CN102834918B - 具有均匀亮度分布的有机发光装置 - Google Patents

Abstract

一种有机发光装置（100），具有带有第一侧面（400）和第二侧面的有源层（106）用于产生辐射，其中第一侧面和第二侧面在角棱边（404）处彼此相遇。所述有机发光装置还具有用于将第一类型的载流子注入到有源层（106）中的并且沿着第一侧面（400）延伸的第一接触连接部，以及用于将第二类型的载流子注入到有源层（106）中的并且沿着第二侧面延伸的第二接触连接部。第一侧面（400）具有邻接于角棱边（404）的凹进区域（700），在凹进区域（700）中完全抑制从第一接触连接部中注入载流子。

Description

具有均匀亮度分布的有机发光装置

技术领域

本发明涉及一种有机光电子装置。

背景技术

有机发光装置(organic light emitting device或者OLED)为发光辐射器，借助所述发光辐射器从电能中产生电磁辐射。所述有机发光装置具有至少一个有机有源层，在所述有机有源层中形成电磁辐射。有源层设置在阳极和阴极之间。当施加导通电势时，阳极将作为载流子的空穴注入到有源层中，而阴极注入作为载流子的电子。注入的空穴和电子分别(在外部地施加电场的影响下)迁移至反相充电的电极，并且在复合时在有源层中产生电致发光的发射。

OLED尤其具有下述优点，其能够用作大面积的光源。为此，有机发光装置在运行中应该在有源层之上具有尽可能均匀的亮度(发光密度)分布。

发明内容

本发明基于下述问题，提出一种有机发光装置，其中实现尽可能均匀的亮度分布。

所述问题通过一种有机发光装置来实现，所述有机发光装置具有：有源层，所述有源层用于产生辐射并且具有第一侧面和邻接于角棱边的第二侧面；第一接触带，所述第一接触带沿着第一侧面延伸并且用于将第一类型的载流子注入到有源层中；和第二接触带，所述第二接触带沿着第二侧面延伸并且用于将第二类型的载流子注入到有源层中，其中第一侧面具有邻接于角棱边的凹进区域，并且在凹进区域中抑制从第一接触带中注入载流子，其特征在于，有源层具有第一主面和第二主面，并且包围第一接触带的第一接触连接部在第一主面上延伸，并且包围第二接触带的第二接触连接部在第二主面上延伸，第一接触连接部具有电导率分布，所述电导率从第一侧面的中央朝向凹进区域下降。

有机发光装置的改进形式和优选的扩展方案在本文中说明。

有机发光装置的不同的实施形式具有带有第一侧面和邻接于角棱边的第二侧面的有源层以用于产生辐射。用于将第一类型的载流子注入到有源层中的第一接触带沿着第一侧面延伸。用于将第二类型的载流子注入到有源层中的第二接触带沿着第二侧面延伸。第一侧面具有邻接于角棱边的凹进区域。在凹进区域中抑制从第一接触带中注入载流子。

因此，在有机发光装置的下述区域中限制将载流子注入到有源层中，在所述区域中用于输送载流子的接触带非常接近。在有源层中的由此产生的受限制的载流子电流总共导致在下述区域中对复合进行限制，所述区域否则具有大大提高的载流子密度。结果是在所述区域中的亮度与如在有源层的其他区域中的亮度大约处于相同的数量级。因此实现尤其均匀的亮度分布。有机发光装置优选地能够用作大面积的、均匀照亮的光源。因此，所述有机发光装置尤其适用于需要大面积光源的应用。

在一些实施形式中，第一接触带仅在凹进区域之外与第一侧面电接触。因此，实现抑制沿着凹进区域的载流子注入。

在一些实施形式中，在凹进区域中完全抑制从第一接触带中注入载流子。从现在开始，经由其他的连接区域，例如经由有源层的主侧或已经通过穿过有源层的载流子电流进行载流子的注入。因此引起对载流子电流尤其强的限制。

