专利名称：一种发光装置及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种发光装置，尤其涉及一种使用有机电致发光元件的具有叠层结构的发光装置及其制备方法。
背景技术：
一般有机电致发光显示器是通过电激发有机化合物来发射光的自发光显示器件，当施加正和负电压到电极时，空穴从施加正电压的电极通过空穴输送层移动到发射层，电子从施加负电压的电极通过电子输送层移动到发射层，在发射层中电子和空穴复合产生激子，激子从激发态跃迁到基态，能量辐射产生发光。
有机发光装置作为光源照明通常对发光强度的要求比较高，目前增加有机发光装置的发光强度，通常通过改进材料和调节、优化器件结构来实现，但是开发能够发射高强度光的发光材料和改进器件结构比较困难，尤其是优化器件结构对于增加发光强度的作用并不明显，如果将两个以上的发光装置以特定的方式进行叠加，将它们的光亮度加和，就可以用比较简单的方法得到高发光强度的有机发光元件。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种能够显著提高发光亮度的发光装置，简化制作工艺并且能够通过选择发光材料来控制发出光颜色的具有叠层结构的有机电致发光装置。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案一种发光装置，包括第一有机电致发光器件，该第一有机电致发光器件具有基片和形成在基片上的包括第一、第二电极的发光元件，其中基片与与基片相邻的第一电极至少其中之一具有光反射功能，且远离基片的第二电极为透明电极；和至少一个与第一有机电致发光器件叠加的第二有机电致发光器件，该第二有机电致发光器件具有透明基片和形成在透明基片上的第一、第二电极均为透明电极的发光元件，且所述至少一个第二有机电致发光器件的发光元件靠近第一有机电致发光器件发出光一侧，并与第一有机电致发光器件的发光元件相对叠加，透明基片则远离第一有机电致发光器件的发出光一侧。
其中第一有机电致发光器件的基片作为第二有机电致发光器件的封装片，第二有机电致发光器件的基片作为第一有机电致发光器件的封装片。
在上述发光装置中，第一有机电致发光器件的基片具有光反射功能，例如可以是金属或陶瓷；或者与基片相邻的第一电极具有光反射功能，例如可以是厚度在150nm～～300nm的金属银电极、铝电极或铬电极等。
在上述发光装置中，第一有机电致发光器件中远离基片的透明的第二电极可以是厚度在25nm以下，优选15nm以下的金属银电极、铝电极或铬电极，或者是金属的叠层电极，或还可以是金属氧化物与金属的叠层电极。
在上述发光装置中，第二有机电致发光器件中的第一、第二透明电极可以是金属氧化物电极，例如氧化铟锡、氧化锌、氧化锡、氧化钒或氧化钨中的一种，也可以是厚度薄一些的金属电极，例如25nm以下，优选15nm以下的金属银电极，铝电极或铬电极等，或者是金属的叠层电极，或还可以是金属氧化物与金属的叠层电极。
在上述发光装置中，第一有机电致发光器件与至少一个第二有机电致发光器件之间通过基片上的粘合剂粘合固定在一起。
在上述发光装置中，相对叠加的第一有机电致发光器件与邻近的第二有机电致发光器件的两个发光元件之间不连接，通过粘合剂使两个发光器件之间保留一定的间隔。
在上述发光装置中，第一有机电致发光器件发出光的波长与至少一个第二有机电致发光器件发出光的波长可以相同或不同，并且多个第二有机电致发光器件之间发出光的波长可以相同或不同。
在上述发光装置中，第二有机电致发光器件是可以是两个或多个。
在上述发光装置中，两个或多个第二有机电致发光器件之间任意两个相邻的发光器件中的一个发光器件的基片靠近另一个发光器件的发光元件，并且任意两个相邻发光器件彼此平行顺序叠加。
在上述发光装置中，平行叠加的任意两个相邻的第二有机电致发光器件之间不连接，通过粘合剂使两个发光器件之间保留一定的间隔。
