專利名稱：有機(jī)發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)發(fā)光元件，特別是有機(jī)發(fā)光二極管，具有發(fā) 光元件和發(fā)光元件包括的發(fā)光面。
背景技術(shù)：
以有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)方式發(fā)射彩色光，特別是白光的有機(jī) 發(fā)光元件過去幾年備受關(guān)注。人們普遍認(rèn)為，有機(jī)發(fā)光元件工藝在照 明技術(shù)領(lǐng)域的可應(yīng)用性方面具有巨大潛力。在此期間有機(jī)發(fā)光二極管 將達(dá)到傳統(tǒng)白熾燈泡范圍的功率效率(參見Forrest et al，. Adv. Mat. 7 (2004) 624)。有機(jī)發(fā)光二極管通常采用設(shè)置在一個(gè)襯底上的層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。在該 層結(jié)構(gòu)中，電極與相對(duì)電極之間設(shè)置有機(jī)層排列，從而有機(jī)層排列可 以通過電極和相對(duì)電極施加電壓。有機(jī)層排列由有機(jī)材料制造并包括 一個(gè)發(fā)光區(qū)。在發(fā)光區(qū)內(nèi)，載流子，即電子和空穴重新組合，它們?cè)?向電極和相對(duì)電極施加電壓時(shí)注入有機(jī)層排列內(nèi)并在那里遷移到發(fā)光 區(qū)。通過摻雜電層與有機(jī)層排列一體化，可以明顯提高光產(chǎn)生方面的 效率。有機(jī)發(fā)光元件可以在極其不同的應(yīng)用領(lǐng)域使用，產(chǎn)生任意色彩的 光，屬于此類的特別是顯示裝置、照明裝置和信號(hào)裝置。在一種實(shí)施方式中，有機(jī)發(fā)光元件發(fā)出白光構(gòu)成。這類元件對(duì)例 如白熾燈、鹵化燈、低壓日光燈或者這類目前市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位的照 明器具具有決定性的替代潛力。盡管如此，有機(jī)發(fā)光元件工藝的成功商品化還需要解決重要的技術(shù)問題。特別的挑戰(zhàn)是，借助OLED元件產(chǎn)生普通照明應(yīng)用所需的大 光量。由OLED元件發(fā)出的光量取決于兩個(gè)因素。該元件在元件發(fā)光 面區(qū)域內(nèi)的亮度和發(fā)光面的尺寸。 一個(gè)有機(jī)發(fā)光元件的亮度不能任意 提高。此外，有機(jī)元件的使用壽命也明顯受亮度的影響。例如，如果 一個(gè)OLED元件的亮度翻番，那么其使用壽命降低2-4個(gè)系數(shù)。在這 種情況下，作為使用壽命確定直至OLED元件以恒定電流工作降至其 起始亮度一半所度過的時(shí)間。用于照明的OLED元件的發(fā)光面必須與所要求的發(fā)光量相應(yīng)進(jìn)行 選擇。爭(zhēng)取達(dá)到這種發(fā)光面處于從幾平方厘米直至超過一平方米的范 圍內(nèi)。OLED元件作為電氣元件典型地在約2V -約20V范圍內(nèi)的低電 壓下工作。通過OLED元件流動(dòng)的電流由發(fā)光面決定。在OELD元件 約100cn^這種相當(dāng)小的發(fā)光面情況下，假設(shè)電流效率50cd/A和使用 亮度5000 cd/m2時(shí)，就需要1 A的電流。然而供給這種電流的有機(jī)發(fā)光元件是一個(gè)相當(dāng)大的技術(shù)問題，而 且在商品化的照明應(yīng)用中不能毫無問題地按照物美價(jià)廉的方式解決。 公知供電的電損耗功率與引線的電阻并與流動(dòng)電流的平方成正比。因 此為將損耗功率在大電流下也保持在低程度上，必須使用電阻非常低， 也就是大截面的電引線。但恰恰是這一點(diǎn)在其突出特性其中在于平面 結(jié)構(gòu)的元件上是需要避免的。只要需要更大的元件面積，就必須繼續(xù) 提高供電電流，由此這些問題在供電方面進(jìn)一步尖銳化。出于這一原因，有人提出將多個(gè)OLED元件在一個(gè)有機(jī)發(fā)光元件 上串聯(lián)(參見GB 2 392 023 A)。