CN104137292A - 后向发射的oled设备 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于一种OLED设备,包括:透明阳极(1),阳极呈给定方块电阻R1,呈给定方块电阻R2的阴极(3),比率r=R2/R1从0.1至5,第一被称为适配的阳极接触(41),和第二被称为适配的阳极接触(41’),其与第一适配接触间隔并且相对,第一阴极电接触(5),其为:被布置在活性区(20)之上,在接触表面的任何点处自第一适配阳极接触(41)和第二适配阳极接触(41’)岔开。
Description
技术领域
本发明的目的在于有机电致发光二极管的设备。
背景技术
已知的有机电致发光系统或OLED(对于英语中的“Organic Light Emitting Diodes(有机发光二极管)”)包括有机电致发光层的堆叠,所述有机电致发光层由以导电薄层的形式配备它的电极来供电。当电压被施加在两个电极之间时,电流穿过有机层,于是通过电致发光而生成光。
在后向发射OLED设备(英语中bottom OLED(底部OLED))中,上电极或阴极是典型地具有小于或等于0.1Ω/方块的方块电阻的反射金属层,并且下电极或阳极是透明层,其被沉积在玻璃或塑料衬底上,让所发射的光通过,其方块电阻大多个数量级。
文档WO99/02017观察到,在阳极和阴极之间方块电阻的非常大差异同时导致亮度的非均质性、持续时间和可靠性的减低,这对于大尺寸的设备尤其如此。同样,其提出一种有机电致发光二极管的设备,其具有给定方块电阻R1的透明阳极和具有接近的给定方块电阻R2的阴极,比率r=R2/R1被包括在0.3和3之间。
作为示例,阳极是方块电阻为10欧姆的ITO层并且阴极是方块电阻为9.9欧姆的镱薄层,即r在1附近。
然而,均质性增益还不是最优的,并且甚至并非对于所有OLED配置是确定的。
发明内容
同样,本发明的目的在于一种有机电致发光二极管(称作OLED)的设备,其包括具有第一主面的透明衬底,包括堆叠,所述堆叠以从所述第一面开始的该顺序包括:
-(直接在第一面上或例如在亚层上)形成透明阳极的下电极,优选地包括至少一个导电层,阳极呈给定方块电阻R1,尤其是R1小于30欧姆/方块、甚至小于或等于15欧姆/方块、或甚至10欧姆/方块,所述阳极表面的特征尺寸优选地为至少2cm、甚至5cm,
-在所述阳极上的有机电致发光系统,
-形成阴极的上电极,其在有机电致发光系统上(甚至直接在所述系统上),优选地包括导电层,阴极呈给定方块电阻R2,阴极优选地呈恒定的给定厚度,其中比率r=R2/R1从0.1至5,
所述阳极、有机电致发光系统和阴极于是限定了称为活性的共同区(对应于照明表面减去可能的内部阳极接触,如果其太不透明的话)。
OLED设备此外包括:
-第一适配阳极接触,优选为延伸类型的甚至以多个(靠近的)点状接触的形式,
-第二适配阳极接触,优选为延伸类型的甚至以多个(靠近的)点状接触的形式,其与第一适配接触间隔并且相对,
第一和第二接触形成被称为第一阳极区域的阳极区域的两条相对的边(不相邻),所述第一阳极区域此外由活性区的被称为自由的第一边缘以及由活性区的相对于第一自由边缘的被称为自由的第二边缘所划定,
-第一阴极电接触,其为:
-被布置在活性区之上,部分地覆盖第一阳极区域之上的阴极区域,
-给定的表面,称作接触表面,其小于活性区的面积和小于第一阳极区域的面积,
-在接触表面的任何点处,从第一适配阳极接触以及第二适配阳极接触岔开。
对于第一适配接触的(至少多数,甚至80%并且优选的对于)每个点B1,通过定义在所述点B1与接触表面的最接近于所述点B1的点C1之间的距离D1,以及通过定义在所述点B1与第二适配接触的点X1之间、经过C1的距离L1,因此定义以下准则:
-如果0.1≤r<1.75,则10%<D1/L1<50%,
-如果1.75≤r<2.5,则10%<D1/L1<45%,
-如果2.5≤r<3,则10%<D1/L1<40%,
-如果3≤r≤5,则10%<D1/L1<35%,
并且对于第二适配接触的(至少多数,甚至80%并且优选的对于)每个点B2,通过定义在所述点B2与接触表面的最接近于所述点B2的点C2之间的距离D2,以及通过定义在所述点B2与第一适配接触的点X2之间、经过C2的距离L2,因此定义以下准则:
-如果0.1≤r<1.75,则10%<D2/L2<50%,
-如果1.75≤r<2.5,则10%<D2/L2<45%,
-如果2.5≤r<3,则10%<D2/L2<40%,
-如果3≤r≤5,则10%<D2/L2<35%。
OLED设备此外在有机电致发光系统之上、远离第一面地包括覆盖活性区的反射器。
更严格地,D1(相应地D2)是在B1(相应地B2)与C1(相应地C2)在阳极上的或更好地在经过B1(相应地B2)而平行于阳极的平面中的(正)投影之间的距离,但是考虑到OLED的微小高度,这并不改变以上定义的准则。
并且同样更严格地,L1(相应地L2)是在B1(相应地B2)与X1(相应地X2)之间、经过C1(相应地C2)在经过B1(相应地B2)而平行于阳极的平面中的正投影的距离。
因此可以优选在经过B1而平行于阳极的平面中定义D1和L1并且在经过B2而平行于阳极的平面中定义D2和L2。
根据本发明,适配的阳极接触(第一适配阳极接触以及第二适配阳极接触)理解为一种电接触,其具有足够的传导以使得当OLED运转时,电压在适配接触的任何点处是相同的。由该传导属性导致,在适配接触的两点之间,在这两点附近的亮度变化小于5%。适配的阳极接触的作用因此是在其全部表面上分布相同的电势。
