CN1622711A - 光发射装置以及制作该装置的方法 - Google Patents

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Abstract

光发射装置包括：多个发光单元，每个单元具有基本相同的厚度，包括具有导电特性的第一和第二导电层、夹在第一和第二导电层之间的光发射层，所述光发射层包括当施加电压时发光的发光材料；第一电极基片，其与每个发光单元的第一导电层接触，从而相互之间电连接；第二电极基片，其与每个发光单元的第二导电层接触，从而相互之间电连接；以及密封元件，将发光单元密封在位于第一和第二电极基片之间的空间内。相对于光发射层发出的光，第一电极基片和第一导电层是透明的。

Description

光发射装置以及制作该装置的方法
技术领域
本发明涉及一种光发射装置的新结构，该装置具有发光元件，例如有机电发光元件(在下文，有时称为有机EL元件)或无机电发光元件(在下文，有时称为无机EL元件)，以及涉及制作具有此种新结构的光发射装置的方法。
背景技术
通常具有有机EL元件或无机EL元件(在下文，分别称为有机EL光发射装置或无机EL光发射装置)由以下方法制作：在基片上按顺序堆积第一电极、含有发光材料的层和第二电极。在以下文件中描述了生产上述光发射装置的常规方法：
Gekkan Display(Mothly Display)，12月特刊，“Organic ELDisplay-kiso kara Saishin Gijutu(Fundamentals to NewestTechnologies)”，由Techno Times有限公司于2001年12月20日出版。
然而，光发射装置尺寸的增加并不总是那么简单。例如，如果有机EL光发射装置的尺寸增加了，电流不能在整个发光区域均匀流动，从而亮度根据位置发生波动或者形成易于损坏的部分的可能性增加。而且，在生产过程或者使用时，气体例如氧气和湿气渗入元件，在气体渗入的位置，其损坏从而形成不发光部分的可能性增加。因此，光发射装置尺寸的增加使产量大幅度下降，并导致缺陷的产生。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种具有新结构的光发射装置。本发明的另一个目的是提供生产所述光发射装置的方法。
根据本发明的第一方面，提供了一种光发射装置，其包括：多个发光单元，每个单元具有基本相同的厚度，并包括具有导电特性的第一和第二导电层，和夹在第一和第二导电层之间的光发射层，所述光发射层具有发光材料，当施加电压时，所述发光材料发光；第一电极基片，与每个发光单元的第一导电层电接触，从而与其电连接；第二电极基片，与每个发光单元的第二导电层电接触，从而与其电连接；以及密封元件，将发光单元密封在形成于第一和第二电极基片之间的空间内，其中相对于从光发射层发出的光，第一电极基片和每个发光单元的第一导电层均是透明的。
根据本发明的第二方面，提供了一种制作光发射装置的方法，该方法包括：制备多个发光单元，每个单元具有基本相同的厚度，并包括具有导电特性的第一和第二导电层，夹在第一和第二导电层之间的光发射层，所述光发射层具有发光材料，当施加电压时，所述发光材料发光；在第一电极基片上设置每一个发光单元，使得每个发光单元的第一导电层与第一电极基片电连接；将第二电极放置于发光单元上，使得第二电极与每个发光单元的第二导电层电连接；以及将发光单元密封在第一和第二电极基片之间形成的空间内，其中相对于从光发射层发出的光，第一电极基片和每个发光单元的第一导电层均是透明的。
根据本发明的第三方面，提供了一种制作光发射装置的方法，该方法包括：制备多个发光单元，每个单元具有基本相同的厚度，并包括具有导电特性的第一和第二导电层，和夹在第一和第二导电层之间的光发射层，所述光发射层具有发光材料，当施加电压时，所述发光材料发光；放置第一和第二电极基片，它们之间的距离基本等于发光单元的厚度，从而形成空间；将发光单元插入该空间中，从而使每个发光单元的第一和第二导电层分别与第一和第二电极基片电连接；以及将发光单元密封在第一和第二电极基片之间形成的空间内，其中相对于从光发射层发出的光，第一电极基片和每个发光单元的第一导电层均是透明的。
附图说明
结合以下附图对优选实施例进行描述将使本发明的目的和优势更加清楚，其中：
附图1A和1B是根据本发明实施方式的有机EL光发射装置10和有机EL单元12的各自的横截面图。
附图2是根据本发明实施方式的有机EL光发射装置的一个改进示例的横截面图。
附图3是根据本发明实施方式的有机EL光发射装置的另一个改进示例的横截面图。
具体实施方式
以下将参照作为示例的有机EL光发射装置对本发明实施方式的光发射装置进行描述。参照作为示例的制作有机EL光发射装置的方法对本发明实施方式的光发射装置的制作方法进行描述。
附图并不是实际光发射装置的工程制图，而是说明其结构的简图或多维示意图，它们有较大的修改，以用于清楚说明。在附图中，相同或类似的结构元件采用同一附图标记。
本文中的术语“透明”是指从含有发光材料的层发出的光至少部分可以透过。例如，在所述层发出具有多个波长的光的情况下，如果一个或多个波长的光透过则称为“透明”。“透明”元件的透射率至少是超过0％的值，优选超过50％，更优选地超过70％。根据波长或波长带，透射率可能不同。
以下将描述根据所述实施例的有机EL光发射装置和制作所述装置的方法。
有机EL光发射装置10的基本结构和功能
附图1A显示的是有机EL光发射装置10的横截面图。如附图1A所示，有机EL光发射装置10具有透明基片(强化基片)15，该基片具有预定的刚度，足够用于支撑有机EL光发射装置10的整个结构，所述基片上还具有透明电极(第一电极基片)11。多个有机EL单元(发光单元)12位于透明电极11上，进一步提供了背面导体(第二电极基片)13。在透明电极11和背面电极13的端部之间具有保护膜(密封元件)14。
