專利名稱：有機(jī)發(fā)光二極管的層配置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的配置，和利用這種配置的顯示設(shè)備和發(fā)光設(shè)備。
背景技術(shù)：
信息的圖像顯示在日常生活的諸多方面正在起著越來越大的作用。技術(shù)設(shè)備不斷增加地設(shè)有各種大小的顯示設(shè)備，用于與用戶通信或向用戶通告。對圖像輸出的質(zhì)量要求不斷提高。
目前使用的多數(shù)的顯示設(shè)備是基于陰極射線管或液晶顯示原理。另外，也存在其他的照明顯示技術(shù)，如等離子，電致發(fā)光，真空熒光或場致發(fā)射顯示。近來，通過使用基于有機(jī)發(fā)光二級管的顯示器，對已建立的技術(shù)的顯著加劇的競爭正在生長。鮮明的顏色，優(yōu)良的對比性，自發(fā)光的能力，即使在低溫下的快速開關(guān)時(shí)間，寬的視角和大的填充系數(shù)在該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)之列。除了顯示器外，OLED也用于照明元件。在該情況下OLED的優(yōu)點(diǎn)是，在任何希望的顏色中的它們的高能量效率，低操作電壓，和生產(chǎn)平發(fā)光元件的能力。
與無機(jī)發(fā)光二極管相比，有機(jī)發(fā)光二極管是平元件。在OLED的情況，帶有一個(gè)或多個(gè)由有機(jī)材料構(gòu)成的層的有機(jī)層區(qū)域嵌在兩個(gè)電極之間，至少其中一個(gè)電極必須是透明的。
導(dǎo)電的氧化物，所謂的TCO(透明導(dǎo)電氧化物)通常用于這兩個(gè)電極中透明的一個(gè)。如果在其上設(shè)置電極和有機(jī)層區(qū)域的基片和有機(jī)層區(qū)域之間的電極(下電極)是透明的，那么這稱為“底部發(fā)光OLED”，而如果另一電極(上電極)是透明的，這是“頂部發(fā)光OLED”。也可以形成其中兩個(gè)電極都是透明的元件。在各種實(shí)施方案中，基于電子和電洞(空穴)的輻射復(fù)合，在所謂的發(fā)光區(qū)產(chǎn)生發(fā)射光。光通過透明的電極離開所述元件。
位于基片上的下電極必須具有很多特征。例如，用ITO發(fā)現(xiàn)底部發(fā)光元件的滿意解決辦法。相反，對于頂部發(fā)光元件，選擇適當(dāng)?shù)碾姌O材料是困難的。需要頂部發(fā)光OLED以便能夠例如將OLED集成在有源矩陣顯示器的所謂的背板(backplane，其形成基片)中。為此，優(yōu)選地在無定型硅(a-Si)或多晶硅(poly-Si)背板生產(chǎn)的工廠中用它們的TFT電子電路(TFT薄膜晶體管)和最終接點(diǎn)制造背板。然后，它們被運(yùn)到OLED生產(chǎn)地，優(yōu)選地通過空運(yùn)。然后，OLED加到背板的最終的上接點(diǎn)，例如通過真空蒸汽淀積。此時(shí)背板的上接點(diǎn)形成OLED的基本接點(diǎn)。借助于結(jié)構(gòu)的隔離層，在這樣制造的顯示設(shè)備的顯示元件之間的區(qū)域被彼此分開。該隔離層也在無定型硅或多晶硅工廠生產(chǎn)。
US2002/0117962AI公開了具有頂部發(fā)光型OLED的層配置。OLED的上電極是透明的陰極。借助于兩個(gè)或多層形成OLED的下陽極(配置在基片上)。在基片上配置金屬層，金屬層也可以是兩個(gè)或多個(gè)金屬層的疊層。對于該金屬層提出了能夠形成適合于OLED的陽極的不同的金屬或合金。金屬層具有對于可見光譜的光的良好的反射的能力?？赡芫哂袃蓪踊蚨鄬拥淖钃鯇蛹拥浇饘賹由?。阻擋層的材料可以是導(dǎo)電的或絕緣的。通過阻擋層物理的和化學(xué)地將金屬層與陽極改性(modification)層分開，陽極改性層配置阻擋層上。陽極改性層的材料也可以是導(dǎo)電的或絕緣的。借助于陽極改性層固定自陽極來的空穴的電離能量，因此，使得能夠得到位于其上的有機(jī)層區(qū)域的穩(wěn)定的邊界表面。US2002/0117962A1公開了金屬層、阻擋層和陽極改性層的各種材料和層厚的各種實(shí)施例。在已知的OLED中的陽極的多層結(jié)構(gòu)使得生產(chǎn)工藝復(fù)雜化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠較簡單和經(jīng)濟(jì)有效地生產(chǎn)的OLED的改進(jìn)的層配置，以及使用所述配置的一種改進(jìn)的顯示設(shè)備/照明設(shè)備。
