專利名稱：發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光器件和一種制造這種器件的方法。
背景技術(shù)：
為了在房間中產(chǎn)生適宜的氣氛(climate),需要大面積照明器件。 當(dāng)前，通常使用氣體放電燈來產(chǎn)生均勻光，從而照亮房間的大部分。遺 憾的是，已知放電燈是昂貴的并且十分低效。為了克服這個缺陷，使用 有機發(fā)光二極管(0LED)是合適的。OLED的優(yōu)點在于，它是具有潛在的 低成本和高效率的均勻光源。如WO2005/053053 Al中所乂>開的，在本 領(lǐng)域中有機發(fā)光器件(材料和結(jié)構(gòu))是公知的，所迷文獻的公開在此引 作參考。
然而，大尺寸0LED存在亮度不均勻的問題。所述亮度不均勻是由 于這樣的事實所引起的OLED包括薄膜電極，其厚度大約為數(shù)百納米。 因此，該薄膜電極具有相對較高的薄層電阻(sheet resistance)。由 于OLED以低電壓和高電流驅(qū)動，所以所述高薄層電阻導(dǎo)致沿著電極的 電壓降，從而導(dǎo)致亮度不均勻。該缺陷隨著OLED尺寸的增加而變得更 加嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是消除上述缺陷。具體來說，本發(fā)明的目的是提供一 種具有均勻亮度的大尺寸OLED和制造這樣的器件的方法。
該目的可以通過如由本發(fā)明的權(quán)利要求1教導(dǎo)的發(fā)光器件來實現(xiàn)。 在從屬權(quán)利要求中定義了該發(fā)光器件的有利實施例。
本發(fā)明的目的可以通過一種發(fā)光器件來實現(xiàn)，該發(fā)光器件包括疊 層，該疊層包括基礎(chǔ)層、第一電極層和笫二電極層，其中有機發(fā)光層夾 在第一和第二電極層之間，該發(fā)光器件還具有至少一個分流元件(shunt element),其包括連接端和自由端，其中連接端與電極層之一連接， 而其中自由端伸出到疊層之外。
本發(fā)明的主要思想是，使用至少一個分流元件，其包括比與之連接的電極層更大的橫截面，并且因此包括低薄層電阻。由于這個優(yōu)點，分
流元件可以將所需的電流傳輸?shù)絆LED的所有部分，從而獲得均勻亮度。
所述發(fā)光器件包括用作載體的基礎(chǔ)層，其可以由玻璃或有機材料制 成，或由比如金屬箔的非透射材料制成。通常將透明的氧化銦錫(IT0) 的薄層涂覆在該基礎(chǔ)層上，從而形成第一電極層。而且，有機發(fā)光二極 管由至少一個薄層組成，其具有大約5nm到500nm層厚度的有機物質(zhì)。 OLED被規(guī)則地覆蓋有金屬層(如鋁)，從而形成第二電極層，而該金屬 層的特征是厚度為大約100nm，并且因此如ITO的層厚度。這種厚度的 鋁用作反射鏡，從而使得發(fā)射僅僅通過透明的ITO第一電極層和透明的 基礎(chǔ)層。遺憾的是，ITO的電阻率比鋁的電阻率大約高兩個數(shù)量級。因 此，電流在第一電才及層中的流動高度地衰減。為了克月良該缺陷，可以將 第 一 電極層與分流元件連接。
在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語有機發(fā)光層包括有機材料的單個層以及 由若干層構(gòu)成的包括有機材料和無機材料的元件。
在OLED器件中使用的薄電極層表明了薄層電阻，薄層電阻導(dǎo)致橫 跨電極區(qū)域的電壓降，尤其對于大的OLED器件導(dǎo)致不均勻的亮度分布。 該效果主要出現(xiàn)在第二電極，但也出現(xiàn)在第一電極。為了克服該缺陷， 發(fā)光器件的第 一優(yōu)選實施例包括與第 一 電極層連接的第 一分流元件和 與第二電極層連接的第二分流元件。因此嵌入發(fā)光器件中的兩個電極層 中的每一個都與一個分流元件連接。