附图1B显示的是有机EL单元12的横截面图。如附图1B所示，有机EL单元12具有透明导体120、背面导体(另一导体)122以及位于它们之间的有机层(含有发光材料的层)121。在有机EL单元12中，当在透明导体120和背面导体122之间施加电压时，有机层121发出光。因此，每个有机EL单元12构成有机EL元件。
附图1A中所示的透明电极11和背面电极13可以看作是用于支撑(通过支撑保持在预定位置)有机EL单元12的底盘。
在有机EL光发射装置10中，透明电极11和背面电极13与外部电源连接，当在电极之间施加电压时，将空穴和电子分别通过透明导体120和背面导体122注入有机层121。因此，每个有机EL单元的有机层121产生出光。由此产生的光通过透明导体120、透明电极11和透明基片15透射至所述装置的外部。
透明电极11和背面电极13的端部用保护膜14密封，因此，有机EL光发射装置10的内部(内部空间)相对外界受到保护。保护膜14可以具有不同的功能，优选至少具有保护功能，防止(或抑制)外部环境(尤其是，氧气和湿气)渗入装置的内部。根据该结构，有机EL单元12可以免于损坏或变化。保护膜14优选具有使内部免受外部压力的保护功能以及使内部(即有机EL单元12)免受损坏因素影响的保护功能。当仅仅通过单个保护膜不能达到所要求的保护功能时，可以堆积多个保护膜，其中每一个膜具有各自的功能，从而形成上述保护膜。
优势
以下描述有机EL光发射装置10的优势。
(1)可以用具有较小发光区域的有机EL元件(有机EL单元12)构成光发射装置。
如前所述，制作具有较大发光区域的有机EL单元较为困难，但是与制作较大有机EL元件相比，制作较小有机EL元件较为容易。因此，可以提高产量。
而且，可以制作出具有较大发光区域的有机EL光发射装置，而其通过常规技术很难制得。
(2)可以很容易地使发光区域上各个位置的电流密度保持基本均匀。
在光发射装置例如有机EL光发射装置中，当发光区域增加时，流过发光区域(有机层)的电流密度易于波动。由于电流密度的波动导致产生亮度不均匀的问题。该问题是由例如以下因素引起的，如很难使有机层的厚度保持均匀，以及很难使其组成比保持均匀(例如，掺杂物和基质的混合比)，它们通常是由大面积的有机层导致的。由于这些因素，很难使发光区域上各个位置的电流密度保持基本均匀。
另一方面，有机EL光发射装置10不具有整体形成的发光区域，其发光区域是将小的有机EL单元12累积起来得到，所述小的有机EL单元12具有较小的发光区域。与制作具有较大发光面积的有机元件相比，在实践中，制作具有较小发光面积(即有机EL单元12)的有机EL元件较为容易，从而很难产生前述的问题。因此，与具有相同发光面积的有机EL元件相比，很容易使位于发光区域上各个位置的电流密度保持基本均匀。
而且，即使有机EL单元12的发光区域内的电流密度不是基本上均匀的，有机EL单元12的发光区域也仅仅构成了有机EL光发射装置10的发光区域的一部分，从而，有机EL光发射装置10的整个发光区域上的电流密度基本均匀。因此，可以使亮度不均匀问题等达到视觉不能发现的水平。
(3)与传统有机EL元件相比，提高了光提取效率。
有机EL光发射装置10可以含有具有不同折射率的部分，其在具有相同发光面积的有机EL元件中并不存在。例如，有机EL单元12之间形成有空间，至少一个有机EL单元12的层结构与其它有机EL单元12的不同，有机EL单元12的材料的一部分或多个与其它不同。在有机EL光发射装置10的一部分的折射率不同于有机EL单元12的折射率的情况下，相对于光发出表面15a，有机EL单元12发出的其方向不能传播至进入透明电极11的光的传播方向发生了改变，从而所述光可以进入透明电极11。尤其是，普通的有机EL元件所涉及的光从有机层在横向上发出，在有机层中经导向而衰减，或者通过有机层的端部传播至外部，但是在有机EL光发射装置10中，部分或全部光入射进入透明电极11。因此，与普通有机EL元件相比，光提取效率提高了。
在本发明中，光的传播方向意味着基本与发光表面15a平行的平面和光的传播方向(直线)之间形成的角度中的最小角度。尤其是，从光的传播方向所形成的直线引一条垂直于所述平面的直线，从平面与所述垂直线的交点至所述平面与由光的传播方向形成的直线的交点引一条直线。所述光的传播方向定义为所述连接交点的直线与上述光传播方向之间的角度。
以下将描述所述有机EL光发射装置10的制作实施例。
有机EL光发射装置10的制作实施例
可以通过适当利用现有的有机EL光发射装置的生产方法制作出具有前述结构的有机EL光发射装置10。以下将给出具体的制作方法的例子，但是以下制作例子仅仅是举例，本发明并不受其限制。
第一制作实施例
在第一制作实施例中，有机EL单元12放置在电极基片上，另一电极基片放置在所述单元上。
所述制作方法包括以下步骤：
(a)制作有机EL单元12
在该步骤中，根据有机EL元件的现有制作方法，在透明导体120和背面导体122之间提供有机层121，从而得到有机EL单元12。所述有机EL单元12的厚度相互之间基本相同。
(b)将有机EL单元12放置在透明电极11或背面电极13上。
例如，将有机EL单元12设置在背面导体(电极基片)13上，有机EL单元12的背面导体11朝下。
如果采用透明电极11作为电极基片，通常透明电极11放置在透明基片15上从而形成电极基片，有机EL单元12设置于所述透明电极11上，从而使透明导体120朝下，如附图1A所示。
换言之，所有有机EL单元12设置在电极基片上，从而使其透明导体120朝向相同的方向。
(c)将不同于上述电极基片的电极基片放置于有机EL单元12之上。
当将有机EL单元12设置于背面电极13上，将透明电极(电极基片)11放置于有机EL单元12之上。或者如之前所述，可以将含有透明基片12的电极基片面对透明电极11朝下放置(即面对背面电极13)，所述透明基片15形成于透明电极11的一个表面上。
(d)密封位于电极基片端部之间的区域
提供保护膜14以保护有机EL光发射装置10的内部，尤其是透明电极11和背面电极13之间的区域。