在上述发光装置中，第一有机电致发光器件发出光的波长区域是400nm～500nm，一个第二有机电致发光器件发出光的波长区域是500～550nm，另一个第二有机电致发光器件发出光的波长区域是600nm以上，三个发光器件组合发出白光。或第一有机电致发光器件发出光的波长区域是400nm～500nm，第二有机电致发光器件发出光的波长区域是560nm～600nm，两个发光器件组合发出白光。
一种发光装置的制备方法，包括如下步骤1)基片上依次蒸镀第一电极、发光层、透明的第二电极，得到第一有机电致发光器件，其中基片或第一电极至少其中之一具有光反射功能；2)透明基片上依次蒸镀透明的第一电极、发光层、透明的第二电极，得到至少一个第二有机电致发光器件；3)将第一有机电致发光器件与至少一个第二有机电致发光器件之间通过粘合剂粘合固定在一起，使得所述至少一个第二有机电致发光器件的发光元件靠近第一有机电致发光器件发出光一侧，并与第一有机电致发光器件的发光元件相对叠加，透明基片远离第一有机电致发光器件的发出光一侧，其中第一有机电致发光器件的基片与第二有机电致发光器件的基片互为封装片。
在上述发光装置的制备方法中，第一有机电致发光器件与至少一个第二有机电致发光器件之间通过基片上的粘合剂粘合固定在一起。
在上述发光装置的制备方法中，相对叠加的第一有机电致发光器件与邻近的第二有机电致发光器件的两个发光元件之间不连接，通过粘合剂使两个发光器件之间保留一定的间隔。
在上述发光装置的制备方法中，第二有机电致发光器件是两个或多个。
在上述发光装置的制备方法中，两个或多个第二有机电致发光器件之间任意相邻两个发光器件中的一个发光器件的基片靠近另一个发光器件的发光元件，并且任意两个相邻发光器件彼此平行叠加。
在上述发光装置的制备方法中，平行叠加的任意两个相邻的第二有机电致发光器件之间不连接，通过粘合剂使两个发光器件之间保留一定的间隔。
在上述发光装置的制备方法中，两个或多个第二有机电致发光器件之间通过基片上的粘合剂粘合固定在一起。
在上述发光装置的制备方法中，粘合剂选择紫外线固化性树脂，优选阳离子类环氧树脂。
本发明通过采用上述技术方案，将第一有机电致发光器件与至少一个第二有机电致发光器件按照特定方式进行叠加，并对电极材料和发光层材料进行了选择，由此得到的本发明发光装置具有如下优点1、增大发光装置的出光量和提高发光强度，延长发光装置使用寿命一个发光器件的发光强度是有限的，为了产生高强度的光，需要加大施加在发光装置上的电压或电流，由于器件承受的电压电流负荷偏大，极容易使器件产生湮灭现象，并且加速器件的衰减，本发明采用上述技术方案实现了单个器件所不能达到的发光强度，增大了出光量，并且各个发光装置在不影响各自寿命的电压电流范围内工作，也有利于提高整个发光装置的使用寿命。
2、可以使发光装置更容易实现显示多种颜色，具有色度可调性各发光器件可以设定不同波长的光，从而显示多种颜色，这是单个发光器件所不容易实现的。通过发光层材料和发光装置结构的选择，使得单个器件发出不同颜色的光，并且可以通过调节电压调节不同颜色光的光强度，通过将各发光器件进行叠加组合，可以得到所需颜色的光。
3、简化工序，使制备工艺简单通常单个发光元件的制备，需要在制备最后进行封装工序，本发明具有叠层结构的发光装置中不需要对单个发光器件分别进行封装，而是采用一个发光器件的基片作为另一个发光器件的封装片，另一个发光器件的基片作为第一个发光器件的封装片，互为封装片，从而完成整个发光装置的封装，实际操作时只需要将各个发光器件的基片之间通过粘合剂粘合固定在一起，即可完成制备过程，因此不仅节省工序，降低成本，而且大大简化了操作过程。
图1 本发明具有叠层结构的发光装置第一个实施例的结构示意图
