专利名称：具有可调节电荷载流子注入的有机发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有可调节电荷载流子注入的有机发光装置(OLED)和包含这种OLED 的显示器，并且涉及操作这种OLED和显示器的方法。
背景技术：
OLED是具有布置在彼此顶部上的多个层(层堆叠)的发光装置，所述多个层包含 布置在两个电极(阳极和阴极)之间的至少一个有机发光层(EL层)。由EL层的受激励 发光分子(有可能嵌在有机基体材料内)发射光。通过将电子-空穴对的复合能量传递到 EL层内某处的复合区域内的发光分子，发光分子被激励。由于在EL层内建立电场的操作 电压的原因，电子和空穴(电荷载流子)从电极注入到有机层堆叠内，该电场也负责电荷载 流子通过有机层堆叠的输运。在普通OLED中，注入是由所应用的电压、电极的功函数以及 OLED层堆叠的电学属性确定。如果OLED层堆叠很好地均衡，则OLED只能以有效的方式操 作。如果复合区域置于EL层内且两种类型的电荷载流子的数目被合适地调节从而防止电 荷载流子到达相反电极(电子一阳极或者空穴一阴极)，则OLED被很好地均衡。大体上位 于EL层外部的复合区域将经由非发射通道而增大复合能量的损耗。到达相反电极的空穴 或电子也无法激励发光分子。附加地，不是设计成用错误类型的电荷载流子加载的层会表 现更差的寿命行为。因此，普通OLED进一步包含附加的调适厚度的空穴和/或电子输运层、 阻挡层或者注入层。在制造OLED之后，电荷载流子的注入以及它们通过堆叠的输运属性只 能通过变化操作电压来改变。电子和空穴之间的电荷载流子迁移率显著不同。附加地，电 荷载流子迁移率依赖于场或载流子浓度且因而将按照复杂方式随所应用的电压而变化。例 如，大体上位于EL层外部的复合区域可以通过调节操作电压而被重新定位，但是电荷载流 子浓度和复合区域的宽度将改变。这可能导致显著数量的电荷载流子到达相反电极或者使 仅设计成用另一类型电荷载流子加载的有机层受应力。因此期望能够独立于确定有机层堆 叠内电荷载流子输运的操作电压来调节电荷载流子到有机层堆叠的注入。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种有机发光装置，其中电荷载流子的注入可以独立于 操作电压而被调节。该目的是通过适于与双极晶体管类似地操作的有机发光装置来实现，该有机发光 装置包含布置在第一电极和第二电极之间作为集电极层的至少一个有机发光层，其中第一 电极包含第一发射极层和布置在第一发射极层和集电极层之间的第一基极层。术语“至少一个有机发光层”表示置于第一和第二电极之间的有机层堆叠。在一 实施例中，此层堆叠可仅由一个有机发光层构成。在其它实施例中，该有机层堆叠可包含附 加层，例如空穴/电子输运层、空穴/电子注入层和/或空穴/电子阻挡层以及发射不同颜 色的光的不同有机发光层。术语“发射极层”表示电荷载流子注入/扩散到基极层内(“电荷载流子的发射”)，3这与用于有机发光层的光发射的术语“发射层”不同。术语“双极晶体管”包含所有类型的双极晶体管，例如双极结晶体管、异质双极晶 体管和有机晶体管。两种原则上不同的双极晶体管是已知的，即npn晶体管和pnp晶体管。 双极晶体管包含一个np 二极管和一个pn 二极管，即发射极_基极二极管和基极_集电极 二极管。术语“η”和“P”表示包含用提供电子(η掺杂)或空穴(P掺杂)到半导体的导带 或价带的原子来掺杂的半导体材料的层。