CN101529612A - 有机发光二极管器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有机发光二极管器件(1)，包括作为载体的衬底材料(10)，所述衬底材料(10)被下电极层(11)、用于发光的至少一个发射材料层(12)以及上电极层(13)覆盖和/或重叠，其中所述上电极层(13)具有光反射的特征从而使得发射光经过衬底材料(10)，其中所述器件(1)包括用于检测发射光的发光强度的光传感器(14)。

Description

有机发光二极管器件
技术领域
本发明涉及一种有机发光二极管器件，包括作为载体的衬底材料，该衬底材料被下电极层、至少一个用于发光的发射材料层以及上电极层覆盖和/或重叠，其中所述器件包括用于检测发射光的发光强度的光传感器。
背景技术
近年来，有机发光二极管(OLED)在用作精良平板系统方面引起极大兴趣。这些系统利用流经有机材料薄膜的电流来产生光。发射光的颜色与电流到光的能量转换效率由有机薄膜材料的组成决定。因而，OLED包括衬底材料，衬底材料用作载体部分且可以由玻璃或有机材料形成，或者在顶发射OLED的情况下可以由诸如金属箔这样的非透射材料形成。而且，有机发光二极管包括层厚约为100nm的有机物质的极薄层或覆盖有导电和光学透明氧化物的玻璃衬底。该有机层通常实施为氧化铟锡(ITO)。
通常，一个电极层实施为阳极层，一个电极层实施为阴极层。由ITO材料层形成的阳极层与衬底材料相邻布置。接下来的一层是发射材料层，发射材料层实施为多个不同的层，形成整个器件的有源发光部分。发射材料层的顶部上沉积形成阴极层的上电极层。根据用于电极层的相关材料，阳极层优选地由所述ITO层形成且阴极层实施为铝层，其中铝层以厚度约100nm且因而厚度类似于ITO层(ITO＝氧化铟锡)为特征。取决于每一层的厚度且取决于材料组成，发射材料层发射的光经过下电极层和上电极层(顶发射)离开器件。因而，发射光可以经过衬底材料，且上电极层形成反射镜。在这种情况下，ITO层是透明的。否则，阴极材料可以足够薄以部分透明，且发射光的一部分也可以经过阴极。在另一实施例中，阴极位于包括反射光的厚铝层的玻璃衬底上。接下来，有机传输和发射层被沉积且阳极可以位于叠层顶部。该阳极可以由具有光学层的薄银膜(半透明)形成，该光学层增强了光的透射。该(可选的)光学层可以由ZnSe或ZnS或者具有类似光学属性的材料形成。
在例如氧化铟锡(ITO)层的阳极层和像铝层这样的阴极层之间布置若干功能层，这些功能层形成发射材料层。这些层可能涉及荧光和/或磷光发射层、空穴阻挡层、电子传输层、空穴传输层和/或附加的空穴注入层和/或附加的电子注入层，其中这些层以厚度约为5nm至100nm为特征。OLED还可以包括上述OLED的叠层，这些OLED的叠层通过诸如ITO或者薄金属膜这样的导电层分离，或者通过其间具有或不具有阻挡层的由p型掺杂和n型掺杂层组成的所谓电荷产生层分离。取决于层堆叠，经过铝阴极发射的顶发射或者使得光经过ITO层的底发射可以代表不同类型的有机发光二极管。
在有机发光二极管的寿命期间，发射光的亮度水平可以通过给定工作电压减小。为了补偿老化效应且在寿命期间维持亮度水平恒定，需要增加所施加电压的反馈回路。该反馈回路需要感测元件来测量有机发光二极管发射的输出光。具体而言，如果有机发光二极管器件布置在多个器件中，每个器件形成发光片，当希望呈现大面积发光的均匀外观时，各片的亮度水平的控制是重要的。发光片也可以以实现刻意不均匀光效果的方式操纵。而且，光的色点必须被控制或者变化的OLED应用情况需要使用光感测元件。
专利申请公开US 2003/0047736 A1公开了一种有机发光二极管器件，其包括用于检测发光元件发射光的发光强度的光传感器。该发光元件包括实施为反射层的下电极和具有光透明的上电极，且在该下电极层和上电极层之间布置发光层。光传感器布置在透明上电极层的顶部以检测经过上电极层的发射光。