实施前述步骤，可以制作出如附图1A所示的有机EL光发射装置10。
第二制作实施例
下面将描述第二制作实施例。在以下制作实施例中，在前述步骤(a)至(d)中改变步骤(b)。
在制作实施例2中，通过磁力设置有机EL单元12。
除了步骤(b)如下所示，可以采用如第一制作实施例中的方式制作有机EL光发射装置10。
当实施制作实施例2时，必须用非磁性材料构成其上设置有有机EL单元12的电极基片，连接所述电极基片的有机EL单元12的导体(120或122)由磁性材料构成。
例如，当将有机EL单元12设置于背面电极13上，背面电极13由非磁性材料构成，背面导体122由磁性材料构成。设置永磁体或电磁体，从而使有机EL单元12的背面导体122吸附于背面电极13。当采用上述方式设置有机EL单元12时，在距背面电极13一定距离的位置设置有机EL单元12，然后通过磁力将有机EL单元12吸附至背面电极13，从而可以将有机EL单元12设置于背面电极13上，使得背面导体122对着背面电极13。
也可以采用前述技术将有机EL单元12设置于透明电极11上。
在第二制作实施例中，连接电极基片的有机EL单元12的导体(120或122)由磁性材料构成。然而，有机EL单元12可以设计为其上单独形成有磁性层，从而通过磁力设置于背面电极13或透明电极11上。
第三制作实施例
以下将对第三制作实施例进行描述。
在第三制作实施例中，类似于制作实施例2，通过磁力设置有机EL单元12。
除了步骤(b)如下所示，可以采用如第一制作实施例中的方式制作有机EL光发射装置10。
在第三制作实施例中，类似于制作实施例2，必须用非磁性材料构成其上设置有有机EL单元12的电极基片，连接所述电极基片的有机EL单元12的导体(120或122)由磁性材料构成。
例如，当将有机EL单元12设置于背面电极13上时，背面电极13由非磁性材料构成，背面导体122由磁性材料构成。在背面电极13上设置一个或多个有机EL单元12，从而使背面导体122朝下。在背面电极13的背面(即不与有机EL单元12接触的一侧)上移动永磁体或电磁体，从而在背面电极13的预定位置上设置有机EL单元12。通过重复上述操作，在背面电极13的预定位置上设置所有有机EL单元12。
当在背面电极13上设置有机EL单元12时，采用类似于第二制作实施例的磁力可以很容易地实施使背面导体122与背面电极13相接触的操作(即在背面电极13上设置有机EL单元12，并使背面导体122朝下)。
也可以采用前述技术将有机EL单元12设置于透明电极11上。
第四制作实施例
下文将对第四制作实施例进行描述。
在第四制作实施例中，预先将有机EL单元12放置在相同方向，然后设置于电极基片上。
除了步骤(b)如下所示，可以采用如第一制作实施例中的方式制作有机EL光发射装置10。
在第四制作实施例中，有机EL单元12放置在固定元件上，从而使背面导体122或透明导体120与固定元件接触(即朝下)。当以此方式设置后，有机EL单元12粘附于固定元件，例如通过挥发性粘合剂。也可以类似于前述制作实施例，通过磁力粘附有机EL单元12。
其上设置有机EL单元12的固定元件的一侧朝向透明电极11或背面电极13，然后蒸发粘合剂，从而使有机EL单元12位于透明电极11或背面电极13上。
第五制作实施例
下文将对第五制作实施例进行描述。
在第五制作实施例中，制作底盘，所述底盘具有的透明电极11和背面电极13相对设置，有机EL单元12设置在所述底盘上。
在第五制作实施例中，如附图4所示，采用一个或多个支撑元件50将透明电极11和背面电极13以预定间隔设置，从而形成底盘，将有机EL单元12插入底盘中。以下将参照构成该制作方法的步骤对该制作实施例的特定例子进行描述。
(a’)制作底盘
采用一个或多个支撑元件50将透明电极11和背面电极13以一定间隔设置，从而形成底盘。
可以用任意材料构成所述支撑元件，其中优选地是，所述材料不会导致有机EL单元12、透明电极11和背面电极13的降解和损坏。所述支撑元件可以固定在透明电极11和/或背面电极13上，可以是移动的支撑元件，例如球形支撑元件。进一步地，在以下描述的步骤(d’)中用密封元件密封底盘的端部之前，所述支撑元件可以分离出来。在支撑元件没有分离的情况下，所述支撑元件优选具有的尺寸(或直径)使得在透明基片13、15的法线方向观察所述支撑元件时很难发现该支撑元件(通常大小为100um左右)。
(b’)制作有机EL单元12
可以采用如前述步骤(a)所述的方式制作有机EL单元12。有机EL单元12的厚度，即从透明导体120的表面至背面导体122的表面的距离，基本上与底盘上的透明电极11和背面电极13之间的距离相同。上述透明导体120的表面与和有机层121相接触的表面相对，上述背面导体122的表面与和有机层121相接触的表面相对。以下将对有机EL单元12的制作方法进行详细描述。
(c’)将有机EL单元12插入底盘中
将有机EL单元12插入在上述步骤(a’)中制作的底盘中，从而使透明电极11与透明导体120接触，背面电极13与背面导体122接触。
(d’)保护底盘的端部(即透明电极11和背面电极13)
在底盘端部，即透明电极11和背面电极13的端部，提供一保护膜14。从而完成了附图1A中所示的有机EL光发射装置10。
如前所述，本文中的术语“底盘”不仅仅是指如该制作实施例中由透明电极11和背面电极13所组成的组件，还包括如第一至第四制作实施例中的一对透明电极11和背面电极13。
第六制作实施例
以下将对第六制作实施例进行描述。
除了通过磁力设置有机EL单元12之外，第六制作实施例包括与第五制作实施例相同的步骤。
在第六制作实施例中，可以如第五制作实施例的方式制作有机EL光发射装置10，除了在步骤(c’)中有机EL单元12通过磁力设置。以下将对该步骤详细描述。如果采用该步骤，透明电极11和背面电极13中的至少一个由非磁性材料构成，对应于该电极的导体(透明导体120或背面导体122)由磁性材料构成。