在一些实施形式中，沿着凹进区域在第一接触带和有源层之间形成间隙。因此在第一接触带和侧面的凹进区域之间得到尤其好的电绝缘。由此例如能够完全抑制载流子注入。

在一些实施形式中，第二侧面具有邻接于角棱边的第二凹进区域，并且在第二凹进区域中完全抑制从第二接触带中注入载流子。因此在两个电极方面，即不仅对阴极而且对阳极抑制在角棱边处的载流子注入。该措施允许经由载流子电流进行附加的控制，并且此外限制穿过有源层的不希望的载流子运输。

在一些实施形式中，有源层具有第一主面和第二主面。包围第一接触带的第一接触连接部在第一主面上延伸。包围第二接触带的第二接触连接部在第二主面上延伸。因此，不仅经由接触带，也还经由有源面的主侧进行载流子注入。

在一些实施形式中，第一接触连接部具有电导率分布，其中电导率从第一侧面的中央朝向凹进区域下降。因此，能够通过出于接触连接部的场力线的构型进一步影响载流子的注入。特别地，能够避免在到凹进区域的过渡部处的大的场梯度，使得实现有机发光装置的尤其均匀的照明模式。

在一些实施形式中，第一接触连接部具有导电氧化物，例如氧化锡。在此，第一接触连接部尤其为透明的电极。

在一些实施形式中，第一接触连接部具有金属或金属合金。金属是尤其好的电导体。优选地，金属设置在有机发光装置的辐射方向之外的区域中。因此，金属能够尤其设置在侧向于第一侧面的第一接触带中。

在一些实施形式中，第一接触连接部具有第一表面电导率并且第二接触连接部具有第二表面电导率。在此，第一表面电导率和第二表面电导率的倍数关系最高为10倍。只要两个接触连接部的表面电导率位于相同的数量级中，就借助所描述的技术解决方案实现尤其均匀的亮度。如果除所述凹进区域之外还设有第二凹进区域，那么这就更加适用。否则，在角棱边附近能够通过凹进区域的大小影响载流子的注入。因此，在表面电导率的数量级不同时也能够实现好的亮度均匀性。

在一些实施形式中，有机发光装置构成为透明的OLED。

在一些实施形式中，有机发光装置构成为底部发射的OLED。

附图说明

下面，按照参考附图详细阐明有机发光装置的不同的实施例。在附图中，附图标记的第一数字表明首先使用该附图标记的附图。相同的附图标记在全部附图中用于同类的或者起相同作用的元件或特性。