根据本发明,第一阴极电接触具有足够的传导以使得当OLED运转时,电压在第一阴极接触的任何点处是相同的。由该传导属性导致,在该阴极接触的两点之间,在这两点附近的亮度变化小于5%。该阴极接触的作用因此是在其全部表面上分布相同的电势。
本发明的目的在于制造满足预先要求的亮度均质性准则的尽可能大的OLED,其具有给定R1的阳极和给定rorg的有机层电阻、以具有两个相对的阳极接触的配置。
申请人观察到,阳极和阴极的连接件的定位,尤其是其相对于彼此的定位,以及其形状是关键的。为了均质性的真正增益,于是至关重要的在于:
-合理地选择阳极接触,尤其是其电阻以使得其是适配的,
-正确地安置第一阴极接触,
-并且使第一阴极接触足够远离相对的适配阳极接触。
于是得到在整个照明表面上在阴极和阳极之间尽可能恒定的电势差。
相对边缘的命名在广义上来理解并且结合圆形阳极区域(盘、卵形轮廓等)的两个相对区,并且此外相对于术语相邻。
无论点B1(或B2)如何,D1(或D2)可以是恒定的,或者变化而同时保持有根据本发明的严格取决于比率r的选择的比率D1/L1(或D2/L2)。
阴极以电势Vc来被供电,以使得在阳极和阴极之间的(多个)电势的差适于照明,尤其Vc是接地的。
考虑传统厚阴极是理想的,也就是说其自身形成阴极接触(在阴极的任何点处等电势)。本发明从阴极方块电阻R2的增加和接触表面上的准则这方面而不同于这样的阴极。
阴极优选地呈恒定的给定厚度,尤其具有根据制造方法的容差,例如对于薄层类型的沉积为±10%。
根据本发明的OLED特别是用于照明,而且特征尺寸,即最大尺寸,诸如第一阳极区域(或活性区)的长度或直径可以是至少10cm甚至15cm。
为了更好的均质化,第一阴极接触存在于最远离相对阳极接触的区域中。
事实上,是在该远离的区域中,阳极电势下降得最彻底。根据本发明,因此需要通过阴极中的电势降来补偿,该电势降是由根据本发明的第一阴极接触生成的。
对于阳极区域的平常形状(多边形、圆形等),其自然地涉及第一阳极区域的中央区域,因此中心和其周围。
于是,第一阴极接触可以有利地自第一阳极区域的中央区域(换言之中心)延伸向第一和第二阳极接触,甚至优选地延伸向活性区的一个或多个自由边缘。
术语自由边缘在广义上来理解,例如如果活性区具有许多边,则为多个区段。在圆形、弯曲活性区的情况下,其还包含边缘的区。
D1/L1(或D2/L2)的上限提醒:根据本发明的第一阴极接触偏离点状(或无限细)类型的接触。
重要的是,第一阴极接触因此呈现足够的接触表面。
例如,因此使中央区的一部分非均质的阴极接触不符合本发明。可以引用作为反例:
-在第一阳极区域的中央区中呈彼此间隔太开的多个片段的阴极接触,
-形成太细的框架或环的空心阴极接触。
阴极接触的另一个反例(不符合本发明)将是在活性区外部的阴极接触。
阴极接触的另一个反例(不符合本发明)此外将是电阻性或甚至适配的接触网,诸如栅格或平行带,仅仅占据(宽度D1或D2的)活性区的内部周缘或整体活性区。
根据本发明的阴极接触不一定再现活性区和/或第一阳极区域的对称。
接触表面可以是实心表面、呈栅格的表面(被布置用于维持等电势),所述表面如有必要则使之呈星状(étoilé)。
事实上,即使是实心的接触表面也可以呈星状,并且尤其具有更加厚或不太厚的分支(尤其是可看作相似于线)。
(基本上)实心的接触表面(尤其是沉积在阳极上的层)可以呈现表面不连续性,但是不能扰乱其在最远离相对的适配阳极接触的区域中的等电势功能。
实心表面可以尤其是凸的,至少在与适配阳极接触的相对处。并且,如已经指示的,优选地,实心接触表面不是空心类型的。
此外优选的是,活性区是实心类型的。在具有至少一个(强烈)窄处的活性区的情况下,可以优选不在该窄处的相对处布置适配的阳极接触。
第一阴极接触可以相对于第一和第二阳极接触(甚至优选地相对于活性区的边缘,如果是外部的适配阳极接触的话)而被(基本上)定于中心。
第一阴极接触例如具有接触表面,其轮廓垂直于第一阳极区域中的电流线,尤其是在活性区的多边形配置(方形、矩形)中。
尤其是定于中心的第一阴极接触可以具有与第一阳极区域的表面(基本上)位似的表面。
至少,与第一阳极接触相对的第一阴极接触的轮廓可以沿着第一阳极接触的轮廓。与第二阳极接触相对的第一阴极接触的轮廓可以沿着第二阳极接触的轮廓。
尤其是定于中心的第一阴极接触可以具有与活性区的表面(基本上)位似的表面,如果适配接触在外部的话,这尤其是对于多边形活性区。
阴极接触可以自支撑和增添在阴极上,例如呈片层(nappe)状的线集等。
优选地,第一阴极接触的厚度是恒定的。
第一阴极接触可以优选地在第一阳极区域中是连续的,尤其是金属实心层(单或多层),和/或优选地接触表面不是空心的(至少在中心处)。
对于还更好的均质化,优选:
-如果0.1≤r<1.75,则20%≤D1/L1<50%并且20%≤D2/L2<50%,
-如果1.75≤r<2.5,则20%≤D1/L1≤40%,并且20%≤D2/L2≤40%,
-如果2.5≤r<3,则20%≤D1/L1≤35%,并且20%≤D2/L2≤35%,
-如果3≤r≤5,则15%≤D1/L1≤25%并且15%≤D2/L2≤25%。
尤其优选以下准则:
-如果0.1≤r<1.75,则30%≤D1/L1<50%并且30%≤D2/L2<50%,
-如果1.75≤r<2.5,则25%≤D1/L1≤35%并且25%≤D2/L2≤35%,