在该制作实施例中，在将有机EL单元12插入底盘并设置在预定位置时采用永磁体。尤其是，将有机EL单元12插入底盘之后，用前述磁体将一个或多个单元从用非磁性材料构成的电极的背面(外侧)移动至预定位置。根据该方法，可以非常准确地将所述有机EL单元12设置在预定位置上。
当支撑元件由磁性材料构成而且没有固定于两个电极(1和3)时，有机EL单元12的两个导体(120和122)均由非磁性材料构成。当将有机EL单元12插入底盘之后，可以将支撑元件从磁盘中取出。
总之，所述有机EL光发射装置10可以通过以下步骤(a1)至(d1)制得。
(a1)将有机层121夹持于一对导体120和122之间，其中至少一个导体120是透明的，从而形成具有相同厚度的多个有机EL单元12。
(b1)将有机EL单元12设置于作为第一电极基片的透明电极11上(或在透明基片15上的透明电极11)，从而使有机EL单元12在同一方向上排列，即，透明导体120位于较低面。
(c1)将作为第二电极基片的背面电极13设置于有机EL单元12的背面导体122上，从而与背面导体122接触。
(d1)用密封元件密封位于透明电极11和背面电极13端部之间的区域。
也可以将有机EL单元12设置在背面导体上。在此情况下，通过以下步骤(a2)至(d2)制作所述有机EL光发射装置10。
(a2)将有机光发射层121夹持于一对导体120和122之间，其中至少一个导体120是透明的，从而形成具有相同厚度的多个有机EL单元12。
(b2)将有机EL单元12设置于作为第一电极基片的背面电极13上，从而使有机EL单元12在同一方向上排列，即，背面导体120位于较低面。
(c2)将作为第二电极基片的透明电极11(或形成于透明基片上的透明电极11)设置于有机EL单元12的透明导体120上，从而与每个透明导体120接触。
(d2)用密封元件密封位于透明电极11和背面电极13端部之间的区域。
可以将有机EL单元12插入有机EL光发射装置10的框架即底盘中，从而得到有机EL光发射装置10，所述底盘由透明电极11和背面电极13构成。在这种情况下，可以通过以下步骤(a3)至(d3)制得所述有机EL光发射装置。
(a3)将透明电极11和作为另一电极的背面电极13以预定间隔放置，从而形成底盘。
(b3)将有机层121夹持于透明导体120和作为另一导体的背面导体122之间，从而形成厚度基本相同的多个有机EL单元12。
(c3)在底盘上设置有机EL单元12，从而使透明电极11与透明导体120接触，背面电极13与背面导体122接触。
(d3)用密封元件密封位于透明电极11和背面电极13端部之间的区域。
可以采用如上所述的磁力设置有机EL单元12。在此情况下，透明电极11和/或背面电极13必须由非磁体构成，而有机EL单元12的透明导体120或背面导体122为磁体。根据该结构，可以通过磁力移动作为磁体的导体，因此，可以通过磁力设置所述有机EL单元12。
以下将描述有机EL单元12的制作实施例。
有机EL单元的制作实施例
可以根据有机EL元件的现有生产方法制作有机EL单元12。例如，根据现有的有机EL元件的生产方法，可以将有机层121和背面导体122按此顺序积聚在透明导体120上从而制成有机EL单元12。另一方法是，将有机层121和透明导体120按此顺序积聚在背面导体122上。
可以根据现有的有机EL元件的生产方法制成作为有机EL元件前体(发光单元前体)的有机EL元件，其发光区域大于有机EL单元12的发光区域，通过切割手段，例如激光或切割机，在厚度方向上切割所述元件，从而得到所述有机EL单元12。发光区域的面积可以定义为有机层121与成对导体(透明导体120和背面导体122)相互重叠的面积。
如果由此制得的有机EL单元12在有机EL光发射装置10中随机设置，即使有机EL元件流过发光区域的电流密度不均匀，但是不均匀的区域可以在有机EL光发射装置10的发光区域均匀分布，从而基本减少了亮度不均匀的问题。换言之，即使采用所述有机EL元件，而该元件由于亮度不均匀而确认是有缺陷的产品，但是将所述元件分为随机设置的多个单元，从而所述装置在其发光区域上具有基本相同的电流密度。因此，可以不需要非常高的精确性就可以生产出有机EL元件，从而简化了生产过程。
而且，如果通过切割有机EL元件上具有预定性能的区域从而得到有机EL单元12，则除了上述效果外，亮度不均匀的问题将进一步减少。
以下将对有机EL光发射装置10的元件进行详细描述。对透明电极11和透明导体120一起描述，对背面电极13和背面导体122一起描述。
每个元件的详细描述
透明电极11、透明导体120、背面电极13和背面导体122
透明电极11和背面电极13中的一个作为阳极、而另一个作为阴极。相应于透明电极11和背面电极13的功能(即作为阳极和作为阴极)分别制作透明导体120和背面导体122。例如，当透明电极11作为阳极时，同样采用形成阳极的透明材料制备所述透明导体120。以下根据阳极和阴极的分类对电极和导体进行描述。
阳极是将空穴注入有机层121的电极。
形成阳极的材料可以是将前述性能赋予阳极的材料。所述材料的例子包括公知的材料，例如金属、合金、导电化合物和它们的混合物，在与阳极相接触的平面上(表面)，所述阳极的功函数为4eV或更高。
形成阳极的材料的特定例子包括金属氧化物和金属氮化物，例如ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、氧化锡、氧化锌、锌-铝氧化物、氮化钛，金属，例如金、铂、银、铜、铝、镍、钴、铅、铬、钼、钨、钽和铌，合金，例如金属和碘化铜的合金，以及导电聚合物，例如聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯、聚亚乙烯基亚苯、聚(3-甲基噻吩)以及聚苯硫醚。
当采用透明电极11(和透明导体120)作为阳极时，通常被提取的光的透光率为10％或更高。当提取可见光区域的光时，优选采用在可见光区域具有高透光率的ITO。