所述分流元件可以是與電極層之一連接的箔狀元件?？梢酝ㄟ^實現(xiàn) 電極層與分流元件之間的電連接的不同方法實現(xiàn)該連接，其中該連接包 括^^的轉(zhuǎn)移電阻。例如，該目標(biāo)可以通過將箔狀分流元件膠粘(gluing) 或焊接(welding)到電極層來實現(xiàn)。特別地，激光焊接、熱封、電阻 焊接(resistant welding)或電子束焊接已經(jīng)顯示出優(yōu)勢。除了這種 合并，還可以通過薄膜沉積技術(shù)來產(chǎn)生分流元件，所述薄膜沉積技術(shù)比 如離子束沉積、電子束沉積、化學(xué)氣相沉積、熱蒸發(fā)、等離子束沉積、 賊射沉積以及電沉積(galvanic deposition)。如上所述，本發(fā)明的 主要思想是，使用巨大的分流元件，從而在電流傳輸中支持電極層。因 此，與電極層相比，分流元件的尺寸應(yīng)當(dāng)大。在優(yōu)選實施例中，分流元 件包括在5 0 ju m到4mm之間的寬度，優(yōu)選地在100 ju tn到2mm之間的寬 度，以及在20ium到800jum之間的高度，優(yōu)選地在50 m m到500 m m之間的高度。與電極層的薄層厚度相比，分流元件的高度要大三個數(shù)量級。 因此，通過主要經(jīng)由分流元件分配電流來顯著降低薄層電阻。橫跨在所 述分流元件之間的小電極區(qū)域上的剩余電壓降可以忽略。為了增強該效
果，優(yōu)選地，分流元件包括高的導(dǎo)電率，其優(yōu)選地高于30xl06S/m。
分流元件可以是選自III或IB族金屬和過渡金屬的金屬，比如銀、 金、銅、鋁、鎢、鉬、鉻等等。這些金屬的組合和合金是非常合適的， 比如鉬鉻/鋁/鉬鉻(MAM)。
由于分流元件的尺寸較大，所以其未被嵌入疊層中，而是伸出到該 疊層的平面之外。因此，在其他層的表面之上，它是可見的并且甚至是 可觸知的。由于離基本層最遠的電極層可以被保護層覆蓋，所以最后提 到的層也可以覆蓋分流元件。如其名字所表明的，保護層的任務(wù)是保護 疊層，從而構(gòu)建0LED。因此，合適的是，保護層可以包括金屬和/或絕 緣的聚合物的組合。該保護層的厚度變化并且取決于發(fā)光器件使用的類 型。
在優(yōu)選實施例中，金屬化元件與電極層之一連接，其中該金屬化元 件夾在該電極層與分流元件的連接端之間。因此，該金屬化元件的作用 就和嵌入疊層中的分流器(shunt)本身一樣。由于金屬化元件的尺寸， 該金屬化元件本身不能克服上述缺陷。金屬化元件的目的在于用作分流 元件與電極層之間的連接器，而不是用于傳輸電流。優(yōu)選地，分流元件 具有矩形的橫截面，從而使得整個底面被標(biāo)記為連接端。金屬化元件的 厚度依賴于其作為到分流層的連接器的主要用途。在所述的本發(fā)明的優(yōu) 選實施例中，金屬化元件包括厚度為lnm到100nm的層。為了沉積該金 屬化元件，可以使用如上面指定的那些薄膜沉積技術(shù)。
在另一個優(yōu)選實施例中，金屬化元件和分流元件通過固態(tài)焊接而連 接。最流行的類型的固態(tài)焊接，超聲波焊接已經(jīng)表明是優(yōu)選的。然而， 還有其他固態(tài)焊接工藝已經(jīng)表明是合適的，這些工藝包括共擠焊接 (co-extrusion welding)、冷焊、擴散焊接、摩擦焊接、高頻焊接、 熱壓焊接、感應(yīng)焊接以及滾焊?？蛇x的金屬化元件可以包括諸如銀、金、 銅、鋁、鵠、鉬、鉻之類的金屬。這些金屬的組合和合金也是非常適合 的，比如鉬鉻/鋁/鉬4各(MAM)。
在本發(fā)明的另 一個優(yōu)選實施例中，分流元件和/或金屬化元件是模 造的(patterned)。術(shù)語"模造的"在本發(fā)明的上下文中表示分流元件或分流元件與金屬化元件的組合以不變的方式布置在疊層上。對于很
大面積的0LED，例如可能有用的是，分流元件建立網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，從而覆 蓋在疊層的表面上。所述元件的該模造布置的目標(biāo)是實現(xiàn)電流均勻地流 過發(fā)光器件的電極層的所有部分?？赡苓m合的是，分流元件具有梳狀的 結(jié)構(gòu)，而那些限定了梳子的齒的分流元件延伸到發(fā)光器件的表面中。而 且，分流元件可以被布置為U-、 V-和/或L-樣式。所選擇的種類的配置 主要依賴于發(fā)光器件的整體結(jié)構(gòu)。如果最后所述的器件具有圓形的周 圍，則分流元件可以布置為星狀的圖案。根據(jù)本發(fā)明，每一個形成為扇 形狀的部分獲得足夠的電流以產(chǎn)生均勻的亮度。
本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例支持分流元件的模造的組件，其特征在 于，第一電極層、第二電極層和有機發(fā)光層形成照明片(tile),其中 多個照明片沉積在一個基本層上。該實施例背后的思想是將非常大的 0LED劃分為較小的片狀部分。但是所有這些分離的照明片 一起沉積在一 個基本層上。因此，甚至非常大的發(fā)光器件也容易操控并且在單個照明 片中不存在碎裂的危險。優(yōu)選地，照明片包括20mm x 20隨到250關(guān)x 25 0mm之間的尺寸，優(yōu)選地為30mm x 30mm到15 0mmx 15 0mm之間的尺寸， 優(yōu)選地為4Omm x 40睡到8 Omm x 8 Omm之間的尺寸。