-如果2.5≤r<3,则20%≤D1/L1≤30%,并且20%≤D2/L2≤30%,
-如果3≤r≤5,则15%≤D1/L1≤25%并且15%≤D2/L2≤25%。
对于2.5≤r<3和20%≤D1/L1<30%,20%<D2/L2<30%,获得最佳均质化。
第一适配接触至于其可以是实心或格网(被收紧的形成带的栅格…)类型的层,甚至是足够接近以用于分布电流的点状阳极接触的集合,例如远离少于数mm。
第一适配阳极接触可以沿着活性区的第一边缘,在活性区的内部和/或外部。其可以优选地沿着第一边缘的多数甚至基本上沿着第一边缘的整体而延伸。当然,第一边缘不同于第一和第二自由边缘。
并且如有必要则第二适配阳极接触,在活性区的内部和/或外部,沿着与第一边缘相对的活性区的第二边缘,这些第一和第二边缘优选是纵向的(活性区边缘中最长的)。
第一边缘可以重组呈多边形的(尤其以n>5边)的活性区的多条边。换言之,第一适配阳极接触可以在多条边上延伸。其对于第二适配阳极接触是同样的。
尤其是基本上直线的第一(以及第二)适配接触可以因此是周缘的,周缘以广义来理解,因此
-在自电致发光系统的边缘(和其上的阴极的边缘)超出的阳极的边缘上,因此(至少部分地)在活性区外部的周缘处,并且尤其是通过钝化而从有机层和阴极的边缘分离,
-和/或在由电致发光系统(和由其上的阴极)覆盖的阳极的边缘,并且由钝化层(诸如聚酰亚胺的)钝化,因此(至少部分地)在活性区内部的周缘处。
第一周缘的适配接触优选地处于自第一边缘小于L/10甚至小于L/20的距离W处,其中L是第一和第二边缘之间的最大距离。第二周缘的适配接触优选地处于自第二边缘小于L/10甚至小于L/20的距离W处。
优选地,周缘的适配接触沿着周缘处于自活性区的周缘恒定距离(或近似恒定距离)处。
第一(外部和/或内部)周缘适配接触优选地处于自活性区的最接近的边缘小于10mm、甚至小于或等于5mm的距离处,并且甚至(部分地)在活性区的边缘上(从两侧超出)。
第一和/或第二适配阳极接触可以基本上是直线的、是弯曲的等等。
第一适配阳极接触可以基本上是直线的,尤其是其中对于第一适配接触的切线集合形成直线簇,其两两所取的角度小于30°,并且由第一中平面M1限定。
第二适配阳极接触可以基本上是直线的,尤其是其中对于第二适配接触的切线集合形成直线簇,其两两所取的角度小于30°,并且由第二中平面M2限定。
优选地,在(第一和第二)中平面、因此M1和M2之间的角度α小于45°、甚至小于或等于30°,并且还更好地小于或等于10°,甚至值为0°。
优选的是,第一和第二接触是基本上平行的尤其当活性区是至少四边缘(或边)的多边形类型时,和/或沿最简单的活性区轮廓(如果圆形轮廓的话)。
第一适配阳极接触可以具有长度LG1。第二适配阳极接触可以具有长度LG2,并且优选地0.8LG1<LG2<1.2LG1。
这些适配阳极接触可以各自在活性区不同的一半上。
优选地:
-第一和第二阳极接触是周缘的并且不存在另外的适配阳极接触,
-第一阳极接触是周缘的,第二阳极接触在活性区的(更)内部(尤其是直线的并且平行或至少沿所述角度α)并且因此存在第三适配阳极接触,例如周缘的,相对于第二阳极接触,与第二适配阳极接触一起限定了第二阳极区域(邻近于第一区域)。
在该第二阳极区域中,因此使用如对于第一阴极接触那样定义的第二阴极接触,其中对于给定的r(自然地为阳极区域的整体所选),比率D3/L3等同于比率D1/L1。
可以以相同方式利用活性区内部的第一和第二适配阳极接触来构造阳极区域(其它接触优选地存在于周缘处)。
更广泛地,可以通过多组相对的适配阳极接触来接触阳极,从而限定多个阳极区域。在每个阳极区域中,OLED设备可以包括被布置在所述阳极区域之上的阴极接触(邻近于可能的覆盖元件或邻近于如稍后详述的布拉格镜),其给定表面小于阳极区域的面积,部分覆盖了所述阳极区域之上的阴极区域并且在接触表面的任何点C处自两个适配阳极接触岔开并且响应于已经描述的根据r(或稍后定义的r’)的D/L(D1/L1,D2/L2)的准则。
于是,阳极区域可以形成具有优选为矩形、方形、蜂巢形等等之类的网格的阳极(因此活性区)的铺面。
阳极区域的尺寸相同或不同并且形状相同或不同。
典型地,适配阳极接触(延伸的甚至点状)的宽度是cm级的。可能没有光出自配备有第一适配阳极接触的活性区,因为该接触是太不透明的。
此外,与上述现有技术相反,经由反射器保留可接受的亮度水平。典型地,反射器可以具有至少80%的光反射RL(朝向有机系统)。
有机电致发光系统在阳极之上:
-尤其是直接在阳极上,在阳极功能中还集成了可能的导电平面化,
-或还直接在活性区内部的适配阳极接触的钝化上(如稍后讨论的),
-尤其是直接在阳极上,在阳极功能中还集成了可能的导电平面化,
-或还直接在活性区内部的电阻性阳极接触的钝化上(如稍后讨论的)。
典型地,涂覆有阳极的衬底(阳极直接在衬底上或者通过例如用于提取光的层而分离)可以具有至少70%的光透射。
根据本发明,薄层理解为厚度小于微米、甚至小于500nm、甚至小于100nm的层(不明确为单或多层)。
根据本发明,层理解为单层或多层,这未明确指出。
OLED设备可以包括称作电阻性的一个或多个阳极电接触,尤其呈导电层状,被布置在第一阳极区域中,连至第一适配阳极接触甚至连至第二适配阳极接触41’,电阻性接触如有必要则互连。
并且自0.1和5之间变化的比率r=R2/R1因此由被包括在自0.1和5之间的比率r’=R2/R’1取代,其中R’1是第一阳极区域中的(多个)电阻性接触和阳极整体的等效方块电阻,并且保留对于D1/L1和D2/L2的准则。
