專利名稱：有機(jī)發(fā)光二極管的制作方法
有機(jī)發(fā)光二極管
提出了一種有機(jī)發(fā)光二極管。一個要解決的任務(wù)是，提出一種有機(jī)發(fā)光二極管(縮寫0LED)，其中光可以有效地從金屬電極的等離子模式中耦合輸出。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，該有機(jī)發(fā)光二極管包括第一電極，其借助金屬形成。例如，第一電極由銀、鋁、鎘、鋇、銦、鎂、鈣、鋰和/或金構(gòu)成。第一電極于是尤其是借助導(dǎo)電材料來構(gòu)建，該材料在薄層的情況下也是不透光的。換而言之，第一電極優(yōu)選借助如下材料構(gòu)建在以可見光譜范圍中的輻射的真空波長的至少四分之一的厚度存在時，該材料對于該輻射是不可透射的。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，其包括帶有至少一個有源層的至少一個有機(jī)層序列。有源層在此設(shè)計用于產(chǎn)生電磁輻射。有源層例如基于有機(jī)聚合物、有機(jī)低聚物、有機(jī)單體、有機(jī)的、非聚合物的小分子或者基于其組合。有機(jī)層序列可以具有其他的有機(jī)層序列，其例如構(gòu)建為載流子注入層、載流子傳輸層和/或載流子停止層。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，其具有第二電極。優(yōu)選的是，第二電極如第一電極那樣平面和/或平坦地構(gòu)建。平面可以意味著，電極將有機(jī)層序列的主面在彼此背離的側(cè)上覆蓋至少80%或者完全覆蓋，或者電極的橫向延伸與厚度的比例為至少 1000。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，有機(jī)層序列在第一電極和第二電極之間。有機(jī)層序列在此可以完全地或者部分地在電極之間。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，其包括輻射透射的折射層 (Indexschicht)。折射層于是至少在可見光譜范圍的部分區(qū)域中半透明地或者優(yōu)選透明地或者清澈地構(gòu)建。此外優(yōu)選地，折射層借助介電材料來構(gòu)建。折射層在此可以借助均勻的、 例如晶體材料來形成，或者也通過至少一種超材料來形成。如果折射層具有晶體材料，則合適的材料例如是LiNb03、ZnS, ZnSe或者Te02。同樣地，有機(jī)材料如具有大約2. 2的折射率的C60可以用于折射層或者使用在折射層中。合適的超材料例如是TiO2，其嵌入在基質(zhì)材料中。合適的基質(zhì)材料例如是聚合物，尤其是環(huán)氧化物、硅樹脂和環(huán)氧化物-硅樹脂-混合材料。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，折射層施加在第一電極的背離有機(jī)層序列的外側(cè)上。換而言之，在折射層和有機(jī)層序列之間存在金屬的第一電極。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，折射層的平均光學(xué)折射率大于或等于有機(jī)層序列的平均光學(xué)折射率。在此，平均折射率意味著，折射率在有機(jī)層序列的總的層厚度上或者折射層上求平均，其中折射層的靠近第一電極的層由于在離開第一電極的方向上的等離子模式的指數(shù)衰減而會被更強(qiáng)地加權(quán)。平均折射率也可以是相應(yīng)層的有效折射率。 如果例如有機(jī)層序列的平均折射率和/或有效折射率為1. 8，則折射層的平均和/或有效折射率同樣至少為1.8。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，其具有前側(cè)和后側(cè)。后側(cè)在此朝向折射層或者通過折射層來形成，并且前側(cè)朝向有機(jī)層序列。也就是說，折射層至少部分地在后側(cè)和有機(jī)層序列之間存在，并且有機(jī)層序列至少部分地在前側(cè)和折射層之間存在。在發(fā)光二極管中產(chǎn)生的輻射在前側(cè)和/或后側(cè)離開有機(jī)發(fā)光二極管。優(yōu)選的是，輻射至少在前側(cè)并且優(yōu)選地附加地在后側(cè)離開發(fā)光二極管。