專利名稱：有機(jī)發(fā)光二極管器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)發(fā)光二極管器件，包括作為載體的襯底材料， 該襯底材料被下電極層、至少一個用于發(fā)光的發(fā)射材料層以及上電極 層覆蓋和/或重疊，其中所述器件包括用于檢測發(fā)射光的發(fā)光強(qiáng)度的光 傳感器。
背景技術(shù)：
近年來，有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)在用作精良平板系統(tǒng)方面引起 極大興趣。這些系統(tǒng)利用流經(jīng)有機(jī)材料薄膜的電流來產(chǎn)生光。發(fā)射光 的顏色與電流到光的能量轉(zhuǎn)換效率由有機(jī)薄膜材料的組成決定。因而， OLED包括襯底材料，襯底材料用作栽體部分且可以由玻璃或有機(jī)材 料形成，或者在頂發(fā)射OLED的情況下可以由諸如金屬箔這樣的非透 射材料形成。而且，有機(jī)發(fā)光二極管包括層厚約為100nm的有機(jī)物質(zhì) 的極薄層或覆蓋有導(dǎo)電和光學(xué)透明氧化物的玻璃村底。該有機(jī)層通常 實施為氧化銦錫(ITO)。
通常， 一個電極層實施為陽極層， 一個電極層實施為陰極層。由 ITO材料層形成的陽極層與襯底材料相鄰布置。接下來的一層是發(fā)射 材料層，發(fā)射材料層實施為多個不同的層，形成整個器件的有源發(fā)光 部分。發(fā)射材料層的頂部上沉積形成陰極層的上電極層。根據(jù)用于電 極層的相關(guān)材料，陽極層優(yōu)選地由所述ITO層形成且陰極層實施為鋁 層，其中鋁層以厚度約100nm且因而厚度類似于ITO層(ITO-氧化銦 錫)為特征。取決于每一層的厚度且取決于材料組成，發(fā)射材料層發(fā) 射的光經(jīng)過下電極層和上電極層(頂發(fā)射)離開器件。因而，發(fā)射光 可以經(jīng)過襯底材料，且上電極層形成反射鏡。在這種情況下，ITO層 是透明的。否則，陰極材料可以足夠薄以部分透明，且發(fā)射光的一部 分也可以經(jīng)過陰極。在另一實施例中，陰極位于包括反射光的厚鋁層 的玻璃村底上。接下來，有機(jī)傳輸和發(fā)射層被沉積且陽極可以位于疊 層頂部。該陽極可以由具有光學(xué)層的薄銀膜(半透明)形成，該光學(xué) 層增強(qiáng)了光的透射。該(可選的)光學(xué)層可以由ZnSe或ZnS或者具有類似光學(xué)屬性的材料形成。
在例如氧化銦錫(ITO )層的陽極層和像鋁層這樣的陰極層之間布 置若干功能層，這些功能層形成發(fā)射材料層。這些層可能涉及熒光和/ 或磷光發(fā)射層、空穴阻擋層、電子傳輸層、空穴傳輸層和/或附加的空 穴注入層和/或附加的電子注入層，其中這些層以厚度約為5nm至 100nm為特征。OLED還可以包括上述OLED的疊層，這些OLED的 疊層通過諸如ITO或者薄金屬膜這樣的導(dǎo)電層分離，或者通過其間具 有或不具有阻擋層的由p型摻雜和n型摻雜層組成的所謂電荷產(chǎn)生層 分離 取決于層堆疊，經(jīng)過鋁陰極發(fā)射的頂發(fā)射或者使得光經(jīng)過ITO 層的底發(fā)射可以代表不同類型的有機(jī)發(fā)光二極管.
