CN103931011A - 有机发光器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种有机发光器件，所述有机发光器件具有衬底(1)，在所述衬底上施加有光学的耦合输出层(2)、在耦合输出层(2)上的半透明的电极(3)、在半透明的电极(3)上的传导空穴的有机层(4)或传导电子的有机层(6)、在所述传导空穴的有机层或传导电子的有机层上的有机发光层(5)、在有机发光层上的传导电子的有机层(6)或传导空穴的有机层(4)和反射电极(7)，其中有机发光层(5)具有距反射电极(7)的大于或等于150nm的距离。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机发光器件。
背景技术
在有机发光二极管(OLED)中，仅所产生的光的一部分直接耦合输出。其余的在有源区中产生的光分布到不同的损耗通道上，例如以在衬底中、在透明电极中并且在有机层中通过波导效应引导的光的形式以及以表面等离子体的形式，所述表面等离子体能够在金属电极中产生。波导效应特别是因OLED的各个层和区域之间的边界面上的折射率差而形成。典型地，在已知的OLED中仅将在有源区域中产生的光的大约四分之一耦合输出到周围环境中，也就是说例如耦合输出到空气中，而所产生的光的大约25％由于衬底中的波导而损耗，所产生的光的大约20％由于在透明电极和有机层中的波导而损耗并且大约30％由于为了放射在金属单极中产生表面等离子体而损耗。在损耗通道中引导的光特别是在没有技术上的附加措施时不能够从OLED耦合输出。
为了提高光耦合输出进而提高放射的光功率，例如已知如下措施：将在衬底中引导的光以放射光的形式耦合输成。对此例如在衬底外侧上使用具有散射颗粒的薄膜、具有表面结构如微透镜的薄膜。也已知的是，进行对衬底外侧的直接的结构化或者将散射颗粒引入到衬底中。这些方法途径中的一些，例如散射薄膜的使用已经在商业上使用并且特别是能够在设计为照明模块的OLED中关于放射面积按比例放大。但是这些用于光耦合输出的方法途径具有显著的缺点：耦合输出效率限制于在衬底中引导的光的大约60％至70％，并且OLED的外观受到显著影响，因为通过所施加的层或者薄膜产生乳状的、漫反射的表面。
此外已知如下方法途径：将在有机层中或者在透明电极中引导的光耦合输出。但是这些方法途径迄今为止尚未在商业上在OLED产品中执行。例如在文献Y.Sun,S.R.Forrest,Nature Photonics2483(2008)中提出构成所谓的“低指数光栅(low-index grids)”，其中将具有低折射率的材料的结构化的区域施加到透明电极上。此外也已知的是，在聚合物基质中将高折射率的散射区域施加在透明电极下方，例如在文献US2007/0257608中所描述的。在这里，聚合物基质通常具有在n＝1.5的范围中的折射率并且以湿化学的方式被施加。此外也已知所谓的布拉格光栅或者光子晶体，所述光子晶体具有周期性的散射结构，所述散射机构具有在光的波长范围中的结构尺寸，例如在文献Ziebarth等的Adv.Funct.Mat.14,451(2004)和Do等的Adv.Mat.15,1214(2003)中所描述的。
然而，借助这种措施，在OLED的有源区域中产生的转换为等离子体的光的份额不会受到影响或者根本不会耦合输出。
发明内容
特定的实施方式的至少一个目的是提出一种有机发光器件，所述有机发光器件具有改进的效率和光耦合输出。
该目的通过根据独立权利要求的主题来实现。该主题的有利的实施方式和改进方案的特征在于从属权利要求并且此外从下面的描述和附图中得出。
根据至少一个实施方式，有机发光器件在衬底上具有半透明电极和反射电极，在所述半透明电极和反射电极之间设置有有机功能层堆。
用“半透明的”在这里并且在下文中表示对于可见光而言可穿透的层。在此，半透明的层能够是透明的，也就是说清晰透光的，或者是至少部分地散射光的和/或部分地吸收光的，使得半透明的层例如也能够是漫射地或乳状地透光的。尤其优选的是，在这里称作半透明的层尽可能构成为是透明的，使得特别是对光的吸收尽可能小。
根据另一个实施方式，有机功能层堆具有至少一个有机发光层，所述有机发光层设置在传导空穴的层和传导电子的层之间。例如，在半透明的电极上能够设置有传导空穴的有机层，在所述传导空穴的有机层之上的至少一个有机发光层和在所述有机发光层之上的传导电子的有机层。对此可替选的是，有机功能层堆也能够具有相对于此倒置的结构，这意味着，在该情况下在半透明的电极上设置有传导电子的有机层，在所述传导电子的有机层之上的至少一个有机发光层和在所述有机发光层之上的传导空穴的有机层。
根据另一个尤其优选的实施方式，衬底构成为是半透明的，并且半透明的电极设置在半透明的衬底和有机功能层堆之间，使得在至少一个有机发光层中产生的光能够通过半透明的电极和半透明的衬底放射。这种有机发光器件也能够称作为所谓的“底部发射器”。衬底例如能够具有呈层、板、薄膜或薄板的形式的一种或多种材料，所述材料选自：玻璃、石英、塑料、金属、硅晶片。尤其优选地，衬底具有玻璃，例如呈玻璃层、玻璃薄膜或玻璃板的形式的玻璃或者由其制成。