在發(fā)光二極管的橫向于前側(cè)的側(cè)面上優(yōu)選并不發(fā)射輻射部分或者并不發(fā)射主要的輻射部分。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，由有機(jī)發(fā)光二極管產(chǎn)生的電磁等離子輻射的至少一部分穿過折射層。等離子輻射在此是從至少第一電極的表面等離子生成的輻射。在有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式中，其包括用金屬形成的第一電極和第二電極。此外，有機(jī)發(fā)光二極管包含有機(jī)層序列，其帶有至少一個有源層，其中有機(jī)層序列位于第一電極和第二電極之間。此外，有機(jī)發(fā)光二極管具有輻射可穿過的折射層，其位于第一電極的背離有機(jī)層序列的外側(cè)。折射層的平均折射率在此大于或等于有機(jī)層序列的平均折射率。此外，有機(jī)發(fā)光二極管具有前側(cè)和后側(cè)，其中后側(cè)朝向折射層，并且前側(cè)朝向有機(jī)層序列，并且在發(fā)光二極管中產(chǎn)生的輻射在前側(cè)和/或在后側(cè)發(fā)射。由有機(jī)發(fā)光二極管產(chǎn)生的電磁等離子輻射的至少一部分穿過折射層。根據(jù)至少一個實施形式，第一電極與有機(jī)層序列以及與折射層直接物理接觸。換而言之，第一電極在第一電極的橫向于主延伸方向的方向上被折射層和有機(jī)層序列完全地或者部分地限制和包圍。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，通過在有源層中產(chǎn)生的電磁輻射至少在第一電極和有機(jī)層序列之間的界面上激勵表面等離子。通過這些表面等離子，等離子輻射彎曲地或者部分地產(chǎn)生。有機(jī)層序列的設(shè)計用于產(chǎn)生輻射的有源層在通常具有分子，其在電子激勵的狀態(tài)中近似表現(xiàn)出電偶極矩，其中在電子基本狀態(tài)中分子無需表現(xiàn)出偶極矩。此外，在有機(jī)層序列和金屬的第一電極之間的界面上存在電磁界面模式。通過近場效應(yīng)和/或表面粗度，也稱為表面等離子模式的界面模式可以耦合至有機(jī)層序列的分子或者反之亦然。在有源層上生成的總光量上測量，在表面等離子模式上耦合的大小的數(shù)量級可以為大約30%。換而言之，有機(jī)發(fā)光二極管的明顯的功率部分過度到表面等離子中。在并不擁有如所描述地構(gòu)建的折射層的有機(jī)發(fā)光二極管的情況下，在表面等離子上耦合的功率部分、尤其是通過在第一電極的金屬中表面等離子模式衰減而損失并且并不可以轉(zhuǎn)換為光。通過在第一電極的背離有機(jī)層序列的側(cè)上的折射層，可以滿足能量獲得和脈沖獲得，用于將表面等離子轉(zhuǎn)換為電磁輻射。于是能夠?qū)崿F(xiàn)的是，表面等離子至少部分地在第一電極的外側(cè)轉(zhuǎn)換為電磁輻射。該輻射、由第一電極的表面等離子產(chǎn)生的等離子輻射于是至少部分地穿過折射層并且例如在有機(jī)發(fā)光二極管的后側(cè)(其譬如通過折射層形成)從有機(jī)發(fā)光二極管出射。通過將在第一電極中的表面等離子轉(zhuǎn)換回電磁輻射，可以提高有機(jī)發(fā)光二極管的效能和效率。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，折射層具有至少50nm、尤其是至少 IOOnm或者至少200nm的平均幾何厚度。優(yōu)選的是，折射層的平均幾何厚度超過至少300nm、 尤其是至少500nm。折射層于是具有厚度，該厚度至少對應(yīng)于在折射層內(nèi)的電磁輻射的波長的數(shù)量級。