11第一有机电致发光器件、111第一有机电致发光器件的基片、112第一有机电致发光器件的第一电极、113第一有机电致发光器件的发光层、114第一有机电致发光器件的第二电极、115第一有机电致发光器件的发光元件、12第二有机电致发光器件、121第二有机电致发光器件的基片、122第二有机电致发光器件的第一电极、123第二有机电致发光器件的发光层、124第二有机电致发光器件的第二电极、125第二有机电致发光器件的发光元件、000粘合剂图2本发明具有叠层结构的发光装置另一个实施例的结构示意图21第一有机电致发光器件、211第一有机电致发光器件的基片、212第一有机电致发光器件的第一电极、213第一有机电致发光器件的发光层、214第一有机电致发光器件的第二电极、215第一有机电致发光器件的发光元件、22一个第二有机电致发光器件、221一个第二有机电致发光器件的基片、222一个第二有机电致发光器件的第一电极、223一个第二有机电致发光器件的发光层、224一个第二有机电致发光器件的第二电极、225一个第二有机电致发光器件的发光元件、23另一个有机电致发光器件、231另一个第二有机电致发光器件的基片、232另一个第二有机电致发光器件的第一电极、233另一个第二有机电致发光器件的发光层、234另一个第二有机电致发光器件的第二电极、235另一个第二有机电致发光器件的发光元件、001粘合剂具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1如图1所示是本发明第一个实施例的结构示意图，图中所示的发光装置由第一有机电致发光器件11和一个第二有机电致发光器件12叠加而成，其中第一有机电致发光器件11是顶发光，第二有机电致发光器件12设置在第一有机电致发光器件11发出光一侧之下，第一有机电致发光器件11的发光元件115由第一极112、发光层113和第二电极114组成，第二有机电致发光器件12的发光元件125由第一电极122、发光层123和第二电极124组成，并且图1所示的发光装置中第二有机电致发光器件12的发光元件125靠近第一有机电致发光器件11发出光一侧，并与第一有机电致发光器件11的发光元件115相对叠加，透明基片121远离发出光一侧。
第一有机电致发光器件11的不透明基片111与第二有机电致发光器件12的透明基片121之间通过粘合剂000粘合固定在一起。第一有机发光器件11的基片111是具有光反射功能的不透明基片，选择厚度为200nm的金属铝，在铝基片上溅射氧化铟锡(ITO)薄膜作为第一电极，ITO厚度为100nm，将带有ITO的基片置于真空腔内抽真空至5.0×10-3Pa，在ITO表面蒸镀空穴传输层材料NPB(N，N′-二-(1-萘基)-N，N’-二苯基-1，1-联苯基-4，4-二胺)，蒸镀膜厚为20nm，其结构如下式所示。
在空穴传输层上蒸镀30nm厚的三(8羟基喹啉酸)铝(简称Alq3)作为第-有机电致发光器件11的发光层，其结构如下式所示。其后继续蒸镀20nm的Alq3作为电子传输层，在上述电子传输层之上继续蒸镀金属银作为第一有机发光器件11的第二电极114，金属银的膜厚为10nm，并且金属银电极114为透明电极，由此完成发光装置中第一有机电致发光器件11的制备。
接下来进行第二有机电致发光器件12的制备，首先在透明的玻璃基片上溅射一层ITO电极，厚度为100nm，将带有ITO的基片置于真空腔内抽真空至5.0×10-3pa，在ITO表面蒸镀空穴传输层材料NPB，蒸镀膜厚为20nm，在空穴传输层上蒸镀30nm厚的Alq3材料作为第一有机电致发光装置的发光层，其后继续蒸镀20nm的Alq3作为电子传输层，在上述电子传输层之上继续蒸镀一层8-羟基喹啉硼化锂(LiBq4)作为器件的电子注入层，蒸镀膜厚为1.0nm，最后在电子注入层上蒸镀金属银作为第二有机发光器件12的第二电极124，金属银的膜厚为10nm，并且金属银电极是透明电极，由此完成发光装置中第二有机电致发光器件12的制备。
