專利名稱：Double sided organic light emitting diode (OLED)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包含透明襯底層的具有層系統(tǒng)的雙面發(fā)光二極管器件，該層系統(tǒng) 特征為包含至少第一發(fā)射層和至少第二發(fā)射層。
背景技術：
雙面發(fā)光二極管器件作為發(fā)光器件從現有技術是已知的，其適于沿兩個不同方向 發(fā)射光。當不同發(fā)射層相互堆疊時，每個層可以分離地操作或者許多的單一層可以按照共 同方式操作。因而，不同的顏色可以經過所述襯底層發(fā)射并且可沿頂側方向通過器件頂側 而發(fā)射。通常所述襯底層形成所述器件的底部，所述器件另外稱為0LED。這些基于有機發(fā) 光二極管的底部發(fā)射或者頂部發(fā)射的照明器件作為出色的平坦面板系統(tǒng)受到很多關注。這 些系統(tǒng)利用通過有機材料薄膜的電流來產生光。所發(fā)射的光的顏色以及從電流到光的能量 轉換效率由有機薄膜材料的組成確定。此外，OLED包含作為載體層的襯底材料，對于頂部 發(fā)射0LED，該載體層可由玻璃或者不同的非透射材料制成，或者對于底部發(fā)射0LED，該載 體層由透射材料制成。再者，有機發(fā)光二極管含有位于玻璃襯底上的層厚度約為IOOnm的 有機物質的一個或多個非常薄的層，該玻璃襯底典型地對于底部發(fā)射情形覆蓋有導電且光 學透明的氧化物，或者對于OLED的頂部發(fā)射設計情形覆蓋有光學非透明的材料。在美國專利申請2007/0126354A1中公開了一種雙面有機發(fā)光二極管器件，其具 有相對地布置的第一襯底和第二襯底。第一有機發(fā)光二極管器件布置在第一襯底上，其中 第二有機發(fā)光二極管器件布置在第二襯底上以形成雙OLED結構。提供布置在第一 OLED和 第二 OLED之間的支持體以分成兩個0LED，從而獲得位于支持體第一側的第一發(fā)射器件和 位于支持體第二側的第二發(fā)射器件。該支持體可以是金屬合金、玻璃材料、石英材料或者合 成材料。然而，需要兩個襯底材料以及用于每個襯底的單獨封裝。因而，在不同襯底上沉積 兩個OLED導致在生產雙面有機發(fā)光二極管時高的成本。再者，整個器件的厚度擴大，因為 需要至少兩個襯底層，其中所述支持體層布置成夾心設計。因而，包含如上所述的層系統(tǒng)的 雙面OLED特征為低的靈活性以及非常昂貴且其布置復雜。文獻WO 2005/043961A2公開一種具有單一襯底層的包含一層系列(succession) 的有機發(fā)光二極管，該層系列具有由透明材料制成的第一二維電極以及兩個由發(fā)光電介質 材料制成的發(fā)射層，發(fā)射層布置在所述第一電極的兩側。所述發(fā)光層是透明的且由可以發(fā) 射具有不同波長的光的材料制成。電極分配到與公共電極相對的發(fā)光層的每個大的表面。 形成透明襯底層的支持體層置于OLED的一個表面?zhèn)壬?。遺憾的是，每個單一層是透明的。 因而，該OLED僅僅適于或者發(fā)射第一發(fā)射層的顏色或者發(fā)射第二發(fā)射層的顏色，或者混合 顏色發(fā)射。藉由通過底側發(fā)射以及藉由通過頂側發(fā)射的顏色在任何時間都是相同的顏色。 由于整個OLED器件的透明性，不同顏色的發(fā)射不能分成OLED器件的底側發(fā)射和頂側發(fā)射。

發(fā)明內容
因而，本發(fā)明的目的是消除上述缺點。特別地，本發(fā)明的目的是提供一種OLED器件，其特征為在底側發(fā)射第一顏色以及在頂側發(fā)射第二顏色，其中該OLED器件特征為包含 最少數目的不同層的簡單層設計。此目的是通過由本發(fā)明的權利要求1教導的有機發(fā)光二極管器件來實現。本發(fā)明 的優(yōu)選實施例由從屬權利要求來限定。本發(fā)明公開了位于所述襯底層上的層系列特征為至少包含底部電極層、所述第一 發(fā)射層、非透明電荷發(fā)生層、所述第二發(fā)射層以及透明頂部電極層。根據本發(fā)明的層系統(tǒng)導致的優(yōu)點是OLED實現(performed)為非透明0LED。