毫无疑问，可以检测发射光的强度，但不幸的是，光传感器布置在OLED器件的发射场内。由于光传感器布置在光发射场内，光传感器可能作为暗区域或者暗点出现。发射场内的暗区域或者暗点的出现不利地影响整个器件的均匀发射外观。
当器件形成为多个发射器件布置中的发射片时，每个发射片包括暗点。而且，根据公开的OLED系统，必须使用光传感器切换元件，用于切换从光传感器以电流或者电压形式供应的发光强度信息。切换元件与OLED的有源层相邻布置，阻碍了一种矩阵中一个接一个布置的多个器件发射的光发射场的均匀外观。而且，光传感器的电接触是有问题的，因为电接触仅可以通过切换元件实现。
发明内容
因而，本发明具有消除上述缺点的目的。具体而言，本发明的一个目的是提供一种以寿命期间亮度高度均匀为特征的有机发光二极管。而且，本发明的目的是提供一种布置为多个器件中的发射片的有机发光二极管器件，该多个器件以均匀发光外观为特征。
该目的通过如本发明的权利要求1所教导的有机发光二极管器件实现。本发明的优选实施例由从属权利要求限定。
本发明公开了上电极层以光反射性为特征，以使得发射光经过衬底材料。因而，光传感器不出现在OLED器件的发射场内。光经过下电极层和衬底材料，因为上电极层实施为反射镜。该优点只有通过组合底发射OLED和所述光传感器才可能达成。底发射描述了经过下电极层和衬底材料的光的发射。
作为优选实施例，光传感器布置到上电极层上。通过将光传感器应用于上电极层，光传感器不干扰发射光的传播。光可以从发射材料层经过下电极层且因而经过衬底材料传播，且获得这样的优点，即，光传感器并不作为发射场中的暗点或者暗区域出现。
根据另一优选实施例，上电极层以孔洞为特征，该孔洞在光传感器下面形成，使得发射光进入该光传感器。通过在上电极层中形成孔洞，孔洞区域没有反射镜的效果，且发射材料层的发射光不反射向衬底材料。不反射的光经过孔洞且照射光传感器。
有利地，光传感器包括有源光学区域，而发射光经过所述孔洞照射所述有源光学区域。该孔洞可以有以下特征：直径为0.05至2mm，优选地为0.07至1.5m且最优选地为0.1至0.5mm。同样，孔洞的长方形形状或任意其他形状是可行的。孔洞越小，孔洞在整个发射场中作为非反射区域出现的可能性却小。
根据本发明的另一优选实施例，光传感器包括提供与光传感器的第一电接触的至少一个电导线，而第二电接触由上电极层本身形成。上电极层由导电材料形成，因而，可以通过上电极层接触光传感器。第二接触由光传感器顶面上的引线、接触引脚或者接触焊盘形成。
根据另一优选实施例，衬底材料以侧面为边界(bordered)，且所述光传感器布置在侧面上。衬底材料成型为以至少4个侧面为边界的长方形或者方形的载体部分。当发射光经过衬底材料时，因为发射光的一部分被引导到实施为玻璃或者塑料材料的衬底材料内，光到达这些侧面。光的引导由衬底材料内的内反射导致且朝向这些侧面传播。
传感器的光学区域布置为朝向侧面，且发射光能够照射有源光学区域。因为衬底材料不导电且因而不可用作与传感器的电接触，光传感器的电接触通过两条电导线实现。但是电导线的布置可以设置为沿侧面的薄条导体，且光传感器并不妨碍实施器件为发射片。
本器件的另一实施例可以在下电极层和发射材料层之间布置光传感器中看出。因而，光传感器实施为第一电极层顶部上的表面安装器件。传感器的有源区域直接面向OLED的有机发光层。通过应用不同的涂布工艺，衬底材料顶面上的第一涂层包括下电极层，其后是在下电极层的顶面上应用光传感器。接着，发射材料层被应用于下电极层的顶面和光传感器上，这样形成下电极层上的发射材料层到光传感器的表面的光滑和无干扰的过渡。因而，光传感器的有源光学区域面向发射材料层布置。光传感器的顶面上的发射材料层发射光的测量能够获得整个发射场的亮度水平的可靠信息。