当采用背面电极13(和背面导体122)作为阳极时，优选采用反射电极。在此情况下，具有反射需外部提取的光的能力的所述材料适当地选自前述材料，通常选择金属、合金和金属化合物。
而且，为了防止反差以及防止对外部光的反射，所述背面电极13(和背面导体122)可以具有吸收能力。为了将吸收能力赋予背面电极13(和背面导体122)，在形成所述电极时显示吸收能力的所述材料适当地选自前述材料。
可以仅仅采用一种上述材料形成阳极，也可以采用多种上述材料的混合物形成阳极。所述阳极应具有均一的组成，可以具有多层结构，其包括具有不同组成的多个层。
阳极的厚度通常为5nm至1um，优选10nm至1um，更优选10nm至500nm，特别优选地10nm至300nm，所希望的是10nm至200nm，但是其依赖于所用的材料。
导体的厚度并没有特别的限制，这是因为电极的功能主要由透明电极11和背面电极13提供。
可以采用前述材料通过已知的薄膜成形方法构成所述阳极，例如溅射法、离子电镀法、真空沉积法、旋涂法以及电子束沉积法。
所述阳极优选具有每单位面积几百Ω的薄层电阻或更低，更优选地为每单位面5Ω至50Ω。
所述阳极的表面可以经UV臭氧清洗或等离子体清洗处理。
为了抑制有机EL元件短路和缺陷的发生，通过例如减少颗粒直径和形成薄膜后进行抛光等方法，将阳极的表面粗糙度控制在20nm或更低(均方根)。
阴极是将电子注入有机层121的电极。
形成阴极的材料的例子包括金属、合金、导电化合物和它们的混合物，例如，为了提高电子注入效率，功函数低于4.5Ev，通常为4.0ev或更低，典型地为3.7ev或更低。
所述电极的材料的特定例子包括锂、钠、镁、金、银、铜、铝、铟、钙、锡、钌、钛、锰、铬、钇、铝钙合金、铝锂合金、铝镁合金、镁银合金、镁铟合金、锂铟合金、钠钙合金、镁铜混合物，以及铝-氧化铝混合物。也可以使用用作阳极的材料。
当背面电极13(和背面导体122)作为阴极时，具有反射外部提取的光的能力的材料适当地选自前述材料，通常选择金属、合金和金属化合物。
当采用透明电极11(和透明导体120)作为阴极时，通常待提取的光的透光率大于10％，例如通过积聚镁银合金和透明导电氧化物的超薄薄膜而形成所采用的电极。为了防止在将导电氧化物溅射至阴极上由于等离子体对光发射层造成的损坏，可以在透明导体120和有机层121之间提供添加有酞菁染料的缓冲层。
可以采用如上所述的一种材料制成所述阴极，也可以采用前述的多种材料形成所述阴极。例如，通过在镁中添加5％至10％的银或铜，可以防止阴极被氧化，以及提高阴极在导体和有机层121上的粘合性。
阴极可以具有均一的组成，也可以具有多层结构，包括具有不同组成的多个层。所述阴极还可以具有例如以下结构。
为了防止阴极被氧化，可以在所述导体的不与有机层121接触的部分上提供一保护膜，所述膜由具有抗腐蚀能力的金属构成。
作为用于保护层的材料，例如优选采用银和铝。
为了减少阴极的功函数，可以在导体和有机层121之间的界面插入具有较小功函数的氧化物、氟化物、金属化合物等。
例如，采用由铝构成的阴极，在界面处插入氟化锂或氧化锂。
可以采用已知的薄膜成形法构成所述阴极，例如真空沉积法、溅射法、电离沉积法、离子电镀法以及电子束沉积法。
所述阴极优选具有每单位面积几百Ω或更低的薄层电阻。
有机层121
有机层121位于透明导体120和背面导体122之间。所述有机层121含有当在两个电极之间施加电压时发出光的有机发光材料。有机层121可以是具有已知层结构的层，并由已知材料构成，其可以通过已知的生产方法制得。
有机层121至少实现以下功能，所述功能可以由积聚结构的多个层或由单个层获得。
(i)电子注入功能(电子注入性能)。
从电极(阴极)注入电子。
(ii)空穴注入功能(空穴注入性能)。
从电极(阳极)注入空穴。
(iii)载体传输功能(载体传输性能)
至少传输电子和空穴中的一种。传输电子的功能是指电子传输功能(电子传输性能)，传输空穴的功能是指空穴传输功能(空穴传输性能)。
(iv)发光功能
通过所注入和传输的电子和空穴的重新组合产生激发子(即形成激发状态)，当回复至基态时发出光。
当采用透明导体120作为阳极时，可以通过在透明导体120上按顺序积聚空穴注入和传输层、光发射层以及电子注入和传输层，从而构成有机层121。
所述空穴注入和传输层是将空穴从阳极传输至光发射层的层。形成空穴传输层的材料的例子包括低分子量材料，例如金属酞菁化合物，例如铜酞菁和四(t-丁基)铜酞菁，非金属酞菁化合物，喹吖啶酮化合物以及芳香胺化合物，例如1，1-双(4-二-对甲苯氨基苯基)环己烷、N，N’-二苯基-N，N’-双(3-甲基苯基)-1，1’-二苯基-4，4’-二胺、N，N’-二(1-萘基)-N，N’-二苯基-1，1’-二苯基-4，4’-二胺，聚合物化合物，例如聚噻吩和聚苯胺，聚噻吩寡聚物材料，以及其它本领域公知的空穴传输材料。
光发射层为通过来自阳极的空穴和来自阴极的电子的重新组合而可以处于激发态的层，其可以通过由激发态回复至基态而发出光。作为光发射层的材料，可以使用荧光材料和磷光材料。在基质材料中可以包含掺杂剂(荧光材料和磷光材料)。
形成光发射层的材料的例子包括低分子量材料，例如9，10-二芳基蒽衍生物、芘衍生物、蔻衍生物、苝衍生物、红荧烯衍生物、1，1，4，4-四苯基丁二烯、三(8-喹啉醇)铝配合物、三(4-甲基-8-喹啉醇)铝配合物、双(8-喹啉醇)锌配合物、三(4-甲基-5-三氟甲基-8-喹啉醇)铝配合物、三(4-甲基-5-氰基-8-喹啉醇)铝配合物、双(2-甲基-5-三氟甲基-8-喹啉醇)(4-(4-氰基苯基)苯酚)铝配合物、双(2-甲基-5-氰基-8-喹啉醇)(4-(4-氰基苯基)苯酚)铝配合物、三(8-喹啉醇)钪配合物、双(8-对甲苯磺酰氨基喹啉)锌或镉配合物、1，2，3，4-四苯基环戊二烯、五苯基环戊二烯、聚-2，5-二庚氧基-对亚乙烯亚苯、香豆素荧光材料、苝荧光材料、吡喃荧光材料、蒽酮荧光材料、卟啉荧光材料、喹吖啶酮荧光材料、N，N’-二烷基取代的喹吖啶酮荧光材料、萘二甲酰亚胺荧光材料以及N，N’-二芳基取代的吡咯并吡咯荧光材料，聚合物材料，例如聚芴、聚对亚乙烯基亚苯和聚噻吩，以及其它本领域已知的发光材料。当采用基质/客矿物结构时，所述基质和客体物质(掺杂剂)可以从前述材料适当地选择。