僅僅需 要一個單一襯底層，該襯底層必須在同一側涂布有多個層。透明襯底層涂布有底部電極層， 其中底部電極層涂布有第一發(fā)射層。非透明電荷發(fā)生層沉積在所述第一發(fā)射層的頂部上。 此層適于將所述OLED分成第一發(fā)射側以及與第一發(fā)射側相對布置的第二發(fā)射側。第二發(fā) 射層沉積在所述非透明電荷發(fā)生層的頂部上，其中最后的層是由透明頂部電極層形成。當 兩個發(fā)射層均被操作時，例如所述第一發(fā)射層可發(fā)射橙色光且所述第二發(fā)射層可發(fā)射綠色 光。藉由通過所述透明襯底層來實現橙色光的發(fā)射，其中藉由通過所述透明頂部電極層來 實現所述綠色光的發(fā)射。在其優(yōu)選實施例中，所述第一發(fā)射層發(fā)射通過所述透明襯底層的第一光譜，其中 所述第二發(fā)射層發(fā)射通過所述透明頂部電極層的第二光譜。因而，可以提供雙色有機發(fā)光 二極管器件，其中第一顏色是在第一側發(fā)射且第二顏色是在相對側發(fā)射。兩種光譜的發(fā)射 相互分離，沒有會導致顏色混合或者干擾效應的任何相互作用。在布置底部電極層和所述頂部電極層中可以看到本發(fā)明器件的再一實施例，該底 部電極層實現為特征為銦錫氧化物(ITO)層的陽極層，以及該頂部電極層實現為特征為銀 (Ag)層的陰極層。如果電源應用在陽極和陰極之間，第一發(fā)射層和所述第二發(fā)射層發(fā)射光。 因而，通過使用僅僅一個單一電源，可以操作兩個OLED系統(tǒng)。所述ITO層可以沉積成為薄 膜層，該薄膜層是透明的。當該銀層特征為小的厚度時，在該陰極層中可以獲得相同的透明 效果。根據另一優(yōu)選實施例，所述非透明電荷發(fā)生層特征為在與第一發(fā)射層的界面處的 η摻雜以及在與第二發(fā)射層的界面處的ρ摻雜。因而，ρ-η轉變設有介于該轉變之間的金屬 層。由于η摻雜和ρ摻雜的應用，OLED器件的效率可以增加。作為優(yōu)選實施例，所述非透明電荷發(fā)生層實現為包含鋁(Al)層的中間電極層，其 特征為厚度為30nm至200nm，優(yōu)選為50nm至150nm以及最優(yōu)選為80nm。為了使用該電荷發(fā) 生層作為中間電極層，該鋁層必須通過布線來接觸。因此接觸墊必須被引入該層系統(tǒng)。對 于整個OLED器件而言，需要三個布線墊，其中第一和第二布線墊接觸到由ITO層實現的陽 極層以及由銀層實現的陰極層，其中第三布線實現到中間電極層。有利地，所述第一發(fā)射層和所述第二發(fā)射層是由一電源來操作，其中所述第一發(fā) 射層的電源與第二發(fā)射層的電源分離。所述第一發(fā)射層的電源在作為陽極操作的所述底部 電極層和作為陰極操作的所述電荷發(fā)生層之間實現。因而，通過在所述電極之間供應電壓， 第一發(fā)射層可以發(fā)射光。所述第二發(fā)射層的電源在作為陽極操作的所述電荷發(fā)生層和作為 陰極操作的所述頂部電極層之間實現。通過向所述第二發(fā)射層供應電壓，此層可以獨立于 所述第一發(fā)射層來操作。本發(fā)明的又一實施例提供一種頂部電極層，在該頂部電極層上實現包含硒化鋅(ZnSe)層或者硫化鋅(ZnS)層的光耦出層，其中這些層特征為厚度約為5nm至200nm，優(yōu)選 為15nm至SOnm以及最優(yōu)選為30nm，或者所述光耦出層包含類似Alq3或者α -NPD的有機 層，其特征為厚度為5nm至200nm且優(yōu)選為20nm至80nm。通過應用光耦出層，光耦出的效 率可以增加。本發(fā)明還實施為一種殼體，其中在所述頂部電極層上實現包含透明玻璃蓋或者薄 膜封裝的殼體。此封裝可包含一個或多個厚度約為200nm的氮化硅(SiN)和厚度約為IOOnm 的氧化硅(SiO2)的雙層。玻璃蓋可以實現為具有框架系統(tǒng)，其可膠粘在所述OLED器件的 頂表面上，從而保護OLED器件免受濕氣、污染或者機械損傷。根據再一實施例，所述玻璃蓋 可以直接膠粘在OLED的表面上。再者，應用在OLED表面上的所述薄膜封裝與所述玻璃蓋 的組合可以常用地被應用以增加整個器件的耐用性和抵抗性。在其優(yōu)選實施例中，所述器件被用于類似自照明燈罩的裝飾應用。