发白光的微腔室OLED设备制造技术

一种发白光的ＯＬＥＤ装置包括微腔室ＯＬＥＤ设备和光集成元件，其中所述微腔室ＯＬＥＤ设备具有发白光的有机ＥＬ元件并且其被构造得具有角依赖性窄带发射，所述光集成元件将来自于微腔室ＯＬＥＤ设备的不同角度的角依赖性窄带发射集成形成白光发射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及有机电致发光(EL)装置。更具体地说，本专利技术涉及效率提高的发白光EL装置。
技术介绍
有机发光二极管(OLED)设备之所以有吸引力是因为它们驱动电压低、亮度高、视野角度宽、并且能用于全色平面发光显示器。Tang等人在他们的美国专利4,769,292和4,885,211中描述了一种多层OLED设备。能有效产生白光的OLED设备被认为是可用于若干场合的低成本备选方案，比如薄纸状光源、LCD显示器中的背光、汽车顶灯、和办公室照明。产生白光的OLED设备应该明亮、有效，并且通常具有覆盖大部分可见光波长范围的宽发射光谱。在这里，术语“白色”或“基本白色”将广泛用于指被感知为白色或灰白色的光。以下专利和出版物公开了能够发白光的有机OLED设备的制备，所述有机OLED设备包括置于一对电极之间的空穴传输层和有机发光层。此前，J.Shi已经在美国专利5,683,823中对产生白光的OLED设备进行过报导，其中发光层包括均匀分散在主体发射材料中的发出红光和蓝光的发射材料。该设备具有优良的电致发光特性，但是红色和蓝色掺杂物的浓度非常低，如是主体材料的0.12％和0.25％。这样的浓度在大批量生产过程中难以控制。Sato等人在JP 07,142,169中公开了能够发白光的OLED设备，其是通过紧挨着空穴传输层形成发蓝光层，随后形成具有含红色荧光层的区域的发绿光层而制备的。Kido等人在科学杂志第267卷，1332页(1995)以及应用物理快报，第64卷，815页(1994)中报导了一种产生白光的OLED设备。在该设备中，三个具有不同载流子输送性质并且各自发出蓝色、绿色、或红色光的发射极层用来产生白光。Littman等人在美国专利5,405,709中公开了另一种发白光设备，其能够通过对空穴-电子复合产生响应而发出白光，并且包括在从蓝绿色到红色的可见光范围内的荧光。Deshpande等人在应用物理快报，第75卷，888页(1999)中描述了一种发白光OLED设备，其使用被空穴阻挡层隔开的红色、蓝色、和绿色发光层。OLED设备通常具有至少一个透明电极，其往往用导电氧化物如铟-锡氧化物(ITO)制造。这种材料具有充分的用于显示器的导电性，其中单一像素的数量级为1毫米或以下。但是，这种透明电极的导电性可能不足以用于具有大得多的单一发光单元的场合，如仪表板照明。这一缺陷可以通过将发光元件制成窄条来克服，但是注册困难将使得这种设备更难以制造，从而增加了制造成本。此外，这种透明电极本身昂贵，这又增大了制造成本。专利技术概述因此，本专利技术的一个目的是提供一种具有高照明效率的发白光OLED装置。这一目的是通过一种发白光的OLED装置实现的，该装置包括微腔室OLED设备和光集成元件，其中所述微腔室OLED设备具有发白光的有机EL元件并且其被构造成具有角依赖性窄带发射，所述光集成元件将来自于微腔室OLED设备的不同角度的角依赖性窄带发射集成形成白光发射。本专利技术能使使用只具有金属电极的OLED设备的发白光OLED装置具有降低的成本、更高的导电性、和提高的制造容易度。所述OLED装置能提供改进的性能。附图简述附图说明图1是根据本专利技术第一实施方案的发白光OLED装置的剖视图；图2是根据本专利技术另一个实施方案的发白光OLED装置的剖视图；图3是根据本专利技术再一个实施方案的发白光OLED装置的剖视图；图4是根据本专利技术的微腔室OLED设备的剖视图，示意性地示出了这种设备中光传输的效果；图5是根据本专利技术的微腔室OLED设备的平面图；图6示出现有技术的非微腔室OLED设备的光谱输出；图7示出现有技术的微腔室OLED设备的光谱输出；和图8示出根据本专利技术的微腔室OLED装置的光谱输出。