具有光提取介电层的有机双面发光二极管制造技术

一种二极管包括：有机场致发光层（４），插入在下透明电极（５）与上透明电极（３）之间；以及介电层（６，２），与每个电极（５，３）接触并与有机场致发光层（４）相对而放置，并适配为与所述电极（６，２）相结合时获得发射光的最大反射率。这种结构优化了光提取以及发光效率。包括这些二极管的阵列的显示器或照明板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及能够通过两个相对面发射光的有机发光二极管，其包括-透明或半透明衬底；-有机场致发光层，其能够发光且沉积在所述衬底上，该层插入在下电极与上电极之间，每个电极均是透明的或半透明的。因此，这就是所谓的顶部发射(top-emitting)和底部发射(bottom-emitting)二极管。这种二极管可以具有上电极是阴极的常规结构或上电极是阳极的反向结构。本专利技术还涉及这种二极管的阵列，特别是照明板或诸如视频图像显示器之类的显示器中包含的阵列。
技术介绍
文献US 6 762 436描述了上述类型的二极管和显示器。文献EP 1 076 368、EP 1 439 589和EP 1 443 572描述了仅通过一面发光的二极管，其中介电层与下透明电极或上透明电极接合(见EP1 439 589中的图4d)。该介电层(附图标记22，由ZnS20％ SiO2材料制成)具有减少对发射通过该介电层所接合到的透明或半透明电极的光的吸收的功能。根据所述文献，如下所述地，在折射率(index)和厚度方面，使该减少吸收的介电层适合与其接合的电极的金属层，以提高对发射光的提取。文献EP 1 076 368指出(具体见§17)在相对较厚(20nm)的金属层上添加介电层可以使电极的透射率加倍(从30％增加到60％)。文献EP 1 439 589中的示例和数据表同样表明了这一点 -针对底部发光二极管的示例2和表2银透明阳极；具有几乎相同的银厚度(17.5nm和18.5nm)，添加减少吸收的介电(ITO)层使二极管的亮度增加了6.5％；以及-针对顶部发光二极管的示例4和表4银透明上阴极；虽然银厚度增加了50％(20.3nm，相对于没有介电层时的13.7nm)，但是由ZnS-20％SiO2制成的61.4nm的介电层使亮度增加了14％。
技术实现思路
本专利技术的目的是提高通过两个相对面发光的有机二极管的发光效率。根据本专利技术，介电层与每个电极接合，包括有电极及其介电层的每个堆叠(stack)适配为获得最大反射率而不再是最少吸收，同时保持充分透明的电极，以限制吸收损耗。由于这种高反射率，二极管能够受益于光学空腔效应，虽然两个电极是透明或半透明的，但是它们之间没有吸收损耗。应该注意，虽然文献US 6 124 024中规定了与层厚度有关的多个条件，但是其中任何位置都没有公开与电极的固有透明性相结合的最大反射率。应该注意，文献US 5 652 067中的确教导了在衬底与下电极之间插入下介电层，但是该层对于紫外线辐射是透明的，而对于二极管发射的光不透明，该层的厚度也并不适配为与下电极相结合而获得最大反射率。更确切地，本专利技术的主题是一种有机发光二极管，其能够通过两个相对面发光，并包括-透明或半透明衬底；-有机场致发光层，能够发光并沉积在所述衬底上，所述层插入在下电极与上电极之间，每个电极是透明或半透明的；以及-插入在所述衬底与所述下电极之间的下介电层、以及覆盖所述上电极的上介电层。因此，在与场致发光层相对的一侧，上介电层覆盖上电极，从而可以用作与空气或另一种环境介质的界面，在这种情况下，该上介电层还优选地用作封装和保护层，保护有机层，防止其受到来自空气的氧气或水蒸气的腐蚀。下和上介电层均不是文献EP 1 406 474中所述的散射层，而是针对发射光的固有透射率优选地为85％或更高的透明层。当电流通过场致发光层在下电极与上电极之间流动时，场致发光层发射光。优选地，下电极和上电极的材料均具有大于1.6的折射率。优选地，下电极包括与上介电层接触的下导电层，上电极包括与上介电层接触的上导电层。优选地，适配所述上介电层的材料和厚度d2以及所述上导电层的材料和厚度d3，以使在该堆叠上估计的对所述发射光的反射率近似为最大值。优选地，适配所述下介电层的材料和厚度d6以及所述下导电层的材料和厚度d5，以使在该堆叠上估计的对所述发射光的反射率近似为最大值。所述堆叠的反射率包括这些固有透明或半透明层之间的干涉效应，适配所述干涉效应，以获得高反射率。由于透明性，所以吸收损耗非常小，由于通过干涉效应获得的高反射率，优化了电极之间的光学空腔，并改善了光提取。例如，因为下和/或上导电层的材料和厚度(d5和/或d3)是固定的，特别是基于低电阻率标准而固定的，所以给出了发射光在该堆叠上的反射率作为对应下或上介电层的厚度(d6和/或d2)的函数而变化的曲线示出了最小值和最大值，这反映了界面处的干涉现象。根据本专利技术，选择与该曲线的最大值相对于的介电层厚度(d6和/或d2)。通过以这种方式优化两个堆叠，在两个电极之间获得光学空腔，这对于光提取是最优的。优选地-从所述下导电层发射的所述光的固有透射率等于或大于85％，对于ITO层，这与极限厚度150nm相对应；以及-从所述上导电层发射的所述光的固有透射率等于或大于85％，对于ITO层，这与极限厚度150nm相对应。