自然地,将优选:
-如果0.1≤r’<1.75,则20%≤D1/L1<50%并且20%≤D2/L2<50%,
-如果1.75≤r’<2.5,则20%≤D1/L1≤40%并且20%≤D2/L2≤40%,
-如果2.5≤r’<3;则20%≤D1/L1≤35%,并且20%≤D2/L2≤35%,
-如果3≤r’≤5,则15%≤D1/L1≤25%并且15%≤D2/L2≤25%。
电阻性接触为这样的电阻以使得在运转时,电阻性接触的某些点处于电势Vr,其以绝对关系不同于适配阳极接触的电势多于5%、甚至至少10%或甚至20%。
阳极的全局电阻于是可以定义为电阻性接触的电阻与透明阳极层的电阻的并联。
电阻性接触可以由与适配接触相同的材料制成,但是细得多,例如少于1mm。
出于美学目的,可以优选OLED设备在活性区中放弃一个或多个适配阳极接触,甚至在活性区中放弃一个或多个电阻性阳极接触(即便通常是足够细的)。
(适配或电阻性)阳极接触可以呈厚度被包括在0.2至10μm之间的层的形式,并且优选地呈单层的形式,所述单层由以下金属中之一制成:Mo、Al、Cr、Nb或由诸如MoCr、AlNb之类的合金制成,或者呈多层的形式,诸如Mo/Al/Mo或Cr/Al/Cr。
其还可以涉及具有丝网印刷的或通过喷墨而沉积的银(具有银的珐琅)的汇流条。
已知通过电阻性电接触的足够细的格网来降低阳极的R1,典型地通过阳极上的方形或蜂巢形的金属网。
所述段大约为50至100μm宽,并且网的节距通常为1/5mm,这给出在1和5%之间的屏蔽率。
R’1例如可以自0.5变化至5欧姆。实际上,利用Mo或Cr(100nm)/Al(500nm至1000nm)/Mo或Cr(100nm)的多层,其沉积在例如140nm的ITO上。该多层然后通常利用光刻(photolithographie)方法被化学蚀刻,用于形成电阻性接触和如有必要则形成由相同材料制成但是更宽的适配阳极接触。
于是在阳极区域中,一切进行地就好似如果具有其电阻等效于阳极和一个或多个电阻性阳极接触的并联的阳极那样。
因此在电阻性阳极接触中具有随着远离OLED的边缘将逐渐减低的电压。
可以优选地将阳极连接件定位在活性区外,这是(连至周缘适配阳极接触的)连接件被安置在超出活性区的阳极接触区中的原因所在。
可以优选地将阴极连接件定位在活性区外,这是连至阴极接触的连接件被安置在超出活性区的“阴极接触”区中的原因所在。
以相同方式,其中可以有一个或多个电阻性阴极接触,例如呈导电层状,连至第一阴极接触,电阻性接触如有必要则互连并且尤其是分布在第一阴极接触与OLED边缘之间的整体区上。
在该情况下,R2对应于阴极和(多个)电阻性接触整体的等效方块电阻。
所述电阻性接触例如为这样的电阻以使得在运转时,电阻性接触的某些点处于电势Vr,其以绝对关系不同于第一阴极接触的电势V多于2%、甚至至少4%或甚至8%。
在阳极接触的自由边缘中,可以如此为阴极供电:
-通过使阴极接触经由其端部之一而突出活性区之外,该区不再被定义为阴极接触区而是定义为阴极连接件区
-或者通过使反射器在一侧上突出活性区之外。
此外,由于R2的适配,阴极可以是透明或半反射的,尤其是呈反射RL小于80%、甚至小于或等于60%、甚至50%。
阴极让所发射的光通过,优选地在没有过度吸收的情况下。
在第一配置(具有透明或半透明的阴极)中,反射器可以包括金属反射覆盖元件,尤其呈((多个)薄)层状,在阴极之上且远离第一主面,所述覆盖元件通过电绝缘元件而与阴极分离,所述电绝缘元件尤其呈层状,被称为夹层(intercalaire)。
第一阴极接触,邻近于夹层(且至少部分地由所述夹层围绕),还可以构成反射器的部分并且优选地与反射覆盖元件相接触甚至电耦合。
所述反射覆盖元件可以是:
-一层,通过气相物理沉积而沉积在所述夹层上,或沉积在对着所述夹层而增添(优选地呈光学接触)的反元件(玻璃、塑料膜等等)的内面上
-金属片材:Cu、不锈金属、Alu、Ag等等
优选为层的反射覆盖元件例如基于选自Al、Ag、Cu、Mo、Cr之中的至少一种金属。
所述夹层可以被选择用于让所发射的光通过,优选地在没有过度吸收的情况下。例如,夹层是透明的,优选地TL>90%,并且不太吸收,尤其A<3%。
夹层可以是:
-沉积在薄层阴极上的层,通过气相物理沉积甚至如果反射器是板(不锈等等)则通过胶等等来沉积
-反射器通过间隔件而自空气分开,所述间隔件在活性区周缘,
-所增添的膜,例如(PVB类型)分层夹层,并且反射器例如是具有反射层的玻璃衬底。
夹层优选地包括(单)层(尤其是厚度小于100nm,厚度根据其吸收而被调整)甚至由其构成,所述(单)层为:
·无机的,优选地选自氮化物、氧化物、氮氧化物,例如氮化硅,
·或者树脂,例如与OLED边缘的钝化树脂相同,尤其由聚酰亚胺制成,
·和/或如有必要则为漫射的,例如通过以尤其无机的粘结剂而添加尤其无机的漫射粒子。
优选地,在该第一配置中,第一阴极接触包括一层,该层基于与金属覆盖元件相同的材料,优选地其为基于铝的层。
所述阴极接触可以是:
-沉积在阴极上的层:导体胶、通过喷墨或丝网印刷根据所希望的形式而沉积的层、通过PVD沉积的并且如果必要则图案化的薄层、焊剂甚至焊接等等
-和/或以预定形式所增添的膜,所述预定形式:金属箔片等等
优选为层的阴极接触基于优选选自Al、Ag、Cu、Mo、Cr之中的至少一种金属。