基极-集电极二极管负责通过有机层堆叠的光发 射和电荷输运，而发射极-基极二极管用于电荷注入控制。双极晶体管的一种特性是有可 能独立地应用第一电压在集电极层和基极层之间(Ura)以及应用第二电压在发射极层和基 极层之间(Ueb)，从而独立地操作基极-集电极二极管和发射极-基极二极管。有机发光层 电连接到第二电极。根据本发明一个实施例，U。B被应用在第二电极和作为第一电极一部分 的第一基极层之间。因而Ura对应于具有两个常规金属电极的普通OLED的操作电压UMve。操作根据本发明的具有可调节电荷载流子注入的OLED的效果如下在npn双极晶体管中，正基极⑶电流控制正集电极(C)电流。这里，正电流方向 表示指向晶体管的电流。对于U。B > 0的情形，基极-集电极二极管被方向偏置。a)假定Ueb = 0。用于电子注入的发射极层(E)通过ρ掺杂基极层与有机层堆叠 (集电极层)分隔开。理想地，尽管Ura >0，电子不被注入到这里。这种情况下，OLED仅仅 是不能够发射光的单一电荷(空穴)载流子装置。b)当在发射极-基极二极管处应用正向偏置(Ueb < 0)时，电子将从发射极层通 过基极层扩散到集电极层(有机层堆叠)内。基极电流典型地比所得到的集电极电流小两 个数量级。基极层将因此(独立于Ura)充满电子，这些电子于是可用于注入到例如有机发 光层(集电极C)的有机层堆叠内从而产生电致发光。在基极-发射极界面处的电子浓度 将增加这么多，使得电子通过扩散以及通过Ucb > 0而将被注入有机层堆叠，这可由Ueb控 制而不影响Ucbo在η掺杂发射极层和ρ掺杂基极层中，存在由少数电荷载流子构成的扩散 尾。如果发射极-基极二极管在正向方向上充分地偏置，基极层内电子的扩散尾可能增大 直至达到基极-集电极结。这些电子随后被注入反向偏置的基极-集电极结且因而注入有 机层堆叠有机发光层，也导致电致发光光发射。如上所述的注入方法独立于第一电压(基极-集电极电压)。对于空穴注入0LED， 该方法相应地有效，其中有机层堆叠布置在η掺杂基极层的顶部上，该η掺杂基极层位于ρ 掺杂发射极层的顶部上。此处有机层堆叠(有机发光层)同样用作集电极层。利用独立可调节的电荷注入(经由Ueb)和电荷输运(经由Ucb)，可以改变复合区 域的位置和宽度，同时维持良好的电荷载流子平衡(部分地由当前层堆叠和层材料预定)。 现在通过适当调节Ueb和UCB可以容易补偿引起前述问题的有机层堆叠的层厚度、材料成份、 材料属性的变化。位置合适的复合区域且同时良好地维持/调节的电荷载流子平衡最大化 关于光输出的效率并最小化由于电荷载流子渗透复合区域朝向相反电极引起的对寿命的 负面影响。最终，由于良好地调节的电荷载流子平衡而可以避免电子和/或空穴阻挡层，这 减少了制备努力并因此减少了制备成本。可以减少或者理想地避免用电子加载空穴输运层 或者用空穴加载电子输运层。另一优点在于，控制通过有机层堆叠的电流流动所需的电压 Ueb低。根据本发明的OLED装置可以在“亮灯”和“灭灯”模式之间快速切换，且所切换的基 极电流可以显著小于总的0LED(C和Ε)电流。在“亮灯”模式中，第二电极将电荷载流子注