电子注入和传输层是指将电子从阴极(在该实施例中为背面导体122)传输至光发射层的一层。形成电子传输层的材料的例子包括2-(4-二苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-恶二唑、2，5-双(1-萘基)-1，3，4-恶二唑及其衍生物、双(10-羟基苯并[h]-喹啉醇)铍配合物，以及三唑化合物。
有机层121可以具有已知有机电光发射层中采用的层，例如缓冲层、空穴阻断层、电子注入层和空穴注入层。可以根据已知生产方法采用已知材料制成所述各层。例如，根据功能，可以将电子注入和传输层分为具有电子注入功能的电子注入层和具有电子传输功能的电子传输层，所述电子注入层和电子传输层相互叠加。构成各层的材料可以从已知材料中适当选择，从而形成电子注入和传输层。
保护层(密封元件)14
至少在透明电极11的端部和背面电极13的端部之间提供密封元件14从而使有机EL单元12等免受外部影响。通常，用钝化膜(密封膜)密封位于电极端部之间的区域。也可以对除了电极端部之间区域的其它部分进行保护，在此情况下，可以采用密封剂。
钝化膜用于防止有机EL单元12与氧气或湿气接触。钝化膜还可以具有免受外力和温度变化的影响的功能。用作钝化膜的材料的例子包括有机聚合物材料，无机材料和光固化树脂，用作密封元件的材料可以单独使用，也可以由两种或多种材料组合使用。密封元件可以具有单层结构或多层结构。钝化膜所具有的厚度应当能够阻断外部的湿气和气体。
聚合物材料的例子包括含氟树脂，例如氯三氟乙烯聚合物、二氯二氟乙烯聚合物和氯三氟乙烯-二氯二氟乙烯共聚物，丙烯酸树脂，例如聚甲基异丁烯酸酯和聚丙烯酸酯，环氧树脂，硅树脂，环氧-硅树脂，聚苯乙烯树脂，聚碳酸树脂，聚酰胺树脂，聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚对二甲苯树脂、聚乙烯树脂以及聚苯醚树脂。
无机材料的例子包括聚硅氮烷、金刚石薄膜、无定形硅石、电绝缘玻璃、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物以及金属硫化物。
密封罐可以是阻断外部湿气和氧气的元件，其由密封元件组成，例如密封板和密封容器。所述密封罐可以仅仅位于背面电极14的一侧(与基片15相对的一侧)或用于覆盖整个有机EL光发射装置10。密封元件的形状、大小和厚度没有特别限制，只要其厚度足够密封所述有机EL光发射装置10并阻断外部空气。用作密封元件的材料的例子包括玻璃、不锈钢、金属(例如铝)、塑料(例如聚氯三氟乙烯、聚酯和聚碳酸酯)、以及陶瓷。
当在有机EL光发射装置10中采用密封元件时，可以适当地采用密封剂(粘合剂)。当密封元件覆盖整个有机EL光发射装置10时，加热时各个密封元件之间可以相互融合，而不使用密封剂。密封剂的例子包括紫外线固化树脂、热固树脂以及双组分固化树脂。
当仅仅通过一个钝化膜或密封罐不能实现预定的功能时，密封元件可以具有多个钝化膜的积聚结构，每个钝化膜实现各自的功能。例如，可以采用能够使装置内的单元免受外部压力的密封元件，也可以结合采用另一具有免受外部环境(湿气和氧气)的密封元件。可以采用具有上述两个功能的具有单层结构的公知密封元件。
透明基片15
透明基片是用于支撑透明电极11的主要呈板形的元件。
可以采用已知的材料用作透明基片15。通常，采用玻璃基片、硅基片、陶瓷基片，例如石英基片，以及塑料基片。基片具有复合物层，该层可以由同种或不同类型基片组合构成。
以下将描述本发明实施例的改进例子。
改进例子
有机EL光发射装置可以具有如前所述的改进例子以及如下的改进例子，采用所述改进的例子使有机EL光发射装置10衍生出功能和效果。所述改进例子可以结合，除非它们相互之间矛盾。
插入底盘的湿气吸附剂
如附图5所示，湿气吸附剂51可以插入底盘中。所述湿气吸附剂51并不受特别的限制，其特定的例子包括氧化钡、氧化钠、氧化钾、氧化钙、硫酸钠、硫酸钙、硫酸镁、五氧化二磷、氯化钙、氯化镁、氯化铜、氟化铯、氟化铌、溴化钙、分子筛、沸石以及氧化镁。
在底盘中充满对有机EL单元12惰性的气体
如附图6所示，底盘的内部可以充满对有机EL单元12和电极惰性的气体52，也可以是真空的环境。本文中所述的惰性气体是指所述气体不与有机EL单元12等反应，其例子包括稀有气体，例如氦气和氩气、以及氮气。
无透明基片15的结构
可以不采用透明基片15。当在不采用透明基片15的情况下，优选地，透明电极11的表面用前述密封元件等保护，从而防止表面暴露于外部环境(通常为大气)。
基片位于与透明电极11相对的背面电极13上的结构
背面电极13可以设置于基片上。当背面电极13的基片，其使用的材料可以等同于透明电极15的材料，此外，也可以使用金属基片和具有支撑元件的基片，该基片上具有金属箔，这是因为从所述背面电极13的一侧不能提取出光。当基片位于背面电极13上时，透明基片15上没有基片，从而得到顶部发光类型的光发射装置。
具有透明背面导体122的结构
背面导体122可以为透明的。在此结构中，尤其是当有机层121具有单层结构时，背面导体122可以与背面电极13接触，也可以与透明电极11接触，从而可以显著简化有机EL单元12的放置步骤。
当采用该结构时，背面电极13是透明的，所述装置可以从该装置的两个侧面提取出光。
具有无机层而不是有机层121的结构
可以采用无机层即无机EL光发射装置，而不采用有机层121。无机EL单元可以具有以下结构，即通过绝缘层固定含有无机发光材料的无机层，也就是说，无机层两侧的电极相对于无机层是对称的。因此，在背面导体122是如前所述的透明的情况下，背面导体122可以设置成与背面电极13接触，而且背面导体122可以设置成与透明电极11接触。换言之，透明导体120和背面导体122相互之间可以区分不出来。因此极大简化了无机EL单元12的放置步骤。