根据另一个实施方式，在衬底上施加有光学的耦合输出层，在所述光学的耦合输出层上又设置有半透明的电极。光学的耦合输出层尤其能够适合于并且设为用于所谓的内部的耦合输出，也就是说用于降低在发光层中产生的辐射功率的或在该处产生的光的在有机层中和/或在半透明的电极中被引导的部分。尤其优选的是，光学的耦合输出层具有下述材料，所述材料具有大于或等于1.6的折射率。特别地，光学的耦合输出层的折射率大于或等于1.8并且尤其优选大于或等于1.85能够是有利的。尤其优选的是，光学的耦合输出层具有大于或等于有机功能层和半透明的电极的层厚度加权的平均折射率的折射率。
光学的耦合输出层例如能够具有所谓的高折射率的玻璃，即具有大于或等于1.8并且尤其优选大于或等于1.85的折射率、例如具有为1.9的折射率的玻璃。
此外也可行的是，光学的耦合输出层具有有机材料、尤其是基于聚合物的材料，所述有机材料例如能够以湿化学的方式施加到衬底上。光学的耦合输出层对此例如能够具有下述材料中的一种或多种：聚碳酸酯(PC)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氨酯(PU)、聚丙烯酸酯、例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环氧化物。
根据另一个实施方式，光学的耦合输出层是散射光的。对此，光学的耦合输出层例如具有散射中心，所述散射中心分布地设置在上面提到的材料中的一种中。上面提到的材料对此形成基质材料，在所述基质材料中嵌入散射中心。散射中心能够通过与基质材料相比具有更高的和/或更低的折射率的区域和/或颗粒来构成。例如，散射中心能够通过颗粒例如SiO2、TiO2、ZrO2、Al2O3或通过例如能够以空气填充的孔来形成。
根据另一个尤其优选的实施方式，至少一个有机发光层具有距反射电极的大于或等于150nm的距离。这尤其能够意味着：有机功能层堆的设置在至少一个有机发光层和反射电极之间的有机功能层具有大于或等于150nm的总厚度。尤其优选地，设置在至少一个有机发光层和反射电极之间的传导载流子的层，也就是说根据在上文中所描述的设置是传导电子的层或传导空穴的层具有这样的厚度。
在一个尤其优选的实施方式中，有机发光器件具有半透明的衬底，在所述衬底上施加有光学的耦合输出层和在所述光学的耦合输出层之上的半透明的电极以及在所述半透明的电极之上的具有有机功能层的有机功能层堆，所述有机功能层堆具有在半透明的电极上的传导空穴的有机层、在传导空穴的层上的至少一个有机发光层和在所述有机发光层之上的传导电子的有机层。在所述有机功能层堆之上设置有反射电极，其中至少一个有机发光层具有距反射电极的大于或等于150nm的距离。
在另一个尤其优选的实施方式中，有机发光器件具有半透明的衬底，在所述衬底上施加有光学的耦合输出层和在所述光学的耦合输出层之上的半透明的电极以及在所述半透明的电极之上的具有有机功能层的有机功能层堆，所述有机功能层堆具有在半透明的电极上的传导电子的有机层、在传导电子的层上的至少一个有机发光层和在所述有机发光层上的传导空穴的有机层。在所述有机功能层堆之上设置有反射电极，其中至少一个有机发光层具有距反射电极的大于或等于150nm的距离。
根据另一个实施方式，在反射电极和至少一个距反射电极的距离大于或等于150nm的有机发光层之间不设置其它的有机发光层。换而言之，因此在反射电极和至少一个有机发光层之间仅存在非辐射性的有机功能层，也就是说根据在上文中所描述的设置特别是传导空穴的层或传导电子的层，使得至少一个距反射电极的距离大于或等于150nm的有机发光层是有机功能层堆的最接近反射电极的发光层。反射电极尤其也能够直接地邻接于传导空穴的层或传导电子的层。
根据另一个实施方式，对于例如600nm的波长而言，至少一个发光层和反射电极之间的光学长度大于或等于150nm的1.6倍并且小于或等于225nm的1.8倍。数值1.6和1.8在此相应于优选的折射率值的范围。
尤其优选地，至少一个发光层和反射电极的距离大于或等于180nm并且小于或等于225nm。
发明人已经证实：通过至少一个有机发光层距反射电极的在这里所描述的距离，尤其有利地得出在发光层中产生的辐射功率的或在发光层中产生的光的以等离子体的形式耦合输入到反射电极中的相对份额的下降。特别地，发明人已经证实：至少一个有机发光层距反射电极的距离能够选择成，使得在至少一个有机发光层中产生的辐射功率的以等离子体的形式、尤其是以表面等离子体的形式耦合输入到反射电极中的相对份额小于或等于10％。与此相应地，在这种距离的情况下提高了所产生的辐射功率或所产生的光的在有机层和/或半透明的电极中通过波导效应引导的份额。相对于等离子体，这种份额能够借助于光学的耦合输出层至少部分地从有机发光器件中耦合输出，使得在这里所描述的有机发光器件中可行的是，与具有至少一个有机发光层和反射电极之间的通常小得多的距离的已知的OLED相比，增大穿过衬底放射的光功率。
在电极和有机层之上此外还能够设有封装装置。封装装置例如能够以玻璃盖的形式来实施或优选以薄层封装件的形式来实施。