4入有机层，而在“灭灯，，模式中，第一电极不将电荷载流子或者将可忽略数量的电荷载流子 注入有机层。第二电极的电荷载流子注入的属性不受到将第一电极在亮灯模式和灭灯模式 之间切换的影响。可以使用例如η或ρ掺杂硅的任何半导体材料作为用于基极层和发射极层的材 料。在一实施例中，第一电极对于可见光是透明的。如果OLED制备成层序列衬底/第 一电极/有机层堆叠/第二电极，用反射性第二电极可以将OLED作为底部发射器(通过衬 底的光发射)来操作。对于层序列衬底/第二电极/有机层堆叠/第一电极的情形，用或 者反射性第二电极或者反射性衬底可以将OLED作为顶部发射器(通过背向衬底的侧面的 光发射)来操作。这里，厚的反射性第二电极也可用作所应用的层堆叠的衬底。对于附加 透明第二电极的情形，OLED可以作为双侧面发射装置来操作。用于第二电极的透明半导体 材料为宽带隙材料。具有大带隙的优选材料包含下述群组中的至少一种材料GaN、InGaN、 AlGaN, InAlN, GaInAlN, GaAs、AlGaAs、GaP、InP 或者比如 ln203、SnO2、ZnO 或 CuAlO2 的氧化 物材料。为了获得对于整个可见光谱的透明性，(直接或间接的)带隙应大于约3eV。在另一实施例中，第二电极包含第二发射极层以及布置在第二发射极层和集电极 层之间的第二基极层，从而也控制另一类型电荷载流子的电荷载流子注入。例如，电子注入 有机层(或层堆叠)是经由应用到第一电极的第一发射极层和第一基极层的Ueb来控制，以 及空穴注入是经由应用到第二电极的第二发射极层和第二基极层的第三电压Ueb2来控制， 或者反之亦然。在另一实施例中，有机发光层至少包含适于发射第一颜色的光的第一子层和发射 与第一颜色不同的第二颜色的光的第二子层。这里，通过适当调节Ueb和Ucb来偏移复合区 域，这使得能够调节所发射的光的色点。对于第一组Ueb和U。B，复合区域可以大体上位于第 一子层内，使得光发射由第一颜色主导。对于第二组Ueb和Ua，复合区域可以大体上位于第 二子层内，使得光发射由第二颜色主导。同样的更改适用于发射三种或更多种颜色的光的 三个或更多个不同子层，从而调节/更改从OLED装置发射的叠加光的色点。为了实现某种 颜色的光发射，还有可能使OLED在切换模式操作，即在Ueb和Ucb控制下以足够高的切换频 率调制发射颜色从而确保人眼的恒定颜色印象。在另一实施例中，第一电极的发射极层和第一基极层被结构化从而形成适于分开 操作的第一电极的像素阵列。每个像素可以在在导致OLED光发射的第一电极的电荷载流 子注入模式(Ueb Φ 0)和导致OLED无光发射的第一电极的非注入模式(Ueb = 0)之间快速 切换。第二电极的电荷载流子注入的属性将不会被变更。第二电极将继续一种类型的电荷 载流子注入，但是在第一电极操作于非注入模式(灭灯模式)期间，不存在电子-空穴复 合以及后续光发射所需要的相应类型的电荷载流子。因此，部分的OLED发射光，而部分的 OLED仍不发射光。可以用合适的电源来更改所述部分。本发明还涉及一种显示器装置，其具有第一电极的结构化的第一发射层和结构化 的第一基极层从而形成适于分开操作的第一电极的像素阵列，该显示器装置进一步包含操 作单元，该操作单元适于在电荷载流子注入模式下或者在电荷载流子非注入模式下独立于 其它像素来操作至少一些像素。本领域技术人员知晓合适的操作单元。这种情况下，该OLED 不仅用作显示器的背光，而且通过提供在布置在像素顶部上的有机发光层的发射模式和非发射模式之间可单独地切换的像素，该OLED本身还结合了显示器功能。如果发光层包含布 置成紧靠在一起的红色、绿色和蓝色发光区域，显示器可以是全色显示器。在一优选实施例 中，OLED包含不是结构化的而是堆叠的红色、绿色和蓝色发射层以及结构化第二电极，从而 也能够对于每个像素单独地操作Ucbo这种情况下，通过将复合区域例如从红色发射层平移 到绿色或蓝色发射层，可以获得颜色变动。在另一实施例中，第一电极也按照与像素相似的 方式被结构化，从而更精确地导通/截止有机发光层的光发射。