其示出：

图1示出有机发光装置的俯视示意图；

图2示出沿着剖面线A-A穿过在图1中示出的有机发光装置的纵截面的示意图；

图3示出沿着剖面轴线B-B穿过图1中示出的有机发光装置的横截面的示意图；

图4在金属接触层的高度上示出在图1中示出的有机发光装置的垂直的表面截面的示意图；

图5示出图1中示出的有机发光装置的亮度分布的示意图；

图6示出根据第一实施例的有机发光装置的俯视示意图；

图7示出穿过根据第一实施例的有机发光装置的垂直表面截面的示意图；

图8示出根据第一实施例的有机发光装置的亮度分布的示意图；

图9示出根据第二实施例的有机发光装置的俯视示意图；

图10示出穿过根据第二实施例的有机发光装置的垂直截面的示意图；

图11示出穿过根据第二实施例的有机发光装置的变形形式的垂直截面的示意图；

图12示出根据第二实施例的有机发光装置的亮度分布的示意图；

图13示出根据第三实施例的有机发光装置的垂直截面的示意图；

图14示出穿过根据第四实施例的有机发光装置的垂直截面的示意图；以及

图15示出穿过根据第五实施例的有机发光装置的垂直截面的示意图。

具体实施形式

图1示出俯视有机发光装置100的示意图。有机发光装置100具有衬底102。衬底102是透明的材料，例如玻璃、石英或聚合物薄膜。在衬底102上平面地施加透明接触层104，所述接触层104是第一接触连接部的一部分。透明的接触层104具有透明的导电材料。这例如能够是透明导电氧化物(transparent conductive oxide或者TCO)。TCO通常是金属氧化物，例如氧化锌、氧化锡、氧化镉、氧化钛、氧化铟或氧化铟锡(ITO)。除了还包含SnO₂和In₂O₃的二元金属材料化合物之外，三元的金属材料化合物，例如Zn₂SnO₄、CdSnO₃、ZnSnO₃、MgIn₂O₄、GaInO₃、Zn₂In₂O₅或In₄Sn₃O₁₂或者不同的透明导电氧化物的混合物也属于TCO。此外，TCO不强制地符合化学计量的组成并且还能够是p或者n掺杂的，以便实现高的电导率。

在透明接触层104上施加有源层106，在所述有源层106中能够产生电磁辐射。对此，有源层106具有带有电致发光材料的功能层。例如，电致发光的有机材料能够具有用于荧光发射或磷光发射的适合的聚合物。替选地，通过荧光或磷光发射的小的有机分子能够用作有机电致发光层。除功能层之外，有源层106还能够具有例如载流子运输层的其他层。

图2示出沿着剖面轴线A-A穿过在图1中示出的有机发光装置的纵截面的示意图。图2示出，在透明接触层104之上施加有源层106。一般地，接触层104具有第一主侧和第二主侧，其中在第一主侧上所述有源层106置于接触层104上，其中所述第二主侧由第二接触连接部108覆盖。此外，有源层106在所示实施例中具有四个侧面，其中两个对置的较短的侧面由第二接触连接部108覆盖。第二接触连接部108沿着两个短的侧面伸出到衬底102上，使得所述第二接触连接部沿着两个短的侧面分别形成接触带。

两个对置的较长的侧面邻接于透明接触层104的分别从有源层106中露出的区域。这参考图3中而变得清楚。图3示出沿着剖面轴线B-B横贯在图1中示出的有机发光装置的横截面的示意图。示出衬底102，在所述衬底上施加透明接触层104。透明接触层104在大面积的覆盖区域300中由有源层106的第一主侧所覆盖。此外，所述透明接触层104具有露出的区域，例如在右侧上的露出的区域302。借助第二接触连接部108覆盖有源层106。

在露出的区域302上施加金属接触层110，使得透明接触层104和金属接触层110形成第一接触连接部的第一接触带。金属接触层110不必须设置在透明的接触层104上。原则上所述金属接触层的使用是可选的。同样例如能够考虑，金属接触层110设置在透明接触层104之下或者被其包围。该金属接触层提供尤其高的载流子电导率的优点。此外，也在下面示出的金属接触层110在透明接触层104之上的布置具有能够简单地制造该层序列的优点。

第一接触连接部用于将第一类型的载流子注入到有源层106中。所述载流子例如能够是空穴。第一接触连接部在此情况下是阳极。所述阳极通常具有带有大约15Ω/sq表面电导率的ITO。第二接触连接部108用于注入第二类型的载流子。这些载流子具有不同于第一类型的载流子的极性，其例如是电子。第二接触连接部108在该情况下是阴极。透明的阴极通常具有大约5Ω/sq的表面电阻。

以下根据图4更详细地描述第一接触连接部的接触带和第二接触连接部108的接触带的空间布置。图4示出在金属接触层110的高度上的、穿过在图1中示出的有机发光装置的垂直的表面截面的示意图。在衬底102上示出有源层106以及第二接触连接部110的接触带。有源层106具有邻接于第二接触连接部108的接触带的两个较短的侧面。此外，有源层106还具有邻接于金属接触层110的两个对置的较长的侧面。金属接触层110沿着第一较长侧面400延伸并且完全地从第一角棱边302到第二角棱边404接触所述侧面。第二接触连接部110也直接地邻接于第一角棱边402以及第二角棱边404。