例如以具有腔的玻璃衬底的形式的玻璃盖能够借助于粘接层粘接在衬底上。此外，在腔中能够粘入吸收湿气的例如由沸石构成的物质(吸气剂)，以便结合能够穿过粘接剂侵入的湿气或氧气。
当前，将构成为薄层封装件的封装装置理解为下述装置，所述装置适合于，形成相对于大气物质、特别是相对于湿气和氧气和/或相对于其它的有害物质、如腐蚀性气体例如硫化氢的屏障。换句话说，薄层封装件构成为，使得所述薄层封装件至多能够由大气物质极其少量地穿过。该屏障作用在薄层封装件中基本上通过实施为薄层的屏障层和/或钝化层来产生，所述屏障层和/或钝化层是封装装置的一部分。封装装置的层通常具有小于或者等于几百纳米的厚度。
特别地，薄层封装件能够具有薄层或者由其构成，所述薄层用于封装装置的屏障作用。薄层例如能够借助于原子层沉积法(“atomic layerdeposition”，ALD)来施加。适合于封装装置的层的材料例如是氧化铝、氧化锌、氧化锆、氧化钛、氧化铪、氧化镧、氧化钽。封装装置优选具有如下层序列，所述层序列具有多个薄层，所述薄层分别具有在原子层和10nm之间的厚度，其中包括边界值。
对于借助于ALD制造的薄层可替选的或者附加的是，封装装置能够具有至少一个或者多个其它的层，也就是说特别是屏障层和/或钝化层，所述其它的层通过热蒸镀或者借助于等离子辅助工艺、例如溅射或者等离子体增强化学气相沉积(“plasma-enhanced chemical vapordeposition”，PECVD)来沉积。适合于此的材料能够是之前所提到的材料以及氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、铟锡氧化物、铟锌氧化物、掺杂铝的氧化锌、氧化铝以及所提到的材料的混合物和合金。所述一个或多个其它的层例如分别能够具有在1nm至5μm之间并且优选在1nm至400nm之间的厚度，其中包括边界值。
此外，在聚合物形成的光学的耦合输出层中尤其能够可行的是：在所述耦合输出层上在半透明的电极下构成有构成为薄层封装件的封装装置。尤其是在非严密密封的光学的耦合输出层的情况下，有机发光器件因此能够从下部、也就是说在半透明电极下方被密封和封装。
发明人已经证实：在下文中所描述的其它的实施方式和特征能够对于在这里所描述的具有在上文中所描述的实施方式和特征并且尤其是具有在上文中所描述的在至少一个有机发光层和反射电极之间的距离的有机发光器件的效率和光耦合输出产生影响，尤其有利地，对效率和光耦合输出的提高产生影响，使得在这里所描述的实施方式和特征尤其也能够被理解为是用于有机发光器件的尤其有效的层结构的构造准则，所述构造准则的特征尤其也能够在于其有利的共同作用。
根据另一个实施方式，半透明的电极具有下述折射率，所述折射率匹配于有机层的折射率并且优选对应于有机层的折射率的层厚度加权的平均值。半透明的电极尤其能够具有大于或等于1.6并且尤其优选大于或等于1.7的折射率。对于半透明的电极而言，在大于或等于1.7并且小于或等于2.1的范围中的折射率被证实为是尤其有利的。
根据另一个实施方式，半透明的电极尤其在大于450nm的光谱范围中、例如在450nm和640nm之间的可见光谱范围中具有低的吸收。尤其优选地，半透明的电极在这样的光谱范围中具有小于或等于0.005的吸收系数k。特别地，半透明的电极的总透射率在可见光谱范围中不应当低于80％进而应当大于或等于80％。
根据另一个实施方式，半透明的电极实施为阳极进而能够用作为注入空穴的材料。反射电极因此构成为阴极。替选于此，半透明的电极也能够实施为阴极进而用作为注入电子的材料。反射电极因此构成为阳极。半透明的电极的和反射电极的作为阳极或阴极的构成方案尤其取决于在上文中所描述的有机功能层堆的构造。
半透明的电极例如能够具有透明导电氧化物或者由透明导电氧化物构成。透明导电氧化物(“transparent conductive oxide”，TCO)是透明的、导电的材料，通常是金属氧化物，例如氧化锌、氧化锡、氧化镉、氧化钛、氧化铟或者铟锡氧化物(ITO)。除了二元的金属氧化物，例如ZnO、SnO2、In2O3之外，三元的金属氧化物，例如Zn2SnO4、CdSnO3、ZnSnO3、MgIn2O4、CaInO3、Zn2In2O5或者In4Sn3O12，或者不同的透明导电氧化物的混合物也属于TCO族。此外TCO不强制性地相应于化学计量的组成并且TCO也能够是p型掺杂或者n型掺杂的。
根据另一个优选的实施形式，半透明的电极具有ITO或由其制成。特别地，半透明的电极在此能够具有大于或等于50nm并且小于或等于200nm的厚度。在这种厚度范围中，半透明的电极在可见光谱范围中的透射率大于或等于80％并且电阻率ρ位于大约150μΩ·cm至500μΩ·cm的范围中。
根据另一个实施形式，反射电极具有金属，所述金属能够选自铝、钡、铟、银、金、镁、钾和锂以及化合物、组合物和合金。特别地，反射电极能够具有Ag、Al或具有Ag、Al的合金，例如Ag:Mg、Ag:Ca、Mg:Al。可替选地或者附加地，反射电极也能够具有在上文中所提到的TCO材料中的一种。