有利地，下电极层被图形化，通过该图形化，由于电极层中至少两个电分离的区域，所述光传感器被下电极层电接触。图形化的下电极层包括电分离的区域，这些区域可以供应测量电流或者测量电压到光传感器。光传感器和下电极层之间的电接触可以通过传感器和层之间的导电胶或者焊接体实现。因而，下电极层的第一电分离部分可以形成第一电接触，且形成真正阳极层的下电极层的第二电分离部分形成光传感器的第二电接触。
本发明的另一优选实施例包括光传感器，其被胶粘到至少一个层和/或衬底材料或者通过应用焊球而焊接到至少一个层和/或衬底材料。胶粘可以包括通过应用导电胶的电接触。光传感器到至少一个层的焊接形成了一种表面安装器件，因为光传感器被焊接到层的顶面。光传感器包括实施为有源光学区域的至少一个光电二极管。该至少一个光电二极管的光感测表面可以朝向光传感器体的顶面或者底面布置。
本发明的又一实施例提供一种OLED器件，其形成为多个器件布置中的发射片，该多个器件形成可发射具有均匀亮度水平的光的多个片的矩阵。
本发明的目的的其他细节、特性和优点在从属权利要求和相应附图的描述中公开，附图仅以示意性方式示出，示出了结合附图描述的本发明的优选实施例，附图中：
附图说明
图1以剖面图的形式示出了具有布置在上电极层反面上的光传感器的有机发光二极管。
图2示出了布置在衬底材料的侧面上的光传感器；
图3示出了下电极层和发射材料层之间光传感器的布置的另一实施例；以及
图4示出了根据图3的光传感器布置的顶视图。
具体实施方式
以剖面图侧视图示出了有机发光二极管器件1。在底部，示出了衬底10，其可以具有这样的特征：厚度为1至2mm且包括玻璃或者合成材料。衬底材料10的顶面上沉积下电极层11，该下电极层11可以实施为透明ITO阳极层。
在下电极层11上沉积发射层12，该发射层12包括7个功能层，它们可以是空穴注入层、空穴透明层、可以实施为荧光和/或磷光发射层的发射层、空穴阻挡层、电子传输层、空穴传输层和/或附加的电子注入层和/或附加的空穴注入层，这些层可以以厚度约为5nm至100nm为特征。最后的层是上电极层13，其可以实施为铝层或银层且形成阴极层。上电极层13具有这样的特征：其对发射光是高反射性的。因而，发射材料层12发射的光在上电极层13上反射且朝向衬底材料10传播。
在上电极层13的顶部上应用光传感器14。为了使得发射光能够穿过上电极层13，在上电极层13中实施孔洞15。孔洞15可以以直径为0.1至0.5mm为特征，而光传感器14被方方正正地(squarely)布置到孔洞15上。光传感器14包括有源光学区域16，且经过孔洞15的光可以照射有源光学区域16，其中有源光学区域16可以实施为光电二极管。
光传感器14的电接触可以通过电导线17实现，而电导线17提供与光传感器14的第一电接触。第二电传感器由上电极层13本身形成。光传感器集成到电反馈回路中，从而补偿老化效应且保持有机发光二极管器件1的使用时间上的亮度水平恒定(反馈回路未示出)。
图2示出了具有光传感器14的备选布置的有机发光二极管1。光传感器14应用在侧面18上，该侧面18形成衬底材料10的侧面边界。传感器14胶粘在侧面18上，而经过衬底材料的发射光具有这样的特征：其一部分通过全内反射引入到衬底材料10内部且将到达侧面18，因而可以传播到光传感器14的有源光学区域16内。为了提供光传感器14的电接触，该电接触包括两个电导线17，这两个电导线17示为传感器14两侧上的两个引脚。这两个电导线17仅以示例性方式示出，且可以备选地实施为衬底材料10的侧面18上的导电条。
光传感器14的布置的另一实施例在图3中给出。图3示出了具有布置在下电极层11和发射材料层12之间的光传感器14的有机发光二极管器件1。根据该布置，光传感器14实施为组装到下电极层11上的表面安装器件。通常，层11至13通过PVD、CVD或类似的方法沉积到衬底材料10上，而光传感器14可以应用于下电极层11的沉积步骤和发射材料层12的沉积步骤之间。由于光传感器14的布置，发射材料层12和上电极层13以一种障碍物19为特征，从而经过或者覆盖光传感器14。光传感器14顶部上的发射材料层12的发射行为类似于整个发射材料层12的发射行为，且亮度水平的测量和在任意不同布置应用光传感器14一样可靠。由于光传感器14布置在下电极层11的顶部上，下电极层11可以图形化，通过该图形化，光传感器14被下电极层11电接触。图形化可以实施为将下电极层11电学隔离为用于接触光传感器14的至少两个区域。