在這種情況下，有機(jī)發(fā)光元件的總面 積劃分為單個(gè)OLED元件，它們?cè)谝粋€(gè)或者多個(gè)串聯(lián)電路上相互電連 接。按照這種方式，發(fā)光元件的工作電壓大致提高一個(gè)系數(shù)，..其與串聯(lián)OLED發(fā)光元件的數(shù)量相應(yīng)，其中，流動(dòng)電流減少相同的系數(shù)。通 過在提高工作電壓的同時(shí)降低工作電流，這樣在相同功率下可以明顯 簡(jiǎn)化發(fā)光元件的控制，因?yàn)榭傮w上顯然更容易取代高電流把高電壓引 向電氣元件。從利用OLED發(fā)光元件的串聯(lián)電路中產(chǎn)生的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn) 在于，在OLED發(fā)光元件之一的兩個(gè)電極，即陰極和陽極之間短路的 情況下，雖然有機(jī)發(fā)光元件的一部分發(fā)光面失效，但整體上發(fā)光元件 仍繼續(xù)發(fā)光，而且整體上發(fā)射的光量甚至由于現(xiàn)在對(duì)仍未失效的OLED 發(fā)光元件提高了的工作電壓在一定程度上保持不變。因此采用OLED 發(fā)光元件串聯(lián)電路的這種發(fā)光元件在OLED發(fā)光元件之一短路后仍可 以繼續(xù)使用。與此相反，僅具有單獨(dú)一個(gè)OLED發(fā)光元件的有機(jī)發(fā)光 元件在陽極與陰極之間短路時(shí)則不能使用。然而，對(duì)于制造采用OLED發(fā)光元件串聯(lián)電路的OLED發(fā)光元件 來說，需要一種錯(cuò)綜復(fù)雜的制造方法。 一方面需要將在承載襯底上構(gòu) 成的電極結(jié)構(gòu)化，以確定分配給單個(gè)串聯(lián)的OLED發(fā)光元件的電極， 此外還需要將單個(gè)OLED發(fā)光元件的有機(jī)層排列和此后構(gòu)成的覆蓋電 極結(jié)構(gòu)化。對(duì)此可以考慮各種各樣公開的方法。在使用可以通過真空蒸鍍涂覆的有機(jī)材料OELD情況下，適用于 結(jié)構(gòu)化的方法借助掩膜蒸鍍。其他方法例如有借助LITI ("激光誘導(dǎo) 熱成像Laser Induced Thermal Imaging")涂覆，其中由加載有機(jī)材料的承載膜將至少一部分有機(jī)材料通過承載膜借助激光逐點(diǎn)精確加熱轉(zhuǎn) 移到襯底上。但LITI方法只能用于OLED發(fā)光元件有機(jī)層排列的結(jié)構(gòu) 化。在它那方面通常由銀、鋁或者鎂等金屬或者銦錫氧化物(ITO)等 可導(dǎo)電透明氧化物組成的覆蓋電極的結(jié)構(gòu)化，則必須使用其他結(jié)構(gòu)化 方法。結(jié)構(gòu)化方法在制造有機(jī)發(fā)光元件的框架內(nèi)造成相當(dāng)大的開支，由 此產(chǎn)生高成本。對(duì)于使用掩膜的情況來說，此外的問題是有限的分辨 率，也就是說，單個(gè)串聯(lián)的OELD發(fā)光元件之間的距離受到掩膜連接片尺寸的限制。在這種情況下需要注意的是，在取決于掩膜連接片之 間空白的尺寸情況下，需要掩膜連接片的一定寬度，以保證掩膜的機(jī) 械穩(wěn)定性。因此為簡(jiǎn)化借助掩膜的結(jié)構(gòu)化，合理地放棄借助掩膜結(jié)構(gòu)化區(qū)域的微觀分辨率。這一點(diǎn)可以由此進(jìn)行，即串聯(lián)的OLED發(fā)光元件相當(dāng) 大地構(gòu)成，例如約lci^的尺寸。由此可以使用低精密度的掩膜，其可 以借助簡(jiǎn)單方法定向，例如借助在使用定位銷的情況下定向。這種方 法在大批量生產(chǎn)時(shí)，顯然比例如在借助顯微鏡下的定位標(biāo)記定向基礎(chǔ) 上的微調(diào)方法更加有利。此外，使用掩膜在可達(dá)到的處理時(shí)間方面是一個(gè)限制因素，因?yàn)?掩膜的微調(diào)是總過程持續(xù)時(shí)間的一個(gè)不可忽視的部分。借助使用降低 精度的方法可以減少與定位相關(guān)的過程時(shí)間。