此外，也可行的是，反射电极具有至少两个或更多个层并且构成为所谓的双层或多层电极。反射电极对此朝向有机层例如能够具有厚度大于或等于30nm并且小于或等于50nm的Ag层，在所述Ag层上施加有铝层。也可行的是，替选于金属-金属-层组合或金属多层组合，反射电极具有与至少一个金属层组合的一个或多个TCO层。反射电极例如能够具有TCO层和银层的组合。也可行的是，金属层例如设置在两个TCO层之间。在这种实施方案中，所述层中的一个或多个也能够构成为成核层。
此外也可行的是，反射电极具有其它的光学调节层以用于设定反射率或反射光谱范围。这种光学调节层尤其能够在单色放射的有机发光层中或单色放射的有机发光器件中是有利的。光学调节层为此应当有利地是能传导的并且例如能够具有一个或多个TCO层，所述TCO层一个在另一个之上地设置在布拉格镜类型的装置中。
尤其优选地，反射电极在可见光谱范围中具有大于或等于80％的反射率。
反射电极例如能够借助于物理气相沉积法(“physical vapordeposition”，PVD)，借助于电子束蒸镀和/或借助于溅射来制造。
半透明的电极和反射电极之间的有机功能层、即至少传导空穴的层、至少一个有机发光层和传导电子的层能够具有有机聚合物、有机低聚物、有机单体、有机的非聚合物的小分子或低分子化合物(“smallmolecules”)或者它们的组合。
根据另一个实施形式，至少一个有机发光层和反射电极之间的传导载流子的层、也就是说根据按照上述实施方式的有机功能层堆的设计方案为传导电子的层或传导空穴的层具有掺杂材料。特别地，传导载流子的层具有相应于上面所提到的距离的厚度。由于这样的传导载流子的层的大的厚度，掺杂材料有利地引起电导率的提高，以便将有机发光器件的运行电压保持为是低的。
根据另一个实施形式，传导空穴的层具有至少一个空穴注入层、空穴传输层或它们的组合。特别地，作为空穴传输层或空穴注入层不仅能够考虑由分子化合物构成的掺杂层而且能够考虑由导电的聚合物构成的掺杂层。作为尤其用于空穴传输层的材料，例如叔胺、咔唑衍生物、导电的聚苯胺或聚乙烯二氧噻吩能够证实为是有利的。此外下述材料例如能够是适合的：
N,N′-双(萘-1-基)-N,N′-双(苯基)-联苯胺(NPB)、
N,N′-双(萘-2-基)-N,N′-双(苯基)-联苯胺(β-NPB)、
N,N′-双(3-甲基苯基)-N-N′-双(苯基)-联苯胺(TPD)、
N,N′-双(3-甲基苯基)-N,N′-双(苯基)-9,9-螺二芴(Spiro-TPD)、
N,N′-双(萘-1-基)-N,N′-双(苯基)-9,9-螺二芴(Spiro-NPB)、
N,N′-双(3-甲基苯基)-N,N′-双(苯基)-9,9-二甲基芴(DMFL-TPD)、
N,N′-双(萘-1-基)-N,N′-双(苯基)-9,9-二甲基芴(DMFL-NPB)、
N,N′-双(3-甲基苯基)-N,N′-双(苯基)-9,9-二甲基芴(DPFL-TPD)、
N,N′-双(萘-1-基)-N,N′-双(苯基)-9,9-二苯基芴(DPEL-NPB)、
2,2′,7,7′-四(N，N-二苯基氨基)-9，9′-螺二芴(Spiro-TAD)、
9，9-双[4-(N,N-双(联苯-4-基)氨基)苯基]-9Η-芴(BPAPF)、
9，9-双[4-(N,N-双(萘-2-基)氨基)苯基]-9Η-芴(NPAPF)、
9，9-双[4-(N,N-双(萘-2-基)-N，N′-双苯基氨基)苯基]-9Η-芴(NPBAPF)、
2,2′,7,7′-四[N-萘基(苯基)氨基]-9,9′-螺二芴(Spiro-2NPB)、
N,N′-双(菲-9-基)-N,N′-双(苯基)联苯胺(PAPB)、
2,7-双[N,N-双(9，9-螺二芴-2-基)氛基]-9,9-螺二芴(Spiro-S)、
2,2′-双[N,N-双(联苯-4-基)氨基]-9,9-螺二芴(2,2′-Spiro-DBP)、
2,2′-双(N,N-二苯基氨基)-9,9-螺二芴(Spiro-BPA)。
作为掺杂材料在此例如能够使用金属氧化物、金属有机化合物、有机材料或这些材料的混合物，例如WO3、MoO3、V2O5、Re2O7和Re2O5、二-铑-四-三氟醋酸盐(Rh2(TFA)4)或电子绝缘的钌化合物Ru2(TFA)2(CO)2或有机材料，所述有机材料具有芳香族的官能团或者是芳香族的有机材料，例如具有显著数量的氟取代基和/或氰化物(CN)取代基的芳香族的材料。
低分子化合物尤其能够通过真空中的热蒸镀(vacuum thermalevaporation,VTE或physical vapor deposition，PVD)来施加或从液相中施加。聚合物材料例如能够从液相中施加或者通过低分子的初始材料在半透明的电极的表面上的交联来形成。同样地，两种方法途径的组合是可能的，其中在借助于液态方法施加的空穴注入层上蒸镀p型掺杂的空穴注入层的厚度为10nm至20nm的薄层。
传导空穴的层优选具有大于或等于1.6并且尤其优选在大于或等于1.6并且小于或等于1.9的范围中的折射率。