因为设备特征尺寸，如层厚常常在亚微米范围内，因此，附图中进行放大是为了便于形象化而没考虑尺寸的精确度。专利技术详述术语“OLED设备”以其在包括有机发光二极管的发光设备领域中认可的意义使用。术语“OLED装置”用来描述其中包括OLED设备作为其关键组成部分之一的装置。术语“白光”用来描述一种光，其具有覆盖大部分可见光波长的宽发射光谱，而且通常被用户感知为具有白色。术语“微腔室OLED设备”用来命名一种OLED设备，该设备包括位于两个具有30％以上反射率的反射镜之间的有机EL元件。在大多数情况下，反射镜中的一个基本上是不透明的，而另一个是半透明的，其光密度低于1.0。这两个反射镜形成法布里-珀罗微腔室，该微腔室强烈地影响着OLED设备的发光特性。在对应于该腔室共振波长的波长附近的发光得到加强，而其他波长则受到抑制。最后的结果是发射光的带宽明显变窄，且其强度有明显的提高。所述发射光谱也是高度角依赖性的。术语“有机EL元件”是指处于OLED设备的两个电极之间的一个或多个有机层，它们在OLED设备的操作过程中在外加电压下发光。为了本申请的目的，“有机EL元件”也可以包括无机的电子或空穴注入层，如果这种层用在OLED设备中的话。对于大面积的发白光OLED设备来说，与使用透明的导电氧化物电极有关的问题，即高成本和低导电率，可以通过用薄金属电极代替氧化物电极得以克服。但是，当使用具有充分导电性的金属膜时，它还是颇有反射性的。从而，因为一般说来另一个电极也是金属的和有反射性的，因此形成了微腔室结构。微腔室结构使发光的带宽显著变窄。甚至当发白光的有机EL元件用于该设备中时，该OLED设备的输出也变为窄带。它不再能用作发白光的OLED设备。本专利技术认识到了这一问题，并且还认识到，来自于微腔室OLED设备的发光是高度角依赖性的。微腔室OLED设备的共振条件可以用方程1来描述2∑niLicosθi+(Qm1+Qm2)λ/2π＝mλ 方程1其中ni是折射指数，Li是有机EL元件中第i亚层的厚度；θi是从垂直于OLED设备平面的法线起测定的第i亚层中光的角度；Qm1和Qm2分别是在两个有机EL元件-金属电极界面上的相位移，单位是弧度；λ是设备发出的共振波长；m是非负整数。注意，用于不同亚层的θi(包括发出到设备外的光的角度)不是独立的，而是彼此通过斯涅尔定律相关联nisinθi＝njsinθj方程1表明，来自于微腔室的共振发射波长是角度的函数。随着角度增加，共振发射波长变短。事实上，发射波长的变化可以大到足以覆盖0-90度范围，发射波长可以覆盖大部分可见光波长。因此，根据本专利技术，发白光OLED装置的构造是通过把光集成元件加入到微腔室OLED设备中，以将来自于微腔室OLED设备的各个不同角度的窄带发射光集成为具有降低的角依赖性的、可以被感知为白光的单一宽带发光。通过本专利技术进行的光学模型模拟表明，集成发光可以在所述发白光OLED装置覆盖的波长范围内基本上再现出由非微腔室设备中的有机EL元件发出的发射光谱的形状。此外，当微腔室OLED设备被适当地设计时，集成的总输出可以提高到高于使用相同有机EL元件的非微腔室OLED设备。为了覆盖可见光谱，有机EL元件需要选择得能够发白光。本专利技术进一步出乎意料地认识到，方程1中的角度θi实际上是指微腔室内部的内角这一事实的重要含意。空气中的角度θ空气较大是因为在OLED结构中的材料的折射指数比空气的更大。存在一个临界内角θc，大于该角时，微腔室发出的光因为全内反射而被截留。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发白光的ＯＬＥＤ装置，其包括微腔室ＯＬＥＤ设备和光集成元件，其中所述微腔室ＯＬＥＤ设备具有发白光的有机ＥＬ元件并且其被构造得具有角依赖性窄带发射，所述光集成元件将来自于微腔室ＯＬＥＤ设备的不同角度的角依赖性窄带发射集成形成白光发射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：YS田，SA范斯利克，JD肖尔，G法鲁加，TR库什曼，
申请(专利权)人：伊斯曼柯达公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]