术语“固有透射率”应该理解为与干涉效应无关地估计的层本身或相邻层的透射率。总之，根据本专利技术的有机发光二极管包括-有机场致发光层，能够发光，所述层插入在透明或半透明的下电极与透明或半透明的上电极之间；以及-介电层，与每个电极相接触地放置在与所述有机场致发光层相对的一侧，并适配为与所述电极相结合时获得所述发射光的最大反射率。优选地，上导电层的材料与下导电层的材料相同。根据另一实施例，所述有机场致发光层优选地包括发射性有机子层(sublayer)和至少一个非发射性上有机子层，所述非发射性上有机子层插入在上电极和所述发射性子层之间，并且其厚度适配为使所述发射性有机子层厚度的中间与所述上电极之间的分隔距离Zup近似满足以下方程zup=λ2n4(r-φup2π)]]>-其中r是任意整数；-其中λ是接近发射光的最大发射度的波长，n4是在该波长上有机场致发光层的平均折射率；以及-其中φup是经过上电极反射之后发射光光线的相移。该方程表述了发射光与从上电极反射的光之间的相长干涉。优选地，根据本实施例，有机场致发光层包括发射性有机子层和至少一个非发射性下有机子层，所述非发射性下有机子层插入在下电极和所述发射性子层之间，并且其厚度适配为使所述发射性有机子层厚度的中间与所述下电极之间的分隔距离Zlow近似满足以下方程Zlow=λ2n4(q-φlow2π)]]>-其中q是任意整数；-其中λ是接近发射光的最大发射度的波长，n4是在该波长上有机场致发光层的平均折射率；以及-其中φlow是经过下电极反射之后发射光光线的相移。该方程表述了发射光与从下电极反射的光之间的相长干涉。一般而言，非发射性下有机子层适配用于注入或传输第一类载流子，非发射性上有机子层适配用于注入或传输第二类载流子，载流子类型分别与电子和空穴相对应。优选地，所述上介电层的材料与所述下介电层的材料相同。优选地，适配所述有机场致发光层的厚度d4，以获得下电极与上电极之间发射光的相长干涉。该相长干涉有利地提高了通过两个电极的发射光的提取，从而改善了二极管的发光效率。本专利技术的另一主题是图像显示器或照明板，其包括多个根据本专利技术的二极管，其特征在于这些二极管由相同衬底支持。优选地，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机发光二极管，其能够通过两个相对面发光，并包括：－透明或半透明衬底（７）；－有机场致发光层（４），能够发光并沉积在所述衬底上，所述层插入在下电极与上电极之间，每个电极是透明或半透明的；以及－下介电层（６），插入 在所述衬底（７）与所述下电极之间，并与所述下电极的下导电层（５）接触；以及上介电层（２），覆盖所述上电极，并与所述上电极的上导电层（３）接触；所述二极管的特征在于：－适配所述上介电层（２）的材料和厚度ｄ↓［２］以及所述上导电 层（３）的材料和厚度ｄ↓［３］，以使在所述层的堆叠（３，２）上估计的所述发射光的反射率近似为最大值；以及－适配所述下介电层（６）的材料和厚度ｄ↓［６］以及所述下导电层（５）的材料和厚度ｄ↓［５］，以使在所述层的堆叠（６，５）上估计的 所述发射光的反射率近似为最大值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2004-12-21 04531301.一种有机发光二极管，其能够通过两个相对面发光，并包括-透明或半透明衬底(7)；-有机场致发光层(4)，能够发光并沉积在所述衬底上，所述层插入在下电极与上电极之间，每个电极是透明或半透明的；以及-下介电层(6)，插入在所述衬底(7)与所述下电极之间，并与所述下电极的下导电层(5)接触；以及上介电层(2)，覆盖所述上电极，并与所述上电极的上导电层(3)接触；所述二极管的特征在于-适配所述上介电层(2)的材料和厚度d2以及所述上导电层(3)的材料和厚度d3，以使在所述层的堆叠(3，2)上估计的所述发射光的反射率近似为最大值；以及-适配所述下介电层(6)的材料和厚度d6以及所述下导电层(5)的材料和厚度d5，以使在所述层的堆叠(6，5)上估计的所述发射光的反射率近似为最大值。2.如权利要求1所述的二极管，其特征在于-从所述下导电层(6)发射的所述光的固有透射率等于或大于85％。3.如权利要求2所述的二极管，其特征在于-从所述上导电层(3)发射的所述光的固有透射率等于或大于85％。4.如前述权利要求之一所述的二极管，其特征在于，下介电层(6)的材料和上介电层(2)的材料均具有大于1.6的折射率。5.如权利要求4所述的二极管，其特征在于，下介电层(6)和上介电层(2)均具有等于或大于85％的发射光固有透射率。6.如前述权利要求之一所述的二极管，其特征在于，所述上导电层(3)的材料与所述下导电层(5)的材料相同。7.如前述权利要求之一所述的二极管，其特征在于，所述上介电层(2)的材料与所述下介电层(6)的材料相同。8.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托夫费里，埃里克马塞琳迪邦，
申请(专利权)人：汤姆森许可贸易公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]