對(duì)于制造有機(jī)發(fā)光元件的特定方法來說，例如連續(xù)滾壓法，在公 知的利用掩膜方面存在其它問題。 一方面在這種方法中，掩膜與上面 堆疊電極和有機(jī)層排列層的襯底必須同時(shí)輸送，而不改變掩膜相對(duì)于 襯底的位置。另一方面在這種方法中，掩膜必須向襯底定向，其中， 在連續(xù)滾壓法中需要時(shí)必須停住襯底。因此值得追求的是，提供一種 無需使用高分辨率掩膜的過程。利用降低精度的掩膜實(shí)際上并未產(chǎn)生優(yōu)化，因?yàn)樗鼛в邢喈?dāng)大的 缺點(diǎn)。在這種情況下只能構(gòu)成較大的OELD分面。只要這些分面之一 由于短路而失效，元件的大部分發(fā)光面就會(huì)無效，也就是它們?cè)诎l(fā)光 元件工作時(shí)仍舊黑暗。但由此總元件在其功能上受到顯著影響。雖然 在短路的OLED發(fā)光元件的串聯(lián)電路上電壓少量下降，由此提高其他 OLED發(fā)光元件的電壓，因此然后整體上發(fā)射的光僅有少量變化，但有 機(jī)發(fā)光元件給人的視覺印象卻明顯變差。這一點(diǎn)對(duì)應(yīng)用目的來說不可 接受。發(fā)光元件讓觀察者感覺已經(jīng)損壞。此外，OLED發(fā)光元件上的短路導(dǎo)致正常通過總面積分布流動(dòng)的總電流幾乎僅通過短路部位導(dǎo)過。 由此造成局部強(qiáng)過熱，從而產(chǎn)生歐姆損耗和存在的危險(xiǎn)是，短路部位 上的電阻明顯提高并因此例如由于有機(jī)或者無機(jī)層脫層而將短路部位 絕緣。面臨的危險(xiǎn)是，用于保護(hù)發(fā)光元件涂覆的封裝不能承受這種局部的熱應(yīng)力，特別是在目前對(duì)未來的OLED照明元件考慮使用薄層封裝 的情況下。OLED元件的面積越大，這種不利效應(yīng)也就越大。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種開頭所述類型得到改進(jìn)的有機(jī)發(fā)光 元件，其中避免現(xiàn)有技術(shù)的上述問題。該目的依據(jù)本發(fā)明通過一種按非從屬權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光 元件得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明具有優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步構(gòu)成為從屬權(quán)利要求的主題。本發(fā)明的設(shè)想包括提供一種有機(jī)發(fā)光元件，特別是有機(jī)發(fā)光二極 管，具有發(fā)光元件和由發(fā)光元件包括的發(fā)光面，其借助電極、相對(duì)電極和有機(jī)層排列構(gòu)成，有機(jī)層排列設(shè)置在電極與相對(duì)電極之間并與電 極和相對(duì)電極電接觸。有機(jī)層排列的處于發(fā)光面區(qū)域內(nèi)且在向電極與 相對(duì)電極施加電壓時(shí)發(fā)光的片段具有統(tǒng)一的有機(jī)材料結(jié)構(gòu)并在電極的 多個(gè)并聯(lián)分電極上構(gòu)成，其中相鄰分電極之間的側(cè)向距離小于相鄰分 電極的寬度。并聯(lián)分電極上的片段內(nèi)有機(jī)層排列的統(tǒng)一有機(jī)材料結(jié)構(gòu) 在這種聯(lián)系上意味著，由于相同類型的材料成分發(fā)出相同顏色的光。 光可以具有可見光譜的任意顏色。這些片段可以單獨(dú)各自包括發(fā)出不同顏色光的發(fā)射極材料，然后為每片段單獨(dú)將其混合成一種混合光， 特別是白光。電極多個(gè)并聯(lián)分電極具有的結(jié)構(gòu)上構(gòu)成的優(yōu)點(diǎn)是，例如在分電極 之一的區(qū)域內(nèi)局部出現(xiàn)短路的情況下，整個(gè)有機(jī)發(fā)光元件的功率效率仍舊很高。發(fā)光元件工作時(shí)的光學(xué)形象在這種局部短路的情況下，對(duì) 觀察者來說也盡可能保持完好無損。并聯(lián)電路防止發(fā)光元件總失效。 相鄰分電極之間的側(cè)向距離與相鄰分電極的寬度具有的比例在短路情 況下也確保觀察者所要求的發(fā)光面形象。