根据另一个实施方式，发光层具有电致发光材料并且尤其优选设计为电致发光层或电致发光层堆。适合于此的是由于荧光性或磷光性而具有辐射发射的材料，例如聚芴、聚噻吩或聚亚苯基或其衍生物、化合物、混合物或共聚物，例如2-或2,5-取代的聚对亚苯基亚乙烯基；以及金属络合物，例如铱络合物，如发蓝色磷光的FIrPic(双(3,5-二氟-2-(2-吡啶基)苯基-(2-羧基吡啶基)-铱III)、发绿色磷光的Ir(ppy)3(三(2-苯基吡啶)铱III)、发红色磷光的Ru(dtb-bpy)3*2(PF6))(三[4,4’-二-叔-丁基-(2,2’)-联吡啶]钌(III)络合物)、以及发蓝色荧光的DPAVBi(4,4-双[4-(二-对-甲苯基氨基)苯乙烯基]联苯)、发绿色荧光的TTPA(9,10-双[N,N-二-(对-甲苯基)-氨基]蒽)和发红色荧光的DCM2(4-二氰基亚甲基)-2-甲基-6-久洛尼定基-9-烯基-4H-吡喃)。
不仅具有荧光性而且具有磷光性的材料也是可能的。发光层的材料此外也能够利用本领域技术人员已知的单线态收获或三线态收获。与至少一个有机发光层的材料相关地，所述有机发光层能够产生单色的、双色的或多色的光，例如白光。
根据另一个实施形式，传导电子的层具有至少一个电子注入层、电子传输层或其组合。
例如下述材料能够适合作为传导电子的层：
8-羟基喹啉锂(Liq)、
2,2′,2′′-(1,3,5-亚苯基)三[1-苯基-1H-苯并咪唑](TPBi)、
2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-恶二唑(PBD)、
2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)、
4,7-联苯-1,10-菲咯啉(BPhen)、
双(2-甲基-8-喹啉)-4-(苯基苯酚)铝(BAlq)、
1，3-双[2-(2，2’-联吡啶-6-基)-1，3，4-二唑-5-基]苯(Bpy-OXD)、
6，6’-双[5-(联苯-4-基)-1，3，4-恶二唑-2-基]-2，2’-联吡啶(BP-OXD-Bpy)、
3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(TAZ)、
4-(萘-1-基)-3，5-二苯基-4H-1,2，4-三唑(NTAZ)、
2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(NBphen)、
2，7-双[2-(2，2’-联吡啶-6-基)-1,3，4-嗔二唑-5-基]-9，9-二甲基芴(Bby-FOXD)、
1，3-双[2-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-恶二唑-5-基]苯(OXD-7)。
作为掺杂材料在此例如能够使用碱金属、碱金属盐、碱土金属盐、金属有机化合物、分子掺杂物或这些材料的混合物，例如Li、Cs3Po4、Cs2CO3、茂金属，也就是具有金属M和两个茂基残基(Cp)的以M(Cp)2的形式的金属有机化合物，或金属-疏水嘧啶络合物。所述金属例如能够包括或者是钨、钼和/或铬。
传导电子的层例如能够具有电子传输层，所述电子传输层例如具有2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)或4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(Bphen)。所述材料优选能够具有掺杂材料，所述掺杂材料选自Li、Cs2CO3、Cs3Po4或分子掺杂物。
除了传导空穴的有机层、至少一个有机发光层和传导电子的有机层之外，在有机功能层堆中能够存在一个或多个其它的有机层。特别地，例如能够在传导电子的层和发光层之间设置有空穴阻挡层。也可能的是，在传导空穴的层和发光层之间设置有电子阻挡层。
发明人已经证实，尤其有利的是，G、即有机功能层堆的有机层、尤其是具有大于或等于5nm的厚度的有机层在可见光谱范围中、也就是说对于大于450nm波长而言具有小于或等于0.005的吸收系数k。特别地，这也适用于传导空穴的层，所述传导空穴的层例如能够具有厚度至350nm的空穴传输层。
根据另一个实施方式，在传导空穴的层和传导电子的层之间设置有作为至少一个有机发光层的多个发光层。多个发光层在此能够形成层堆。此外也可行的是，在相邻的发光层之间分别设置有传导电子的层和传导空穴的层。有机发光器件尤其能够在半透明的电极和反射电极之间具有至少两个或更多个的功能层堆单元，所述功能层堆单元分别具有至少一个传导电子的有机层和传导空穴的有机层与设置在其之间的有机发光层。功能层堆单元能够串联成，使得层堆单元的传导电子的层邻接于相邻的层堆单元的传导空穴的层或者反之亦然。由相邻的传导电子的和传导空穴的层构成的这样的组合也能够称作“charge generationlayer，(CGL)电荷生成层”，在所述传导电子的和传导空穴的层之间还能够设置有作用为载流子生成区的未掺杂的层。
以单独的发光层或多个发光层的形式的至少一个有机发光层尤其优选能够放射在窄的或者宽的波长范围中的可见光，也就是说单色的或多色的光或者也例如白光。至少一个有机发光层为此能够以单独的层或多个有机发光层的形式而具有一种或多种有机发光材料。多色的光或白光能够通过不同的有机发光材料的组合在至少一个发光层中产生。
在多个有机发光层的情况下、尤其是在一个在另一个之上地设置的层堆单元中，有机发光层优选能够以下述组合中的一种存在：