具有曲线形底盘的结构
如附图2所示，透明电极11和背面电极13可以不是平面形的，而是曲线形状的。
在有机EL光发射装置的通常生产方法中，很难在曲线形电极上均匀形成有机层等，从而除了平坦形的有机EL元件，很难生产出其它形状的有机EL元件。然而，在本发明的该实施例中，可以制作出具有曲线形状的如附图2所示的光发射装置，这是因为通过设置多个有机EL单元12构建所述光发射装置。
有机层121的发光侧具有漫射膜的结构
如附图7所示，可以在有机层的发光侧设置作为光漫射元件的漫射膜53，其通常位于透明电极11的发光侧。根据该结构，可以进一步使所发出的光的发射特性一致，例如亮度。
可以由包括所述漫射元件的材料形成透明电极11或透明基片15，所述漫射元件对由有机EL单元12发出的光进行漫射。透明电极11或透明基片15其上可以形成具有小凸起的图案，从而对由有机EL单元12发出的光进行漫射。根据该结构，有机EL光发射装置10可以比具有漫射膜的结构薄。
底盘上具有光漫射元件的结构
可以在底盘内提供所述光漫射元件(或光散射元件)。根据该结构，可以改变不能入射进透明电极11的光的传播方向，例如从有机层向密封元件14方向(有机层的平面内方向)发出的光，从而光的一部分或全部可以入射入透明电极11，也可以经透明基片15发射出装置的外部。因此可以提高光提取效率。
当如前所述在透明电极11和背面电极13之间提供支撑元件时，所述支撑元件可以具有光漫射功能(和光散射功能)。
具有固定元件的结构，所述固定元件用于固定有机EL单元，其位于透明电极11和/或背面电极13上
可以在透明电极11和/或背面电极13上设置固定有机EL单元12的元件(固定元件)。
例如，如附图3所示，在透明电极11上具有用于固定有机EL单元12的突出物16，有机EL单元12放置在突出物16上，从而可以将有机EL单元12设置在透明电极11上的预定位置。
也可以根据如前所述的方法，通过磁力将有机EL单元12固定于预定位置，以及通过固定元件例如粘合剂固定有机EL单元12。当采用粘合剂作为固定元件时，所述粘合剂必须具有导电特性。进一步地，可以采用包含所述有机EL单元12的粘结剂树脂以及厚度远远小于有机EL单元12的导电颗粒将有机EL单元12固定于电极基片的预定位置上。采用导电颗粒确保电极和导体之间的电接触，基本上消除了透明电极11和背面电极13之间的短路。
具有辅助电极的结构，所述辅助电极位于透明电极11和/或背面电极13上
如附图8所示，可以在透明电极11和/或背面电极13上提供辅助电极54。所述辅助电极与阳极和/或阴极电接触，该辅助电极的材料的体积电阻率低于其所连接的电极。用上述材料制成的辅助电极可以减少包括辅助电极的总电极的体积电阻率，从而流过有机层121各个位置的电流密度之间的最大差别小于不采用辅助电极的情况。
形成所述辅助电极的材料的例子包括钨(W)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、钼(Mo)、钽(Ta)、金(Au)、铬(Cr)、钛(Ti)、钕(Nd)以及它们的合金。
所述合金的特定例子包括Mo-W、Ta-W、Ta-Mo、Al-Ta、Al-Ti、Al-Nd以及Al-Zr。辅助电极的例子还可以包括金属和硅的化合物，优选TiSi2、ZrSi2、HfSi2、VSi2、NbSi2、TaSi2、CrSi2、WSi2、CoSi2、NiSi2、PtSi以及Pd2Si。也可以采用通过积聚金属和硅化合物而得到的结构。
辅助电极可以是由前述材料构成的单层薄膜，优选是由两种或多种材料构成的多层薄膜，从而改善薄膜的稳定性。可以采用前述金属或其合金形成所述多层薄膜。三层薄膜的例子包括Ta层、Cu层和Ta层的组合，以及Ta层、Al层和Ta层的组合，两层薄膜的例子包括Al层和Ta层的组合，Cr层和Au层的组合，Cr层和Al层的组合，以及Al层和Mo层的组合。
本文中所述的薄膜稳定性是指薄膜保持低体积电阻率和抵抗蚀刻时所用溶液的腐蚀的性能。例如，当用Cu或Ag构成所述辅助电极时，某些情况下，即使辅助电极的体积电阻率较低，但是辅助电极易于被腐蚀。在这些情况下，可以在由Cu或Ag形成的金属薄膜的上表面和下表面的其中一个或两个上积聚抗腐蚀性能优异的金属，例如Ta、Cr和Mo，从而提高辅助电极的稳定性。
通常，辅助电极的厚度优选为100nm至几十微米，特别优选地为200nm至5um。
这是由于在厚度低于100nm的情况下，其电阻值增加，这对于辅助电极来说是不可取的，以及在厚度超过几十微米的情况下，很难使辅助电极平坦，从而导致有机EL光发射装置10可能出现缺陷。
辅助电极的宽度优选为2um至1000um，更优选地为5um至300um。
这是由于当宽度低于2um，在某些情况下，辅助电极的电阻值增加，当宽度高于1000um，在某些情况下，辅助电极阻碍了将光提取至外部。
底盘上没有全部设置有机EL单元12的结构
没有必要在整个底盘上设置有机EL单元12。例如，可以在透明电极11的预定位置上设置有机EL单元12，从而得到的光发射装置不同于一般的光发射装置(例如，装置显示标志或图形)。当制作这种类型的装置时，必须在使用时将有机EL单元12固定于透明电极11的预定位置，因此优选采用如前所述的固定元件。
尽管通过特定优选实施例对本发明进行了显示和描述，但是对于本领域技术人员来说，明显地可以从本文的教导进行各种修改和改进。上述显而易见的修改和改进在以下权利要求所限定的本发明的精神、范围和构思内。

Claims (38)

1.一种光发射装置，包括：
多个发光单元，每个单元具有基本相同的厚度，包括具有导电特性的第一和第二导电层、夹在第一和第二导电层之间的光发射层，所述光发射层包括当施加电压时发光的发光材料；
第一电极基片，其与每个发光单元的第一导电层接触，从而相互之间电连接；
第二电极基片，其与每个发光单元的第二导电层接触，从而相互之间电连接；以及
