专利名称：Double sided organic light emitting diode (OLED)的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包含透明衬底层的具有层系统的双面发光二极管器件，该层系统 特征为包含至少第一发射层和至少第二发射层。
背景技术：
双面发光二极管器件作为发光器件从现有技术是已知的，其适于沿两个不同方向 发射光。当不同发射层相互堆叠时，每个层可以分离地操作或者许多的单一层可以按照共 同方式操作。因而，不同的颜色可以经过所述衬底层发射并且可沿顶侧方向通过器件顶侧 而发射。通常所述衬底层形成所述器件的底部，所述器件另外称为0LED。这些基于有机发 光二极管的底部发射或者顶部发射的照明器件作为出色的平坦面板系统受到很多关注。这 些系统利用通过有机材料薄膜的电流来产生光。所发射的光的颜色以及从电流到光的能量 转换效率由有机薄膜材料的组成确定。此外，OLED包含作为载体层的衬底材料，对于顶部 发射0LED，该载体层可由玻璃或者不同的非透射材料制成，或者对于底部发射0LED，该载 体层由透射材料制成。再者，有机发光二极管含有位于玻璃衬底上的层厚度约为IOOnm的 有机物质的一个或多个非常薄的层，该玻璃衬底典型地对于底部发射情形覆盖有导电且光 学透明的氧化物，或者对于OLED的顶部发射设计情形覆盖有光学非透明的材料。在美国专利申请2007/0126354A1中公开了一种双面有机发光二极管器件，其具 有相对地布置的第一衬底和第二衬底。第一有机发光二极管器件布置在第一衬底上，其中 第二有机发光二极管器件布置在第二衬底上以形成双OLED结构。提供布置在第一 OLED和 第二 OLED之间的支持体以分成两个0LED，从而获得位于支持体第一侧的第一发射器件和 位于支持体第二侧的第二发射器件。该支持体可以是金属合金、玻璃材料、石英材料或者合 成材料。然而，需要两个衬底材料以及用于每个衬底的单独封装。因而，在不同衬底上沉积 两个OLED导致在生产双面有机发光二极管时高的成本。再者，整个器件的厚度扩大，因为 需要至少两个衬底层，其中所述支持体层布置成夹心设计。因而，包含如上所述的层系统的 双面OLED特征为低的灵活性以及非常昂贵且其布置复杂。文献WO 2005/043961A2公开一种具有单一衬底层的包含一层系列(succession) 的有机发光二极管，该层系列具有由透明材料制成的第一二维电极以及两个由发光电介质 材料制成的发射层，发射层布置在所述第一电极的两侧。所述发光层是透明的且由可以发 射具有不同波长的光的材料制成。电极分配到与公共电极相对的发光层的每个大的表面。 形成透明衬底层的支持体层置于OLED的一个表面侧上。遗憾的是，每个单一层是透明的。 因而，该OLED仅仅适于或者发射第一发射层的颜色或者发射第二发射层的颜色，或者混合 颜色发射。藉由通过底侧发射以及藉由通过顶侧发射的颜色在任何时间都是相同的颜色。 由于整个OLED器件的透明性，不同颜色的发射不能分成OLED器件的底侧发射和顶侧发射。
发明内容
因而，本发明的目的是消除上述缺点。特别地，本发明的目的是提供一种OLED器件，其特征为在底侧发射第一颜色以及在顶侧发射第二颜色，其中该OLED器件特征为包含 最少数目的不同层的简单层设计。此目的是通过由本发明的权利要求1教导的有机发光二极管器件来实现。本发明 的优选实施例由从属权利要求来限定。本发明公开了位于所述衬底层上的层系列特征为至少包含底部电极层、所述第一 发射层、非透明电荷发生层、所述第二发射层以及透明顶部电极层。根据本发明的层系统导致的优点是OLED实现(performed)为非透明0LED。仅仅需 要一个单一衬底层，该衬底层必须在同一侧涂布有多个层。