通過在獨(dú)立權(quán)利要求1所述的層配置，獨(dú)立權(quán)利要求19所述的顯示設(shè)備，獨(dú)立權(quán)利要求20所述的照明設(shè)備和獨(dú)立權(quán)利要求21所述的方法，取得這個(gè)目的。
本發(fā)明涵蓋提供頂部發(fā)光型的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的層配置的思想，所述OLED具有下電極，透明上電極和在兩個(gè)電極之間與下和上電極接觸配置的有機(jī)區(qū)域，并且其中通過電子和空穴的復(fù)合能夠產(chǎn)生光，所述光通過上電極發(fā)出，下電極具有層狀結(jié)構(gòu)，在下電極中的層結(jié)構(gòu)中，下電極層是金屬層，與有機(jī)層區(qū)域接觸的保護(hù)和改性層配置在金屬層上。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過本發(fā)明取得的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是，頂部發(fā)光OLED的下電極的層結(jié)構(gòu)簡單，而且，更好地滿足在下文中說明的對這樣的接點(diǎn)層的多項(xiàng)要求。
令人驚奇地，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，借助于適當(dāng)選擇下電極層的材料和厚度，下電極的所述的層結(jié)構(gòu)使得能夠取得下面的優(yōu)良特征i.在可見光譜帶中光的高反射能力ii.低的電阻iii.小的粗糙度iv.對有機(jī)層區(qū)域注射的電荷載體的電離能的自適應(yīng)能力v.避免在通常的環(huán)境條件(氧氣，水份)中形成表面層，其會降低在該層系統(tǒng)上OLED的特性，例如，作為結(jié)果，對從接點(diǎn)層向OLED層的電荷載體注射形成阻擋層，和vi.構(gòu)造(structure)電極的能力。
利用根據(jù)本發(fā)明的層配置和根據(jù)本發(fā)明的顯示設(shè)備/照明設(shè)備能夠取得所有這些優(yōu)越的特征或任何希望的各個(gè)特征的分組合。
本發(fā)明的優(yōu)越的進(jìn)一步精細(xì)特征是從屬權(quán)利要求的主題。


下面將利用示范性的實(shí)施例的以下說明和附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，其中圖1是頂部發(fā)光OLED的下電極的層結(jié)構(gòu)的示意剖視圖；圖2是帶有利用圖1所示的下電極的OLED的顯示設(shè)備的部分示意剖視圖；圖3A和3B示出帶呈單一層的有機(jī)層區(qū)域的通常型和顛倒型的OLED的層結(jié)構(gòu)示意剖視圖；圖4A和4B示出帶多層有機(jī)層區(qū)域的，通常型和顛倒型的OLED的層結(jié)構(gòu)的示意剖視圖；圖5A和5B示出帶有具有p摻雜空穴傳輸層和n摻雜的電子傳輸層的有機(jī)層區(qū)域的，通常型和顛倒型OLED的層結(jié)構(gòu)的示意剖視圖；圖6A和6B示出帶有具有p摻雜空穴傳輸層、n摻雜電子傳輸層以及中間層的有機(jī)層區(qū)域的通常型和顛倒型OLED的層結(jié)構(gòu)的示意剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出在頂部發(fā)光OLED中下電極10的層結(jié)構(gòu)的示意剖視圖。在圖1中示出的層結(jié)構(gòu)的層在下面將予以詳細(xì)說明。在圖1中所示的下電極10的層結(jié)構(gòu)具有以下各層(a)金屬層作為最下層設(shè)置金屬層11a，其厚度為10-500nm，優(yōu)選為40-150nm，具有以下特征-電導(dǎo)率足夠高，預(yù)定電流能夠在沒有過高壓降的情況下輸送。壓降為小于約0.2v。
-金屬層11a的表面電阻一般小于10Ω/sq，優(yōu)選地小于1Ω/sq。
-粗糙度級別低。一般小于2nm RMS，優(yōu)選小于1nm RMS。