本发明进一步涉及操作根据权利要求1的有机发光装置的方法，其包含下述步 骤应用第一电压Ucb于第二电极和第一基极层之间从而调节电荷载流子通过有机发 光层的输运，以及应用第二电压Ueb于第一发射极层和第一基极层之间从而调节电子或者空穴从第 一电极到有机发光层的注入。第一和第二电压Ura和Ueb被独立地调节。电荷载流子为电子和空穴。对第一和 第二电压的合适的分开调节大幅减小电荷载流子到达相反电极的概率，导致更高效的OLED 操作。到达相反电极的电荷载流子损失用于在有机发光层内产生光。置于第一和第二电极 之间的有机层堆叠可包含仅一个发光层。在其它实施例中，有机层堆叠可包含附加层，例如 空穴/电子输运层、空穴/电子注入层和/或空穴/电子阻挡层以及发射不同颜色的光的 不同有机发光层。此外，该方法实现以下述方式操作OLED，其中大体上设计成用于输运一种 类型的电荷载流子的层至少较少用另一类型电荷载流子来加载，使得这些层具有更好的寿 命表现。上述方法通过避免电荷载流子阻挡层而可以使OLED装置的有机层数目减少。在一实施例中，该方法包含下述步骤选择合适的第一和第二电压以将复合区域 的位置和/或宽度调节为基本上位于有机发光层内。在此实施例中，将与有机发光层内改 善的光产生效率一起，实现OLED寿命的进一步改善。复合能量将在存在发射分子的位置处 被释放。在复合区域内，大多数电子和空穴被约束且因此无法渗透到不期望存在这些电荷 载流子的层。术语“基本上”涉及有机发光层的厚度和复合区域的宽度之间的比例。这里， “基本上”对应于大于0. 8，优选地大于0. 9，更优选大于1. 0的比例。在一优选实施例中，其中有机发光层至少包含适于发射第一颜色的光的第一子层 和发射与第一颜色不同的第二颜色的光的第二子层，合适的第一和第二电压被选择从而使 复合区域基本上位于一个子层内。这里，所发射的光的颜色可以更改。如果复合区域在整 个有机发光层(所有子层)之上伸展，所发射的光为从当前子层发射的所有光的叠加。子 层的数目可以是不同的，例如2层、3层以及更多。对于发射红色、绿色和蓝色光的三层的情 形，所叠加的发射光将是白色光。利用复合区域的偏移位置，有可能偏移白色光的色点(复 合区域的位置和宽度的小变动)。利用复合区域的宽度和位置的大的变动，将有可能仅仅获 得红色、绿色或蓝色光。先前的实例仅仅是一种可能的颜色更改。若干其它不同的更改也 是可调节的。存在根据当前有机层堆叠、所选择的发光材料以及所应用的第一和第二电压 是可调节的叠加光的若干其它发射颜色。在两种不同颜色/亮度之间快速切换实现人眼的 恒定印象。利用这种在两种颜色之间的快速切换，可以实现两种颜色的加色混合，为用户提 供由两种颜色构成的发射光。原则上，发射红色、绿色和蓝色(3个不同发光层)的根据本 发明的OLED可以作为动态光源来操作，其光颜色可调节到由红、绿和蓝三基色定义的颜色空间内的任意点。在另一实施例中，OLED装置包含第二发射极层和布置在第二发射极层和集电极层 之间的第二基极层从而也控制另一类型电荷载流子的电荷载流子注入，操作该OLED装置 的方法进一步包含下述步骤应用第三电压Ueb2于第二发射极层和第二基极层之间从而调节空穴或电子从第二 电极到有机发光层的注入。如果两种电荷载流子(电子和空穴)的注入属性可以经由Ueb和Ueb2来控制，复合 区域的宽度和位置的调节则可以更精确地进行。