TW201825281A - 一種電極及應用其的有機電致發光器件 - Google Patents
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Abstract
本發明涉及有機電致發光領域，具體涉及一種電極及應用其的有機電致發光器件。所述的一種電極，包括層疊設置的第一導電層、第二導電層和第三導電層，所述第二導電層為鹼土金屬、鹼土金屬合金、鹼土金屬化合物中的至少一種形成的單層或多層複合結構，第三導電層的功函數小於3eV。電極中的各導電層能夠相互彌補膜層中的缺陷，使得電極性能更加穩定。同時，第三導電層的功函數小於3eV，能夠有效降低有機/金屬介面勢壘引導電子注入，提高器件的發光效率。另外，所述電極具有較好的透光性，可以作為透光電極使用。
Description
本發明涉及有機電致發光領域，具體涉及一種電極及應用其的有機電致發光器件。
有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode，簡稱為OLED)是主動發光器件。相比現有平板顯示技術中薄膜電晶體液晶顯示器(Liquid Crystal Display，簡稱LCD)、等離子體顯示面板(Plasma Display Panel，簡稱PDP)，使用有機發光二極體的有機發光顯示裝置具有高對比度、廣視角、低功耗、體積更薄等優點，有望成為下一代主流平板顯示技術，是目前平板顯示技術中受到關注最多的技術之一。
OLED器件主要包括層疊設置的陽極、有機發光層和陰極。為提高電子的注入效率，OLED陰極應該選用功函數盡可能低的金屬材料，因為電子的注入比空穴的注入難度大，金屬功函數的大小嚴重的影響著OLED器件的發光效率和使用壽命，金屬功函數越低，電子注入就越容易，發光效率就越高；此外，功函數越低，有機/金屬介面勢壘越低，工作中產生的焦耳熱就會越少，器件壽命就會有較大的提高。
然而，低功函數的單層金屬陰極，如Mg、Ca等，在空氣中 很容易被氧化，致使器件不穩定、使用壽命縮短，因此一般選擇低功函數金屬和抗腐蝕金屬的合金做陰極來避免這一問題。在蒸發單一金屬陰極薄膜時，會形成大量的缺陷，造成耐氧化性變差；而蒸鍍合金陰極時，少量化學性質相對活潑的金屬會優先擴散到缺陷中，使整個陰極層變得穩定。
因此，開發具有優異性能的陰極結構是促進OLED產業技術發展的關鍵技術之一。
本發明之主要目的在提供一種性能優異的電極及應用其的有機發光器件。
為達上述之目的，本發明所設之一種電極，包括層疊設置的第一導電層、第二導電層和第三導電層，所述第二導電層為鹼土金屬、鹼土金屬合金、鹼土金屬化合物中的至少一種形成的單層或多層複合結構，所述第一導電層和所述第二導電層的透光率均不小於40%，所述第三導電層的功函數小於3eV。
實施時，所述第三導電層為稀土金屬、稀土金屬合金、稀土金屬化合物中的至少一種形成的單層或多層複合結構。
實施時，所述稀土金屬為鑭系金屬。
實施時，所述鑭系金屬金屬為鐿和/或釤。
實施時，所述第二導電層為鹼土金屬、鹼土金屬合金、鹼土金屬化合物中的至少一種形成的單層或多層複合結構。
實施時，所述第一導電層為銀層。
實施時，所述第一導電層厚度為5nm~20nm。
實施時，所述第二導電層厚度為0.5nm~10nm。
實施時，所述第二導電層厚度為0.5nm~2nm。
實施時，所述第三導電層厚度為0.5nm~10nm。
此外，本發明所述的一種有機電致發光器件，包括層疊設置的第一電極、有機發光層和第二電極，所述第二電極為所述的電極，所述第三導電層靠近所述有機發光層設置。
為進一步了解本發明，以下舉較佳之實施例，配合圖式、圖號，將本發明之具體構成內容及其所達成的功效詳細說明如下。
1‧‧‧第一導電層
2‧‧‧第二導電層
3‧‧‧第三導電層
第1圖係為本發明實施例1所述的電極結構示意圖。
第2圖係為本發明實施例1、實施例3和對比例2的透光率對比圖。
第3圖係為本發明實施例1、實施例3和對比例2的反射率對比圖。
請參閱第1圖，其為本發明之實施例1，本實施例提供一種電極，如圖1所示，包括層疊設置的第一導電層1和第二導電層2。第一導電層1為Ag層，厚度為16nm；第二導電層2為Mg層，厚度為1nm；第三導電層3為Yb層，厚度為1nm。
本實施例還提供一種有機電致發光器件，Ag/ITO(20nm)/HATCN(20nm)/NPB(40nm)/mCBP：3wt%Ir(piq)3(30nm)/TPBi(50nm)/Yb(1nm)/Mg(1nm)/Ag(16nm)/ITO(20nm)。