-发光层中的一个发射红光和绿光，另一个发光层发射蓝光。
-存在至少两个或三个发光层，所述发光层全部发射白光。
-存在至少三个发光层，所述发光层中的一个发射红光，一个发射黄光并且一个发射蓝光。
-存在至少三个发光层，所述发光层中的一个发射红光和绿光并且两个发光层发射蓝光。在此，不仅蓝色发射的层而且红色和绿色发射的层从衬底看去例如形成最下方的或最上方的发光层。
在这里所描述的有机发光器件的有机层根据上述实施方式能够具有至少250nm的总厚度。在多个发光层的情况下，尤其在多个一个在另一个之上地设置的功能层堆单元的情况下，有机层的总厚度能够为直至1μm。
在这里所描述的有机发光器件中，能够通过至少一个有机发光层和反射电极之间的大于或等于150nm的距离实现对在上文中所描述的等离子体损耗通道的有效的抑制，由此尤其能够与在半透明的衬底和半透明的电极之间的光学的耦合输出层一起实现相对于已知的OLED的效率的提高。在此尤其有利的是，光学的耦合输出层和半透明的电极具有在上文中所提到的折射率。
附图说明
从在下文中结合附图描述的实施例中得出其它的优点、有利的实施方式和改进方案。
附图示出：
图1A示出根据一个实施例的有机发光器件的示意图，
图1B示出根据另一个实施例的有机发光器件的示意图，
图2示出在传统的OLED的有源层中产生的辐射功率的耦合输出通道和损耗通道的相对份额的示意图以及
图3示出根据另一个实施例的有机发光器件的示意图。
具体实施方式
在实施例和附图中，相同的、相同类型的或起相同作用的元件能够分别设有相同的附图标记。示出的元件和其相互间的大小关系不视为是按照比例的，更确切地说，为了更好的可视性和/或为了更好的理解夸张大地示出个别元件，例如层、构件、器件和区域。
在图1中示出有机发光器件100的一个实施例。所述有机发光器件具有衬底1，在所述衬底上施加有光学的耦合输出层2。在光学的耦合输出层2之上施加有半透明的电极3和反射层7，在所述半透明的电极和反射层之间设置有具有有机功能层的有机功能层堆，所述有机功能层堆具有传导空穴的有机层4、至少一个有机发光层5和传导电子的有机层6。
有机发光器件构成为所谓的“底部发射器”并且对此具有由玻璃制成的半透明的衬底1。对此可替选的是，衬底1也能够具有其它的半透明的材料，例如塑料或玻璃塑料薄层或者由其构成。
光学的耦合输出层2为了有效的光耦合输出而具有如下折射率，所述折射率大于或等于有机功能层和半透明的电极3的层厚度加权的平均折射率。光学的耦合输出层2在所示出的实施例中对此同样具有玻璃，尤其是由折射率大约为1.9的高折射率的玻璃制成。对此可替选的是，光学的耦合输出层2也能够基于聚合物材料，如在上文中在概述部分中所描述的。
此外，耦合输出层2具有在玻璃材料中分布的呈颗粒或孔的形式的散射中心，所述散射中心与玻璃材料相比具有更高或更低的折射率。在孔的情况下，所述孔例如能够由空气填充，而作为颗粒例如能够使用SiO2、TiO2、ZrO2和/或Al2O3。通过光学的耦合输出层2能够引起，如在上文中在概述部分中描述的，在半透明的电极3或在有机层中、尤其是在传导空穴的层4中波导的光的至少一部分能够通过衬底1从有机发光器件100中耦合输出。
在电极3、7和有机层4、5、6之上此外还能够设置有封装装置，所述封装装置出于概览性的原因没有示出。封装装置例如能够以玻璃盖的形式或优选以薄层封装件的形式实施，如在上文中在概述部分中所描述的。
此外，尤其在具有聚合物的光学的耦合输出层2的情况下能够必需的是：在所述耦合输出层上在半透明的电极3下也形成构成为薄层封装件的封装装置，如在上文中在概述部分中描述的那样。
半透明的电极3具有大于或等于1.6并且优选地大于或等于1.7并且小于或等于2.1的折射率。此外，半透明的电极3的厚度和材料选择成，使得在450nm至640nm的可见光谱范围中的吸收系数小于或等于0.005。特别地，半透明的电极3在可见光谱范围中的透射率大于或等于80％。
在所示出的实施例中，半透明的电极对此由铟锡氧化物(ITO)以大于或等于50nm并且小于或等于200nm的厚度构成。由此，也能够实现，半透明的电极3的电阻率在大于或等于150μΩ·cm并且小于或等于500μΩ·cm的范围中，由此能够确保半透明的电极3的足够高的电导率。
传导空穴的层4具有至少一个空穴传输层，所述空穴传输层能够具有直至350nm的厚度。此外，传导空穴的层4能够在空穴传输层和半透明的电极3之间具有空穴注入层，所述空穴注入层能够具有在几十纳米范围中的厚度。不仅空穴传输层、而且空穴注入层也能够由在上文中在概论部分中描述的材料构成，例如由低分子化合物(“small molecules，小分子”)或由聚合物构成。
至少一个有机发光层5具有至少一种有机材料，所述有机材料在有机发光器件100运行时放射可见波长范围中的光，如通过电极3和7的示意性表示的布线来表示。在此，有机发光层5能够具有在上文中在概论部分中所描述的材料中的一种或多种。