通過使用如Cr，Ti，Mo，Ta等金屬，或它們的混合物如CrMo，取得這些特征。如果層的厚度小于75nm，鋁Al也能夠用作該材料。通過濺射，熱蒸汽淀積電子束蒸汽淀積處理該金屬材料。
當(dāng)在顯示設(shè)備或照明設(shè)備中使用帶有根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的下電極的OLED時(shí)，層11a優(yōu)選地由向帶該OLED的顯示元件輸送電流的接點(diǎn)連接的背板中使用的相同材料構(gòu)成。這些接點(diǎn)連接一般具有約150nm厚。
(b)金屬的另外層從圖1可見，設(shè)置由約5-80nm厚，優(yōu)選約為15-40nm的金屬構(gòu)成的另外層11b。該另外層11b，與層11a疊層在一起，形成下電極10的金屬層12。金屬層12具有下面的特征-反射能力大于約50％，優(yōu)選大于約80％。
-電導(dǎo)率足夠高，以致預(yù)定的電流能夠在沒有過高電壓降的情況下輸送。電壓降為小于約0.2v。由層11a和11b形成的金屬層12的表面電阻一般小于約10Ω/sq，優(yōu)選地小于約1Ω/sq。
-粗糙度級別低，一般小于約2nm RMS，優(yōu)選小于約1nm RMS。
金屬構(gòu)成的另外層具有高反射能力。適當(dāng)?shù)慕饘偃鐬锳l，Ag或帶高組分(＞50％)反射材料的合金，如AlTi合金。通過濺射，熱蒸汽淀積或電子束蒸汽淀積處理另外層11b的材料。另外層11b較薄的情況確保，重疊的金屬層12的整個(gè)粗糙度仍小于約2nm RMS，優(yōu)選小于約1nm RMS。
(c)保護(hù)和改性層從圖1可見，設(shè)置保護(hù)和改性層13，其由金屬，氧化物或氮化物構(gòu)成，具有約2-50nm厚度，優(yōu)選厚度在5-30nm。帶有金屬層12和保護(hù)改性層13的疊層具有以下特征-例如，通過腐蝕能夠構(gòu)造帶有金屬層12和保護(hù)改性層13的層結(jié)構(gòu)。
-通過適當(dāng)選擇保護(hù)和改性層13的材料，該疊層的電離能匹配于隨后的有機(jī)層區(qū)域。
-通過防止氧化，保護(hù)和改性層13保護(hù)在其下面的層11a和11b。
-反射能力大于約50％，優(yōu)選大于約80％。
-該層的電導(dǎo)率足夠高，使得能夠輸送預(yù)定電流而沒有過高的電壓降。該電壓降小于約0.2v。疊層的表面電阻一般約小于10Ω/sq，優(yōu)選地小于1Ω/sq。
-粗糙度級別低。一般小于2nm RMS，優(yōu)選小于1nm RMS。
因此，保護(hù)和改性層13在背板的運(yùn)輸當(dāng)中保護(hù)在其下的層11a和11b不受氧化，在進(jìn)一步處理時(shí)不退化。例如，對于保護(hù)和改性層13，通過使用下面的材料能夠取得這些特征TiyNx，ITO，Cr，Mo，Ta，Ti，Ni，NiyOx，TiyOx，NiyNx，PdyOx，PtyOx，PdyNx，PtyNx和其他材料，其中如果適當(dāng)，x和y在1-4范圍。通過濺射，熱蒸汽淀積或電子束蒸汽淀積來處理該材料。
在優(yōu)選實(shí)施例中，層11a由Mo或Cr構(gòu)成，另外層11b由Al或Ag構(gòu)成，保護(hù)和改性層13由TiN或TiOx構(gòu)成。
在圖1所示的實(shí)施例中，金屬層12包括上面詳細(xì)說明的層11a和11b。下電極10的替代的實(shí)施例(未示出)與此不同的是金屬層12呈單一層形式。此時(shí)，通過適當(dāng)選擇使用的材料和厚度設(shè)計(jì)單一層金屬層，使得作為單一層，它具有對金屬層12所述的特征，例如關(guān)于反射能力，電導(dǎo)率和粗糙度。
在用于顯示設(shè)備或照明設(shè)備中的一個(gè)實(shí)施例中，帶有層11a和11b的疊層在施加保護(hù)和改性層13前構(gòu)造。然后，在未構(gòu)造的(unstructured)形式中加上保護(hù)和改性層13。
在保護(hù)和改性層13未構(gòu)造之下，也能夠保持下電極10的功能。此時(shí)，保護(hù)和改性層13的橫向電導(dǎo)率必須充分的低，在顯示或照明設(shè)備中使用OLED的該下電極時(shí)，它不造成在兩個(gè)相鄰顯示/照明元件(象素)之間的任何短路(低串?dāng)_)。