第一接触连接部的接触带和第二接触连接部108在例如第一角棱边402和第二角棱边404的角棱边的区域中彼此邻近。在施加电压时，在所述区域中在接触带之间施加的电场的场力线聚集。在此，在电场E和施加电压V之间存在下述关系：E＝-grad V。

有源层106具有非欧姆的特性。这意味着，在施加在有源层106处的电压(V)和流过功能层的表面电流(j(x,y))之间不存在线性关系。如果有源层106例如具有pn结，则所述有源层的特性相当于二极管，log(j(x,y))∝V。

在有机发光二极管中，有源层106例如具有在施加电压或者电势时发射光的有机电致发光材料。有机电致发光材料例如是聚合物。通过荧光或磷光发射的小的有机分子也能够用作有机电致发光材料。在这种情况下，经由跳跃过程或隧穿过程进行载流子运输。在施加的电压(V)和流过有源层106的电流(j(x,y))之间的关系能够根据电子管的电流电压特性来描述，即j(x,y)∝V^2/3。

由于高的场密度，在有源层106中的靠近第一角棱边402和第二角棱边404的区域中形成与在有源层106的其他区域中的表面电流相比高的表面电流。有源层106的通过表面电流j(x,y)产生的亮度L直接与表面电流成正比：L∝j(x,y)。因此，和在有源层106的其他区域中相比，在第一角棱边402和第二角棱边404的区域中实现较高的亮度。如此产生的照明模式借助图5而变得清楚。

图5示出在图1至图4中示出的有机发光装置的亮度分布的示意图。示意图以对亮度分布的仿真为基础。

在此以灰度级的形式示出在有机发光装置的辐射耦合输出表面上的以cd/m²为单位的亮度分布。横坐标(X轴)在此描述在左侧上的和在右侧上的第二接触连接部108的接触带之间的距离。纵坐标(Y轴)描述沿着第一接触连接部的接触带的距离(对照图3的示图)。仿真揭示，与第一角棱边402和第二角棱边404附近相比，在连接部之间的中部中的亮度较低。在此，亮度在有源层106的中央区域中的大约800cd/m²和角棱边区域中的大约1500cd/m²之间变化。针对仿真选择延伸和亮度的刻度并且因此仅理解为是示例的。然而，亮度的大的变化变得清楚。

图6示出俯视根据第一实施例的有机发光装置600的示意图。有机发光装置600和参考图1至4所述的有机发光装置100之间的区别在于，第一接触连接部的接触带和第二接触连接部108的接触带在第一角棱边402和第二角棱边404的区域中从有源层106的侧棱边起被切去。这根据图7而变得尤其清楚。

图7示出在金属接触层110的高度上的、穿过根据第一实施例的有机发光装置600的垂直的表面截面的示意图。在衬底102上示出有源层106以及在有源层106的较短的侧上的第二接触连接部108的区域。金属接触层110在较长侧处延伸。在此，所述金属接触层覆盖在第一角棱边302和第二角棱边404之间延伸的侧面400。没有金属接触层110的凹进区域700位于第二角棱边404的区域中。在凹进区域700中，侧面400不和第一接触连接部电连接。因此，完全抑制从第一接触连接部经由凹进区域700到有源层106中的载流子的注入。在有源面106的邻接的区域中，尽可能地经由位于有源层106之下的透明接触层104进行载流子的注入，所述透明的接触层能够在图5中识别。

凹进区域700的大小能够根据需要来选择。所述凹进区域能够占据大于2.5％的侧面400。典型地，所述凹进区域700占据大约10％的侧面400，使得侧面400能够在大约80％的延伸上与金属接触层110接触。