本发明进一步涉及一种操作显示器装置的方法，其中有机发光装置的第一电极的 第一发射层和第一基极层被结构化从而形成适于分开操作的第一电极的像素阵列，并且显 示器装置进一步包含操作单元，该操作单元适于操作适于在正向偏置模式或者反向偏置模 式下独立于其它像素来操作至少一些像素，该方法包含下述步骤-在正向偏置模式下应用第二电压Ueb应发射光的像素，以及-在反向偏置模式下应用第二电压Ueb到不应发射光的像素，以及经由控制单元控制在正向偏置模式或者反向偏置模式下将第二电压应用到每个 像素。由于到有机层堆叠的注入可以由Ueb操控，该原理可用于导通和截止OLED显示器的 像素。本发明因此也可以用于寻址包含根据本发明的有机发光装置的显示器装置的像素。
图1为由单一操作电压Udrive操作的现有技术0LED，图2为具有包含第一基极层和第一发射极层的第一电极的根据本发明的0LED，图3为除了包含第一基极层和第一发射极层的第一电极，还具有包含第二基极层 和第二发射极层的第二电极的根据本发明的0LED，以及图4为具有根据本发明的OLED的显示器装置。
具体实施例方式图1示出根据现有技术的有机发光装置的侧视图。有机发光层3(或层堆叠)布 置在第一电极1和第二电极2之间。在一些情形下，有机层堆叠包含仅一个层，即有机发光 层3。在其它实施例中，有机层堆叠可包含附加层，例如空穴/电子输运层、空穴/电子注入 层和/或空穴/电子阻挡层以及发射不同颜色的光的不同有机发光层。操作电压
用到电极1和2 二者之间。假定电极1为阴极以及电极2为阳极，电子从阴极1注入而空 穴从阳极2注入。复合区域的位置(来自阴极的电子和来自阳极的空穴将进行复合的区域 范围)依赖于结构、设计和材料属性以及所应用的υΜνε。由于空穴比电子更高的迁移率， 因此在低UDrive时复合区域将靠近阴极1，并且随着Uteire增大复合区域将朝向阳极2移动。 同时，电荷载流子的注入以及有机发光层3 (或层堆叠)内的输运属性也将改变，因为OLED 内的电场与Uteive近似成比例。复合区域的宽度和位置以及电荷载流子注入对Uteire的复杂 依存性妨碍了这样的调节，在该调节中比如电荷载流子渗透到相反电极和/或无效的光产 生的负面效果可以避免而无需对有机层堆叠3的广泛层设计。图2示出根据本发明的类似晶体管操作的OLED的示意性侧视图。这里，有机发光
7层3 (或者对于多于一个有机层的情形，有机层堆叠)用作集电极层3，第二电极2布置在集 电极层3的顶部上。第一电极1包含两个不同的层，即第一基极层IB和第一发射极层1E， 其中第一基极层IB布置在第一发射极层IE和有机发光层3 (或者对于多于一个有机层的 情形，有机层堆叠)之间。与现有技术成对比，根据本发明的OLED可以以两个电压Ucb和 Ueb是独立可调节的方式操作。Ucb表示应用在第二电极3和第一基极层1B(经由第一电极 1)之间的电压，Ueb表示应用在第一发射极层IE和第一基极层IB之间的电压。整个层堆 叠可以制备在这里未示出的例如玻璃或塑料衬底的刚性或柔性的衬底上。在可替换实施例 中，厚电极1或2也可用作衬底。至少一个电极1或2必须是透明的以用作OLED的发射表 面。如果电极2为发射表面，电极材料可以是氧化铟锡(ITO)或者其它透明且电学传导材 料。如果电极2的材料是例如Al或Ti的不透明导电材料，另一电极1必须是透明的。发 射极-基极双层1B、1E可包含η掺杂和ρ掺杂的半导体材料。对于透明层的情形，导电材 料应是宽带隙材料。为了在整个可见光谱内是全透明的，带隙应大于3eV。取决于OLED的 应用和期望发射颜色，带隙也可以更小(仅对于波长更长的可见光例如红色和/或绿色光 是透明的)。