尤其是,阴极接触和反射覆盖元件可以通过夹层(呈层状)和阴极上的连续层形成,并且优选地,阴极接触、甚至连续层基于与阴极相同的材料,尤其是铝。
以该方式,在关状态下,所述连续层可以形成镜面并且阴极接触与覆盖元件不进行区分。
可以希望使用单一沉积技术(例如,气相物理沉积PVD、尤其是阴极溅射或蒸发)用于覆盖元件和阴极接触(并且甚至阴极又或夹层),甚至还使用层沉积的单一步骤来用于覆盖元件和阴极接触。
更广泛地,在用于阴极的可能材料之中,可以引用
-一些金属:铝、钹、镁、钙、锶、钡、镧铪、铟、铋,
-以及一些镧族元素:铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥。
特别地优选铝、银、钡、钙、钐,它们经常被用于其低输出功。
以下的表1给出
铝的R2(其根据所选的厚度可以是透明或半透明的),
钐的R2,其(单位质量的)电阻率为900 nOhm.m,其根据所选厚度可以是透明或半透明的,以及
钡的R2,其(单位质量的)电阻率为332 nOhm.m,其根据所选厚度是透明或半透明的。
厚度(nm) | R2(Ω/□) 针对Al | 厚度(nm) | R2(Ω/□) 针对Ba | 厚度(nm) | R2(Ω/□) 针对Sm |
10 | 5 | 5 | 66 | 10 | 90 |
20 | 2.5 | 10 | 33 | 50 | 18 |
50 | 1 | 30 | 11 | 100 | 9 |
100 | 0.5 | 50 | 6 | 200 | 4.5 |
200 | 0.25 | 75 | 4 | ||
500 | 0.1 | 100 | 3 |
表1。
优选的是,R2大于或等于1甚至大于或等于3欧姆/方块,并且小于20欧姆/方块。
阴极优选地基于至少一种金属,优选地选自Al和Ag,可选地具有一层LiF,在金属层下面并且例如厚度<3nm。
完全特别地,阴极可以包括基于铝的层甚至由其构成,并且阴极接触是基于铝的层,例如在铝制成的阴极层上形成厚度余量。
在第二配置(具有透明或半透明的阴极)中,反射器为布拉格(Bragg)镜,布拉格镜被布置在阴极上并且邻近于阴极接触,并且阴极接触构成反射器的部分。
布拉格镜已知为由高折射率n1的薄层(诸如TiO2、ZrO2、Al2O3、Si3N4)和较低折射率n2的薄层(诸如SiO2、CaF2)交替形成的堆叠。
例如指数(indice)的德尔塔(delta)n2-n1为至少0.3、并且优选地至少为0.6,并且所述堆叠包括至少两个高指数层和两个低指数层。
于是,对于波长趋向570nm为中心的OLED,可以设想多层堆叠TiO2 60nm/SiO2 95nm,甚至如有必要则重叠该多层堆叠。
用于OLED的布拉格镜的使用对于本领域技术人员是众所周知的,其如有必要则可以参照以下公开:
·Appl.Phys.Lett.69, 1997(1996); Efficiency enhancement of microcavity organic light emitting diodes; R.H.Jordan, A.Dodabalapur,和R.E.Slusher
·JOSA B, Vol.17, Issue 1, pp.114-119(2000), Semitransparent metal or distributed Bragg reflector for wide-viewing-angle organic light-emitting-diode mirocavities; Kristiaan Neyts, Patrick De Visschere, David K.Fork,和Greg B.Anderson
阴极接触可以触及布拉格镜。
阴极接触例如通过其自活性区超出的端部之一而被连接,因此形成阴极连接件区。
附图说明
借助于非限制性示例和附图,现在将更详细地描述本发明:
-图1是符合本发明的OLED设备的示意性剖视图
-图1a是图1的OLED设备的示意性俯视图,示出了阳极和阴极接触
-图1b是图1的OLED设备以变型的示意性俯视图,
-图1c是图1的OLED设备的另一示意性剖视图,示出了阴极连接件,
-图1’是符合本发明的OLED设备的示意性剖视图,
-图1’a是图1’的OLED设备的示意性俯视图,示出了阳极和阴极接触,
-图2是符合本发明的OLED设备的示意性剖视图,
-图2a是图2的OLED设备的示意性俯视图,示出了阳极和阴极接触,
-图3示出了作为D1/L1的函数的亮度均质性的图解,
-图4至6b是OLED设备的示意性俯视图,示出了具有不同形状的活性区的阳极和阴极接触。
明确的是,出于清楚性的考虑,所表示的对象的不同元件(其中包括角度)不是按比例再现的。
具体实施方式
故意非常示意性的图1通过剖面图而表示了穿过衬底而发射或英文“bottom emission(底部发射)”的有机电致发光设备。
OLED 设备100(容易地可串联连接)包括具有第一主面10的透明衬底,包括堆叠,所述堆叠以自所述第一面开始的该顺序包括:
-形成透明阳极1的下电极,优选地包括至少一个导电层,阳极呈给定方块电阻R1,例如银的堆叠或TCO,
-在所述阳极之上的有机电致发光系统2(包含HTL和ETL层),
-形成透明或半反射的阴极3的上电极,其在有机电致发光系统之上,包括导电层,阴极呈给定方块电阻R2、恒定的给定厚度,比率r=R2/R1自0.1至5,所述堆叠于是限定了称为活性的共同区20。