根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，第一金屬電極具有在15nm到65nm之間(包括端值)的厚度，優(yōu)選在25nm到50nm之間(包括端值)的厚度。在第一電極的厚度在所給出的范圍中的情況下，第一電極在很大程度上是不可透射輻射的。也就是說，在有源層中產(chǎn)生的輻射并不重要的部分可以直接穿過第一電極而沒有反射、吸收或者轉(zhuǎn)換為表面等離子。另一方面，第一電極在所說明的范圍中的厚度足夠小，以便保證表面等離子從第一電極的朝向有機(jī)層序列的內(nèi)側(cè)有效地傳輸至第一電極的外側(cè)。在第一電極的所說明的厚度范圍中，于是等離子輻射的生成特別有效。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，在第一電極和有源層之間的平均距離在15nm到IOOnm之間(包括端值)，優(yōu)選在25nm到50nm之間(包括端值)。為了減小至表面等離子的耦合，在沒有如所說明那樣構(gòu)建的折射層的有機(jī)發(fā)光二極管中，在第一電極和有源層之間的距離在通常選擇為盡可能大。在此，盡可能大意味著，該距離例如超過lOOnm。 因為通過折射層能夠?qū)崿F(xiàn)將表面等離子轉(zhuǎn)換為等離子輻射，所以在有源層和第一電極之間的距離可以減小。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，在第一電極和有源層之間的平均距離最大為25nm，尤其是最大15nm。通過在有源層和第一電極之間的這種小的距離，可以保證在有源層中產(chǎn)生的輻射至第一電極的表面等離子模式的耦合特別有效。換而言之，有機(jī)發(fā)光二極管的功率吸收的特別大的部分被轉(zhuǎn)換為至少第一電極中的表面等離子。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，有機(jī)層序列的平均幾何總厚度小于或等于150nm，優(yōu)選小于或等于90nm。有機(jī)層序列的這種小的總厚度能夠通過將表面等離子恢復(fù)為等離子輻射來實現(xiàn)，使得由于激勵表面等離子，發(fā)光二極管的總效率并不降低或者并不明顯降低發(fā)光二極管的效能。通過有機(jī)層序列的小的層厚度，此外改進(jìn)了有機(jī)發(fā)光二極管的電學(xué)特性。于是，在有機(jī)層序列上由于其小的厚度也僅僅降落小的電壓。此外，對于產(chǎn)生有機(jī)層序列所需的材料使用也可以減少。此外，有機(jī)層序列不再或者比傳統(tǒng)發(fā)光二極管情況下少得多地用作波導(dǎo)層。如果有機(jī)層序列不用作波導(dǎo)層或者減少地作為波導(dǎo)層，則可以提高所產(chǎn)生的輻射的耦合輸出效率。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，由發(fā)光二極管產(chǎn)生的輻射在發(fā)光二極管的后側(cè)的平均輻射強(qiáng)度為在發(fā)光二極管的前側(cè)的平均輻射強(qiáng)度的至少5%，尤其是至少 15%。換而言之，由發(fā)光二極管發(fā)射的輻射功率的大部分在后側(cè)發(fā)射，即在發(fā)光二極管的背離有機(jī)層序列的側(cè)發(fā)射。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，在后側(cè)的平均輻射強(qiáng)度在帶有25個百分點的公差的情況下對應(yīng)于在前側(cè)的平均輻射強(qiáng)度。優(yōu)選的是，公差最高為10個百分點，尤其是平均輻射強(qiáng)度在后側(cè)和在前側(cè)在制造公差的范圍中相同。在前側(cè)和后側(cè)的發(fā)射強(qiáng)度的比例例如可以通過有源層和第一電極之間的距離來調(diào)節(jié)，即在至表面等離子模式上的耦合程度之間調(diào)節(jié)，以及通過金屬的第一電極的厚度和/或透明度來調(diào)節(jié)。于是，可以實現(xiàn)具有尤其是恰好一個金屬電極的有機(jī)發(fā)光二極管，其兩側(cè)地、即在前側(cè)和后側(cè)相同地發(fā)光。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，折射層的平均折射率為有機(jī)層序列的平均折射率的至少1.1倍。優(yōu)選的是，折射層的平均折射率為有機(jī)層序列的平均折射率的至少1. 2倍、尤其是至少1. 3倍。通過比較大的折射率差，可以保證從表面等離子中有效地生成等離子輻射。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，折射層由交替地設(shè)置的層形成，其中交替地設(shè)置的層分別具有不同的材料組分。交替地設(shè)置的層例如可以交替地表現(xiàn)出比較高的折射率和比較低的折射率。