合适的宽带隙材料为 GaN、InGaN, AlGaN, InAIN、GalnAIN、GaAs、AlGaAs、GaP、 InP或者例如In2O3、SnO2、ZnO或CuAlO2的氧化物材料。ρ和η掺杂剂应是能够提供电子(η 掺杂)或空穴(P掺杂)到半导体材料的导带或价带的原子。本领域技术人员知晓合适的 掺杂剂。对于不透明电极1的情形，可以使用例如η或ρ掺杂硅的任何半导体材料。电极 1和2的典型厚度，特别是对于基极和发射极层，分别大约为IOOnm和1 μ m，其中基极层厚 度优选地由少数载流子扩散长度和德拜长度确定。有机层堆叠3可仅包含一个有机发光层3，该有机发光层3包含聚合物发光结构或 者嵌有小发光分子(例如发蓝光的Flrpic、发绿光的Ir(ppy)3或者发红光的Ir(2t-ppy)) 的例如MTDATA (4，4，4-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺)的基体材料。在其它实 施例中，有机层堆叠3可包含附加层，例如空穴输运层(例如α-NPD)和/或电子输运层 (例如Alq3或TPBI)、布置在输运层和电极之间的空穴注入层(例如NHT1:NDP2)和/或电 子注入层(例如NET5:NDm)、布置在有机光发射层和电极之间以防止电荷载流子到达相反 电极的空穴阻挡层(掺红荧烯的α-NPD)。有机层的典型层厚度在IOnm和500nm之间改 变。第一实施例包含设计成以有机发光层3作为集电极(C)与npn晶体管类似的 OLED0当应用正基极-集电极电压Ucb时，正电势存在于顶部电极(连接到C的电极2)以 将空穴注入层3。用于电子注入的另一接触是由ρ掺杂半导体材料的第一基极层(IB)和重 η掺杂半导体材料的第一发射极层(IE)构成。理想地，当Ueb = 0时电子也不被注入到这 里(尽管Ucb > 0)。当我们现在在发射极_基极二极管应用正向偏置(Ueb < 0)时，电子将 从第一发射极层IE通过第一基极层IB扩散到集电极层3 (C)内。通过第一基极层IB的电 流典型地比通过集电极层3的电流小两个数量级，该集电极层3在这里为有机发光层3 (或 者层堆叠)。第一基极层IB因此将(独立于Ucb)充满电子，所述电子随后可用于注入到集 电极层3。第二实施例包含与npn晶体管类似设计的0LED，其中与第一实施例相反的发射 极_基极电压Ueb > 0被应用。OLED装置沉积到薄p-Si层(第一基极层1B)上，该薄p_Si 层位于n-Si第一发射极层IE的顶部上。由于是ρ-导体，尽管U。B为正，第一基极层IB在Ueb > 0下仅允许不良的电子注入有机层3。有机堆叠3内的电场可以由U。B控制，而不像常 规OLED那样用Ucb确定OLED装置中的电子电流。该OLED结构中的第二电极2可以是例如 氧化铟锡的透明导电阳极。在η掺杂第一发射极层IE和ρ掺杂第一基极层IB中，存在由 少数载流子(η掺杂发射极中的ρ*以及ρ掺杂基极中的η*)构成的‘扩散尾’。如果E-B 结在正向方向上被充分地偏置，η*可以增大直至其‘扩散尾’到达C-B结。这些电子η*随 后被注入反向偏置的C-B结，且因而被注入有机发光层3 (或者层堆叠)。重要的是应注意，ρ掺杂基极材料的导带应该高于或者等于有机发光层3(或者层 堆叠)中的相应输运能带，该输运能带在此实例中为LUM0(最低未占据分子轨道)。在一优 选实施例中，第一基极层IB的厚度小于扩散长度且大于电子在ρ掺杂硅中的德拜长度。上面描述的注入方法当然可以容易地扩展到将空穴注入0LED。