在生產(chǎn)顯示或照明設(shè)備的背板制造過程中，帶有層11a，另外層11b及保護(hù)和改性層13的疊層的在大的面積上施加，然后，例如通過蝕刻方法橫向構(gòu)造。保護(hù)和改性層13會保護(hù)層11a和11b在進(jìn)一步處理過程中不受損壞。如果沒有能夠同時(shí)構(gòu)成帶有層11a和11b及保護(hù)和改性層13的疊層的蝕刻方法，那么可以變通地提供以下的變體方法(1)施加和構(gòu)造層11a。然后施加和一起構(gòu)造另外層11b及保護(hù)和改性層13。
(2)施加和一起構(gòu)造層11a和另外層11b。然后在未構(gòu)造之下施加保護(hù)和改性層。此時(shí)，保護(hù)和改性層13的橫向電導(dǎo)率必須低。
(3)施加和一起構(gòu)造層11a和另外層11b。然后施加和構(gòu)造保護(hù)和改性層13。
下OLED接點(diǎn)部分，特別是下電極10也用于形成外電子裝置的接點(diǎn)焊盤是有優(yōu)越性的。這能夠以下面可能的方法取得a)構(gòu)造層11a使得它也形成用于顯示器與外部驅(qū)動電子裝置連接的側(cè)顯示器連接。通常通過焊接扁平電纜產(chǎn)生這些連接。
b)一旦層11a和另外層11b(即金屬層12)施加上，也可以進(jìn)行在a)中說明的構(gòu)造類型。
c)另外也可以，施加和單獨(dú)或一起構(gòu)造金屬層12與保護(hù)和改性層13，使得層的結(jié)合也形成外部電子裝置的連接。
基于變體方法(2)和(3)的過程取決于在構(gòu)造層11a和另外層11b時(shí)產(chǎn)生的對另外層11b的損壞足夠的小，使得電荷載體仍能夠有效地從另外層11b向保護(hù)和改性層12注射。而且，在保護(hù)和改性層13構(gòu)造時(shí)(變體3)，另外層11b必須不被損壞。
參照圖1說明的下電極10的層結(jié)構(gòu)既可以與通常型的OLED結(jié)合使用，其中下電極是陽極形式的，并且通過在頂部的透明的陰極發(fā)光，也可以用于顛倒的OLED，其中陰極是通過下電極形成，光是通過位于頂部的透明陽極發(fā)射。帶以此方式設(shè)計(jì)的下電極的OLED特別是可以用于如圖2所示的帶有顯示元件20a，20b的顯示設(shè)備20。
圖2示出顯示元件20的示意剖視圖，其中后層22配置在基片21上，一方面，后層22用作鈍化層，并且其中另一方面，形成電子元件用于驅(qū)動OLED 23，24。例如，后層22是基于已知的硅電子裝置設(shè)計(jì)的，即帶有由摻雜或未摻雜硅構(gòu)成的構(gòu)造或未構(gòu)造的層，和由硅的氧化物或氮化物構(gòu)成的構(gòu)造或未構(gòu)造的鈍化層。OLED 23和24的下電極23a和24a施加到后層22。下電極23a和24a是根據(jù)上面結(jié)合圖1詳細(xì)說明的實(shí)施例之一設(shè)計(jì)的。下電極23a和24a連接發(fā)射光25的各自的有機(jī)區(qū)域23b和24b。上電極26在有機(jī)區(qū)域23b和24b上延伸。另外，在圖2中提供構(gòu)成造隔離層27。
在圖2中說明了下電極10用于顯示設(shè)備20的情況。該陳述以相應(yīng)的方式適用于使用帶如圖1所示的下電極的兩個(gè)或多個(gè)OLED的照明設(shè)備。
參見圖3-6，下文說明帶有OLED配置的實(shí)施例，其中基于參照圖1說明的實(shí)施例之一，特別是如帶有可以呈一層或多層的金屬層12及保護(hù)和改性層13的層結(jié)構(gòu)，形成下電極10。在圖3-6中，通過在各下電極的縱向中的線示意表示層結(jié)構(gòu)。在圖3-6中說明的配置可以與作為例子參照圖2說明的顯示設(shè)備或照明設(shè)備結(jié)合使用。圖3-6的各種實(shí)施例是對通常型和顛倒型的OLED在每種情況中進(jìn)行說明的。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，下電極10的層結(jié)構(gòu)使得既能夠生產(chǎn)通常型的頂部發(fā)光OLED，其中陽極配置在有機(jī)層區(qū)域下，陰極配置在有機(jī)層區(qū)域上；又能生產(chǎn)顛倒型的，其中陰極配置在有機(jī)層區(qū)域下，陽極配置在有機(jī)層區(qū)域上。