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，交替設(shè)置的層的至少之一以透明的金屬氧化物構(gòu)建。例如，折射層由ZnO層和TiO層和/或31~1103層的交替的序列形成。這些層例如分別通過原子層沉積(英語atomic layer exposition，或者縮寫ALD)來制造。這樣構(gòu)建的折射層具有高的折射率和高的透明度，并且此外適于將有機(jī)發(fā)光二極管相對于外部影響如酸和濕氣進(jìn)行封閉。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，其后側(cè)通過折射層形成。也就是說，從有機(jī)發(fā)光二極管的光耦合輸出在后側(cè)直接從折射層出來。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，折射層具有結(jié)構(gòu)化部，用于提高等離子輻射的輻射耦合輸出。結(jié)構(gòu)化部可以規(guī)則地或者無規(guī)則地構(gòu)建。例如，結(jié)構(gòu)化部可以通過借助刻蝕掩模的刻蝕或者通過統(tǒng)計上的粗化工藝、例如磨削或者噴砂來產(chǎn)生。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，折射層附加有擴(kuò)散裝置。擴(kuò)散裝置例如通過散射顆粒來形成。換而言之，等離子輻射或者等離子輻射的至少一部分并非直線地穿過折射層，而是通過擴(kuò)散裝置而經(jīng)歷至少一次方向改變，尤其是通過反射和/或散射引起。通過使用擴(kuò)散裝置，尤其是結(jié)合折射層的結(jié)構(gòu)化部，可以實現(xiàn)關(guān)于等離子輻射的高的光耦合輸出效率。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，折射層包括轉(zhuǎn)換裝置。在此，轉(zhuǎn)換裝置設(shè)計用于吸收等離子輻射的至少一部分，并且轉(zhuǎn)換為具有更大波長的輻射。通過轉(zhuǎn)換裝置， 也可以改變在后側(cè)上發(fā)光二極管的空間發(fā)射特性，尤其是均勻地構(gòu)建。轉(zhuǎn)換裝置也可以結(jié)合散射裝置以及結(jié)合折射層的結(jié)構(gòu)化部來使用。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，第一電極以及第二電極都借助金屬來形成。于是，兩個電極都是金屬電極。例如，有機(jī)發(fā)光二極管構(gòu)建為所謂的微諧振器0LED。 通過第一電極和第二電極，于是例如形成一種諧振器。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，其中尤其是第一電極以及第二電極都借助金屬來形成，兩個電極具有最高30nm的厚度，尤其是最高15nm的厚度。換而言之，兩個電極由于小的厚度而部分地對于有源層中產(chǎn)生的可見輻射是可穿透的。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，第二電極借助透明導(dǎo)電氧化物形成。 優(yōu)選的是，第二電極的厚度于是超過lOOnm，尤其是200nm。優(yōu)選的是，第二電極的厚度在 IOOnm到140nm之間，其中包括端值。例如，第二電極借助氧化銦、氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化鋅或者氧化錫來形成。同樣地，可以使用Al摻雜的氧化鋅(縮寫ΑΖ0)作為第二電極的材料。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，至少第一電極沿著至少一個主延伸方向、優(yōu)選沿著兩個主延伸方向具有厚度變化。換而言之，第一電極的厚度例如周期性地或者統(tǒng)計分布地沿著兩個正交的主延伸方向分布。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，發(fā)光二極管的支承體在主側(cè)具有結(jié)構(gòu)