在有機(jī)發(fā)光二極管的壽命期間，發(fā)射光的亮度水平可以通過給定 工作電壓減小。為了補(bǔ)償老化效應(yīng)且在壽命期間維持亮度水平恒定， 需要增加所施加電壓的反饋回路。該反饋回路需要感測元件來測量有 機(jī)發(fā)光二極管發(fā)射的輸出光。具體而言，如果有機(jī)發(fā)光二極管器件布 置在多個器件中，每個器件形成發(fā)光片，當(dāng)希望呈現(xiàn)大面積發(fā)光的均 勻外觀時，各片的亮度水平的控制是重要的。發(fā)光片也可以以實現(xiàn)刻 意不均勻光效果的方式操縱。而且，光的色點必須被控制或者變化的 OLED應(yīng)用情況需要使用光感測元件。
專利申請公開US 2003/0047736 Al公開了 一種有機(jī)發(fā)光二極管器 件，其包括用于檢測發(fā)光元件發(fā)射光的發(fā)光強(qiáng)度的光傳感器。該發(fā)光 元件包括實施為反射層的下電極和具有光透明的上電極，且在該下電 極層和上電極層之間布置發(fā)光層。光傳感器布置在透明上電極層的頂 部以檢測經(jīng)過上電極層的發(fā)射光。
毫無疑問，可以檢測發(fā)射光的強(qiáng)度，但不幸的是，光傳感器布置 在OLED器件的發(fā)射場內(nèi)。由于光傳感器布置在光發(fā)射場內(nèi)，光傳感 器可能作為暗區(qū)域或者暗點出現(xiàn)。發(fā)射場內(nèi)的暗區(qū)域或者暗點的出現(xiàn) 不利地影響整個器件的均勻發(fā)射外觀。
當(dāng)器件形成為多個發(fā)射器件布置中的發(fā)射片時，每個發(fā)射片包括 暗點。而且，根據(jù)公開的OLED系統(tǒng)，必須使用光傳感器切換元件， 用于切換從光傳感器以電流或者電壓形式供應(yīng)的發(fā)光強(qiáng)度信息。切換 元件與OLED的有源層相鄰布置，阻礙了一種矩陣中一個接一個布置 的多個器件發(fā)射的光發(fā)射場的均勻外觀。而且，光傳感器的電接觸是有問題的，因為電接觸僅可以通過切換元件實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明具有消除上述缺點的目的。具體而言，本發(fā)明的一 個目的是提供一種以壽命期間亮度高度均勻為特征的有機(jī)發(fā)光二極 管。而且，本發(fā)明的目的是提供一種布置為多個器件中的發(fā)射片的有 機(jī)發(fā)光二極管器件，該多個器件以均勻發(fā)光外觀為特征。
該目的通過如本發(fā)明的權(quán)利要求1所教導(dǎo)的有機(jī)發(fā)光二極管器件 實現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選實施例由從屬權(quán)利要求限定。
本發(fā)明公開了上電極層以光反射性為特征，以使得發(fā)射光經(jīng)過襯
底材料。因而，光傳感器不出現(xiàn)在OLED器件的發(fā)射場內(nèi)。光經(jīng)過下 電極層和襯底材料，因為上電極層實施為反射鏡。該優(yōu)點只有通過組 合底發(fā)射OLED和所述光傳感器才可能達(dá)成。底發(fā)射描述了經(jīng)過下電 極層和襯底材料的光的發(fā)射。
作為優(yōu)選實施例，光傳感器布置到上電極層上。通過將光傳感器 應(yīng)用于上電極層，光傳感器不干擾發(fā)射光的傳播。光可以從發(fā)射材料 層經(jīng)過下電極層且因而經(jīng)過襯底材料傳播，且獲得這樣的優(yōu)點，即， 光傳感器并不作為發(fā)射場中的暗點或者暗區(qū)域出現(xiàn)。
根據(jù)另一優(yōu)選實施例，上電極層以孔洞為特征，該孔洞在光傳感 器下面形成，使得發(fā)射光進(jìn)入該光傳感器。通過在上電極層中形成孔 洞，孔洞區(qū)域沒有反射鏡的效果，且發(fā)射材料層的發(fā)射光不反射向襯 底材料。不反射的光經(jīng)過孔洞且照射光傳感器。
有利地，光傳感器包括有源光學(xué)區(qū)域，而發(fā)射光經(jīng)過所述孔洞照 射所述有源光學(xué)區(qū)域。該孔洞可以有以下特征直徑為0.05至2mm， 優(yōu)選地為0.07至1.5m且最優(yōu)選地為0.1至0.5mm。同樣，孔洞的長方 形形狀或任意其他形狀是可行的?？锥丛叫?，孔洞在整個發(fā)射場中作 為非反射區(qū)域出現(xiàn)的可能性卻小。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，光傳感器包括提供與光傳感器的 第一電接觸的至少一個電導(dǎo)線，而第二電接觸由上電極層本身形成。 上電極層由導(dǎo)電材料形成，因而，可以通過上電極層接觸光傳感器。 第二接觸由光傳感器頂面上的引線、接觸引腳或者接觸焊盤形成。