这种情况下，我们 将在η掺杂第一基极层IB的顶部上生长OLED层堆叠，η掺杂第一基极层IB位于ρ掺杂第 一发射极层IE的顶部上。有机发光层3 (或者层堆叠)将同样用作集电极层C。当双极Si 二极管(η-ρ-或ρ-η)用于用作可控制注入接触时，生长在顶部上的 OLED应优选地是顶部发射0LED，其中或者透明阳极2或者透明阴极2位于最上面的有机层 3的顶部上。此外，我们可以将本发明扩展到提供用作OLED的可控制注入接触的η-ρ或ρ_η结 构的III-V半导体、II-VI半导体、异质双极晶体管以及有机晶体管。在另一实施例中，有机发光装置包含两个注入可控制电极(均为先前的类型)，如 图3所示，有可能提供对两种载流子类型的注入的分开控制以及对有机层(堆叠)3两端电 压的分开控制。这里，除了具有第一发射极IE和第一基极层IB的第一电极1之外，第二电 极2包含第二发射极层2Ε以及布置在第二发射极层2Ε和有机发光层3 (或者有机层堆叠 3)之间的第二基极层2Β。第三电压Ueb2可以应用在第二发射极层2Ε和第二基极层2Β之 间从而控制也是从第二电极2到有机层3 (或者层堆叠3)的电荷载流子注入属性。电荷载 流子注入将按照与前文针对第一电极1和Ueb所述的过程相似地被控制。如果宽带隙半导 体材料被应用于第二发射极层2Ε和第二基极层2Β，第二电极2可以是透明的。对于不透明 第二电极2的情形，任何半导体材料可以被应用或者附加反射性层(例如Al)布置在第二 发射极层2Ε的顶部上。由于可以由Ueb操控到有机发光层(或层堆叠)的注入，我们也可以利用这种原理 来导通和截止OLED显示器的像素。如图4所示，本发明因此也可以用于寻址OLED显示器 的像素4。第一电极1、1Β、1Ε可以被结构化成第一基极层-第一发射极层像素4的单独阵 列，其中每个像素4单独地接触到操作单元5，从而根据包含将显示在显示器装置上的视频 信息的操作信号来寻址像素相关的电压UEB。本领域技术人员知晓实现单独寻址的这种操 作单元5以及合适像素图案(尺寸、布置)。为了更精确地控制布置在像素4顶部上的发光 层3的光发射属性，第二电极2可以被结构化成至少如同像素4的相似图案，如图4中用参 考数字6所指示。可替换地，如图4中在电极2的右侧上所示，第二电极不被结构化。用于 每个像素的单独电势可以是集电极电势、基极电势或者发射极电势、或者它们中的两种或 全部。在另一实施例中，OLED显示器装置可以附加地包含具有第二发射极层和第二基极 层的第二电极，该第二电极优选地结构化成包含第二发射极和基极层的像素。
上述详细实施例中的元件和特征的具体组合仅仅是示范性的；明显地还想像这些 教导与此中其它教导的互换和替换。如本领域技术人员应意识到，本领域普通技术人员可 以想到对此处描述内容的变动、更改和其它实施方式，而不背离所要求保护的本发明的精 神和范围。因此，前述说明书是通过实例的方式且不是旨在限制。本发明的范围在下述权 利要求及其等同物中限定。此外，说明书和权利要求中使用的参考符号不限制所要求保护 的本发明的范围。
权利要求
适于与双极晶体管类似地操作的有机发光装置，该有机发光装置包含布置在第一电极(1)和第二电极(2)之间作为集电极层的至少一个有机发光层(3)，其中该第一电极(1)包含第一发射极层(1E)和布置在该第一发射极层(1E)和该集电极层(3)之间的第一基极层(1B)。
2.根据权利要求1的有机发光装置，其特征在于该第一电极(1、1B、1E)对于可见光是 透明的。