與通常型的相比，顛倒型的優(yōu)點(diǎn)是，它允許，例如通過CMOS技術(shù)或使用無定型n溝道Si-TFT簡單地將OLED與相關(guān)的驅(qū)動器電子裝置集成。另外，在有機(jī)層區(qū)域下配置陰極的優(yōu)點(diǎn)是，該陰極更好地被保護(hù)以防止環(huán)境影響，如氧或水。例如，如上電極的明顯分開的結(jié)果那樣，對在頂部上的陰極材料的環(huán)境影響具有對元件的長期穩(wěn)定性的不利影響。如局部插腳孔造成的結(jié)果那樣，這能夠?qū)е麻L期穩(wěn)定性的問題。
圖3A和3B示出具有通常型(圖3A)和顛倒型(3B)的層結(jié)構(gòu)的示意剖視圖。在圖3A和3B示出的實(shí)施例中，通過電子和空穴復(fù)合發(fā)光的有機(jī)區(qū)域O具有單一層，并且相應(yīng)于OLED的最簡單的形式，在陽極A和陰極K之間配置。帶有陽極A、陰極K和有機(jī)層區(qū)域O的疊層配置在基片S上。
圖4A和4B示出具有通常型(4A)和顛倒型(4B)的OLED的層結(jié)構(gòu)的示意剖視圖。在圖4A和4B示出的實(shí)施例中，有機(jī)層區(qū)域O具有兩個(gè)或多個(gè)層。電子傳輸層40進(jìn)行電子傳輸功能?？昭▊鬏攲?1進(jìn)行空穴傳輸功能?；谝杂袡C(jī)材料形成的電子傳輸層40和空穴傳輸層41之間的邊界區(qū)域中的電子和空穴的復(fù)合發(fā)光。該邊界區(qū)也可以呈利用另外的有機(jī)材料的額外附加層的形式。
圖5A和5B示出具有通常型(5A)和顛倒型(5B)的OLED的層結(jié)構(gòu)的示意剖視圖。有機(jī)層區(qū)域O具有兩個(gè)或多個(gè)層。P摻雜空穴傳輸層50、n摻雜電子傳輸層51和發(fā)光層52設(shè)置在有機(jī)層區(qū)域O中。在本說明中，以無機(jī)半導(dǎo)體的通常方式，用摻雜這個(gè)術(shù)語表示通過外原子/分子的加入人為地影響半導(dǎo)體層的電導(dǎo)率。摻雜的電荷載體傳輸層例如在DE 102 15 210 A1的文獻(xiàn)等的各種實(shí)施例中所說明的那樣。
在OLED中的層順序可以顛倒(見圖5B)，使得空穴注射接點(diǎn)(陽極A)呈頂部電極形式。通常，這意味著，在顛倒有機(jī)發(fā)光二極管的情況，操作電壓比在可比的非顛倒結(jié)構(gòu)的操作電壓顯著高。這是因?yàn)閺慕狱c(diǎn)向有機(jī)層區(qū)域O的不佳的注射，因?yàn)榻狱c(diǎn)的電離能不再能夠被特定地優(yōu)化。當(dāng)使用n摻雜空穴傳輸層和/或p摻雜電子傳輸層時(shí)，這個(gè)缺點(diǎn)能夠被克服，這是由于摻雜意味著從電極A，K向有機(jī)層區(qū)域O的電荷載體注射，不再很重地依賴于電極A，K的電離能本身，而不論這是空穴和/或電子傳輸層50，51。摻雜意即，在不提高操作電壓下，電荷載體傳輸層50，51可以形成得較厚。
在電極A，K的摻雜的電荷載體傳輸層50，51中產(chǎn)生薄空間電荷區(qū)，電荷載體(電子/空穴)能夠通過它有效地注射。隧道方式注射和很薄的空間電荷區(qū)意味著，即使在高能量勢壘的情況，也不再阻礙注射過程。通過加有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)(雜質(zhì))，各電荷載體傳輸層50，51有利地被摻雜。這些大的分子以穩(wěn)定的形式結(jié)合在電荷載體傳輸層50，51的母體分子結(jié)構(gòu)中。在OLED操作時(shí)(無擴(kuò)散)和受到熱負(fù)荷時(shí)，這產(chǎn)生高穩(wěn)定性。受主型分子用作空穴傳輸層的摻雜，施主型分子用于電子傳輸層的摻雜。
提高電導(dǎo)率的原因是在摻雜的層中平衡電荷載體的密度增加。此時(shí)，電子傳輸層51可具有比未摻雜層可能有的(一般未摻雜層的厚度約在20-40nm)更大的厚度，而不必急劇增加操作電壓。在不導(dǎo)致操作電壓增加的情況下，空穴傳輸層50也能夠形成得比帶未摻雜層時(shí)可能有的厚度厚。因此，兩層的厚度足以保護(hù)在它們下的層在生產(chǎn)過程中不受損壞。
與圖5A和5B示出的實(shí)施例比，圖6A和6B示出，在OLED在有機(jī)層區(qū)域O中附加具有中間層的情況，通常型(圖6A)和顛倒型(圖6B)OLED的層結(jié)構(gòu)。