透明衬底层涂布有底部电极层， 其中底部电极层涂布有第一发射层。非透明电荷发生层沉积在所述第一发射层的顶部上。 此层适于将所述OLED分成第一发射侧以及与第一发射侧相对布置的第二发射侧。第二发 射层沉积在所述非透明电荷发生层的顶部上，其中最后的层是由透明顶部电极层形成。当 两个发射层均被操作时，例如所述第一发射层可发射橙色光且所述第二发射层可发射绿色 光。藉由通过所述透明衬底层来实现橙色光的发射，其中藉由通过所述透明顶部电极层来 实现所述绿色光的发射。在其优选实施例中，所述第一发射层发射通过所述透明衬底层的第一光谱，其中 所述第二发射层发射通过所述透明顶部电极层的第二光谱。因而，可以提供双色有机发光 二极管器件，其中第一颜色是在第一侧发射且第二颜色是在相对侧发射。两种光谱的发射 相互分离，没有会导致颜色混合或者干扰效应的任何相互作用。在布置底部电极层和所述顶部电极层中可以看到本发明器件的再一实施例，该底 部电极层实现为特征为铟锡氧化物(ITO)层的阳极层，以及该顶部电极层实现为特征为银 (Ag)层的阴极层。如果电源应用在阳极和阴极之间，第一发射层和所述第二发射层发射光。 因而，通过使用仅仅一个单一电源，可以操作两个OLED系统。所述ITO层可以沉积成为薄 膜层，该薄膜层是透明的。当该银层特征为小的厚度时，在该阴极层中可以获得相同的透明 效果。根据另一优选实施例，所述非透明电荷发生层特征为在与第一发射层的界面处的 η掺杂以及在与第二发射层的界面处的ρ掺杂。因而，ρ-η转变设有介于该转变之间的金属 层。由于η掺杂和ρ掺杂的应用，OLED器件的效率可以增加。作为优选实施例，所述非透明电荷发生层实现为包含铝(Al)层的中间电极层，其 特征为厚度为30nm至200nm，优选为50nm至150nm以及最优选为80nm。为了使用该电荷发 生层作为中间电极层，该铝层必须通过布线来接触。因此接触垫必须被引入该层系统。对 于整个OLED器件而言，需要三个布线垫，其中第一和第二布线垫接触到由ITO层实现的阳 极层以及由银层实现的阴极层，其中第三布线实现到中间电极层。有利地，所述第一发射层和所述第二发射层是由一电源来操作，其中所述第一发 射层的电源与第二发射层的电源分离。所述第一发射层的电源在作为阳极操作的所述底部 电极层和作为阴极操作的所述电荷发生层之间实现。因而，通过在所述电极之间供应电压， 第一发射层可以发射光。所述第二发射层的电源在作为阳极操作的所述电荷发生层和作为 阴极操作的所述顶部电极层之间实现。通过向所述第二发射层供应电压，此层可以独立于 所述第一发射层来操作。本发明的又一实施例提供一种顶部电极层，在该顶部电极层上实现包含硒化锌(ZnSe)层或者硫化锌(ZnS)层的光耦出层，其中这些层特征为厚度约为5nm至200nm，优选 为15nm至SOnm以及最优选为30nm，或者所述光耦出层包含类似Alq3或者α -NPD的有机 层，其特征为厚度为5nm至200nm且优选为20nm至80nm。通过应用光耦出层，光耦出的效 率可以增加。本发明还实施为一种壳体，其中在所述顶部电极层上实现包含透明玻璃盖或者薄 膜封装的壳体。此封装可包含一个或多个厚度约为200nm的氮化硅(SiN)和厚度约为IOOnm 的氧化硅(SiO2)的双层。玻璃盖可以实现为具有框架系统，其可胶粘在所述OLED器件的 顶表面上，从而保护OLED器件免受湿气、污染或者机械损伤。根据再一实施例，所述玻璃盖 可以直接胶粘在OLED的表面上。再者，应用在OLED表面上的所述薄膜封装与所述玻璃盖 的组合可以常用地被应用以增加整个器件的耐用性和抵抗性。在其优选实施例中，所述器件被用于类似自照明灯罩的装饰应用。所述灯罩本身 可以实现为照明体，其中包含OLED照明体的所述灯可以实现为天花板灯、壁灯或者任何另 外类型的灯系统。