為了獲得發(fā)光器件的均勻亮度，電流均勻地流過所有電極層、分別 均勻地流過有機發(fā)光層是必需的。因此，照明片被部分地彼此隔離。因 此，分流元件與照明片的組合使得大量的電流穩(wěn)定地流過大發(fā)光器件的 較小的子部分，并且因此確保了均勻亮度。
在另 一個實施例中，與第 一電極層連接的分流元件從三側(cè)包圍了矩 形照明片，而與第二電極層連接的分流元件從一側(cè)與照明片接界。在最 常見的已知OLED中，第一電極層由ITO構(gòu)成，如上所述其具有比主要 用于第二電極層的鋁高兩個數(shù)量級的電阻率。由于該電阻率和這樣的事 實第一和第二電極層的薄層高度通常或多或少地相同，所以沿著第一 電極層的電壓降比沿著第二電極層的電壓降嚴(yán)重得多。為了實現(xiàn)電流在 OLED的該實施例中均勻流動，合適的是，用連接到第一電極層的分流元 件主要地圍繞照明片。然后第二電極層可以連接到與照明片的最后的開 放側(cè)接界的分流元件。
本發(fā)明還涉及一種制造根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件的方法，該方法 包括以下步驟將所述至少一個分流元件膠粘或焊接到電極層。在優(yōu)選實施例中，該焊接是激光焊接、熱封、電阻焊接、電子束焊接或固態(tài)焊 接的組中的至少一種，優(yōu)選地為超聲波焊接。
上述發(fā)光器件以及要求保護的部件和在所描述的實施例中根據(jù)本 發(fā)明使用的部件不會出現(xiàn)關(guān)于尺寸、形狀、或材料選擇的任何特殊異常。 可以無限制地應(yīng)用在有關(guān)領(lǐng)域中已知的技術(shù)概念。在從屬權(quán)利要求中公 開了本發(fā)明的目的附加細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點，并且下面描述的各個附圖(其 僅僅是示范性方案)示出根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件的優(yōu)選實施例。


圖1示出穿過發(fā)光器件的橫截面，以及
圖2示出發(fā)光器件的整個視圖(oversight )。
具體實施例方式
在圖1中，示出了發(fā)光器件IO的橫截面。發(fā)光器件10包括具有基 本層20 (例如玻璃或聚合物襯底)的疊層15。沉積在該基本層20上的 是第一電極層30。在該第一電子層30之上，有機發(fā)光層50和第二電極 層40、 40，、 40，，在彼此上疊加。這三個所述層30、 40、 50中的每一個 都包括小于500nm的厚度，優(yōu)選地為大約50nm到200nm。 一旦施加了從 第二電極層40、 40，、 40"流動到第一電極層30的電流，有機發(fā)光層50 通過在有機材料中重新組合電子與空穴來輻射光。在金屬第二電極40、 40，、 40"用作反射鏡的情況下，所發(fā)射的光穿過透明的第一電極層30 和基本層20輻射。在透明的第二電極的情況下，光也穿過第二電極而 發(fā)射到OLED的非襯底(non-subtrate)側(cè)。
由于發(fā)光器件10以低電壓和高電流驅(qū)動，所以薄膜第一電極層30 和第二電極層40具有高薄層電阻。所以由于該高薄層電阻連同高電流， 沿著所迷電極層出現(xiàn)電壓降，從而導(dǎo)致亮度不均勻，該問題隨著發(fā)光器 件10的尺寸的增加變得更加嚴(yán)重。為了克服這個缺陷，本發(fā)明建議使 用至少一個分流元件60、 60'。分流元件60、 60'包括連接端65和自由 端66。分流元件60、 60，的連接端65與電極層30、 40之一連接。與連 接端65相對定位的自由端66伸到疊層15之外。在一個可替換實施例 中，連接端65到達疊層15內(nèi)部，如圖1所示。在其他實施例中，分流 元件60、 60，的連接端65可以被布置在與第二電極40、 40，、 40，，相同的高度處或之上或在第二電極40、 40，、 40"的頂部。