文獻(xiàn)DE 100 58 578.7 A1(還見X.zhou等的文獻(xiàn)Appl.Phys.Lett.78，410(2001))說明了，當(dāng)摻雜的電荷載體傳輸層適當(dāng)?shù)嘏c中間層結(jié)合時(shí)，如參照圖5A和5B說明的，帶摻雜的電荷載體傳輸層的有機(jī)發(fā)光二極管是如何產(chǎn)生最佳的光輻射的。因此，在圖6A和6B所示的實(shí)施例中，摻雜的電荷載體傳輸層60，61與在有機(jī)層區(qū)域O中的中間層62，63結(jié)合。每個(gè)情況中，該中間層在電荷載體傳輸層60，61和發(fā)光層64之間，其中作為電流通過該元件流動的結(jié)果注射的電荷載體的電能轉(zhuǎn)換成光。
選擇中間層62、63的物質(zhì)使得，在操作電壓的方向施加電壓時(shí)，它們的能級不造成主要電荷載體(空穴或電子)在摻雜電荷載體傳輸層和中間層之間的邊界層上過度受阻(低勢壘)，而少數(shù)的電荷載體在光發(fā)射層64和中間層62，63之間的邊界層上有效地被保持(高勢壘)。另外，從中間層62，63向發(fā)光層64的注射電荷載體的勢壘高度應(yīng)充分地小，使得在該邊界表面上的電荷載體對向在發(fā)光層64的激子的轉(zhuǎn)變是強(qiáng)有力地便利。這防止在發(fā)光層64的邊界表面上激基復(fù)合物(exciplex)的形成，它降低發(fā)光效率。由于電荷載體傳輸層60，61優(yōu)選地具有大的帶隙，可以選擇中間層62，63為很薄的，因?yàn)?，盡管這樣，電荷載體不可能從發(fā)光層64通過隧道到電荷載體傳輸層60，61的能量狀態(tài)。這使得能夠使用低的操作電壓，盡管有中間層62，63。在一些情況，中間層62，63也可以由與電荷載體傳輸層60，61的母體材料相同的材料構(gòu)成。
通常型的一個(gè)實(shí)施例(見圖6A)包括以下層配置1.固定基片S，2.下電極(陽極A)，
3.注射和傳輸空穴的p摻雜層60，4.在空穴側(cè)上的薄中間層62，由能帶等級與包圍它們的層的能帶等級匹配的材料構(gòu)成，5.發(fā)光層64(可能用發(fā)光體染料摻雜)，6.薄電子側(cè)中間層63，由能帶等級與包圍它們的層的能帶等級匹配的材料構(gòu)成，7.n摻雜層61，用于注射和傳輸電子，8.上電極(陰極K)，以及9.封裝，防止環(huán)境影響。
顛倒型的另一實(shí)施例(見6B)具有以下層配置1.固定基片S，2.下電極(陰極K)，3.注射和傳輸電子的n摻雜層61，4.電子側(cè)上的薄中間層63，由能帶等級與包圍它們的層的能帶等級匹配的材料構(gòu)成，5.發(fā)光層64(可能用發(fā)光體染料摻雜)，6.空穴側(cè)薄中間層63，由能帶等級與包圍它們的層的能帶等級匹配的材料構(gòu)成，7.p摻雜層60，用于注射和傳輸空穴，8.上電極(陽極A)，以及9.封裝，防止環(huán)境影響。
也能夠設(shè)置僅使用中間層62，63中的一個(gè)，因?yàn)殡姾奢d體傳輸層60，61和發(fā)光層64的帶隙在一側(cè)上已經(jīng)彼此匹配。而且，在載體傳輸層60，61中的電荷載體注射和電荷載體傳輸?shù)墓δ芸梢栽趦蓪踊蚨鄬又g分開，摻雜至少它們之一，以使得最靠近各電極A，K的層精確。如果摻雜的層不直接與各電極A，K相鄰，那么在摻雜的層和各電極A，K之間的所有層必須充分薄(例如小于10nm)，使得電荷載體能夠有效的以隧道方式通過它們。如果這些層具有很高的電導(dǎo)率，也可以較厚，這些層的路徑電阻必須比相鄰摻雜的層低。此時(shí)，中間層應(yīng)被當(dāng)作電極A，K的一部分。該摩爾摻雜濃度一般在1∶10-1∶10000。雜質(zhì)是具有約200g/mol以上的分子量的有機(jī)分子。
在上述說明，權(quán)利要求和附圖中公開的本發(fā)明特征對于單獨(dú)和任何結(jié)合地實(shí)施本發(fā)明各種實(shí)施例是重要的。
權(quán)利要求
1.一種頂部發(fā)光型的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的層配置，其具有下電極(A；K)、透明的上電極(K；A)和在兩個(gè)電極(A；K)之間與下和上電極(A；K)接觸配置的有機(jī)層區(qū)域(O)，其中通過電子和空穴的復(fù)合能夠產(chǎn)生光，所述光通過上電極(K；A)發(fā)出，下電極(A；K)具有層結(jié)構(gòu)，其中下電極層是金屬層(12)，其特征在于在下電極(A；K)的層結(jié)構(gòu)中在所述金屬層(12)上配置保護(hù)和改性層(13)，其與所述有機(jī)層區(qū)域(O)接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的層配置，其特征在于所述保護(hù)和改性層(13)由金屬，氧化物或氮化物材料構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的層配置，其特征在于所述保護(hù)和改型層(13)的厚度約為2-50nm，優(yōu)選約為5-30nm。