通过在凹进区域700中抑制载流子注入来限制流过有源区106的邻接于第二角棱边404的区域的载流子电流。因此，在所述区域中增加的亮度降低，使得与参考图1至4示出的有机发光装置100相比得到更加均匀的照明模式。为加强该效果，第二接触连接部108也在第二角棱边404处被切去，使得存在第二凹进区域702，在所述凹进区域中没有载流子从第二接触连接部108经由侧面注入到有源层106中。在有源层106侧面的所有角棱边处设有起相同作用的区域。因此，在所有的角棱边处局部地限制注入的载流子电流并且由此还局部地限制亮度。整体上，因此得到均匀的照明模式。这根据图8变得清楚，其示出有机发光装置的第一实施例的亮度分布的示意图。在此，图8示出类似于图5的照明模式，其中仅根据第一实施例调整接触带。在此，为改进可比较性，针对全部也在下面示出的亮度分布来选择参数，使得总是达到超过1000cd/m²的整个发光面上的平均亮度。在图8示出的亮度分布中，在角棱边区域中的亮度基本位于在有机发光装置的宽的区域中所得到的亮度的数量级中，即大约900cd/m²至1000cd/m²。整体上，实现比在图5中明显更加均匀的照明模式。

图9示出俯视根据第二实施例的有机发光装置的示意图。在此，根据第二实施例的有机发光装置900和根据第一实施例的有机发光装置600的区别例如在于第一接触连接部的接触带的特殊构造。在有机发光装置900中，金属接触层110在边缘区域902中具有三角形结构。在此，金属接触层越接近凹进区域700，所述金属接触层就从有源层106的侧面起被切去越多。所述结构根据图10变得尤其清楚。图10示出穿过根据第二实施例的有机发光装置900的垂直截面的示意图。能够识别的是，在第一接触连接部的接触带的边缘区902中，在侧面400和金属接触层110之间的距离朝向凹进区域700线性增加。因此，角棱边接触带的载流子电导率从中央朝着第二角棱边降低。载流子的注入相应地减少。

通常，凹进区域700以线性走向延伸多于接触带的大约40％。然而也能够更大或更小地来选择凹进区域。所述凹进区域还能够不同地构成，例如其以接触带边缘的抛物线的、凸的还或凹的走向来构造，重要的是接触带的电导率朝向凹进区域700减小。因此，在有源层106中强的场梯度能够在接触带的边缘区902处减小。

在此，金属接触层110的其他几何形状是不重要的。因此，在图11中示出根据第二实施例的有机发光装置的变形形式。其示出平行于凹进区域700延伸的金属接触层110，但是在所述凹进区域处不接触有源层106。相反地，在接触层10和有源层106之间沿着凹进区域行成间隙，使得得到电绝缘。结果，在凹进区域中完全抑制经由金属接触层110进行的载流子注入。为得到有机发光装置的均匀的照明模式，重要的是：接触带的电导率从接触带的横向延伸的中央朝向角棱边404降低，并且优选地在凹进区域700中减小至0。结果，如图12所示，得出根据第二实施例的有机发光装置的均匀的照明模式。在此，图12示出类似于图8的照明模式，其中仅根据第二实施例调整接触带。在角棱边区域中的亮度基本位于在有机发光装置的宽的区域中得到的亮度的数量级中，即大约900cd/m²至1000cd/m²。在接触带处也不能够识别特殊构成的亮度梯度。整体上，实现比在图5或图8中明显更加均匀的照明模式。

图13示出穿过根据第三实施例的有机发光装置的垂直截面的示意图。根据有机发光装置1300的第三实施例说明：也能够考虑，有源层106也能够具有倒圆的角棱边1302。对于所描述的技术解决方案重要的是，在两个接触带彼此邻接的角棱边区域中设有凹进区域，在所述凹进区域中尽可能完全抑制经由接触带注入载流子角棱边。

图14示出穿过根据第四实施例的有机发光装置的垂直截面的示意图。根据有机发光装置1400说明，有源层106的基本形状对于所描述的技术解决方案是不重要的。因此，除三角形的或四边形的基本形状之外还能够选择任何合适的其他基本形状。