7化。在支承體的該主側(cè)上于是施加有第一電極和第二電極以及有機(jī)層序列和折射層，分別優(yōu)選具有通過整個主側(cè)在制造公差的范圍內(nèi)恒定的厚度。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，厚度變化和/或結(jié)構(gòu)化部的長度范圍在300nm到1. 5 μ m之間，優(yōu)選在400nm到1. 0 μ m之間，其中包括端值。在此，厚度變化可以是均勻的或者周期性的變化，其例如正弦形地進(jìn)行或者階梯形地進(jìn)行，并且周期性對應(yīng)于長度范圍地示出。同樣可能的是，厚度變化以第一電極中的孔的形式來實施，這些孔以彼此之間規(guī)則的距離來設(shè)置。也可能的是，長度范圍是平均的長度范圍，并且厚度變化沿著主延伸方向不規(guī)則或者隨機(jī)。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，在折射層的背離第一電極的側(cè)上有鏡，其構(gòu)建用于將等離子輻射朝向有機(jī)層序列反射。通過使用這種鏡，可能的是，將有機(jī)發(fā)光二極管產(chǎn)生的全部輻射通過前側(cè)從有機(jī)發(fā)光二極管耦合輸出。在使用這種鏡的情況下， 折射層優(yōu)選具有擴(kuò)散裝置和/或結(jié)構(gòu)化部。根據(jù)有機(jī)發(fā)光二極管的至少一個實施形式，鏡是折射層的一部分。例如，鏡于是形成為布拉格鏡并且鏡層同時是折射層的部分層。由此，可以實現(xiàn)有機(jī)發(fā)光二極管的有效的封裝和/或緊湊的結(jié)構(gòu)。下面將參照附圖借助實施例進(jìn)一步闡述這里所描述的有機(jī)發(fā)光二極管。在此，各圖中相同的元件設(shè)置有相同的參考標(biāo)記。然而在此并未示出合乎比例的關(guān)系。更確切地說， 各元件可以為了更好的理解而被夸大地示出。其中

圖1至12示出了這里所描述的有機(jī)發(fā)光二極管的實施例的示意性剖視圖，圖13示出了原理草圖的示意性剖視圖，并且圖14示出了表面等離子的分散關(guān)系的示意圖。在圖1中示出了有機(jī)發(fā)光二極管10的一個實施例。發(fā)光二極管10具有有機(jī)層序列3，其帶有有源層33。在發(fā)光二極管10的工作中，在有源層33中產(chǎn)生電磁輻射R。有機(jī)層序列33的總厚度H例如為最大300nm，尤其是最大90nm。在層序列3的朝向支承體7的側(cè)上存在第二電極2。第二電極2例如用透明導(dǎo)電氧化物構(gòu)建。通過第二電極2和支承體 7，在有源層33中產(chǎn)生的輻射R的至少一部分在發(fā)光二極管10的前側(cè)6上發(fā)射。有機(jī)層序列3的背離支承體7的側(cè)上存在第一電極1，其借助金屬、例如借助銀來形成。通過在有源層33中的輻射產(chǎn)生，在第一電極1和有源層序列3之間的界面上激勵表面等離子+、-。這些表面等離子+、_可以到達(dá)第一電極1的背離有機(jī)層序列3的外側(cè)11。 為了有效地實現(xiàn)這一點，第一電極11的厚度D優(yōu)選在25nm到50nm之間，其中包括端值。在第一電極1的外側(cè)11上，與第一電極1直接接觸地施加折射層4。折射層4的平均折射率在此至少為有機(jī)層序列3的平均折射率或者優(yōu)選大于平均折射率。通過折射層 4，也形成發(fā)光二極管10的后側(cè)5。通過折射層4的平均折射率大于有機(jī)層序列3的平均折射率，能夠?qū)崿F(xiàn)的是，表面等離子+、-在第一電極1中被轉(zhuǎn)換為等離子輻射PI、P2、P3。等離子輻射PI、P2、P3至少部分地穿過折射層4并且由發(fā)光二極管10在后側(cè)5上發(fā)射。折射層4的厚度D在此優(yōu)選為至少200nm。基于在表面等離子+、_至等離子輻射P1、P2、P3的轉(zhuǎn)換中的脈沖獲得和能量獲得，等離子輻射P1、P2、P3的發(fā)射關(guān)于波長方面與角度相關(guān)地進(jìn)行。等離子輻射Pl的波長于是小于等離子輻射P2的波長，其又小于等離子輻射P3的波長。等離子輻射P1、P2、P3的波長越小，則其中等離子輻射PI、P2、P3朝著第一電極1的主延伸方向穿過折射層4的角度越在根據(jù)圖2的實施例中，折射層4在襯底7和第一電極1之間。后側(cè)5通過襯底 7形成，并且前側(cè)6通過第二電極2的背離有機(jī)層序列3的外側(cè)12形成。等離子輻射Pl、 P2、P3穿過襯底7從發(fā)光二極管10發(fā)射。不同于圖1或圖2所示，襯底7可以具有粗化部用于改進(jìn)耦合輸出效率。