電極具有的多個(gè)并聯(lián)分電極的結(jié)構(gòu)化在過程技術(shù)上可以無明顯增 加開支地進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在電極在襯底面上構(gòu)成的情況下，這一點(diǎn)可以借 助光刻技術(shù)，但也可以借助印刷法進(jìn)行。但此外也可以使用定位精確 度較低的這種公知簡(jiǎn)單的掩膜技術(shù)。特別是在與后一種技術(shù)的結(jié)合下， 在一種實(shí)施方式中優(yōu)選由有機(jī)層排列占用的區(qū)域與由具有多個(gè)分電極 的電極占用的區(qū)域基本上同樣大小。低定位精確度的掩膜可以簡(jiǎn)單、 迅速和低成本地在生產(chǎn)過程中應(yīng)用。依據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選的進(jìn)一步構(gòu)成，相鄰分電極之間的側(cè)向距離 小于相鄰分電極寬度的一半。在本發(fā)明一種依據(jù)目的的構(gòu)成中，相鄰 分電極之間的側(cè)向距離小于相鄰分電極寬度的三分之一。對(duì)觀察者來 說，相鄰分電極之間的距離與分電極的寬度相比越小， 一個(gè)或者多個(gè) 分電極在短路時(shí)的失效對(duì)觀察者的光學(xué)形象就越不明顯。依據(jù)目的， 相鄰分電極之間的距離與相鄰分電極的寬度之比因此也可以這樣選 擇，使肉眼在光學(xué)形象上分辨不出兩個(gè)與此相鄰且工作時(shí)仍發(fā)光的分 電極之間的一個(gè)分電極的失效。
依據(jù)本發(fā)明一種具有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施方式，多個(gè)分電極作為帶狀電極 構(gòu)成。帶狀電極在這種聯(lián)系上意味著，分電極沿其延伸具有基本上相 同的材料寬度，正如對(duì)于帶子來說常見的那樣。帶子例如可以沿一條 單重或者多重彎曲的線或者鋸齒形的線分布。依據(jù)目的，相鄰分電極 的彎曲處或者鋸齒形棱邊嵌入對(duì)面的凹處內(nèi)，由此改善發(fā)光面盡可能 統(tǒng)一的發(fā)光圖像。
依據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步構(gòu)成，優(yōu)選帶狀電極直線分布構(gòu)成。由此提供一種過程技術(shù)上可以盡可能少的開支制造的構(gòu)成。在本發(fā)明一種具有優(yōu)點(diǎn)的構(gòu)成中，有機(jī)層排列在發(fā)光面的區(qū)域內(nèi) 基本上貫通構(gòu)成。如果有機(jī)層排列在發(fā)光面的區(qū)域內(nèi)基本上貫通構(gòu)成， 那么這樣簡(jiǎn)化制造，因?yàn)橛袡C(jī)層排列基本上可以在一個(gè)共同的制造步 驟中涂覆。但然后僅設(shè)置在分電極區(qū)域內(nèi)的有機(jī)層排列的分區(qū)域發(fā)光。 中間區(qū)域工作時(shí)仍舊黑暗。分電極區(qū)域內(nèi)構(gòu)成也稱為有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)并共同有助于發(fā)光面的有機(jī)發(fā)光元件。因此，中間區(qū)域在制造發(fā)光元件時(shí)其中受到損壞的情況下，這一點(diǎn)正如電極作為覆蓋電極 構(gòu)成并在將覆蓋電極涂覆在有機(jī)層排列上后，在這種情況下借助激光 光刻技術(shù)在分電極上進(jìn)行結(jié)構(gòu)化時(shí)出現(xiàn)的那樣，該元件也不會(huì)受到損 壞。依據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步構(gòu)成，電極的多個(gè)分電極的數(shù)量至少為IO個(gè)， 優(yōu)選至少為30個(gè)和進(jìn)一步優(yōu)選至少為100個(gè)。IO個(gè)分電極的數(shù)量構(gòu)成 一個(gè)最低值，從該最低值起可以避免發(fā)光元件在短路情況下完全失效。 