CN113921738A - 一种阳极电极、有机电致发光器件和照明面板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阳极电极、有机电致发光器件和照明面板，应用于有机电致发光技术领域，包括：包括导引区域及功能性区域；导引区域由第一导电薄膜组成；功能性区域由第一导电薄膜和第二导电薄膜组成，第一导电薄膜和第二导电薄膜在水平方向上呈图案化排列。本发明利用阳极在水平方向对空穴传输的各向异性，使空穴在横向方向的扩散行为改善发光层中的载流子平衡性，降低极化子‑激子淬灭几率，实现低滚降的有机电致发光器件，使白光有机电致发光器件满足实用化照明光源的要求。
Description
技术领域
本发明涉及有机电致发光技术领域，尤其涉及一种阳极电极、有机电致发光器件和照明面板。
背景技术
固态照明(SSL)技术在节能和环保方面具有显著的优势。有机电致发光器件(OLED)是高效节能SSL技术的重要发展方向。事实上，OLED是最接近于自然光的照明光源，因此在过去的三十年中OLED引起了世界各国科研工作者的广泛关注。
到目前为止，一些基于OLED技术的高端显示产品已经开始步入商业化。然而，OLED在照明应用领域的发展则要慢得多。其主要原因是OLED的“效率滚降”问题仍然是一个尚未解决的难题。在高亮度或高电流密度下，OLED的效率往往会出现急剧下降的现象，这就是公认的“效率滚降”问题。OLED照明面板必须在低亮度下工作以确保较高的发光效率。但是在这种情况下，为了获得足够的光通量，OLED照明面板的尺寸通常需要扩大几十倍。而更大的面板尺寸往往意味着更高的流明成本，这严重阻碍了OLED照明的商业化进程。因此，在寻求通过开发溶液法OLED来降低制造成本的同时，解决高亮度OLED的“效率滚降”问题，对于促进OLED照明的实际应用具有重要意义。
目前解决“效率滚降”问题的主要策略有：分离载流子积累区与激子形成区，降低激子寿命及拓宽激子形成区。虽然这些策略取得了丰硕的成果，但它们仍然受到有机材料固有特性的限制，如不对称的载流子传输能力和微秒级别的三重态激子寿命。
因此，为提高OLED器件在高亮度下的性能，提供一种阳极电极、有机电致发光器件和照明面板，来解决上述技术问题，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种阳极电极、有机电致发光器件和照明面板，实现低滚降的有机电致发光器件，使白光有机电致发光器件满足实用化照明光源的要求。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种阳极电极，包括导引区域及功能性区域；
所述导引区域由第一导电薄膜组成；
所述功能性区域由所述第一导电薄膜和第二导电薄膜组成，所述第一导电薄膜和所述第二导电薄膜在水平方向上呈图案化排列。
可选的，所述图案化排列为叉指状或平面螺旋状。
可选的，所述功能性区域中的所述第一导电薄膜的厚度为10～120nm，线宽为1～45μm，所述第二导电薄膜的厚度为10～200nm，线宽为1～500μm。
可选的，所述第一导电薄膜由金、银、铂、钯、铜、铝、钛、氧化铟锡、氟掺氧化锡中的一种制成。
可选的，所述第二导电薄膜为掺杂有机酸的导电聚合物制成的薄膜。
一种有机电致发光器件，包括：
从下到上依次层叠设置的衬底1、阳极2、空穴传输层3、发光层4、电子传输层5、阴极修饰层6、阴极7；
其中，所述阳极为所述阳极电极。
可选的，所述空穴传输层3的厚度为20～100nm，所述发光层4的厚度为20～50nm，所述电子传输层5的厚度为30～100nm，所述阴极修饰层6的厚度为0.01～10nm，所述阴极7的厚度为80～160nm。
一种照明面板，包括所述有机电致发光器件。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种阳极电极、有机电致发光器件和照明面板：利用阳极在水平方向对空穴传输的各向异性，使空穴在横向方向的扩散行为改善发光层中的载流子平衡性，降低极化子-激子淬灭几率，实现低滚降的有机电致发光器件，使白光有机电致发光器件满足实用化照明光源的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明一种阳极电极结构示意图，其中，1.1为叉指状图案阳极电极结构，1.2为平面螺旋状图案阳极电极结构；
图2为本发明一种有机电致发光器件结构示意图；
图3为本发明有机电致发光器件的工作机制示意图；
图4为本发明实施例1、实施例2和实施例3中有机电致发光器件的外量子效率-电流密度特性曲线；