根據(jù)圖3，襯底7本身構(gòu)建折射層4。襯底7于是借助如下材料構(gòu)建其具有至少與有機(jī)層序列3的平均折射率相同大小的折射率。優(yōu)選的是，在有機(jī)層序列3和襯底7之間的折射率差至少為0. 2或者至少為0. 3。例如，襯底7的折射率于是大約為2. 1，并且有機(jī)層序列3的平均折射率大約為1. 8，尤其是具有分別為0. 1或0. 05的公差。根據(jù)圖4的有機(jī)發(fā)光二極管10實施為微諧振器發(fā)光二極管。第一電極1以及第二電極2分別由金屬形成，例如分別由銀形成。然而優(yōu)選地，電極1、2具有彼此不同的金屬或者由不同的金屬構(gòu)成。在第一電極1的外側(cè)11上以及在第二電極2的外側(cè)12上存在折射層^、4b。任選地可能的是，折射層如在第一電極1上同時是支承體7。第一電極1和第二電極2的厚度Dl、D2可以調(diào)節(jié)，使得產(chǎn)生表面等離子以及由此產(chǎn)生等離子輻射P1、P2、P3，并且直接在有源層3中產(chǎn)生的輻射R可以至少部分地穿過電極 1、2的至少之一。由此可以實現(xiàn)的是，如在根據(jù)圖1至3的實施例中那樣，在前側(cè)6上以及在發(fā)光二極管10的后側(cè)5上可以實現(xiàn)幾乎相同大小的發(fā)射強(qiáng)度。根據(jù)圖5的實施例，第一電極1沿著主延伸方向具有長度范圍L的厚度變化。在此，長度范圍L優(yōu)選在所發(fā)射的等離子輻射PI、P2、P3的真空波長的數(shù)量級中。例如，厚度變化表現(xiàn)出周期性的、正弦形的曲線。任選地，折射層4也可以不同于圖5中所示地表現(xiàn)出厚度變化。同樣可能的是，不同于圖5中的視圖，第二電極2具有厚度變化并且從第二電極2出發(fā)來看背離襯底7的層 3-5以恒定的厚度存在。襯底7的朝向有機(jī)層序列3的側(cè)也可以被結(jié)構(gòu)化，其中于是優(yōu)選的是，另外的層2-5具有恒定的厚度。通過在等離子輻射P1、P2、P3的波長的長度范圍L上的厚度變化，可以在第一電極 1上產(chǎn)生一種光學(xué)格柵。由此可能的是，調(diào)節(jié)所發(fā)射的等離子輻射P1、P2、P3的角度相關(guān)性。例如，等離子輻射P2的強(qiáng)度超過等離子輻射P1、P3的強(qiáng)度。為了簡化圖形視圖，在圖5中以及在隨后的圖中并未示出直接在有源層33中產(chǎn)生的輻射R。根據(jù)圖6，第一電極1具有孔9?？?例如完全穿過第一電極1并且可以通過光刻工藝來產(chǎn)生?？?的直徑例如在IOOnm到200nm之間，其中包括端值。通過第一電極1中的孔9，同樣可以產(chǎn)生一種光學(xué)格柵用于調(diào)節(jié)在后側(cè)5上的發(fā)射特性。在圖7中示出了，折射層4優(yōu)選具有結(jié)構(gòu)化部13用于提高等離子輻射P的耦合輸出效率。根據(jù)圖8，折射層4包括散射顆粒形式的擴(kuò)散裝置14。通過散射顆粒14，等離子輻射P至少部分地穿過折射層，并非直線地而是在散射顆粒上被偏轉(zhuǎn)或者反射。由此，同樣可以提高等離子輻射P從折射層4的耦合輸出效率。在根據(jù)圖9的實施例中，折射層4附加有轉(zhuǎn)換裝置15。通過轉(zhuǎn)換裝置15的顆粒， 將等離子輻射P的至少一部分吸收并且轉(zhuǎn)換為具有更大波長的次級輻射S。通過使用轉(zhuǎn)換裝置15，可以將所發(fā)射的輻射P、S的發(fā)射特性均勻化，即更均勻地構(gòu)建。轉(zhuǎn)換裝置15可以選擇為使得例如僅僅將等離子輻射的藍(lán)色和綠色光譜部分轉(zhuǎn)換為次級輻射S，并且譬如等離子輻射P的紅色部分未被轉(zhuǎn)換地在后側(cè)5上發(fā)射。根據(jù)圖10，第一電極1表現(xiàn)出階梯式的厚度變化。通過厚度變化可以實現(xiàn)的是， 在第一電極1的不同部位上對于等離子輻射P1、P2、P3的不同波長存在將表面等離子轉(zhuǎn)換為等離子輻射P1、P2、P3的不同效率。通過第一電極1的厚度變化，之后也無需第一電極1 按照光學(xué)格柵方式結(jié)構(gòu)化地實現(xiàn)在后側(cè)5上發(fā)射特征的影響和構(gòu)建。在根據(jù)圖11的實施例中，第一電極1的厚度變化并非階梯形地變化，如圖10所示的那樣，而是斜坡式地變化。