其中，第一電極為疊置的Ag層和ITO層；空穴注入層為HATCN(2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮雜)層；空穴傳輸層為NPB (N,N’-二(1-萘基)-N,N’-二苯基-1,1’-聯苯-4,4’-二胺)層；發光層為Ir(piq)3(三(1-苯基異喹啉-C2,N)合銥(III))與CBP(N′-二哢唑基聯苯)的摻雜層；空穴阻擋層為TPBi(1,3,5-三(1-苯基-1H-苯並咪唑-2-基)苯)層；第二電極為所述電極；光耦合層為ITO(銦錫氧化物)層。
作為本發明的可變換實施例，所述有機電致發光器件的結構並不限於此，只要應用本發明所述的電極，均可實現本發明的目的，屬於本發明的保護範圍。
實施例2，本實施例提供一種電極，結構同實施例1，不同的是：第一膜層為Al層，第二膜層厚度為10nm。
本實施例還提供一種有機電致發光器件，結構同實施例1，不同的是，第二電極為本實施例所述的電極：Ag/ITO(20nm)/HATCN(20nm)/NPB(40nm)/mCBP：3wt%Ir(piq)3(30nm)/TPBi(50nm)/Yb2O3(1nm)/Mg(1nm)/Ag(16nm)/ITO(20nm)。
本實施例還提供一種有機電致發光器件，結構同實施例1，不同的是，第二電極為本實施例所述的電極。
實施例3，本實施例提供一種電極，結構同實施例1，不同的是：第二導電層為Mg、Ag合金層，厚度為2nm，第一導電層厚度為5nm。
本實施例還提供一種有機電致發光器件，結構同實施例1，不同的是，第二電極為本實施例所述的電極。
實施例4，本實施例提供一種電極，結構同實施例1，不同的是：第三導電層為Sm、Ca合金層，Sm的品質含量為50%，厚度為0.5nm。
本實施例還提供一種有機電致發光器件，結構同實施例1， 不同的是，第二電極為本實施例所述的電極。
實施例5，本實施例提供一種電極，結構同實施例1，不同的是：第三導電層YbN層；第二導電層為MgCO3層，厚度為1nm。
本實施例還提供一種有機電致發光器件，結構同實施例1，不同的是，第二電極為本實施例所述的電極。
實施例6，本實施例提供一種電極，結構同實施例1，不同的是：第一導電層厚度為20nm；第二導電層厚度為0.5nm。
本實施例還提供一種有機電致發光器件，結構同實施例1，不同的是，第二電極為本實施例所述的電極。
實施例7，本實施例提供一種電極，結構同實施例1，不同的是：第二導電層厚度為10nm；第三導電層厚度為10nm。
本實施例還提供一種有機電致發光器件，結構同實施例1，不同的是，第二電極為本實施例所述的電極。
對比例1，本對比例提供一種電極，結構同實施例1，不同的是：不包括第二導電層。
本對比例還提供一種有機電致發光器件，結構同實施例1，不同的是，第二電極為本對比例所述的電極。
對比例2，本對比例提供一種電極，結構同實施例1，不同的是：不包括第三導電層，第二導電層為Mg、Ag合金層，厚度為2nm。
本實施例還提供一種有機電致發光器件，結構同實施例1，不同的是，第二電極為本對比例所述的電極。
對比例3，本對比例提供一種電極，結構同實施例1，不同的 是：第三導電層為Ag層。
本實施例還提供一種有機電致發光器件，結構同實施例1，不同的是，第二電極為本對比例所述的電極。
對比例4，本對比例提供一種電極，結構同實施例1，不同的是：第二導電層厚度為20nm。
本實施例還提供一種有機電致發光器件，結構同實施例1，不同的是，第二電極為本對比例所述的電極。
測試例1，對上述實施例和對比例中所提供的電極進行透光率、反射率測試。如圖2所示，在可見光範圍內，實施例1和實施例3中所提供的電極的透光率均在30%以上，甚至能達到60%；而對比例2中所提供的電極的透光率均不到30%。如第2圖和第3圖所示，通過對比實施例1、實施例3和對比例2的不同陰極結構的透光率和反射率，實施例1和實施例3的光的透光率超過40%，比對比例2的透光率高25%，可以有效提升OLED器件的出光特性。實施例1和實施例3的光的反射率比對比例2高42%，透光率和反射率的提高可以有效的提高出光效率，提高器件的發光效率。
測試例2，有機電致發光器件在長時間的工作條件下，有機薄膜有可能從原來的非結晶性薄膜轉變成結晶性薄膜，這之間的薄膜變化將導致器件的衰退。