根據(jù)另一優(yōu)選實施例，村底材料以側(cè)面為邊界(bordered),且所述光傳感器布置在側(cè)面上。襯底材料成型為以至少4個側(cè)面為邊界的 長方形或者方形的載體部分.當(dāng)發(fā)射光經(jīng)過村底材料時，因為發(fā)射光 的一部分被引導(dǎo)到實施為玻璃或者塑料材料的襯底材料內(nèi)，光到達(dá)這 些側(cè)面。光的引導(dǎo)由襯底材料內(nèi)的內(nèi)反射導(dǎo)致且朝向這些側(cè)面?zhèn)鞑ァ?br> 傳感器的光學(xué)區(qū)域布置為朝向側(cè)面，且發(fā)射光能夠照射有源光學(xué) 區(qū)域。因為襯底材料不導(dǎo)電且因而不可用作與傳感器的電接觸，光傳 感器的電接觸通過兩條電導(dǎo)線實現(xiàn)。但是電導(dǎo)線的布置可以設(shè)置為沿 側(cè)面的薄條導(dǎo)體，且光傳感器并不妨礙實施器件為發(fā)射片。
本器件的另一實施例可以在下電極層和發(fā)射材料層之間布置光傳 感器中看出。因而，光傳感器實施為第一電極層頂部上的表面安裝器 件。傳感器的有源區(qū)域直接面向OLED的有機(jī)發(fā)光層。通過應(yīng)用不同 的涂布工藝，襯底材料頂面上的第一涂層包括下電極層，其后是在下 電極層的頂面上應(yīng)用光傳感器。接著，發(fā)射材料層被應(yīng)用于下電極層 的頂面和光傳感器上，這樣形成下電極層上的發(fā)射材料層到光傳感器 的表面的光滑和無干擾的過渡。因而，光傳感器的有源光學(xué)區(qū)域面向 發(fā)射材料層布置。光傳感器的頂面上的發(fā)射材料層發(fā)射光的測量能夠 獲得整個發(fā)射場的亮度水平的可靠信息。
有利地，下電極層被圖形化，通過該圖形化，由于電極層中至少 兩個電分離的區(qū)域，所述光傳感器被下電極層電接觸。圖形化的下電 極層包括電分離的區(qū)域，這些區(qū)域可以供應(yīng)測量電流或者測量電壓到 光傳感器。光傳感器和下電極層之間的電接觸可以通過傳感器和層之 間的導(dǎo)電膠或者焊接體實現(xiàn)。因而，下電極層的第一電分離部分可以 形成第一電接觸，且形成真正陽極層的下電極層的第二電分離部分形 成光傳感器的第二電接觸。
本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例包括光傳感器，其被膠粘到至少一個層 和/或襯底材料或者通過應(yīng)用焊球而焊接到至少一個層和/或襯底材料。 膠粘可以包括通過應(yīng)用導(dǎo)電膠的電接觸。光傳感器到至少一個層的焊 接形成了一種表面安裝器件，因為光傳感器被焊接到層的頂面。光傳 感器包括實施為有源光學(xué)區(qū)域的至少一個光電二極管。該至少一個光 電二極管的光感測表面可以朝向光傳感器體的頂面或者底面布置。
本發(fā)明的又一實施例提供一種OLED器件，其形成為多個器件布 置中的發(fā)射片，該多個器件形成可發(fā)射具有均勻亮度水平的光的多個片的矩陣。
本發(fā)明的目的的其他細(xì)節(jié)、特性和優(yōu)點在從屬權(quán)利要求和相應(yīng)附 圖的描述中公開，附圖僅以示意性方式示出，示出了結(jié)合附圖描述的
本發(fā)明的優(yōu)選實施例，附圖中


圖1以剖面圖的形式示出了具有布置在上電極層反面上的光傳感
器的有機(jī)發(fā)光二極管。
圖2示出了布置在村底材料的側(cè)面上的光傳感器；
圖3示出了下電極層和發(fā)射材料層之間光傳感器的布置的另一實
施例；以及
圖4示出了根據(jù)圖3的光傳感器布置的頂視圖。
具體實施例方式
以剖面圖側(cè)視圖示出了有機(jī)發(fā)光二極管器件l。在底部，示出了襯 底10，其可以具有這樣的特征厚度為l至2mm且包括玻璃或者合成 材料。襯底材料10的頂面上沉積下電極層11，該下電極層ll可以實 施為透明ITO陽極層。