如也在圖10中那樣，斜坡式構(gòu)建的厚度變化的周期性優(yōu)選大于等離子輻射pi、P2、P3的波長。在圖12中示出了發(fā)光二極管10的一個實施例，其中在折射層4的背離有機(jī)層序列3的側(cè)上施加有鏡8。通過鏡8，將等離子輻射P朝著襯底7反射，使得等離子輻射P以及直接在有源層33中產(chǎn)生的輻射R通過前側(cè)6從發(fā)光二極管10發(fā)射。優(yōu)選的是，折射層 4在此具有圖12中并未示出的散射裝置。此外可能的是，鏡8形成為折射層4的一部分。在圖13中示出了所謂的Kretschmarm配置。玻璃棱鏡16施加在第一電極上。在第一電極1的背離玻璃棱鏡16的側(cè)上此外施加有有機(jī)層3。確定波長的輻射Q入射到玻璃棱鏡16中。根據(jù)輻射Q的入射角、輻射Q的波長以及玻璃棱鏡16以及有機(jī)層3的折射率，將輻射Q的確定的部分轉(zhuǎn)換為表面等離子+、_。在此可能的是，全部輻射Q都轉(zhuǎn)換為表面等離子+、-。相比于有機(jī)發(fā)光二極管10，譬如根據(jù)圖1至圖12，在Kretschmarm配置中， 于是存在相反的情況，于是輻射Q被轉(zhuǎn)換為表面等離子+、_。在圖14中示意性地示出了表面等離子+、-的分散關(guān)系。在此所示的是m-1為單位的波向量k相對于nm為單位的波長λ或者Hz為單位的頻率f。輻射Q至表面等離子 +、_的轉(zhuǎn)換關(guān)于分散關(guān)系僅僅從更右邊的曲線到更左邊的曲線是可能的。曲線a示意性地示出了空氣中的分散關(guān)系，曲線b示出了在具有折射率為1. 5的介質(zhì)中的分散關(guān)系，曲線c示出了在空氣-銀界面上的表面等離子的分散關(guān)系，并且曲線d 示出了在銀-有機(jī)物界面上的表面等離子的分散關(guān)系，其中有機(jī)物具有大約30nm的厚度。相反的情況，即從表面等離子+、-轉(zhuǎn)換為等離子輻射P在此后只有當(dāng)其中將表面等離子轉(zhuǎn)換為等離子輻射P的介質(zhì)(在此即為折射層4)的折射率足夠大時才可能。這里所描述的發(fā)明并未通過借助實施例的描述而受到限制。更確切地說，本發(fā)明包括任意新的特征和特征的任意組合，尤其是包含權(quán)利要求中的特征的任意組合，即使該特征或者特征的該組合本身并未明確地在權(quán)利要求或者實施例中說明。本專利申請要求德國專利申請的優(yōu)先權(quán)10 2009 023 352. 0和10 2009 037 185. 0，其公開內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)發(fā)光二極管(10)，具有-第一電極(1)，其借助金屬形成，以及第二電極O)；-帶有至少一個有源層(3 的有機(jī)層序列(3)，其中有機(jī)層序列C3)位于第一電極(1) 和第二電極⑵之間；-輻射穿透的折射層G)，其位于第一電極⑴的背離有機(jī)層序列⑶的外側(cè)(11)上， 并且折射層(4)的平均折射率大于或者等于有機(jī)層序列( 的平均折射率；以及-前側(cè)(6)和后側(cè)(5)，其中后側(cè)(5)朝向折射層⑷并且前側(cè)(6)朝向有機(jī)層序列 (3)，并且在發(fā)光二極管(10)中產(chǎn)生的輻射(P，R，S)在前側(cè)(6)和/或在后側(cè)(5)發(fā)射；其中由有機(jī)發(fā)光二極管(10)產(chǎn)生的電磁等離子輻射(P)的至少一部分穿過折射層⑷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光二極管(10)，其中通過在有源層(3 中產(chǎn)生的電磁輻射的至少一部分至少在第一電極(1)中激勵表面等離子(+，_)，并且通過這些表面等離子(+，“)產(chǎn)生等離子輻射⑵。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的有機(jī)發(fā)光二極管(10)，其中折射層(4)具有至少 IOOnm的平均幾何厚度(D)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的有機(jī)發(fā)光二極管(10)，其中第一電極(1)具有在25nm 到65nm之間的厚度(T)，其中包括端值。