传导电子的层6在所示出的实施例中以直接邻接于反射电极7的方式设置并且具有大于或等于150nm并且优选大于或等于180nm的厚度。由此，至少一个有机发光层5距反射电极7的距离大于或等于150nm并且优选大于或等于180nm。在考虑有机功能层堆中常见的折射率的情况下，尤其优选地，至少一个发光层5和反射电极之间的光学长度在波长为600nm时大于或等于1.6×150nm并且小于或等于1.8×225nm。特别地，对于所述距离被证实为尤其有利的是在150nm和225nm之间并且优选在180nm和220nm之间的范围，其中分别包含边界值。
为了确保上述厚度的传导电子的层6的足够高的电导率，所述传导电子的层是导电掺杂的。在所示出的实施例中，传导电子的层具有电子传输层，所述电子传输层作为基质材料例如能够具有BCP或BPhen，所述基质材料由Li、Cs3Co4、Cs3Po4或经由分子掺杂物来掺杂。
此外，传导电子的层6能够在电子传输层和反射电极7之间具有电子注入层。在此，传导电子的层6的上面提到的厚度与电子注入层和电子传输层的总厚度相关。附加地，在有机发光层5和传导电子的层6之间例如能够设有至少一个其它的有机层，例如空穴阻挡层。所有的设置在有机发光层5和反射电极之间的有机功能层的总厚度选择成，使得实现在上文中所描述的在有机发光层5和反射电极7之间的距离。
反射电极在所示出的实施例中由金属构成并且尤其具有Ag、Al或如Ag:Mg、Ag:Ca或Mg:Al的合金。对此可替选地，也可能的是，反射电极7具有至少两个或多个金属层，或者与一个或多个金属层组合的一个或多个TCO层。反射电极7例如也能够具有光学的耦合输出层，例如由TCO层堆构成，所述TCO层堆具有布拉格镜类型的构成，以便使反射电极7的反射率匹配于发光层5的发射光谱。反射电极7在可见光谱范围中具有大于或等于80％的反射率。
尤其有利的是，有机功能层堆的具有大于或等于5nm的厚度的有机层在可见光谱范围中、也就是对于大于450nm的波长具有小于或等于0.005的吸收系数k。
除了在图1A中所示出的层，也能够存在其它的有机层，例如在发光层和传导空穴的层4之间的电子阻挡层。
在图1B中示出有机发光器件101的另一个实施例，其中与之前的实施例相比，有机发光层堆的顺序相反并且所述有机发光器件在半透明的电极3上具有传导电子的层6，在传导电子的层之上的至少一个有机发光层5并且在所述有机发光层之上的传导空穴的有机层4，使得在该实施例中，传导空穴的层4设置在至少一个有机发光层5和反射电极7之间。
器件101的层的材料能够如在之前的实施例中一样并且如在概述部分中所描述的一样构成。如在图1A的实施例中，图1B的有机发光器件101在至少一个发光层5和反射电极之间同样具有大于或等于150nm的距离。
在所示出的实施例中，在这里所描述的在发光层5和反射电极7之间的大于或等于150nm的尤其大的距离能够与光学的耦合输出层2一起相对于已知的OLED引起显著的效率提高。这尤其结合图2可见，所述图2基于在没有光学的耦合输出层或其它的耦合输出措施的情况下对在标准玻璃衬底上的常规的绿色发射的OLED的模拟，并且与设置在发光层和反射电极之间的一个或多个层的厚度D相关地示出在发光层中产生的光的耦合输出通道和损耗通道的相对份额L，其中所述厚度相应于反射电极和发光层之间的距离。耦合输出通道和损耗通道的所示出的相对份额在此不理解成限制于在这里所描述的实施例并且能够根据各个部件的构造和材料选择而改变。
区域21表示光的从半透明的衬底中耦合输出的相对份额。区域22相应于光的在玻璃衬底中通过波导引导的相对份额。区域23表示光的由于在有机层、半透明的电极和衬底的吸收而损耗的相对份额。区域24表示光的在半透明的电极和有机层中、例如在如图1A的层序列的情况下在传导空穴的层中通过波导效应引导的相对份额。区域25表示经由表面等离子体耦合输入到反射电极中而损耗的份额。
可以看出，光21的从衬底中耦合输出的相对份额从150nm的D值开始轻微上升，而通过等离子体耦合输入引起的损耗通道、也就是说区域25主要随着上升的D值而显著减少，由此在有机层和半透明的电极中引导的光的相对份额上升。特别地，对于大于或等于150nm的D值而言，等离子体损耗通道的份额25小于10％。
通过存在于在这里所描述的有机发光器件100中的附加的光学的耦合输出层2，光的尤其在有机发光层5和反射电极7之间的距离D大于或等于150nm的情况下在半透明的电极3和有机层中引导的主要的份额能够至少部分地耦合输出。由此，通过在这里所描述的有机发光器件的提高的光耦合输出能够实现显著的效率提高。
在图3中示出有机发光器件102的另一个实施例，所述有机发光器件示出图1A的实施例的变型并且与其相比具有多个发光层，为了说明而示出所述发光层中的层51和5n，在所述层之间能够存在其它的发光层。在此，发光层51、......、5n中的每个都设置在传导空穴的层和传导电子的层之间，因此例如在图3中示出的发光层51设置在传导空穴的层4和传导电子的层61之间。
有机发光器件102因此具有功能堆单元，所述功能堆单元串联地设置在半透明的电极3和反射电极7之间，其中在彼此相邻的传导空穴的层和传导电子的层之间，因此例如在图3中可见的传导电子的层61和与其相邻的传导空穴的层41之间设置有所谓的“charge generationlayer，电荷生成层”(CGL)8，所述电荷生成层用作为所谓的载流子对生成区，由此能够降低有机层堆的串联电压。例如，CGL具有p型掺杂的和n型掺杂的层，在所述p型掺杂的和n型掺杂的层之间设置有未掺杂的例如由金属氧化物构成的中间层。