4.如上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的層配置，其特征在于所述保護(hù)和改性層(13)由下列材料的一種或下列材料的兩種或多種結(jié)合形成TiyNx，ITO，Cr，Mo，Ta，Ti，Ni，NiyOx，TiyOx，NiyNx，PdyOx，PtyOx，PdyNx和PtyNx。
5.如上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的層配置，其特征在于金屬層(12)與保護(hù)和改性層(13)的疊層具有約10-500nm的厚度。
6.如上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的層配置，其特征在于金屬層(12)與保護(hù)和改性層(13)的疊層是高反射的。
7.如上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的層配置，其特征在于金屬層(12)與保護(hù)和改性層(13)的疊層具有小于約2nm RMS的粗糙度，優(yōu)選為小于約1nm RMS。
8.如上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的層配置，其特征在于金屬層(12)是由兩層或多層單獨(dú)金屬層(11a，11b)構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求8所述的層配置，其特征在于金屬層(12)具有層厚度約為10-500nm的下單獨(dú)金屬層(11a)，其優(yōu)選層厚度約為40-150nm；和另外單獨(dú)金屬層(11b)，其配置在所述下單獨(dú)金屬層(11a)之上，是高反射的，層厚約為5-80nm，優(yōu)選約為15-40nm。
10.如權(quán)利要求8或9所述的層配置，其特征在于單獨(dú)的金屬層(11a，11b)之一或所有是由Al，Ag，Al或Ag的合金，Cr，Ti，Mo，Ta，或Cr，Ti，Mo和/或Ta的混合物形成的。
11.如權(quán)利要求8-10任何一項(xiàng)所述的層配置，其特征在于下單獨(dú)金屬層(11a)和/或另外單獨(dú)金屬層(11b)具有小于約2nm RMS的粗糙度，優(yōu)選小于約1nm RMS。
12.如上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的層配置，其特征在于下電極(10)施加到基片(S)。
13.如權(quán)利要求12所述的層配置，其特征在于驅(qū)動下電極和上電極(A；K)的電路形成在基片(S)中，并且該電路通過連接接點(diǎn)而連接到下和上電極(A；K)。
14.如權(quán)利要求13和8-11之一所述的層配置，其特征在于所述下單獨(dú)金屬層(11a)由也形成連接到下電極(10)的連接接點(diǎn)的材料構(gòu)成。
15.如上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的層配置，其特征在于所述下電極(10)的層結(jié)構(gòu)具有小于約10Ω/sq的表面電阻，優(yōu)選小于約1Ω/sq。
16.如上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的層配置，其特征在于所述下電極(10)是陽極(A)，所述上電極是透明陰極(K)。
17.如權(quán)利要求1-15任何一項(xiàng)所述的層配置，其特征在于所述下電極(10)是陰極(K)，所述上電極是陽極(A)。
18.如上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的層配置，其特征在于所述有機(jī)層區(qū)域(O)包括p摻雜空穴傳輸層(50；60)。
19.如上述權(quán)利要求任何一項(xiàng)所述的層配置，其特征在于所述有機(jī)層區(qū)域(O)包括n摻雜電子傳輸層(51；61)。