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的有機(jī)發(fā)光二極管(10)，其中在第一電極(1)和有源層 (33)之間的平均距離(A)在15nm到SOnm之間，其中包括端值，和/或，其中有機(jī)層序列(3) 的平均幾何總厚度(Z)最高為150nm。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的有機(jī)發(fā)光二極管(10)，其中由發(fā)光二極管(10)產(chǎn)生的輻射(P，R)在發(fā)光二極管(10)的后側(cè)( 上的平均輻射強(qiáng)度為在發(fā)光二極管(10)的前側(cè)(6)上的平均輻射強(qiáng)度的至少5%。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的有機(jī)發(fā)光二極管(10)，其中在25個百分點的公差情況下，在后側(cè)( 上的平均輻射強(qiáng)度等于在前側(cè)(6)上的平均輻射強(qiáng)度。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的有機(jī)發(fā)光二極管(10)，其中折射層(4)的平均折射率至少為有機(jī)層序列(3)的平均折射率的1. 1倍。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的有機(jī)發(fā)光二極管(10)，其中折射層(4)包括至少兩種交替設(shè)置的層，其中至少一種類型的層借助透明金屬氧化物構(gòu)建。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的有機(jī)發(fā)光二極管(10)，其中后側(cè)( 通過折射層(4) 來形成，并且其中折射層(4)具有結(jié)構(gòu)化部(13)用于提高等離子輻射(P)的輻射耦合輸出ο
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的有機(jī)發(fā)光二極管(10)，其中折射層(4)包含擴(kuò)散裝置(14)和/或轉(zhuǎn)換裝置(15)。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的有機(jī)發(fā)光二極管(10)，其中第一電極(1)以及第二電極(2)借助金屬形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的有機(jī)發(fā)光二極管(10)，其中第二電極( 借助透明導(dǎo)電氧化物形成。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的有機(jī)發(fā)光二極管(10)，其中第一電極(1)沿著至少一個主延伸方向具有厚度變化，其中厚度變化的長度范圍(L)至少為300nm并且最大為 L 5 μ m0
15.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的有機(jī)發(fā)光二極管(10)，其中在折射層的背離第一電極(1)的側(cè)上安置有鏡(8)，其設(shè)計用于將等離子輻射(P)朝向有機(jī)層序列(3)反射。
全文摘要
在有機(jī)發(fā)光二極管(10)的至少一個實施形式中，其包括第一電極(1)，其借助金屬形成，以及第二電極(2)。此外，有機(jī)發(fā)光二極管(10)包括有機(jī)層序列(3)，其位于第一電極(1)和第二電極(2)之間。此外，有機(jī)發(fā)光二極管(10)具有輻射穿透的折射層(4)，其位于第一電極(1)的背離有機(jī)層序列(3)的外側(cè)(11)上。折射層(4)的平均折射率大于或者等于有機(jī)層序列(3)的平均折射率。由有機(jī)發(fā)光二極管(10)產(chǎn)生的電磁等離子輻射(P)的至少一部分穿過折射層(4)。
文檔編號H01L51/52GK102449803SQ201080023423
公開日2012年5月9日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月29日
發(fā)明者斯特凡·諾維, 沃爾夫?qū)げ紖瓮? 約爾格·弗里斯赫艾森 申請人:歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司