對(duì)于約30個(gè)分電極的數(shù)量來說就已經(jīng)可以由此在短路情況下通過使用 適當(dāng)?shù)穆淠せ蛘咂渌浼褂^察者在適當(dāng)?shù)淖畹途嚯x上憑肉眼 看不出分電極的缺陷。只要分電極的數(shù)量達(dá)到約100個(gè)，即使在不使 用漫射膜的情況下，觀察者憑肉眼在一定的最低距離也看不出可能的 短路。分電極數(shù)量的這種數(shù)據(jù)應(yīng)視為近似值，因?yàn)閷?duì)短路效應(yīng)更確切 的陳述除了發(fā)光元件的技術(shù)細(xì)節(jié)，如電極材料的層電阻、相對(duì)電極的 電阻、工作電壓和電流以及分電極的數(shù)量和尺寸外，還需要了解工作 亮度。在本發(fā)明一種優(yōu)選構(gòu)成中，發(fā)光元件的最大工作電壓低于10 V， 優(yōu)選低于6 V和進(jìn)一步優(yōu)選低于4 V。 10 V是iii型普通有機(jī)發(fā)光元件 大概的工作電壓。6 V相當(dāng)于iii型較復(fù)雜有機(jī)發(fā)光元件大概的工作電 壓，正如在現(xiàn)有技術(shù)中公知的這種元件那樣。4V是pin型有機(jī)發(fā)光元 件大概的工作電壓，正如在現(xiàn)有技術(shù)中公知的這種元件那樣。此外，10 V、 6 V和4 V也可以視為單重、雙重堆疊和三重堆疊的pin-OELD 大概的工作電壓。依據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選的進(jìn)一步構(gòu)成，發(fā)光面區(qū)域內(nèi)的最大工作亮 度至少為500 cd/m2，優(yōu)選至少為1000 cd/n^和進(jìn)一步優(yōu)選至少為5000 cd/m2。數(shù)值500 cd/n^是一種亮度極限值，從該極限值起本發(fā)明在照明 技術(shù)上的應(yīng)用認(rèn)為特別符合目的。只要照明部件具有1平方米的發(fā)光 總面積，500 cd/r^亮度時(shí)的光功率就相當(dāng)于一個(gè)100 W白熾燈泡光功 率的一半。1000 cd/i^的亮度大致相當(dāng)于照明部件尚不使觀察者感到目 眩的閾值，只要其例如在一種照明情景下作為天花板光源使用。5000 cd/r^相當(dāng)于被認(rèn)為是對(duì)于發(fā)光元件每個(gè)發(fā)光面積的光功率與發(fā)光元件 的使用壽命之間最大化的有利數(shù)值的亮度。對(duì)于產(chǎn)品的商品優(yōu)化，合 理的是追求這個(gè)范圍內(nèi)的亮度，以便在一方面元件的設(shè)備投資成本和 制造成本與另一方面生產(chǎn)能力和使用壽命之間產(chǎn)生平衡。依據(jù)本發(fā)明一種具有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施方式，多個(gè)分電極各自釆用一種 層電阻和寬度構(gòu)成，其中層電阻與寬度的乘積得出的數(shù)值處于10 -1000mn^Ohm/平方之間，優(yōu)選處于100 - 1000 mn^Ohm/平方之間。依據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步構(gòu)成，優(yōu)選與發(fā)光面平面疊加構(gòu)成一個(gè)漫射 光的元件。按照這種方式， 一個(gè)或者多個(gè)分電極并因此與其連接的有 機(jī)區(qū)域特別是由于短路造成的失效，在發(fā)光元件工作時(shí)的光學(xué)形象上 對(duì)觀察者更加有效地得到抑制。在本發(fā)明一種具有優(yōu)點(diǎn)的構(gòu)成中，漫射光的元件包括一個(gè)漫射光 的襯底，上面堆疊電極、相對(duì)電極和有機(jī)層排列。依據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步構(gòu)成，漫射光的元件可以包括漫射膜。依據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選的進(jìn)一步構(gòu)成，發(fā)光元件依據(jù)從下列結(jié)構(gòu)組中選取的至少一種結(jié)構(gòu)構(gòu)成透明發(fā)光元件、頂層發(fā)射發(fā)光元件、底 層發(fā)射和兩側(cè)發(fā)射發(fā)光元件。