通过应用特征为具有两个发射表面的所述OLED器件，多种灯设计是可用 的。作为天花板灯的优选实施例，所述第一发射层可发射白色光并且向下指向到房间内，例 如餐桌、写字桌等上方。第二发射层可沿上侧方向发射光，其中此光可以是用于照明房间天 花板作为间接照明来工作的暖光。所述双面发光二极管器件的另一优选应用可以指定用于标志。因而，所述OLED器 件可以应用在玻璃门扇上，其包含在所述器件的第一侧上发射的进入颜色以及在所述器件 的第二侧上发射的出口颜色。再者，所述器件可以应用作为用于交通应用的例如包含发射 白色的一侧和发射红色的一侧的路标。为了扩大所述OLED器件的功能范围，在所述电荷发生层的两侧上可以应用多于 一个发射层，从而在每侧发射不同颜色的光。本发明目的的附加细节、特性和优点在所附权利要求以及对示出本发明优选实施 例的各个图(其以示例性方式示出)的下述描述中公开，所述优选实施例将结合附图予以 描述，在附图中
图1示出根据本发明的层系统的示意视图。
具体实施例方式图1中描述的实施例包含层系列以提供双面发光二极管器件1。衬底层2实现为 载体，该层系列在该衬底层上仅仅沉积在一个侧。该层系列至少包含底部电极层5 ；接着 是第一有机叠层，即，有机材料的一个或多个层，其包含第一发射层3 ；接着是非透明电荷 发生层6 ；接着是第二有机叠层，即，有机材料的一个或多个层，其包含第二发射层4 ；其中 最后的层是由透明顶部电极层7实现。此层系列特征为仅仅具有基本的构造。在所述层之 间可沉积另外的层从而增加效率，或者通过应用类似玻璃盖或者充当盖层的薄膜层的保护 层来增加耐用性。所述第一发射层3和所述第二发射层4的电源可以由独立的电源布置来 提供。因而，所述第一发射层3可由第一电源12供应且所述第二发射层4可由第二电源13 供应。为了增加所述OLED器件1的效率，所述电荷发生层6可以设有位于与第一和第二发射层3和4的界面上的掺杂。因而，所述非透明电荷发生层6特征为在与所述第一发射层 3的界面处的η掺杂10以及在与所述第二发射层4的界面处的ρ掺杂11。非透明电荷发 生层6可以实现为包含铝(Al)层的中间电极层，其特征为厚度约为80nm。因而，层6是非 透明的从而提供第一发射层3和第二发射层4之间的光学分离。因而，藉由通过所述透明 衬底层2，所述第一发射层3可发射具有第一光谱8的光，其中藉由通过所述顶部电极层7， 所述第二发射层4可发射具有第二光谱9的光。根据先进的双OLED器件1，下述层系统可以应用在所述衬底层2上。该层系列 至少包含ITO层5，接着是厚度为40nm的包含空穴注入层MTDATAF4-TCNQ(1 % )的ρ掺 杂层11。下一层是IOnm的空穴传导层α-NPD。这一层后接着是厚度为20nm的包含 a-NPD:Ir(MDQ)2(acac)(10%)的所述第一发射层3。下一层是厚度为20nm的电极输运层 (BAlq) 0在此层之后，η掺杂层实现为厚度为Inm的LiF层。此层后接着是实现为厚度为 SOnm的铝层的所述电荷发生层6。此层后接着是厚度为40nm的包含MTDATA = F4-TCNQ (8% ) 的P掺杂空穴注入层。下一层是厚度为IOnm的空穴传导层α-NPD。下一层是厚度为25nm 的包含TCTA Ir (ppy)3 (8% )的所述第二发射层4。下一层是包含BAlq的厚度为55nm的 电子传导层。下一层是包含LiF的厚度为Inm的η掺杂层，其中此层被包含1. 5nm的厚度 的薄Al层覆盖。下一层是厚度为15nm的透明银层，接着是包含ZnSe的厚度为30nm的光 華禹出层。本发明不受仅仅作为实例而给出的上述实施例限制，并且可以在由所附专利权利 要求限定的保护范围内通过各种方式来调整。因而，本发明也可应用于不同的实施例，特别 是在所述电荷发生层6的两侧上具有若干发射层3和4。因而，所述OLED 1适于在所述器 件的两侧发射不同的颜色。数字列表1 发光二极管器件(OLED)2 透明衬底3 第一发射层4 第二发射层5 底部电极层6 电荷发生层7 顶部电极层8 第一光谱9 第二光谱10 η 掺杂11 ρ 掺杂12 第一电源13 第二电源