最上方的传导电子的层6如在图1A的实施例中那样直接相邻地并且邻接于反射电极7设置，并且具有如结合上述实施例所描述的厚度，使得在图3中示出的最上方的并且因此最接近反射电极7设置的发光层5n和反射电极7之间的距离大于或等于150nm，以便尽可能地抑制反射电极7中的等离子体激发。
在这里所示出的实施例的有机层对于各个功能层堆单元而言具有至少250nm的厚度，使得图3中的堆叠的构造能够具有直至1μm的总厚度。尤其优选地，有机发光器件102的堆叠的构造的发光层51、......、5n发射红光、绿光、蓝光和/或白光的组合。具有两个红色/绿色地和蓝色地发射或者都白色地发射的发光层的构造在此是尤其优选的，或者具有三个全部白色地发射、红色地、绿色地和蓝色地发射或者红色/绿色地以及蓝色地和蓝色地发射的发光层的构造也是尤其优选的。
替选于如图3中示出的有机层的层序列，如在图1B中示出的实施例中，也能够倒置图3的实施例的有机层堆的构造。
本发明不受限于根据所述实施例进行的描述。相反，本发明包括各个新的特征以及特征的各个组合，这尤其包含权利要求中的特征的各个组合，即使所述特征或所述组合本身没有在权利要求或实施例中明确地说明时也如此。
Claims (15)
1.一种有机发光器件，具有：
半透明的衬底(1)，在所述衬底上施加有光学的耦合输出层(2)，
在所述耦合输出层(2)上的半透明的电极(3)，
具有有机功能层的有机功能层堆，所述有机功能层堆具有在所述半透明的电极(3)上的传导空穴的有机层(4)、在所述传导空穴的有机层(4)上的至少一个有机发光层(5)和传导电子的有机层(6)，
以及反射电极(7)，
其中至少一个所述有机发光层(5)具有距所述反射电极(7)的大于或等于150nm的距离。
2.一种有机发光器件，具有：
半透明的衬底(1)，在所述衬底上施加有光学的耦合输出层(2)，
在所述耦合输出层(2)上的半透明的电极(3)，
具有有机功能层的有机功能层堆，所述有机功能层堆具有在所述半透明的电极(3)上的至少一个传导电子的有机层(6)、在所述传导电子的有机层(6)上的至少一个有机发光层(5)和传导空穴的有机层(4)，
以及反射电极(7)，
其中至少一个所述有机发光层(5)具有距所述反射电极(7)的大于或等于150nm的距离。
3.根据权利要求1或2所述的器件，其中在波长为600nm的情况下，在至少一个所述发光层(5)和所述反射电极(7)之间的光学长度大于或等于1.6×150nm并且小于或等于1.8×225nm。
4.根据上述权利要求中的任一项所述的器件，其中至少一个所述发光层(5)距所述反射电极(7)的距离大于或等于180nm并且小于或等于225nm。
5.根据上述权利要求中的任一项所述的器件，其中至少一个所述发光层(5)距所述反射电极(7)的距离被选择成，使得在至少一个所述发光层(5)中产生的辐射功率的以等离子体的形式耦合输入到所述反射电极(7)中的相对份额小于或等于10％。
6.根据上述权利要求中的任一项所述的器件，所述有机功能层堆具有至少一个有机功能层，所述有机功能层的厚度大于5nm并且所述有机功能层对于大于450nm的波长而言具有小于或等于0.005的吸收系数k。
7.根据上述权利要求中的任一项所述的器件，其中所述半透明的电极(3)对于大于450nm的波长而言具有小于或等于0.005的吸收系数k并且在可见光谱范围中具有大于或等于80％的总透射率。
8.根据上述权利要求中的任一项所述的器件，其中所述反射电极(7)在可见光谱范围中具有大于或等于80％的反射率。
9.根据上述权利要求中的任一项所述的器件，其中光学的所述耦合输出层(2)具有大于或等于所述有机功能层和所述半透明的电极(3)的层厚度加权的平均折射率的折射率。
10.根据上述权利要求中的任一项所述的器件，其中光学的所述耦合输出层(2)是散射光的。
11.根据上述权利要求中的任一项所述的器件，其中光学的所述耦合输出层(2)具有折射率大于或等于1.8、尤其大于或等于1.85的材料，在所述材料中分布地设置有散射中心。
12.根据上述权利要求中的任一项所述的器件，其中所述有机功能层堆还具有至少一个其它的有机层，所述其它的有机层选自：
-在所述传导电子的层(6)和至少一个所述发光层(5)之间的空穴阻挡层，
-在所述传导空穴的层(4)和至少一个所述发光层(5)之间的电子阻挡层。
13.根据上述权利要求中的任一项所述的器件，其中在所述传导空穴的层(4)和所述传导电子的层(6)之间设置有多个发光层(51，5n)。
14.根据上述权利要求中的任一项所述的器件，其中设置在所述反射电极(7)和至少一个所述发光层(5)之间的所述传导电子的层(6)或传导空穴的层(4)是掺杂的。
15.根据上述权利要求中的任一项所述的器件，其中所述半透明的电极(3)具有大于或等于150μΩ·cm并且小于或等于500μΩ·cm的电阻率。
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