在本發(fā)明一種依據(jù)目的的構(gòu)成中，發(fā)光面具有多個(gè)平方厘米的面 積尺寸。依據(jù)本發(fā)明一種具有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施方式，有機(jī)層排列具有一個(gè)或者 多個(gè)摻雜的載流子遷移層。使用摻雜的有機(jī)層明顯有助于改善有機(jī)發(fā)光元件的功率效率(參見例如DE 100 58 578 C1)?？梢允褂胮或者n 摻雜或者它們的組合。利用摻雜材料改善電摻雜區(qū)域內(nèi)的導(dǎo)電能力。依據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步構(gòu)成，優(yōu)選發(fā)光元件與結(jié)構(gòu)相同的至少一個(gè) 其他發(fā)光元件串聯(lián)。由此單個(gè)發(fā)光元件上多個(gè)分電極的并聯(lián)電路與一 個(gè)有機(jī)發(fā)光元件上多個(gè)發(fā)光元件的串聯(lián)電路相互組合。在本發(fā)明一種具有優(yōu)點(diǎn)的構(gòu)成中，發(fā)光元件與結(jié)構(gòu)相同的至少10 個(gè)其他發(fā)光元件串聯(lián)，優(yōu)選與至少27個(gè)其他發(fā)光元件和進(jìn)一步優(yōu)選與 至少55個(gè)其他發(fā)光元件串聯(lián)。在IO個(gè)發(fā)光元件的串聯(lián)電路中，每個(gè) 發(fā)光元件4V的工作電壓得出40V的總工作電壓，由此發(fā)光元件可以 借助一個(gè)與保護(hù)低壓范圍相應(yīng)的電源工作。這個(gè)范圍常見的電壓極限 為42 V的交流電壓。在工作電壓4 V的約27個(gè)元件組合時(shí)，得出發(fā)光 元件的總電壓約為110 V，這是經(jīng)常可供使用的電源電壓。在工作電壓 4V的約55個(gè)元件組合時(shí)，發(fā)光元件的總電壓約為220V,這同樣是經(jīng) 常可供使用的電源電壓。借助發(fā)光元件的工作電壓與可供使用的電源 電壓的匹配，元件的控制可以這樣得到簡(jiǎn)化，使電源與元件之間僅需 連接一個(gè)整流器?？梢耘渲枚鄠€(gè)發(fā)出不同顏色光的發(fā)光元件。此外，可以將兩個(gè)串聯(lián)電路在一個(gè)發(fā)光元件上這樣組合，使其利 用可供使用的交流電壓，也就是說，在兩個(gè)加載相位的情況下串聯(lián)電 路之一發(fā)光。對(duì)于這種設(shè)置來說，提高供電交流電壓的頻率，以便向觀察者顯示一種無閃爍的連續(xù)發(fā)光。具有多個(gè)并聯(lián)分電極的電極可以由不同的材料制造。屬于此類的 特別是變異的半導(dǎo)體氧化物材料或者金屬。在一種構(gòu)成中，電極由銦錫氧化物(ITO)構(gòu)成。因?yàn)镮TO的處理可以借助光刻技術(shù)進(jìn)行，其中，用于構(gòu)成分電極的微觀結(jié)構(gòu)化可以毫無問題和無附加成本，所以電極劃分成分電極不需要附加開支。ITO分電極之間的距離可以保持非常 小，例如10/im。對(duì)肉眼整體上形成發(fā)光面的均勻圖像。如果在這種設(shè) 置中發(fā)光面之間出現(xiàn)短路，那么分電極內(nèi)ITO的結(jié)構(gòu)化防止發(fā)光元件 在全部區(qū)域上總失效。這一點(diǎn)的依據(jù)在于，ITO具有比較高的層電阻， 從中由于分電極很高的縱橫比也產(chǎn)生ITO分電極的高電阻。但正常工 作時(shí)因?yàn)榉蛛姌O的并聯(lián)電路只有非常小的電流通過單個(gè)分電極，所以 有機(jī)發(fā)光元件的效率保持很高。只有在電極與分電極之間瞬間短路時(shí)， 才形成局部較高的電流，但其受到ITO分電極大電阻的限制。在短路 的情況下，因此僅在相關(guān)ITO分電極的面上不再發(fā)光。發(fā)光元件發(fā)光 面的其余區(qū)域以幾乎不變的亮度繼續(xù)發(fā)光。