例如4V或10V的电势V被施加在阳极1的边缘处,这经由两个周缘的第一和第二阳极电接触41、41’,其例如呈金属(多)层。其被称为适配的,也就是说电阻被适配以使得在运转时在任何点处为电势V。
第一适配接触41此处在活性区20的外部在活性区的纵向第一边缘21上。
第二适配接触41此处在活性区20的外部在相对于第一边缘22的活性区纵向第二边缘21上(见图1a)。
本发明于是在于一种OLED模块,其中同时地在两个电极上的电连接的几何结构和比率r(或r’)被调整以使得在两个电极中发生的电压降相补偿以用于在两个电极之间维持尽可能均匀的电压差。
对于第一适配阳极接触41的每个点B1,通过定义在所述点B1与接触表面的最接近于所述点B的点C1之间的距离D1,以及通过定义在所述点B1与第二适配接触41’的点X1之间、经过C1的距离L1,因此定义以下准则:
-如果0.1≤r<1.75,则10%<D1/L1<50%,
-如果1.75≤r<2.5,则10%<D1/L1<45%,
-如果2.5≤r<3,则10%<D1/L1<40%,
-如果3≤r≤5,则10%<D1/L1<35%,
对于第二适配接触41的每个点B2,通过定义在所述点B2与接触表面的最接近于所述点B2的点C2之间的距离D2,以及通过定义在所述点B2与第一适配接触41的点X2之间、经过C2的距离L2,因此定义以下准则:
-如果0.1≤r<1.75,则10%<D2/L2<50%,
-如果1.75≤r<2.5,则10%<D2/L2<45%,
-如果2.5≤r<3,则10%<D2/L2<40%,
-如果3≤r≤5,则10%<D2/L2<35%。
并且还更好地
-如果0.1≤r<1.75,则20%≤D1/L1<50%并且20%≤D2/L2<50%,
-如果1.75≤r<2.5,则20%≤D1/L1≤40%并且20%≤D2/L2≤40%,
-如果2.5≤r<3,则20%≤D1/L1≤35%并且20%≤D2/L2≤35%,
-如果3≤r≤5,则15%≤D1/L1≤25%并且15%≤D2/L2≤25%。
更严格地,D1(相应地D2)是在B1(相应地B2)与C1(相应地C2)在经过B1(相应地B2)而平行于阳极的平面中的正投影之间的距离。并且更严格地,L1(相应地L2)是在B1(相应地B2)与X1(相应地X2)之间、经过C1(相应地C2)在经过B1(相应地B2)而平行于阳极的平面中的正投影的距离。因此可以优选在经过B1而平行于阳极的平面中定义D1和L1并且在经过B2而平行于阳极的平面中定义D2和L2。
接触表面在此处为实心表面,作为变型,其呈栅格状。
OLED设备100在有机电致发光系统2之上、远离第一面10而包括覆盖活性区20的反射器6。
更确切地,反射器6包括金属反射覆盖元件61,在阴极3之上、远离第一主面,所述覆盖元件61通过电绝缘的电元件7而与阴极3分离,所述元件7被称为夹层,透明且不太吸收,此处优选为无机并且薄的层,诸如50nm的氮化硅。
第一阴极接触5,邻近于夹层7,是反射的,因此构成反射器6的部分并且优选地与反射覆盖元件61相接触甚至电耦合。
阴极接触5优选地基于与金属覆盖元件61相同的材料。阴极接触5和覆盖反射器6因此由在夹层7和阴极3上的例如通过气相物理沉积的连续层所形成。优选地,该连续层基于例如100nm、甚至500nm厚度的铝。当然,夹层7在将其沉积之前已被结构化,以用于留出与旨在作为阴极接触区的区相对应的自由区。
活性区20的边缘例如通过例如聚酰亚胺树脂71而被钝化。
阳极接触41、41’此处在阳极1上,因此所述阳极1预先沉积在衬底上(或下面的层上)。然而,阳极2完全可以同样好地在阳极接触41、41’之后被沉积并且部分地覆盖它们以用于其电链接。
作为未表示的变型,反射器包括邻近于所述第一阴极接触的布拉格镜。阴极接触,反射的,因此总是构成反射器的部分。布拉格镜(由介电材料制成)可以直接在阴极上。
阴极3例如是铝层,尤其是呈R2大于或等于1欧姆/方块、甚至大于或等于3欧姆/方块并且小于20欧姆/方块甚至小于10欧姆/方块,阴极接触因此优选是基于铝的层,如已经指明的。
活性区20例如为至少5cm乘5cm。
图1a图示了设备100的示意性俯视图,为了更清楚而示出了设备的元件的一部分,即电功能元件。
矩形的阴极接触5在活性区20的第一和第二自由边缘23、24上延伸并且超过自由边缘22在活性区之外而被接触并且例如被沉积在接触接点52之上或之下(见图1c)。
第一和第二适配阳极接触41是平行的直线带。活性区20(此处仅由其虚线轮廓限定)是方形的。
活性区的相邻于第一和第二边缘的边缘23、24因此不配备有阳极接触。
作为说明性的,描绘了第一阳极接触的点B1,阴极接触5的最接近于点B1的点C1,以及第二边缘22的点X1。经过B1、经过C1在B1的平行于阳极的平面中的正投影、以及经过X1的直线使得能够更好地定义L1和D1。
作为说明性的,描绘了第二阳极接触41’的点B2,阴极接触5的最接近于点B2的点C2,以及第一边缘21的点X2。经过B2、经过C2在B2的平行于阳极的平面中的正投影、以及经过X2的直线使得能够更好地定义L2和D2。
实际上,在第一适配接触41和第一边缘21之间的空间是有限的。第一外部周缘的适配接触优选地处于自第一边缘的距离W处,所述W小于L/10甚至小于L/20,其中L是在第一和第二边缘21和22之间的此处恒定的距离(等于L1)。
实际上,在第二适配接触41和第二边缘22之间的空间是有限的。第二外部周缘的适配接触优选地处于自第二边缘的距离W处,所述W小于L/10甚至小于L/20。