所述燈罩本身 可以實現為照明體，其中包含OLED照明體的所述燈可以實現為天花板燈、壁燈或者任何另 外類型的燈系統(tǒng)。通過應用特征為具有兩個發(fā)射表面的所述OLED器件，多種燈設計是可用 的。作為天花板燈的優(yōu)選實施例，所述第一發(fā)射層可發(fā)射白色光并且向下指向到房間內，例 如餐桌、寫字桌等上方。第二發(fā)射層可沿上側方向發(fā)射光，其中此光可以是用于照明房間天 花板作為間接照明來工作的暖光。所述雙面發(fā)光二極管器件的另一優(yōu)選應用可以指定用于標志。因而，所述OLED器 件可以應用在玻璃門扇上，其包含在所述器件的第一側上發(fā)射的進入顏色以及在所述器件 的第二側上發(fā)射的出口顏色。再者，所述器件可以應用作為用于交通應用的例如包含發(fā)射 白色的一側和發(fā)射紅色的一側的路標。為了擴大所述OLED器件的功能范圍，在所述電荷發(fā)生層的兩側上可以應用多于 一個發(fā)射層，從而在每側發(fā)射不同顏色的光。本發(fā)明目的的附加細節(jié)、特性和優(yōu)點在所附權利要求以及對示出本發(fā)明優(yōu)選實施 例的各個圖(其以示例性方式示出)的下述描述中公開，所述優(yōu)選實施例將結合附圖予以 描述，在附圖中


圖1示出根據本發(fā)明的層系統(tǒng)的示意視圖。
具體實施例方式圖1中描述的實施例包含層系列以提供雙面發(fā)光二極管器件1。襯底層2實現為 載體，該層系列在該襯底層上僅僅沉積在一個側。該層系列至少包含底部電極層5 ；接著 是第一有機疊層，即，有機材料的一個或多個層，其包含第一發(fā)射層3 ；接著是非透明電荷 發(fā)生層6 ；接著是第二有機疊層，即，有機材料的一個或多個層，其包含第二發(fā)射層4 ；其中 最后的層是由透明頂部電極層7實現。此層系列特征為僅僅具有基本的構造。在所述層之 間可沉積另外的層從而增加效率，或者通過應用類似玻璃蓋或者充當蓋層的薄膜層的保護 層來增加耐用性。所述第一發(fā)射層3和所述第二發(fā)射層4的電源可以由獨立的電源布置來 提供。因而，所述第一發(fā)射層3可由第一電源12供應且所述第二發(fā)射層4可由第二電源13 供應。為了增加所述OLED器件1的效率，所述電荷發(fā)生層6可以設有位于與第一和第二發(fā)射層3和4的界面上的摻雜。因而，所述非透明電荷發(fā)生層6特征為在與所述第一發(fā)射層 3的界面處的η摻雜10以及在與所述第二發(fā)射層4的界面處的ρ摻雜11。非透明電荷發(fā) 生層6可以實現為包含鋁(Al)層的中間電極層，其特征為厚度約為80nm。因而，層6是非 透明的從而提供第一發(fā)射層3和第二發(fā)射層4之間的光學分離。因而，藉由通過所述透明 襯底層2，所述第一發(fā)射層3可發(fā)射具有第一光譜8的光，其中藉由通過所述頂部電極層7， 所述第二發(fā)射層4可發(fā)射具有第二光譜9的光。根據先進的雙OLED器件1，下述層系統(tǒng)可以應用在所述襯底層2上。該層系列 至少包含ITO層5，接著是厚度為40nm的包含空穴注入層MTDATAF4-TCNQ(1 % )的ρ摻 雜層11。下一層是IOnm的空穴傳導層α-NPD。這一層后接著是厚度為20nm的包含 a-NPD:Ir(MDQ)2(acac)(10%)的所述第一發(fā)射層3。下一層是厚度為20nm的電極輸運層 (BAlq) 0在此層之后，η摻雜層實現為厚度為Inm的LiF層。此層后接著是實現為厚度為 SOnm的鋁層的所述電荷發(fā)生層6。此層后接著是厚度為40nm的包含MTDATA = F4-TCNQ (8% ) 的P摻雜空穴注入層。下一層是厚度為IOnm的空穴傳導層α-NPD。下一層是厚度為25nm 的包含TCTA Ir (ppy)3 (8% )的所述第二發(fā)射層4。下一層是包含BAlq的厚度為55nm的 電子傳導層。下一層是包含LiF的厚度為Inm的η摻雜層，其中此層被包含1. 5nm的厚度 的薄Al層覆蓋。下一層是厚度為15nm的透明銀層，接著是包含ZnSe的厚度為30nm的光 華禹出層。本發(fā)明不受僅僅作為實例而給出的上述實施例限制，并且可以在由所附專利權利 要求限定的保護范圍內通過各種方式來調整。因而，本發(fā)明也可應用于不同的實施例，特別 是在所述電荷發(fā)生層6的兩側上具有若干發(fā)射層3和4。因而，所述OLED 1適于在所述器 件的兩側發(fā)射不同的顏色。數字列表1 發(fā)光二極管器件(OLED)2 透明襯底3 第一發(fā)射層4 第二發(fā)射層5 底部電極層6 電荷發(fā)生層7 頂部電極層8 第一光譜9 第二光譜10 η 摻雜11 ρ 摻雜12 第一電源13 第二電源
