表1在不同温度下分别退火1小时的器件的T97测试结果表
表1数据表明，本发明所述的电极应用于器件时，器件寿命远大于对比例提供的器件寿命，在高温环境下(140℃)甚至可以高于对比例1中的4倍，因此，本发明所述的电极具有优异的高温稳定性。
实施例1所述的有机电致发光器件的稳定性测试图如图2所示。
测试例2
动态寿命实验(50％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50％时，停止实验，亮度测试使用光度计Spectrascan PR655测量。表2为常温(25℃)条件下测得的各例中器件的动态寿命。
表2常温(25℃)条件下器件的动态寿命实验结果表
| 组别 | 要求亮度(cd/m2) | 驱动电压(V) | 效率(cd/A) | 寿命(h) |
| 实施例1 | 10000 | 4.34 | 110 | 573 |
| 实施例2 | 10000 | 5.72 | 90 | 521 |
| 实施例3 | 10000 | 4.89 | 101 | 550 |
| 实施例4 | 10000 | 4.68 | 105 | 567 |
| 实施例5 | 10000 | 5.46 | 99 | 503 |
| 实施例6 | 10000 | 5.84 | 91 | 515 |
| 实施例7 | 10000 | 5.73 | 97 | 570 |
| 对比例1 | 10000 | 5.90 | 83 | 496 |
| 对比例2 | 10000 | 5.82 | 96 | 501 |
| 对比例3 | 10000 | 4.31 | 102 | 454 |
从表2的测试结果可以看出，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。
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膜层和第二膜层，所述第一膜层为碱土金属合金层，所述第二膜层的功函数为2.0eV～3.5eV。
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述第二膜层为镧系金属层和/或镧系金属化合物层。
3.根据权利要求2所述的电极，其特征在于，所述镧系金属层和所述镧系金属化合物层中的镧系金属为镱和/或铕。
4.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述碱土金属合金层中碱土金属的质量百分含量为5％～50％。
5.根据权利要求4所述的电极，其特征在于，所述碱土金属合金层中碱土金属的质量百分含量为5％～20％。
6.根据权利要求5所述的电极，其特征在于，所述碱土金属合金层中还包括银和/或铝。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电极，其特征在于，所述第一膜层厚度为0.5nm～30nm。
8.根据权利要求1-6任一项所述的电极，其特征在于，所述第二膜层厚度为0.5nm～10nm。
9.根据权利要求8所述的电极，其特征在于，所述第二膜层厚度为0.5nm～2nm。
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，所述第二膜层靠近所述有机发光层设置。
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