20.如權(quán)利要求20或21所述的層配置，其特征在于所述有機(jī)區(qū)域(O)包括空穴側(cè)中間層(62)和/或電子側(cè)中間層(63)。
21.一種在基片(S)上的顯示設(shè)備，其具有一個(gè)或多個(gè)顯示元件，所述顯示元件每個(gè)具有至少一個(gè)帶有如權(quán)利要求1-20之一所述的層配置的頂部發(fā)光型有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)。
22.一種在基片(S)上的照明設(shè)備，其具有一個(gè)或多個(gè)照明元件，所述照明元件每個(gè)具有至少一個(gè)帶有如權(quán)利要求1-20之一所述的層配置的頂部發(fā)光型有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)。
23.一種生產(chǎn)顯示設(shè)備或照明設(shè)備的方法，其中用包括下述步驟的方法在基片(S)上形成一個(gè)或多個(gè)顯示元件/照明元件，所述元件每個(gè)具有至少一個(gè)帶有如權(quán)利要求1-20之一所述的層配置的頂部發(fā)光型的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)(a)在所述基片(S)上形成下電極(A；K)，其中a1)在所述基片(S)上形成金屬層(12)；a2)在所述金屬層(12)上形成保護(hù)和改性層(13)；(b)在所述下電極(A；K)上形成有機(jī)層區(qū)域(O)，使得所述有機(jī)層區(qū)域(O)與所述下電極(A；K)接觸；以及(c)在所述有機(jī)層區(qū)域(O)上形成上透明電極(K；A)，使得所述有機(jī)層區(qū)域(O)與所述上電極(K；A)接觸。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于施加兩個(gè)或多個(gè)單獨(dú)金屬層(11a，11b)，以便形成所述金屬層(12)。
25.如權(quán)利要求23或24所述的方法，其特征在于在形成所述保護(hù)和改性層(13)前構(gòu)造所述金屬層(12)。
26.如權(quán)利要求24和25所述的方法，其特征在于施加和構(gòu)造下單獨(dú)金屬層(11a)，然后施加和構(gòu)造另外的單獨(dú)金屬層(11b)。
27.如權(quán)利要求25或26所述的方法，其特征在于然后施加和構(gòu)造所述保護(hù)和改性層(13)。
28.如權(quán)利要求25或26所述的方法，其特征在于然后以未構(gòu)造方式形成所述保護(hù)和改性層(13)。
29.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于在施加和構(gòu)造所述下單獨(dú)金屬層(11a)后，然后形成和構(gòu)造所述另外單獨(dú)金屬層(11b)和所述保護(hù)和改性層(13)。
30.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于所述金屬層(12)和所述保護(hù)和改性層(13)施加到所述基片(S)的大面積上，并然后構(gòu)造。
全文摘要
本發(fā)明涉及頂部發(fā)光型的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的層配置，和具有上述層配置的顯示和照明設(shè)備。所述層配置具有下電極(A)、透明上電極(K)、和有機(jī)層區(qū)域(O)，所述有機(jī)層區(qū)域配置成在兩個(gè)電極之間接觸下和上電極(A；K)，其中能夠通過電子和空穴的復(fù)合產(chǎn)生光，所述光通過上電極發(fā)出，下電極(A)具有層結(jié)構(gòu)，其中下電極層是金屬層。在下電極(A)的層結(jié)構(gòu)中的金屬層上配置保護(hù)和改性層，其與有機(jī)層區(qū)域(O)接觸。
文檔編號H01L51/56GK1950960SQ200580014288
公開日2007年4月18日 申請日期2005年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月3日
發(fā)明者簡·布洛赫維茨-尼莫斯, 簡·比爾恩施托克 申請人:諾瓦萊德公開股份有限公司