權利要求
一種包含透明襯底層(2)的具有層系統(tǒng)的雙面發(fā)光二極管器件(1)，該層系統(tǒng)特征為包含至少第一發(fā)射層(3)和至少第二發(fā)射層(4)，其特征在于位于所述襯底層(2)上的該層系列特征為至少包含底部電極層(5)、所述第一發(fā)射層(3)、非透明電荷發(fā)生層(6)、所述第二發(fā)射層(4)以及透明頂部電極層(7)。
2.根據權利要求1的雙面發(fā)光二極管器件(1)，其特征在于，藉由通過所述透明襯底 層(2)，所述第一發(fā)射層(3)發(fā)射第一光譜(8)中的光，其中藉由通過所述透明頂部電極層 (7)，所述第二發(fā)射層(4)發(fā)射第二光譜(9)中的光。
3.根據權利要求1或2的雙面發(fā)光二極管器件(1)，其特征在于，所述底部電極層(5) 實現為特征為銦錫氧化物(ITO)層的陽極層，以及所述頂部電極層(7)實現為特征為銀 (Ag)層的陰極層。
4.根據權利要求1至3的雙面發(fā)光二極管器件(1)，其特征在于，所述非透明電荷發(fā)生 層(6)特征為在與該第一發(fā)射層(3)的界面處的η摻雜(10)以及在與該第二發(fā)射層(4) 的界面處的P摻雜(11)。
5.根據前述權利要求其中一項的雙面發(fā)光二極管器件(1)，其特征在于，所述非透明 電荷發(fā)生層(6)實現為包含鋁(Al)層的中間電極層，其特征為厚度為30nm至200nm，優(yōu)選 為50nm至150nm且最優(yōu)選為80nm。
6.根據前述權利要求其中一項的雙面發(fā)光二極管器件(1)，其特征在于，該第一發(fā)射 層(3)和該第二發(fā)射層(4)由一電源操作，其中所述第一發(fā)射層(3)的電源(12)與所述第 二發(fā)射層(4)的電源(13)分離。
7.根據權利要求6的雙面發(fā)光二極管器件(1)，其特征在于，所述第一發(fā)射層(3)的電 源(12)在作為陽極操作的所述底部電極層(5)與作為陰極操作的所述電荷發(fā)生層(6)之 間實現，其中所述第二發(fā)射層⑷的電源(13)在作為陽極操作的所述電荷發(fā)生層(6)與作 為陰極操作的所述頂部電極層(7)之間實現。
8.根據前述權利要求其中一項的雙面發(fā)光二極管器件(1)，其特征在于，包含硒化鋅 (ZnSe)層或者硫化鋅(ZnS)層的光耦出層實現于所述頂部電極層(7)上，其中所述層特征 為厚度約為5nm至200nm，優(yōu)選為15nm至SOnm以及最優(yōu)選為30nm，或者所述光耦出層包含 類似Alq3或者α -NPD的有機層，其特征為厚度為5nm至若干200歷，優(yōu)選為20nm至80nm。
9.根據前述權利要求其中一項的雙面發(fā)光二極管器件(1)，其特征在于，殼體實現于 所述頂部電極層(7)上，所述殼體包含透明玻璃蓋或者薄膜封裝，該薄膜封裝包含一個或 者多個厚度約為200nm的氮化硅(SiN)和厚度約為IOOnm的氧化硅(SiO2)的雙層。
10.根據前述權利要求其中一項的雙面發(fā)光二極管器件(1)，其特征在于，多于一個發(fā) 射層(3，4)應用在所述電荷發(fā)生層(6)的兩側上。
11.根據前述權利要求其中一項的雙面發(fā)光二極管器件(1)用于標志應用，其中所述器件(1)應用在玻璃門扇上，其包含在所述器件(1)的第一側上發(fā) 射的進入顏色以及在所述器件(1)的第二側上發(fā)射的出口顏色，或者用于類似自照明燈罩的裝飾應用。
全文摘要
文檔編號F21K99/00GK101952967SQ20098010594
公開日2011年1月19日 申請日期2009年2月19日 優(yōu)先權日2008年2月22日
發(fā)明者Claudia M Goldmann, Stefan P Grabowski 申請人:Philips Intellectual Property