图15示出穿过根据第五实施例的有机发光装置的垂直截面的示意图。示出的有机发光装置1500和在所描述的其他实施例中的装置的不同之处在于，电极中的至少一个具有沿着有源层106的两个相邻侧棱边延伸的接触带。因此，金属接触带110沿着在第一角棱边402和第二角棱边404之间的(下部的)侧面400延伸。在此，凹进区域700侧面400处邻接于第一角棱边402地构成，其中左侧面邻接第一角棱边402，第二接触连接部108沿着所述左侧面延伸。金属接触层110同样沿着右侧面延伸。因此，有源层106经由金属接触层110既在下部侧面400处又在右侧面处由第二接触连接部接触。在第二角棱边点404的区域中，有利地设有第三凹进区域1502，以便避免在金属接触层110和有源层106之间的电接触。因此，在第二角棱边404的区域中避免高的场力线梯度。结论

为了说明所基于的思想而根据各个实施例描述有机发光装置。在此，实施例不限制于特定的特征组合。即使仅结合特殊的实施例或者单个实施例描述了一些特征和扩展方案，所述特征或者扩展方案仍能够分别与来自其他的实施例中的其他特征组合。同样可能的是，在实施例中略去或者添加单独示出的特征或者特殊的扩展方案，只要保持可实现普通的技术原理。

附图标记列表

有机发光装置 100

衬底 102

透明接触层 104

有源层 106

第二接触连接部 108

金属接触层 110

覆盖区域 300

露出区域 302

侧面 400

第一角棱边 402

第二角棱边 404

有机发光装置 600

凹进区域 700

第二凹进区域 702

有机发光装置 900

边缘区域 902

有机发光装置 1100

有机发光装置 1300

倒圆的角棱边 1302

有机发光装置 1400

有机发光装置 1500

第三凹进区域 1502

Claims (10)

1.有机发光装置，包括

-有源层(106)，所述有源层用于产生辐射并且具有第一侧面(400)和邻接于角棱边(404)的第二侧面，

-第一接触带，所述第一接触带沿着所述第一侧面延伸并且用于将第一类型的载流子注入到所述有源层(106)中，和

-第二接触带，所述第二接触带沿着所述第二侧面延伸并且用于将第二类型的载流子注入到所述有源层(106)中，

其中所述第一侧面(400)具有邻接于所述角棱边(404)的凹进区域(700)，并且在所述凹进区域(700)中抑制从所述第一接触带中注入载流子，

其特征在于，

所述有源层(106)具有第一主面和第二主面，并且包围所述第一接触带的第一接触连接部在所述第一主面上延伸，并且包围所述第二接触带的第二接触连接部(108)在所述第二主面上延伸，

所述第一接触连接部具有电导率分布，所述电导率从所述第一侧面的中央朝向所述凹进区域(700)下降。

2.根据权利要求1所述的有机发光装置，其中所述第一接触带仅在所述凹进区域(700)之外与所述第一侧面(400)电接触。

3.根据权利要求1或2所述的有机发光装置，其中在所述凹进区域(700)中完全抑制从所述第一接触带中注入载流子。

4.根据权利要求1或2所述的有机发光装置，其中沿着所述凹进区域(700)在所述第一接触带和所述有源层(106)之间形成间隙。

5.根据权利要求1或2所述的有机发光装置，其中所述第二侧面具有邻接于所述角棱边(404)的第二凹进区域(702)，并且在所述第二凹进区域(702)中完全抑制从所述第二接触带中注入载流子。

6.根据权利要求1或2所述的有机发光装置，其中所述第一接触连接部具有导电氧化物。

7.根据权利要求1或2所述的有机发光装置，其中所述第一接触连接部具有金属或者金属合金。

8.根据权利要求1或2所述的有机发光装置，其中所述第一接触连接部具有第一表面电导率，并且所述第二接触连接部具有第二表面电导率，并且所述第一表面电导率和所述第二表面电导率的倍数关系最多为10倍。

9.根据权利要求1或2所述的有机发光装置，所述有机发光装置构成为透明的有机发光二极管。

10.根据权利要求1或2所述的有机发光装置，所述有机发光装置构成为底部发射的有机发光二极管。