在一個實施例中，第一分流元件60與第一電極層30連接，而第二 分流元件60，與第二電極層40連接。所以這兩個電極層都與分流元件60、 60'連接，這使得所需的電流可用。根據(jù)該電流，分流元件的幾何形狀和 尺寸可以變化。優(yōu)選地，分流元件60、 60，將包括矩形橫截面，如圖1 所示。圓形、三角形或六邊形橫截面也是合適的。如果使用薄層狀分流 元件60、 60，，則優(yōu)選的是它們包括在50Mm到4咖之間的寬度61和在 20jLim到800jum之間的高度62。所以，與所示的薄層狀分流元件60、 60，相反，寬度61可以大于高度62。
為了放松(ease)分流元件60、 60，分別與第一電極層30和第二電 極層40的連接，金屬化元件70、 70'被包圍在電極層30、 40與分流元 件60、 60，的連接端65之間。分流元件60，通過金屬化元件70，與兩個第 二電極層40、 40'連接。第二電極層40"與另一個(未示出)分流元件 60，連接。為了防止短路，在第一電極層30與第二電極層40之間不允許 有直接接觸。因此，絕緣裝置90被嵌入疊層15中。該絕緣裝置90防 止了電流直接從第二電極層40、 40，流到第一電極層30。實際上，電流 必須流過有機發(fā)光層50,從而產(chǎn)生所希望的光。
分流元件60連接到第一電極層30。為了防止短路，在第二電極層 40、 40，與分流元件60之間嵌入了疊層15中的間隙91。該間隙91可以 用絕緣層(在該實施例中未示出)填充。該絕緣層不僅可以覆蓋間隙91, 而且可以覆蓋整個疊層15，包括分流元件60、 60，。
金屬化元件70、 70，的主要用途是支持分流元件60、 60'分別到第一 電極層30和第二電極層40的連接。因此，合適的是，金屬化元件70、 70，的厚度在電極層30、 40的區(qū)域中。甚至更小的高度(小到僅僅幾nm) 已經(jīng)表明適用于金屬化元件70、 70，與分流元件60、 60，的超聲波焊接。 如果不使用金屬化元件70、 70，，則分流元件60、 60，可以直接膠粘到電 極層30、 40。也可以使用薄膜沉積技術(shù)來將分流元件60、 60，實現(xiàn)到疊 層15中。
圖2示出發(fā)光器件10的整個視圖，還有用于圖1中所示的橫截面 的交叉線I-I。由于發(fā)光器件IO建立在疊層15之外，所以在基本層20 之上，僅僅可以看見第二電極層40的頂層。在所示的實施例中，分流 元件60、 60，包括模造的布置。金屬化元件70、 70，沉積在第一電極層20上。分流元件60、 60，與該金屬化元件70、 70，連接。與第一電極層 30連接的分流元件60包括梳狀結(jié)構(gòu)，而與第二電極層40連接的分流元 件60，包括線狀結(jié)構(gòu)。如圖1所示，在第二電極層40與分流元件60之 間，絕緣間隙91被嵌入疊層15中。而且，第二電極層40與線狀分流 元件60，連接。結(jié)合分流元件60的梳狀布置，建立矩形照明片80。這些 照明片80包括發(fā)光器件10的切割部分(cut-out),其包括第一電極 層30、第二電極層40和有機發(fā)光層50。在所示的實施例中，所述四個 照明片80都嵌在一個基本層20上，由此提高了發(fā)光器件10的機械穩(wěn) 定性。附圖標(biāo)記列表
10 發(fā)光器件
15 疊層 20 基本層 30 第一電極層
40, 40，， 40" 第二電極層 5 0 有機發(fā)光層
60, 60， 分流元件
61 分流元件60、 60，的寬度
62 分流元件60、 60'的高度
65 連接端
66 自由端
70, 70， 金屬化元件 80 照明片
90 絕緣裝置
91 絕緣間隙
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件(10)，包括疊層(15)，該疊層(15)包括基本層(20)、第一電極層(30)和第二電極層(40)，其中有機發(fā)光層(50)夾在第一電極層(30)與第二電極層(40)之間，具有至少一個分流元件(60，60’)，其包括連接端(65)和自由端(66)，其中連接端(65)與電極層(30，40)之一連接，以及其中自由端(66)伸出到疊層(15)之外。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件(10 ),其特征在于，第一分流元件(60, 60，)與所述第一電極層(30)連 接，而第二分流元件(60, 60，)與所述第二電極層(40)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項的發(fā)光器件(10 ), 其特征在于，所述分流元件(60, 60')包括在50jum到4mm之間的寬度(61)，優(yōu)選地在100jum到2咖之間的寬度，并且所述分流元件 (60， 60,)包括在20 jum到800 jum之間的高度(62 ),優(yōu)選地在50 ju m到5 00 n m之間的高度。