选择L=15cm、Rorg=300 Ohm.cm2、3欧姆/方块的阳极,并且将亮度均质性H定义为以在OLED的开启电压以上的给定电压来供电的OLED的最小亮度与最大亮度之间的比。
图3示出了对于不同的比率r(在0.1和4之间)、作为图1示出的设备100的阴极接触5的D1/L1的函数的均质性H的图解。
其中见到分别对于r=0.1;r=0.5;r=1;r=2;r=3;r=4的六条均质性H(呈%)的曲线F1至F6。
这些图解F1至F6提醒适宜用于D1/L1的参数范围,尤其是朝向低处的r,优化范围较窄但是H更好。
在不同Rorg(典型地在50和300 Ohm.cm2之间)、典型在1和10欧姆每方块之间的不同R1的阳极的情况下,并且对于活性区的任何其它尺寸,H的结果是类似的(遵循相同的趋势)。
例如选择r=3和D1/L1=25%与R1=8欧姆每方块的ITO制成的阳极以及R2=24欧姆每方块的阴极;又或R1=3欧姆每方块的银的阳极以及R2=9欧姆每方块的阴极。
为了便于制造,还可以选择更小的r,例如其中r=1和D/L=35%=>其中R1=8欧姆每方块的ITO制成的阳极以及R2=8欧姆每方块的阴极;又或R1=3欧姆的银的阳极—R2=3欧姆每方块的阴极。
为了实现R1等于3欧姆每方块的阳极,优选银的堆叠,而不是透明导体氧化物“TCO”,诸如ITO。可以例如引用在申请WO 2008/029060和WO 2009/083693中描述的银的单层或银的双层堆叠。
为了实现阴极,沉积铝,同时调整厚度。
图1b是图1的OLED设备以变型的示意性俯视图。
添加电阻性阳极电接触43,其呈导电层状,被连至适配的阳极接触41、41’。此处这些电阻性接触43互连并且形成栅格。
同样为了获得良好的照度均质性,比率r由比率r’=R2/R’1取代,其中R’1是(多个)电阻性阳极接触与阳极整体的等效方块电阻,也就是说使阳极和电阻性阳极接触并联。
电阻性阳极接触可以由与适配接触相同的材料制成,但是细得多,例如少于1mm。例如,以5mm为周期的金属段的方形格网,其借助于高度500nm且宽度100μm的铝线而被实现,形成具有等效方块电阻为2.7欧姆每方块的系统。如果这样的格网被置于方块电阻为20欧姆每方块的ITO阳极上,则阳极的等效电阻(定义为由阳极和电阻性接触的并联而产生的电阻)因此为2.4欧姆每方块。通过在该阳极上实现8x8cm2的方形活性区的OLED(具有100 ohm.cm2的有机材料的竖直电阻),照度将在位于自OLED边缘4cm处的电阻性接触附近将为20%更低。该大于5%的照度减低归因于产生OLED中心处阳极电压减低从而产生照度下降的电阻性接触的电阻性特征。
图1’是符合本发明的OLED设备200的示意性剖视图。
其不同于第一设备100之处在于阳极接触41、41’在内部沿着边缘的周缘。活性区20因此大于第一阳极区域40。
图1’a是图1’的OLED设备的示意性俯视图,示出了与图1a示出的那些类似的阳极和阴极接触。
图2是符合本发明的OLED设备300的示意性剖视图。
其不同于第一设备100之处在于存在中间的内部阳极接触;自第一和第二阳极接触41、41’例如等距。
因此利用第一周缘接触41和中间接触41’’限定了第一阳极区域40以及利用中间接触和第二周缘的适配接触限定了第二阳极区域40’。
活性区20因此大于第一阳极区域40。
在每个阳极区域40、40’中安置第一阴极接触5,其在此处为矩形的,与阳极接触间隔开以用于满足于根据所选r的比率D1/L1和D2/L2(优选地相同r对于所有阳极区域)。
图4是符合本发明的OLED设备400的示意性俯视图,示出了阳极和阴极接触。
其不同于第一设备100之处在于第一和第二适配阳极接触41、41’不再是带而是各自为总是沿着活性区纵向边缘的足够靠近的点状接触集。
图5是符合本发明的OLED设备500的示意性俯视图,示出了阳极和阴极接触。
其不同于第一设备100之处在于活性区20是圆形的(例如卵形)第一和第二适配阳极接触41、41’不再是矩形带而是呈C形状,从而给出同样圆形的第一阳极区域40。
第一阴极接触同样是圆形形状的,例如处于自适配接触41、41’的恒定距离处。
图6a是符合本发明的OLED设备600的示意性俯视图,示出了阳极和阴极接触。
其不同于第一设备100之处在于活性区20(和第一阳极区域40)是四边形并且阴极接触5也是四边形。第一和第二接触保持在最长的边缘21、22上。
图6b是符合本发明的OLED设备600’的示意性俯视图,示出了阳极和阴极接触。
其不同于第一设备100之处在于活性区20(和第一阳极区域40)是六边形的并且阴极接触5也是六边形的。第一和第二阳极接触41、41’各自在两个相邻的边21、22上,于是以某种方式形成了纵向边缘。剩下两条自由的边或边缘23、24。
Claims (14)
1.一种有机电致发光二极管、称作OLED的设备(100至600’),其包括具有第一主面的透明衬底(10),包括堆叠,所述堆叠以从所述第一面开始的该顺序包括:
-形成透明阳极(1)的下电极,阳极呈给定方块电阻R1,
-在所述阳极上的有机电致发光系统(2),
-形成阴极(3)的上电极,其在有机电致发光系统上,包括导电层,阴极(3)呈给定方块电阻R2,比率r=R2/R1从0.1至5,
所述阳极、有机电致发光系统和阴极于是限定了称为活性的共同区(20)
所述OLED设备包括:
-第一称为适配的阳极接触(41),
-第二称为适配的阳极接触(41’),其与第一适配接触间隔并且相对,