图4示出了根据图3的光传感器14布置的顶视图。光传感器14包括被发射光照射的有源光学区域16。下电极层11划分成光传感器14的左侧上的图形化部分和整个下电极层11。光传感器14电接触下电极层11的两个部分，且如上所述可以通过接触下电极层11而被电接触。
本发明不限于仅表述为示例的上述实施例且可以在所附专利权利要求限定的保护范围内以各种方式修改。因而，本发明还可应用于不同实施例，尤其是OLED器件和/或光传感器14器件的设计。另一实施例可以在衬底材料10的顶部上应用光传感器14，接着是下电极层11、发射材料层12和上电极层13中看出。因而，光传感器14可以通过图形化下电极层11而被电接触，其中传感器14的接触布置在面向发射材料层12布置的有源光学区域16的相同一侧上。
标号列表：
1  有机发光二极管器件
10 衬底材料
11 下电极层
12 发射材料层
13 上电极层
14 光传感器
15 孔洞
16 有源光学区域
17 电导线
18 侧面
19 障碍物

Claims (12)

1.一种有机发光二极管器件(1)，包括作为载体的衬底材料(10)，所述衬底材料被下电极层(11)、用于发光的至少一个发射材料层(12)以及上电极层(13)覆盖和/或重叠，其中所述上电极层(13)具有光反射的特征从而使得发射光经过衬底材料(10)，其中所述器件(1)包括用于检测发射光的发光强度的光传感器(14)。
2.根据权利要求1所述的器件(1)，其特征在于，所述光传感器(14)布置到所述上电极层(13)上。
3.根据权利要求1或2所述的器件(1)，其特征在于，所述上电极层(13)以孔洞(15)为特征，所述孔洞在所述光传感器(14)下面形成，用于使发射光进入所述光传感器(14)。
4.根据权利要求3所述的器件(1)，其特征在于，所述光传感器(14)包括有源光学区域(16)，而发射光通过所述孔洞(15)照射所述有源光学区域(16)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的器件(1)，其特征在于，所述光传感器(14)包括提供与所述光传感器(14)的第一电接触的至少一个电导线(17)，而第二电接触由所述上电极层(13)形成。
6.根据权利要求1所述的器件(1)，其特征在于，所述衬底材料(10)以侧面(18)为边界，且所述光传感器(14)布置在所述侧面(18)上。
7.根据权利要求1所述的器件(1)，其特征在于，所述光传感器(14)布置在所述下电极层(11)和所述发射材料层(12)之间，因而所述光传感器(14)实施为表面安装器件。
8.根据权利要求7所述的器件(1)，其特征在于，所述下电极层(11)被图形化，通过所述图形化，由于所述电极层(11)内的至少两个电分离的区域，所述光传感器(14)被所述下电极层(11)电接触。
9.根据权利要求7或8所述的器件(1)，其特征在于，所述有源光学区域(16)布置为朝向所述发射材料层(12)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的器件(1)，其特征在于，所述光传感器(14)胶粘和/或焊接到所述至少一个层(11，13)和/或衬底材料(10)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的器件(1)，其特征在于，所述光传感器(14)包括至少一个光电二极管。
12.根据前述权利要求中任一项所述的器件(1)，其特征在于，所述器件(1)形成为多个器件(1)布置的发射片。
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