通过在发光元件115、125外侧的的基片111或基片121上涂覆带有spacer的环氧树脂将第一有机电致发光器件11与第二有机电致发光器件12粘合固定在一起，从而将发光装置密封，成为与外部空气隔绝的结构，其中第一有机电致发光器件11的基片111作为第二有机电致发光器件12的封装片，第二有机电致发光器件的基片121作为第一有机电致发光器件11的封装片，不需要再对发光装置进行封装，在制备好的发光装置中，第一有机发光器件11的发光元件115靠近第二有机发光器件12的发光元件125，二者相对叠加，并通过环氧树脂中的具有一定高度的spacer使二者之间保留一定的间隔。
第一有机发光器件11的金属铝基片111为不透明基片且具有光反射功能，如图1所示，发出的光从第二电极114射出，并经由各层均为透明的第二发光器件12的第一电极122侧射出，第二有机发光器件12的基片121为透明玻璃基片，且第一电极122与第二电极124均为透明电极，发出的光可以分别从第一电极122侧及第二电极124侧射出，从第二电极124侧射出的光经第一有机电致发光器件11的金属铝基片的反射，最终从第二有机电致发光器件12的第一电极122侧射出。
实施例2如图2所示是本发明第二个实施例的结构示意图，图中所示的发光装置由第一有机电致发光器件21和两个第二有机电致发光器件22、23叠加而成，其中第一有机电致发光器件21是顶发光，第二有机电致发光器件22、23设置在第一有机电致发光器件21发出光一侧之下，第一有机电致发光器件21的发光元件215由第一极212、发光层213和第二电极214组成，一个第二有机电致发光器件22的发光元件225由第一电极222、发光层223和第二电极224组成，另一个第二有机电致发光器件23的发光元件235由第一电极232、发光层233和第二电极234组成，并且图2所示的发光装置中第二有机电致发光器件22的发光元件225靠近第一有机电致发光器件21发出光一侧，并与第一有机电致发光器件21的发光元件215相对叠加，透明基片221远离发出光一侧，第二有机电致发光器件23的发光元件235靠近第二有机电致发光器件22的透明基片221，并且两个发光器件彼此平行叠加。
第一有机电致发光器件21与第二有机电致发光器件22之间以及第二有机电致发光器22、23之间通过基片上的粘合剂001粘合固定在一起组成发光装置。第一有机电致发光器件21的基片211选择透明的玻璃基片，在玻璃基片上蒸镀金属银作为第一电极，金属银电极的厚度是200nm，具有良好的光反射功能，将带有银电极的玻璃基片置于真空腔内抽真空至5.0×10-3pa，在银电极表面蒸镀空穴传输层材料NPB，蒸镀膜厚为20nm，之后继续蒸镀40nm厚的蓝色发光层材料TMADN(α-TMADN∶β-TMADN＝9∶1)。
其后继续蒸镀20nm的Alq3作为电子传输层，在上述电子传输层之上继续蒸镀3nm金属钙，之后蒸镀12nm的金属银构成Ca/Ag的金属叠层电极作为第二电极214，且该叠层电极214是透明电极，由此完成发光装置中第一有机电致发光器件21的制备。
接下来进行第二有机电致发光器件22的制备，首先在透明的玻璃基片上溅射一层ITO电极，厚度为80nm，将带有ITO的基片置于真空腔内抽真空至5.0×10-3pa，在ITO表面蒸镀空穴传输层材料NPB，蒸镀膜厚为20nm，在空穴传输层上蒸镀主体材料为Alq3，掺杂剂为1wt％的C545T的绿光材料，厚度为30nm。
其后继续蒸镀20nm的Alq3作为电子传输层，在上述电子传输层之上继续蒸镀一层LiBq4作为器件的电子注入层，蒸镀膜厚为1.0nm，最后在电子注入层上蒸镀10nm厚的金属银作为第二有机发光器件22的第二电极224，并且金属银电极是透明电极，由此完成发光装置中第二有机电致发光器件22的制备。
第二有机电致发光器件23的制备方法及各层材料的选择与第二有机电致发光器件22相同，不同之处在于第二有机电致发光器件23的发光层材料选择不同，发光层材料选择主体材料为5，6，11，12-四苯基并四苯(mbrene)，掺杂剂为1wt％的DCJTB的红光材料，发光层厚度为30nm。