图5为本发明实施例1、实施例2和实施例3中有机电致发光器件的亮度-电流密度特性曲线；
图6为本发明实施例1中有机电致发光器件点亮后的图片；
图7为本发明实施例2中有机电致发光器件点亮后的图片；
图8为本发明实施例3中有机电致发光器件点亮后的图片；
其中，衬底-1、阳极-2、功能区-21、引导区-22、空穴传输层-3、发光层-4、电子传输层-5、阴极修饰层-6、阴极-7、有机功能层-8、高导电成分线宽-a、低导电成分线宽-b、高导电成分-c、低导电成分-d、电子-e、空穴-f。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1所示，本实发明公开了一种阳极电极，包括导引区域及功能性区域；导引区域由第一导电薄膜组成；功能性区域由第一导电薄膜和第二导电薄膜组成，第一导电薄膜和第二导电薄膜在水平方向上呈图案化排列。
图案化排列为叉指状或平面螺旋状，其中，图1.1为叉指状阳极电极结构，图1.2为平面螺旋状阳极电极结构。
功能性区域中的第一导电薄膜的厚度为10～120nm，线宽为1～45μm，第二导电薄膜的厚度为10～200nm，线宽为1～500μm。
第一导电薄膜为高导电薄膜，第二导电薄膜为低导电薄膜，第一导电薄膜由金、银、铂、钯、铜、铝、钛、氧化铟锡、氟掺氧化锡中的一种制成；第二导电薄膜为掺杂有机酸的导电聚合物制成的薄膜，导电率在0.001～10S/cm范围内。其中，有机酸为醋酸、聚乙烯苯磺酸(PSS)、草酸、聚丙烯酸、聚乙烯酸、聚乙醇酸、聚苯乙烯基膦酸中的一种，导电聚合物为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)、聚乙炔、聚吡咯、聚苯乙炔、聚苯胺的一种，二者的掺杂比例为0.1～2000wt％。
第二导电薄膜采用极性溶剂浸涂、刮涂、喷涂及旋涂，对低导电成分进行改性处理；极性溶剂包括甲醇、丁醇、二甲基亚砜、四氢呋喃、二甲基乙酰胺。
具体的，参照图2所示，本发明公开了一种有机电致发光器件，包括：从下到上依次层叠设置的衬底1、阳极2、空穴传输层3、发光层4、电子传输层5、阴极修饰层6、阴极7、功能区21和引导区22；其中，阳极为图1所示的阳极电极。
空穴传输层3的厚度为20～100nm，发光层4的厚度为20～50nm，电子传输层5的厚度为30～100nm，阴极修饰层6的厚度为0.01～10nm，阴极7的厚度为80～160nm。
机电致发光器件的衬底1为玻璃或PET衬底，阴极7为铝、银或镁银合金电极。有机电致发光器件的功能层薄膜的制备由真空蒸镀工艺、刮涂工艺和喷涂工艺完成。
有机电致发光器件的工作机制如图3所示，实线箭头为载流子注入、虚线箭头为载流子扩散方向；有机功能层8为空穴传输层、发光层和电子传输层。其中，该有机电致发光器件包含第一导电薄膜与阴极交叉的注入区及第二导电薄膜与阴极交叉的扩散区。
以下内容为叉指状图案阳极电极结构的有机电致发光器件的具体实施例，涉及平面螺旋状阳极电极结构的有机电致发光器件的内容不再赘述：
实施例1
衬底1采用玻璃衬底；阳极2采用叉指状，第一导电薄膜(高导电薄膜)采用ITO薄膜，厚度为120nm，线宽为50μm，第二导电薄膜(低导电薄膜)采用掺杂1500wt％PSS的PEDOT薄膜，电导率为0.005S/cm，厚度为60nm，线宽为250μm；空穴传输层3厚度为35nm；发光层4为30nm；电子传输层5厚度为50nm；阴极修饰层6厚度为1nm；阴极7采用镁银合金，厚度100nm。作为对比，本实施例中不采用任何极性溶剂对低导电成分进行处理。
各功能层薄膜的详细制备过程如下：
(1)已预沉积叉指状ITO的玻璃衬底经Decon 90碱性清洁剂清洗后，再经去离子水超声清洗3次，每次5min，然后120℃加热烘干10min以及等离子体处理3min。
(2)将处理好的ITO衬底放到旋涂机上，通过旋涂工艺获得厚度为60nm的PEDOT:PSS薄膜，将样品放入烘干箱120℃加热退火10min。
(3)将处理好的样品放入多源有机分子气相沉积系统中，然后抽真空至6×10-4Pa；维持上述真空条件不变，在上述衬底上依次继续蒸镀空穴传输层、发光层、电子传输层及镁银合金。
实施例2
衬底1采用玻璃衬底；阳极2采用叉指状，第一导电薄膜(高导电薄膜)采用ITO薄膜，厚度为120nm，线宽为50μm，第二导电薄膜(低导电薄膜)采用掺杂800wt％PSS的PEDOT薄膜，电导率为5S/cm，厚度为60nm，线宽为250μm；空穴传输层3厚度为35nm；发光层4为30nm；电子传输层5厚度为50nm；阴极修饰层6厚度为1nm；阴极7采用镁银合金，厚度100nm。
各功能层薄膜的详细制备过程如下：