4. 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求的發(fā)光器件(10),其特征在于，所述分流元件(60, 60，)包括高于30xl06S/m的導(dǎo)電率。
5. 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求的發(fā)光器件(10)，其特征在于，所述分流元件(60, 60')被膠粘和/或濺射和/或蒸發(fā) 和/或焊接到所述電極層(30, 40 )上。
6. 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求的發(fā)光器件(10),其特征在于，金屬化元件(70， 70，)與所述電極層(30， 40)之一 連接，其中所述金屬化元件(70, 70，)夾在所述電極層(30, 40 )與所 述分流元件(60, 60，)的連接端(65)之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)光器件(10 ),其特征在于，金屬化元件(70, 70，)包括lnm到100nm的層厚度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7的發(fā)光器件(10 )，其特征在于，所述金屬化元件(7G, 7G，)和所述分流元件(6Q, 60，)通過超聲波焊接連接，優(yōu)選地所述分流元件(60, 60')和/或所迷金屬 化元件(70， 70')被模造。
9. 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求的發(fā)光器件(10),其特征在于，所述第一電極層(30)、所述第二電極層(40)和有 機發(fā)光層(50)是照明片(80),其中多個照明片(80)沉積在一個基 本層(20)上，優(yōu)選地所述照明片(80)包括在20imnx20mm到250mm x 25 Omm之間的尺寸，寸尤選i也在3Omm x 3Omm到15 Omm x 15 Omm之間的尺 寸，優(yōu)選J也在40mm x 40mm到80mm x 80mm之間的尺寸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的發(fā)光器件(10),其特征在于，與所述第一電極層(30)連接的所述分流元件(60, 60，)從三個側(cè)面包圍所述照明片(80),而與所述第二電極層(40)連 接的分流元件(60， 60，)從一側(cè)與照明片(80)接界。
11. 一種制造根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件(10)的方法，包括步驟 -將所述至少一個分流元件(60， 60')膠粘或焊接到所述電極層(30,40)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于，所述焊接是激光焊接、熱焊、電阻焊接、電子束焊接 或固態(tài)焊接的組中的至少 一種，優(yōu)選地為超聲波焊接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)光器件(10)，包括疊層(15)，該疊層包括基礎(chǔ)層(20)、第一電極層(30)和第二電極層(40)，其中有機發(fā)光層(50)夾在第一電極層(30)和第二電極層(40)之間，具有至少一個分流元件(60，60’)，其包括連接端(65)和自由端(66)，其中連接端(65)與電極層(30，40)之一連接，其中自由端(66)伸出到疊層(15)之外。本發(fā)明進一步涉及一種制造這樣的器件的方法。
文檔編號H01L51/52GK101589485SQ200880002771
公開日2009年11月25日 申請日期2008年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月22日
發(fā)明者A·范德帕特, E·W·A·揚, J·克里恩, J·埃瑟 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司