通过在发光元件外侧的的基片上涂覆环氧树脂将第一有机电致发光器件21与第二有机电致发光器件22、23粘合固定在一起，从而将发光装置密封，成为与外部空气隔绝的结构，其中第一有机电致发光器件21的基片211作为第二有机电致发光器件22、23的封装片，第二有机电致发光器件23的基片231作为第一有机电致发光器件21与第二有机电致发光器件22的封装片，不需要再对发光装置进行封装，在制备好的发光装置中，第二有机电致发光器件22、23位于第一有机电致发光器件21的发出光一侧的下方，且第二有机电致发光器件22的发光元件225靠近第一有机电致发光器件21的发出光一侧，并与第一有机电致发光器件21的发光元件215相对叠加，第二有机电致发光器件22的基片221靠近另一个第二有机电致发光器件23的发光元件235，并且两个发光器件平行排列顺序叠加，发光器件21、22之间及22、23之间通过环氧树脂中的具有一定高度的spacer使彼此之间保留一定的间隔。
第一有机电致发光器件21的第一电极212为不透明电极，如图2所示，发出的光从第二电极214射出，并经由各层均为透明的第二有机电致发光器件22，从第二有机电致发光器件23的第一电极232侧射出；第二有机电致发光器件22的基片221为透明玻璃基片，且第一电极222与第二电极224均为透明电极，发出的光分别从第一电极222侧和第二电极224侧射出，由第一电极222侧射出的光经由各层均为透明的第二有机电致发光器件23的第一电极232侧射出，由第二电极224侧射出的光，经过第一有机电致发光器件21的具有反射功能的第一电极212的反射，经由第二有机电致发光器件23的第一电极232侧射出；第二有机电致发光器件23的基片231为透明的玻璃基片，且第一电极232与第二电极234均为透明电极，发出的光分别从第一电极232侧和第二电极234侧射出，由第二电极234侧射出的光，穿过各层均为透明的第二有机电致发光器件22，经第一有机电致发光器件21具有光反射功能的第一电极212的反射，最终从第二有机电致发光器件23的第一电极232射出，上述五束光叠加，使得发光装置的发光亮度显著增强。
上述实施例中也可以在不同的发光器件中选择其它发光材料，经过叠加组合得到所需颜色的光。
本发明技术方案通过将多个发光器件进行叠加，并且将一个器件的基片作为另外器件的封装片，省去了封装工序，在简化工艺的同时，也实现了发光装置发光强度的提高和发光色彩的转换。
权利要求
1.一种发光装置，包括第一有机电致发光器件，该第一有机电致发光器件具有基片和形成在基片上的包括第一、第二电极的发光元件，其中基片与与基片相邻的第一电极至少其中之一具有光反射功能，且远离基片的第二电极为透明电极；和至少一个叠加在第一有机电致发光器件发出光一侧的第二有机电致发光器件，该第二有机电致发光器件具有透明基片和形成在透明基片上的第一、第二电极均为透明电极的发光元件，且所述至少一个第二有机电致发光器件的发光元件靠近第一有机电致发光器件发出光一侧，并与第一有机电致发光器件的发光元件相对叠加，透明基片则远离第一有机电致发光器件的发出光一侧。其中第一有机电致发光器件的基片作为第二有机电致发光器件的封装片，第二有机电致发光器件的基片作为第一有机电致发光器件的封装片。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征是所述第一有机电致发光器件的基片具有光反射功能。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征是所述第一有机电致发光器件与基片相邻的第一电极具有光反射功能。
4.根据权利要求1所述的发光装置，其特征是所述第一有机电致发光器件与所述至少一个第二有机电致发光器件之间通过基片上的粘合剂粘合固定在一起。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其特征是所述相对叠加的第一有机电致发光器件与邻近的第二有机电致发光器件的两个发光元件之间不连接。