密封元件，将发光单元密封在位于第一和第二电极基片之间的空间内，
其中，相对于光发射层发出的光，第一电极基片和每个发光单元的第一导电层是透明的。
2.如权利要求1所述的光发射装置，其中相对于光发射层发出的光，每个发光单元的第二电极基片和第二导电层是透明的。
3.如权利要求1所述的光发射装置，进一步包括固定每个发光单元的固定元件，其位于第一和第二电极基片中的至少一个之上。
4.如权利要求3所述的光发射装置，其中所述固定元件是在第一和第二电极基片中的至少一个之上形成的突出物。
5.如权利要求1所述的光发射装置，其中第一和第二电极基片中的至少一个是非磁性的，以及其中发光单元具有磁性。
6.如权利要求5所述的光发射装置，其中第一和第二电极基片均是非磁性的。
7.如权利要求5所述的光发射装置，其中第一和第二导电层中的至少一个具有磁性。
8.如权利要求5所述的光发射装置，其中每个发光单元进一步包括具有磁性的磁性层。
9.如权利要求1所述的光发射装置，其中所述发光材料为有机发光材料。
10.如权利要求1所述的光发射装置，其中所述发光材料为无机发光材料。
11.如权利要求1所述的光发射装置，进一步包括具有预定刚度的强化基片，其位于第一和第二电极基片中的一个之上。
12.如权利要求1所述的光发射装置，进一步包括湿气吸附剂，其位于第一和第二电极基片之间的空间内。
13.如权利要求1所述的光发射装置，其中第一和第二电极基片之间的空间内充满对发光单元惰性的气体。
14.如权利要求1所述的光发射装置，其中第一和第二电极基片形成为曲线形。
15.如权利要求1所述的光发射装置，进一步包括光漫射元件，使由光发射层发出的光发生漫射。
16.如权利要求15所述的光发射装置，其中所述光漫射元件为漫射膜。
17.如权利要求16所述的光发射装置，其中所述漫射膜位于第一电极基片的与发光单元相对的一侧上。
18.如权利要求15所述的光发射装置，其中所述光漫射元件包括于第一电极基片内。
19.如权利要求1所述的光发射装置，其中第一电极基片上形成有具有小凸起的图案，其散射由光发射层发出的光。
20.如权利要求1所述的光发射装置，进一步包括辅助电极，其位于第一和第二电极基片中的至少一个之上并与其电连接，所述辅助电极由体积电阻率低于其所连接的电极基片的体积电阻率的材料制成。
21.如权利要求1所述的光发射装置，进一步包括位于第一和第二电极基片之间的支撑元件，使得第一和第二电极基片之间具有距离。
22.如权利要求21所述的光发射装置，其中所述支撑元件散射由光发射层发出的光。
23.一种制作光发射装置的方法，所述方法包括：
制作多个发光单元，每个单元具有基本相同的厚度，包括具有导电特性的第一和第二导电层、夹在第一和第二导电层之间的光发射层，所述光发射层包括当施加电压时发光的发光材料；
在第一电极上设置每个发光单元，从而使每个发光单元的第一导电层与第一电极基片相接触，从而相互之间电连接；
在所述发光单元上设置第二电极，从而使第二电极与每个发光单元的第二导电层接触，从而相互之间电连接；以及
将发光单元密封在位于第一和第二电极基片之间的空间内，
其中，相对于光发射层发出的光，第一电极基片和每个发光单元的第一导电层是透明的。
24.如权利要求23所述的方法，进一步包括提供将每个发光单元固定于第一电极基片上的固定元件，
其中在将发光单元设置于第一电极基片上时，通过固定元件固定每个发光单元。
25.如权利要求24所述的方法，其中所述固定元件是形成于第一电极基片之上的突出物。
26.如权利要求23所述的方法，其中第一和第二电极基片中的至少一个是非磁性的，并且发光单元具有磁性，以及
其中在将发光单元设置于第一电极基片上时，通过使用磁力设置每个发光单元。
27.如权利要求23所述的方法，其中制作发光单元的步骤包括：
制作具有第一和第二导电层以及光发射层的发光单元前体；以及
在厚度方向上切割所述发光单元前体，将所述发光单元前体分为各个发光单元。
28.如权利要求27所述的方法，其中在分割所述发光单元前体时，切割所述发光单元前体上具有预定质量的区域。
29.如权利要求23所述的方法，其中所述发光材料为有机发光材料。
30.如权利要求23所述的方法，其中所述发光材料为无机发光材料。
31.一种制作光发射装置的方法，所述方法包括：
制作多个发光单元，每个单元具有基本相同的厚度，包括具有导电特性的第一和第二导电层、夹在第一和第二导电层之间的光发射层，所述光发射层包括当施加电压时发光的发光材料；
设置第一和第二电极基片，它们之间的距离基本上等于发光单元的厚度，从而形成位于其间的空间；
将发光单元插入所述空间中，从而每个发光单元的第一和第二导电层分别与第一电极基片和第二电极基片接触，从而各自保持电连接；以及
将发光单元密封在形成于第一和第二电极基片之间的空间内，
其中，相对于光发射层发出的光，第一电极基片和每个发光单元的第一导电层是透明的。
32.如权利要求31所述的方法，进一步包括提供将每个发光单元固定于第一电极基片上的固定元件，
其中在将发光单元设置于第一电极基片上时，通过固定元件固定每个发光单元。
33.如权利要求32所述的方法，其中所述固定元件是形成于第一电极基片之上的突出物。
34.如权利要求31所述的方法，其中第一和第二电极基片中的至少一个是非磁性的，并且发光单元具有磁性，以及
其中在将发光单元设置于第一电极基片上时，通过使用磁力设置每个发光单元。
35.如权利要求31所述的方法，其中制作发光单元的步骤包括：
制作具有第一和第二导电层以及光发射层的发光单元前体；以及
在厚度方向上切割所述发光单元前体，将所述发光单元前体分为各个发光单元。
36.如权利要求35所述的方法，其中在分割所述发光单元前体时，切割所述发光单元前体上具有预定质量的区域。
37.如权利要求31所述的方法，其中所述发光材料为有机发光材料。
38.如权利要求31所述的方法，其中所述发光材料为无机发光材料。
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