权利要求
一种包含透明衬底层(2)的具有层系统的双面发光二极管器件(1)，该层系统特征为包含至少第一发射层(3)和至少第二发射层(4)，其特征在于位于所述衬底层(2)上的该层系列特征为至少包含底部电极层(5)、所述第一发射层(3)、非透明电荷发生层(6)、所述第二发射层(4)以及透明顶部电极层(7)。
2.根据权利要求1的双面发光二极管器件(1)，其特征在于，藉由通过所述透明衬底 层(2)，所述第一发射层(3)发射第一光谱(8)中的光，其中藉由通过所述透明顶部电极层 (7)，所述第二发射层(4)发射第二光谱(9)中的光。
3.根据权利要求1或2的双面发光二极管器件(1)，其特征在于，所述底部电极层(5) 实现为特征为铟锡氧化物(ITO)层的阳极层，以及所述顶部电极层(7)实现为特征为银 (Ag)层的阴极层。
4.根据权利要求1至3的双面发光二极管器件(1)，其特征在于，所述非透明电荷发生 层(6)特征为在与该第一发射层(3)的界面处的η掺杂(10)以及在与该第二发射层(4) 的界面处的P掺杂(11)。
5.根据前述权利要求其中一项的双面发光二极管器件(1)，其特征在于，所述非透明 电荷发生层(6)实现为包含铝(Al)层的中间电极层，其特征为厚度为30nm至200nm，优选 为50nm至150nm且最优选为80nm。
6.根据前述权利要求其中一项的双面发光二极管器件(1)，其特征在于，该第一发射 层(3)和该第二发射层(4)由一电源操作，其中所述第一发射层(3)的电源(12)与所述第 二发射层(4)的电源(13)分离。
7.根据权利要求6的双面发光二极管器件(1)，其特征在于，所述第一发射层(3)的电 源(12)在作为阳极操作的所述底部电极层(5)与作为阴极操作的所述电荷发生层(6)之 间实现，其中所述第二发射层⑷的电源(13)在作为阳极操作的所述电荷发生层(6)与作 为阴极操作的所述顶部电极层(7)之间实现。
8.根据前述权利要求其中一项的双面发光二极管器件(1)，其特征在于，包含硒化锌 (ZnSe)层或者硫化锌(ZnS)层的光耦出层实现于所述顶部电极层(7)上，其中所述层特征 为厚度约为5nm至200nm，优选为15nm至SOnm以及最优选为30nm，或者所述光耦出层包含 类似Alq3或者α -NPD的有机层，其特征为厚度为5nm至若干200歷，优选为20nm至80nm。
9.根据前述权利要求其中一项的双面发光二极管器件(1)，其特征在于，壳体实现于 所述顶部电极层(7)上，所述壳体包含透明玻璃盖或者薄膜封装，该薄膜封装包含一个或 者多个厚度约为200nm的氮化硅(SiN)和厚度约为IOOnm的氧化硅(SiO2)的双层。
10.根据前述权利要求其中一项的双面发光二极管器件(1)，其特征在于，多于一个发 射层(3，4)应用在所述电荷发生层(6)的两侧上。
11.根据前述权利要求其中一项的双面发光二极管器件(1)用于标志应用，其中所述器件(1)应用在玻璃门扇上，其包含在所述器件(1)的第一侧上发 射的进入颜色以及在所述器件(1)的第二侧上发射的出口颜色，或者用于类似自照明灯罩的装饰应用。
全文摘要
文档编号F21K99/00GK101952967SQ20098010594
公开日2011年1月19日 申请日期2009年2月19日 优先权日2008年2月22日
发明者Claudia M Goldmann, Stefan P Grabowski 申请人:Philips Intellectual Property