(1)已预沉积叉指状ITO的玻璃衬底经Decon 90碱性清洁剂清洗后，再经去离子水超声清洗3次，每次5min，然后120℃加热烘干10min以及等离子体处理3min。
(2)将处理好的ITO衬底放到旋涂机上，通过旋涂工艺及甲醇后处理获得厚度为60nm的PEDOT:PSS薄膜，将样品放入烘干箱120℃加热退火10min。
(3)将处理好的样品放入多源有机分子气相沉积系统中，然后抽真空至6×10-4Pa；维持上述真空条件不变，在上述衬底上依次继续蒸镀空穴传输层、发光层、电子传输层及镁银合金。
实施例3
衬底1采用玻璃衬底；阳极2采用叉指状，第一导电薄膜(高导电薄膜)采用ITO薄膜，厚度为120nm,线宽为50μm，第二导电薄膜(低导电薄膜)采用掺杂800wt％PSS的PEDOT薄膜，电导率为5S/cm，厚度为60nm，线宽为100μm；空穴传输层3厚度为35nm；发光层4为30nm；电子传输层5厚度为50nm；阴极修饰层6厚度为1nm；阴极7采用镁银合金，厚度100nm。
各功能层薄膜的详细制备过程如下：
(1)已预沉积叉指状ITO的玻璃衬底经Decon 90碱性清洁剂清洗后，再经去离子水超声清洗3次，每次5min，然后120℃加热烘干10min以及等离子体处理3min。
(2)将处理好的ITO衬底放到旋涂机上，通过旋涂工艺及甲醇后处理获得厚度为60nm的PEDOT:PSS薄膜，将样品放入烘干箱120℃加热退火10min。
(3)将处理好的样品放入多源有机分子气相沉积系统中，然后抽真空至6×10-4Pa；维持上述真空条件不变，在上述衬底上依次继续蒸镀空穴传输层、发光层、电子传输层及镁银合金。
有机电致发光器件的实施例1、实施例2和实施例3制备所得的器件性能采用基于Keithley 2400电流电压源和大塚电子MCPD-9800光谱仪的光电测试系统在空气中常温条件下测试。根据图3和4所示结果，我们可以看出相比于实施例1的器件，实施例2和3中引入导电性较高的PEDOT:PSS薄膜作为低导电性成分的器件并没有因为电极间间距的存在而表现处明显的条纹状发光，而且在高电流密度下的发光亮度以及发光效率得到显著改善，效率滚降问题得到明显缓解。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种阳极电极，其特征在于，包括导引区域及功能性区域；
所述导引区域由第一导电薄膜组成；
所述功能性区域由所述第一导电薄膜和第二导电薄膜组成，所述第一导电薄膜和所述第二导电薄膜在水平方向上呈图案化排列。
2.根据权利要求1所述的一种阳极电极，其特征在于，
所述图案化排列为叉指状或平面螺旋状。
3.根据权利要求1所述的一种阳极电极，其特征在于，
所述功能性区域中的所述第一导电薄膜的厚度为10～120nm，线宽为1～45μm，所述第二导电薄膜的厚度为10～200nm，线宽为1～500μm。
4.根据权利要求1所述的一种阳极电极，其特征在于，
所述第一导电薄膜由金、银、铂、钯、铜、铝、钛、氧化铟锡、氟掺氧化锡中的一种制成。
5.根据权利要求1所述的一种阳极电极，其特征在于，
所述第二导电薄膜为掺杂有机酸的导电聚合物制成的薄膜。
6.一种有机电致发光器件，其特征在于，包括：
从下到上依次层叠设置的衬底(1)、阳极(2)、空穴传输层(3)、发光层(4)、电子传输层(5)、阴极修饰层(6)、阴极(7)；
其中，所述阳极为权利要求1-5任一所述的阳极电极。
7.根据权利要求6所述的一种有机电致发光器件，其特征在于，
所述空穴传输层(3)的厚度为20～100nm，所述发光层(4)的厚度为20～50nm，所述电子传输层(5)的厚度为30～100nm，所述阴极修饰层(6)的厚度为0.01～10nm，所述阴极(7)的厚度为80～160nm。
8.一种照明面板，其特征在于，包括如权利要求6-7任一项所述的有机电致发光器件。
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| US20010026123A1 (en) * | 1998-02-27 | 2001-10-04 | Kiyoshi Yoneda | Display apparatus having electroluminescence elements |
| CN103250265A (zh) * | 2011-05-20 | 2013-08-14 | 松下电器产业株式会社 | 有机电致发光元件 |
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2021
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