6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的发光装置，其特征是所述第一有机电致发光器件发出光的波长与至少一个第二有机电致发光器件发出光的波长相同或不同。
7.根据权利要求1-5任一权利要求所述的发光装置，其特征是所述第二有机电致发光器件是两个或多个。
8.根据权利要求7所述的发光装置，其特征是所述两个或多个第二有机电致发光器件之间任意相邻两个发光器件中的一个发光器件的基片靠近另一个发光器件的发光元件，并且任意两个相邻发光器件彼此平行叠加。
9.根据权利要求8所述的发光装置，其特征是所述平行叠加的任意两个相邻的第二有机电致发光器件之间不连接。
10.根据权利要求6所述的发光装置，其特征是所述第一有机电致发光器件发出光的波长区域是400nm～500nm，一个第二有机电致发光器件发出光的波长区域是500～550nm，另一个第二有机电致发光器件发出光的波长区域是600nm以上。
11.根据权利要求1所述的发光装置的制备方法，包括1)基片上依次蒸镀第一电极、发光层、透明的第二电极，得到第一有机电致发光器件，其中基片或第一电极至少其中之一具有光反射功能；2)透明基片上依次蒸镀透明的第一电极、发光层、透明的第二电极，得到至少一个第二有机电致发光器件；3)将第一有机电致发光器件与至少一个第二有机电致发光器件之间通过粘合剂粘合固定在一起，使得所述至少一个第二有机电致发光器件的发光元件靠近第一有机电致发光器件发出光一侧，并与第一有机电致发光器件的发光元件相对叠加，透明基片远离第一有机电致发光器件的发出光一侧，其中第一有机电致发光器件的基片与第二有机电致发光器件的基片互为封装片。
12.根据权利要求11所述的发光装置的制备方法，其特征是所述第一有机电致发光器件与至少一个第二有机电致发光器件之间通过基片上的粘合剂粘合固定在一起。
13.根据权利要求11所述的发光装置的制备方法，其特征是所述相对叠加的第一有机电致发光器件与邻近的第二有机电致发光器件的两个发光元件之间不连接。
14.根据权利要求11所述的发光装置的制备方法，其特征是所述第二有机电致发光器件是两个或多个。
15.根据权利要求14所述的发光装置的制备方法，其特征是所述两个或多个第二有机电致发光器件之间任意两个相邻的发光器件中的一个发光器件的基片靠近另一个发光器件的发光元件，并且任意两个相邻发光器件彼此平行叠加。
16.根据权利要求15所述的发光装置的制备方法，其特征是所述平行叠加的任意两个相邻的第二有机电致发光器件之间不连接。
17.根据权利要求14、15或16所述的发光装置的制备方法，其特征是所述两个或多个第二有机电致发光器件之间通过基片上的粘合剂粘合固定在一起。
18.根据权利要求11-16任一权利要求所述的发光装置的制备方法，其特征是所述粘合剂是阳离子类环氧树脂。
全文摘要
本发明涉及一种发光装置，包括第一有机发光器件，该第一有机发光器件具有基片和形成在基片上的包括第、第二电极的发光元件，其中基片与与基片相邻的第一电极至少其中之一具有光反射功能，远离基片的第二电极为透明电极；和至少一个叠加在第一有机发光器件发出光一侧的第二有机发光器件，该第二有机发光器件具有透明基片和形成在透明基片上的第一、第二电极均为透明电极的发光元件，且所述至少一个第二有机发光器件的发光元件靠近第一有机发光器件发出光一侧，并与第一有机发光器件的发光元件相对叠加，第一有机发光器件的基片作为第二有机发光器件的封装片，第二有机发光器件的基片作为第一有机发光器件的封装片。
文档编号H01L21/50GK1964042SQ20061014429
公开日2007年5月16日 申请日期2006年12月1日 优先权日2006年12月1日
发明者邱勇, 谢静, 高裕弟 申请人:清华大学, 北京维信诺科技有限公司