因此，將器件在不同溫度下分別退火1小時，與未退火(25℃)的器件的T97(亮度從10000nit衰減至97%的壽命)測試結果如表1所示。
表1 不同器件的T97測試結果表
表1資料表明，本發明所述的電極應用於有機電致發光器件時，器件壽命遠高於對比例中的器件壽命，在高溫條件下器件穩定性更好。
測試例3動態壽命實驗(50%alternating checkerboard評估)，即在特定工作環境下，顯示幕以交叉棋盤格式點亮，每10S變換一次，通過測試亮度衰減來評估器件壽命，亮度衰減到起始亮度的50%時，停止實驗，亮度測試使用光度計spectrascan PR655測量，分為常溫(25℃)和高溫(85℃)動態壽命實驗兩種。
表2 不同器件在常溫(25℃)下的動態壽命實驗結果表
從表2資料可知，本發明所述的電極在有機電致發光器件中應用時，能夠顯著提高器件的發光效率和壽命，降低驅動電壓。同時，從色座標(CIE)資料可以看出，所述電極具有較低吸光率，對器件的發光顏色無影響。
因此，本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：
1、本發明實施例提供一種電極，包括層疊設置的第一導電層、第二導電層和第三導電層，第一導電層和第二導電層的透光率均不小於40%，第三導電層的功函數小於3eV。電極中的各導電層能夠相互彌補膜層中的缺陷，使得電極性能更加穩定。同時，第三導電層的功函數小於 3eV，能夠有效降低有機/金屬介面勢壘引導電子注入，提高器件的發光效率。另外，第一導電層和第二導電層的透光率均不小於40%，使得所述電極具有較好的透光性，可以作為透光電極使用。
2、本發明實施例提供一種電極，第三導電層為稀土金屬層、稀土金屬合金層、稀土金屬化合物層中的一種或者多種的組合。其中，稀土金屬不但具有較低的逸出功，能夠有效降低電子注入能障，進而降低器件的驅動電壓；而且具有較低的吸光率，對器件的出光效率影響較小。
3、本發明實施例提供一種電極，第二導電層能夠有效阻止第三導電層與第一導電層的材料產生固溶，能夠保證電極的穩定性，從而有效提高了應用其的器件的穩定性和使用壽命。同時，第二導電層厚度為0.5nm~10nm，透光性能好，使得所述電極具有較好的透光性，可以作為透光電極使用。
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其他不同形式的變化或變動。這裏無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之中，合先陳明。
綜上所述，依上文所揭示之內容，本發明確可達到發明之預期目的，提供一種電極及應用其的有機電致發光器件，極具產業上利用之價值，爰依法提出發明專利申請。
Claims (10)
- 一種電極，其特徵在於，包括層疊設置的第一導電層、第二導電層和第三導電層，所述第二導電層為鹼土金屬、鹼土金屬合金、鹼土金屬化合物中的至少一種形成的單層或多層複合結構，所述第三導電層的功函數小於3eV。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種電極，其中所述第三導電層為稀土金屬、稀土金屬合金、稀土金屬化合物中的至少一種形成的單層或多層複合結構。
- 如申請專利範圍第2項所述之一種電極，其中所述稀土金屬為鑭系金屬。
- 如申請專利範圍第3項所述之一種電極，其中所述鑭系金屬為鐿和/或釤。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種電極，其中所述第一導電層為銀層。
- 如申請專利範圍第1-5項所述之一種電極，其中所述第一導電層厚度為5nm~20nm。
- 如申請專利範圍第6項所述之一種電極，其中所述第二導電層厚度為0.5nm~10nm。
- 如申請專利範圍第7項所述之一種電極，其中所述第二導電層厚度為0.5nm~2nm。
- 如申請專利範圍第8項所述之一種電極，其中所述第三導電層厚度為0.5nm~10nm。
- 一種有機電致發光器件，包括層疊設置的第一電極、有機發光層和第 二電極，其特徵在於，所述第二電極為申請專利範圍第1-9项任一項所述的電極，所述第三導電層靠近所述有機發光層設置。
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