所述第一和第二适配阳极接触(41、41’)形成阳极(1)的第一区域的两个相对的边,所述阳极的第一区域称为第一阳极区域(40、40’),此外由活性区(20)的被称为自由的第一边缘(23)以及由活性区(20)的相对于第一自由边缘(23)的被称为自由的第二边缘(24)所划定,
-第一阴极电接触(5),其为:
-被布置在活性区(20)之上,部分地覆盖第一阳极区域(40)之上的阴极(3)的区域,
-给定的表面,称作接触表面,其小于活性区的面积和小于第一阳极区域的面积,
-在接触表面的任何点处,自第一适配阳极接触(41)以及第二适配阳极接触(41’)岔开
对于第一适配接触(41)的每个点B1,通过定义在所述点B1与接触表面的最接近于所述点B1的点C1之间的距离D1,以及通过定义在所述点B1与第二适配接触(41’)的点X1之间、经过C1的距离L1,因此定义以下准则:
-如果0.1≤r<1.75,则10%<D1/L1<50%,
-如果1.75≤r<2.5,则10%<D1/L1<45%,
-如果2.5≤r<3,则10%<D1/L1<40%,
-如果3≤r≤5,则10%<D1/L1<35%,
对于第二适配接触(41’)的每个点B2,通过定义在所述点B2与接触表面的最接近于所述点B2的点C2之间的距离D2,以及通过定义在所述点B2与第一适配接触(41)的点X2之间、经过C2的距离L2,因此定义以下准则:
-如果0.1≤r<1.75,则10%<D2/L2<50%,
-如果1.75≤r<2.5,则10%<D2/L2<45%,
-如果2.5≤r<3,则10%<D2/L2<40%,
-如果3≤r≤5,则10%<D2/L2<35%,
并且所述OLED设备100在有机电致发光系统(2)之上、远离第一面(10)地包括覆盖活性区(20)的反射器(6)。
2.根据前项权利要求所述的OLED设备(100至600’),其特征在于,接触表面(5)自第一阳极区域(40)的中心延伸向第一和第二阳极接触(41、41’)。
3.根据前述权利要求中之一所述的OLED设备(100至600’),其特征在于,接触表面(5)是实心表面,呈栅格的表面。
4.根据前述权利要求中之一所述的OLED设备(100至600’),其特征在于,第一阴极接触(5)优选地是相对于第一适配阳极接触(41)和相对于第二适配阳极接触(41’)而被定于中心的。
5.根据前述权利要求中之一所述的OLED设备(100至600’),其特征在于,尤其是定于中心的第一阴极接触(5)具有与第一阳极区域(40)的表面和/或与活性区(20)的表面位似的表面。
6.根据前述权利要求中之一所述的OLED设备(100至600’),其特征在于,
-如果0.1≤r<1.75,则20%≤D1/L1<50%并且20%≤D2/L2<50%,
-如果1.75≤r<2.5,则20%≤D1/L1≤40%并且20%≤D2/L2≤40%,
-如果2.5≤r<3,则20%≤D1/L1≤35%并且20%≤D2/L2≤35%,
-如果3≤r≤5,则15%≤D1/L1≤25%并且15%≤D2/L2≤25%。
7.根据前述权利要求中之一所述的OLED设备(100至600’),其特征在于,尤其呈带状的第一适配阳极接触(41)沿着活性区(20)的第一边缘(21),并且如有必要则尤其呈带状的第二适配阳极接触(41’)沿着相对于第一边缘(21)的活性区的第二边缘(22),尤其是所述第一和第二边缘(21,22)是纵向的。
8.根据前述权利要求中之一所述的OLED设备(100至600’),其特征在于,第一适配阳极接触(41)基本上是直线的并且优选地由第一中平面M1限定,并且第二适配阳极接触(41’)基本上是直线的并且优选地由第二中平面(M2)限定,并且优选地在中平面M1和M2之间的角度α小于45°、甚至小于或等于30°。
9.根据前述权利要求中之一所述的OLED设备(100),其特征在于,所述OLED设备包括一个或多个被称为电阻性的阳极电接触(43),其被布置在第一阳极区域(40)中,并且在于,自0.1至5的比率r由自0.1至5的比率r’=R2/R’1取代,其中R’1为第一阳极区域(40)中的(多个)电阻性阳极接触(42)和阳极(1)整体的等效方块电阻。
10.根据前述权利要求中之一所述的OLED设备(100至600’),其特征在于,阴极(3)是透明或半反射的,所述反射器(6)包括优选为金属的反射覆盖元件(61),其尤其呈层状,在阴极(3)之上、远离第一主面,所述覆盖元件(61)通过被称为夹层的电绝缘元件(7)而与阴极分离,并且在于,第一阴极接触(5),邻近于夹层(7),构成反射器(6)的部分并且优选地与反射覆盖元件(61)相接触甚至电耦合。
11.根据权利要求10所述的OLED设备(100至600’),其特征在于,第一阴极接触(5)是基于与反射覆盖元件(61)相同的材料,优选地基于铝,尤其是第一阴极接触(5)和覆盖元件(61)由夹层(7)上的连续层(6)形成。
12.根据权利要求11所述的OLED设备(100至600’),其特征在于,所述连续层(6)是基于与阴极(3)相同的材料,尤其是铝。
13.根据前项权利要求所述的OLED设备(100至600’),其特征在于,阴极(3)包括基于铝的层并且第一阴极接触(5)包括基于铝的层。
14.根据权利要求1至13中之一所述的OLED设备,其特征在于,所述反射器包括布拉格镜,邻近于第一阴极接触,并且第一阴极接触构成反射器的部分。
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