在下電極層11上沉積發(fā)射層12，該發(fā)射層12包括7個功能層， 它們可以是空穴注入層、空穴透明層、可以實施為熒光和/或磷光發(fā)射 層的發(fā)射層、空穴阻擋層、電子傳輸層、空穴傳輸層和/或附加的電子 注入層和/或附加的空穴注入層，這些層可以以厚度約為5nm至100nm 為特征。最后的層是上電極層13，其可以實施為鋁層或銀層且形成陰 極層。上電極層13具有這樣的特征其對發(fā)射光是高反射性的。因而， 發(fā)射材料層12發(fā)射的光在上電極層13上反射且朝向襯底材料10傳播。
在上電極層13的頂部上應(yīng)用光傳感器14。為了使得發(fā)射光能夠穿 過上電極層13，在上電極層13中實施孔洞15?？锥?5可以以直徑為 0.1至0.5mm為特征，而光傳感器14被方方正正地(squarely)布置到 孔洞15上。光傳感器14包括有源光學(xué)區(qū)域16，且經(jīng)過孔洞15的光可 以照射有源光學(xué)區(qū)域16，其中有源光學(xué)區(qū)域16可以實施為光電二極管。
光傳感器14的電接觸可以通過電導(dǎo)線17實現(xiàn)，而電導(dǎo)線17提供 與光傳感器14的第一電接觸。第二電傳感器由上電極層13本身形成.光傳感器集成到電反饋回路中，從而補(bǔ)償老化效應(yīng)且保持有機(jī)發(fā)光二 極管器件1的使用時間上的亮度水平恒定(反饋回路未示出)。
圖2示出了具有光傳感器14的備選布置的有機(jī)發(fā)光二極管1。光 傳感器14應(yīng)用在側(cè)面18上，該側(cè)面18形成襯底材料10的側(cè)面邊界。 傳感器14膠粘在側(cè)面18上，而經(jīng)過襯底材料的發(fā)射光具有這樣的特 征其一部分通過全內(nèi)反射引入到襯底材料IO內(nèi)部且將到達(dá)側(cè)面18， 因而可以傳播到光傳感器14的有源光學(xué)區(qū)域16內(nèi)。為了提供光傳感 器14的電接觸，該電接觸包括兩個電導(dǎo)線17，這兩個電導(dǎo)線17示為 傳感器14兩側(cè)上的兩個引腳。這兩個電導(dǎo)線17僅以示例性方式示出， 且可以備選地實施為襯底材料10的側(cè)面18上的導(dǎo)電條。
光傳感器14的布置的另一實施例在圖3中給出。圖3示出了具有 布置在下電極層11和發(fā)射材料層12之間的光傳感器14的有機(jī)發(fā)光二 極管器件l。根據(jù)該布置，光傳感器14實施為組裝到下電極層11上的 表面安裝器件。通常，層11至13通過PVD、 CVD或類似的方法沉積 到襯底材料10上，而光傳感器14可以應(yīng)用于下電極層11的沉積步驟 和發(fā)射材料層12的沉積步驟之間。由于光傳感器14的布置，發(fā)射材 料層12和上電極層13以一種障礙物19為特征，從而經(jīng)過或者覆蓋光 傳感器14。光傳感器14頂部上的發(fā)射材料層12的發(fā)射行為類似于整 個發(fā)射材料層12的發(fā)射行為，且亮度水平的測量和在任意不同布置應(yīng) 用光傳感器14一樣可靠。由于光傳感器14布置在下電極層11的頂部 上，下電極層ll可以圖形化，通過該圖形化，光傳感器14被下電極層 11電接觸。圖形化可以實施為將下電極層11電學(xué)隔離為用于接觸光傳 感器14的至少兩個區(qū)域。
圖4示出了根據(jù)圖3的光傳感器14布置的頂視圖。光傳感器14 包括被發(fā)射光照射的有源光學(xué)區(qū)域16。下電極層11劃分成光傳感器14 的左側(cè)上的圖形化部分和整個下電極層11。光傳感器14電接觸下電極 層11的兩個部分，且如上所述可以通過接觸下電極層11而被電接觸。
要求限定的^護(hù)范圍內(nèi)以各種方式修改。、因而，;發(fā)明還可應(yīng)用于不 同實施例，尤其是OLED器件和/或光傳感器14器件的設(shè)計.另一實 施例可以在襯底材料10的頂部上應(yīng)用光傳感器14，接著是下電極層 11、發(fā)射材料層12和上電極層13中看出。因而，光傳感器14可以通過圖形化下電極層11而被電接觸，其中傳感器14的接觸布置在面向發(fā) 射材料層12布置的有源光學(xué)區(qū)域16的相同一側(cè)上。
標(biāo)號列表
1有機(jī)發(fā)光二極管器件
10襯底材料
11下電極層
12發(fā)射材料層
13上電極層
14光傳感器
15孔洞
16有源光學(xué)區(qū)域 17電導(dǎo)線 18側(cè)面 19障礙物