3.根据权利要求2的有机发光装置，其特征在于该第一电极(1、1E、1B)的材料包含处 于一种或多种掺杂状态的下述群组中的至少一种材料GaN、InGaN、AlGaN、InAlN、GaInAlN、 GaAs、AlGaAs、GaP, InP 或者比如 In203、SnO2, ZnO 或 CuAlO2 的氧化物材料。
4.根据前述权利要求任意一项的有机发光装置，其特征在于该第二电极(2)包含第二 发射极层(2E)和布置在该第二发射极层(2E)和该集电极层(3)之间的第二基极层(2B)。
5.根据权利要求1至4任意一项的有机发光装置，其特征在于该有机发光层(3)至少 包含适于发射第一颜色的光的第一子层和发射与该第一颜色不同的第二颜色的光的第二 子层。
6.根据权利要求1至5任意一项的有机发光装置，其特征在于，该第一电极(1)的该 第一发射极层(IE)和该第一基极层(IB)被结构化从而形成适于分开操作的第一电极(1) 的像素⑷阵列。
7.根据权利要求6的显示器装置，进一步包含操作单元(5)，该操作单元(5)适于在正 向偏置模式或者反向偏置模式下独立于其它像素(4)来操作至少一些所述像素(4)。
8.操作根据权利要求1的有机发光装置的方法，包含下述步骤应用第一电压Ucb于该第二电极(2)和该第一基极层(IB)之间从而调节电荷载流子通 过该有机发光层的输运，以及应用第二电压Ueb于该第一发射极层(IE)和该第一基极层(IB)之间从而调节电子或 者空穴从该第一电极到该有机发光层的注入。
9.根据权利要求8的方法，进一步包含下述步骤选择合适的第一和第二电压U。jPUEB 以将复合区域的位置和/或宽度调节为基本上位于该有机发光层(3)内。
10.根据权利要求8或9的操作根据权利要求4的有机发光装置的方法，进一步包含下 述步骤应用第三电压Ueb2于该第二发射极层(2E)和该第二基极层(2B)之间从而调节空穴或 电子从该第二电极到该有机发光层的注入。
11.根据权利要求8至10任意一项的方法，其特征在于该有机发光层(3)至少包含适 于发射第一颜色的光的第一子层和发射与该第一颜色不同的第二颜色的光的第二子层，以 及合适的第一和第二电压Ucb和Ueb被选择从而使复合区域基本上位于一个子层内。
12.操作根据权利要求7的显示器装置的方法，包含下述步骤在该正向偏置模式下应用该第二电压Ueb到应发射光的像素(4)，以及在该反向偏置模式下应用该第二电压Ueb到不应发射光的像素(4)，以及经由控制单元(5)控制在正向偏置模式或者反向偏置模式下将该第二电压Ueb应用到 每个像素⑷。
全文摘要
本发明涉及有机发光装置(OLED)以及包含这种OLED的显示器，该OLED适于与晶体管类似地操作；并且涉及操作这种OLED和显示器的方法，其中有机发光装置包含布置在第一电极(1)和第二电极(2)之间作为集电极层的至少一个有机发光层(3)，其中至少但不限于第一电极(1)包含第一发射极层(1E)和布置在第一发射极层(2E)和集电极层(3)之间的第一基极层(1B)。对于显示器装置的情形，第一发射层(1E)和第一基极层(1B)被结构化从而形成适于由操作单元(5)适于在正向偏置模式或者反向偏置模式下分开操作的第一电极(1)的像素(4)阵列，从而导通/截止每个像素之上EL层的光发射。
文档编号H01L51/52GK101897052SQ200880120871
公开日2010年11月24日 申请日期2008年12月10日 优先权日2007年12月14日
发明者C·齐默曼, F·O·杰森, H·卡利希, H-P·洛布尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司