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)發(fā)光二極管器件(1)，包括作為載體的襯底材料(10)，所述襯底材料被下電極層(11)、用于發(fā)光的至少一個發(fā)射材料層(12)以及上電極層(13)覆蓋和/或重疊，其中所述上電極層(13)具有光反射的特征從而使得發(fā)射光經(jīng)過襯底材料(10)，其中所述器件(1)包括用于檢測發(fā)射光的發(fā)光強(qiáng)度的光傳感器(14)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的器件(1)，其特征在于，所述光傳感器 (14)布置到所述上電極層(13)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的器件(1)，其特征在于，所述上電 極層(13)以孔洞(15)為特征，所述孔洞在所述光傳感器(14)下 面形成，用于使發(fā)射光進(jìn)入所述光傳感器(14)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的器件(1)，其特征在于，所述光傳感器 (14)包括有源光學(xué)區(qū)域(16)，而發(fā)射光通過所述孔洞(15)照射所述有源光學(xué)區(qū)域(16)。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的器件(1)，其特征在于，所 述光傳感器(14)包括提供與所述光傳感器(14)的第一電接觸的至 少一個電導(dǎo)線(17),而第二電接觸由所述上電極層(13)形成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的器件(1)，其特征在于，所述襯底材料(10) 以側(cè)面(18)為邊界，且所述光傳感器(14)布置在所述側(cè)面 (18)上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的器件(l),其特征在于，所述光傳感器 (14)布置在所述下電極層(11)和所述發(fā)射材料層(12)之間，因 而所述光傳感器(14)實施為表面安裝器件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的器件(1)，其特征在于，所述下電極層(11) 被圖形化，通過所述圖形化，由于所述電極層(11)內(nèi)的至少兩 個電分離的區(qū)域，所述光傳感器(14)被所述下電極層(11)電接觸。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的器件(1)，其特征在于，所述有源 光學(xué)區(qū)域(16)布置為朝向所述發(fā)射材料層(12)。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的器件(1)，其特征在于， 所述光傳感器(14)膠粘和/或焊接到所述至少一個層(11， 13)和/或 襯底材料(10)。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的器件(1)，其特征在于，所述光傳感器(14)包括至少一個光電二極管。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的器件(1)，其特征在于， 所述器件(1)形成為多個器件(1)布置的發(fā)射片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有機(jī)發(fā)光二極管器件(1)，包括作為載體的襯底材料(10)，所述襯底材料(10)被下電極層(11)、用于發(fā)光的至少一個發(fā)射材料層(12)以及上電極層(13)覆蓋和/或重疊，其中所述上電極層(13)具有光反射的特征從而使得發(fā)射光經(jīng)過襯底材料(10)，其中所述器件(1)包括用于檢測發(fā)射光的發(fā)光強(qiáng)度的光傳感器(14)。
文檔編號H01L51/52GK101529612SQ200780039064
公開日2009年9月9日 申請日期2007年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月20日
發(fā)明者D·伯特拉姆, H·-P·洛布爾, W·O·巴德 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司