依據(jù)本發(fā)明一種依據(jù)目的的進(jìn)一步構(gòu)成，相鄰發(fā)光元件相對(duì)電極 彼此相鄰構(gòu)成的邊緣片段之間的距離大于多個(gè)分電極各自的寬度，優(yōu) 選大于多個(gè)分電極各自寬度的三倍和進(jìn)一步優(yōu)選大于多個(gè)分電極各自 寬度的十倍。相鄰發(fā)光元件相對(duì)電極彼此相鄰構(gòu)成的邊緣片段在從上 面觀察時(shí)彼此相對(duì)設(shè)置。所提出的有機(jī)發(fā)光元件可以用于不同的應(yīng)用目的。屬于此類的特 別是照明裝置和顯示裝置如顯示器。在顯示器的情況下可以將依據(jù)有 機(jī)發(fā)光元件所提出的構(gòu)成之一單獨(dú)構(gòu)成的像素相互組合，以產(chǎn)生多種 顏色的顯示器，例如RGB顯示器。所提出的發(fā)光元件在受到嚴(yán)重機(jī)械損壞的情況下仍保持很高的性 能。該元件可以借助所謂的薄層封裝防止如空氣中的氧和水等環(huán)境影響。在這種情況下，封裝直接處于元件的表面上，封裝與層排列之間 不存在空腔，例如像傳統(tǒng)封裝中例如借助粘接玻璃面板的情況那樣。 在這種配置中，即使在例如像元件被物體撞透或者穿透而出現(xiàn)機(jī)械損 壞的情況下仍可繼續(xù)工作。這種繼續(xù)工作特別是在汽車制造領(lǐng)域或者 軍事用途中人們所期望的。


下面借助附圖所示的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。其中 圖l示出具有兩個(gè)串聯(lián)發(fā)光元件的有機(jī)發(fā)光元件的示意圖；以及圖2示出圖l有機(jī)發(fā)光元件的一個(gè)片段的放大圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出具有兩個(gè)串聯(lián)發(fā)光元件1、 2的有機(jī)發(fā)光元件的示意圖。兩個(gè)發(fā)光元件l、 2各自具有一個(gè)電極la、 2a，其作為多個(gè)平行分布且 帶狀構(gòu)成的分電極lb、 2b的排列構(gòu)成。分電極lb、 2b與各自的接觸 件lc、 2c連接并這樣并聯(lián)。兩個(gè)發(fā)光元件1、 2此外具有各自一個(gè)相對(duì) 電極ld、 2d，其作為平面電極構(gòu)成。在一種簡(jiǎn)化的實(shí)施方式中(未示 出)，有機(jī)發(fā)光元件由僅一個(gè)以與發(fā)光元件l、 2相似方式構(gòu)成的發(fā)光 元件構(gòu)成。在圖1的構(gòu)成中，具有分電極lb、 2b的電極la、 2a與相對(duì)電極 ld、 2d之間各自有一個(gè)有機(jī)層疊le、 2e，即有機(jī)材料的層排列與電極 la、 2a和相對(duì)電極ld、 2d接觸構(gòu)成。有機(jī)層疊le、 2e包括一個(gè)發(fā)光 區(qū)，從而利用發(fā)光元件l、 2在向電極la、 2a和相對(duì)電極ld、 2d施加 電壓時(shí)可以產(chǎn)生光。在發(fā)光元件l、 2的內(nèi)部，所屬的有機(jī)層疊le、 2e 具有基本上統(tǒng)一的材料成分。利用分電極ld、 2d和有機(jī)層疊le、 2e 在兩個(gè)發(fā)光元件1、 2上各自構(gòu)成的發(fā)光面lf、 2f因此發(fā)出各自統(tǒng)一顏 色的光，其中，兩個(gè)發(fā)光元件l、 2所發(fā)光的顏色可以不同。在這種情 況下，發(fā)光面lf、 2f也可以發(fā)出白光，其作為不同顏色的光由不同的 有機(jī)發(fā)射極材料反射到有機(jī)層疊ld、 2d內(nèi)混合產(chǎn)生。圖2示出圖l有機(jī)發(fā)光元件一片段的放大圖。分電極lb、 2b具有寬度D。相鄰分電極20、 21之間的距離在圖2中采用C標(biāo)注。分電極 lb、 2b具有長(zhǎng)度B。在圖2中，A表示兩個(gè)發(fā)光元件相對(duì)電極ld、 2d 彼此相鄰構(gòu)成的邊緣片段之間的距離。除了前面介紹的參數(shù)外，為優(yōu)化有機(jī)發(fā)光元件可以使用其他參數(shù) 串聯(lián)發(fā)光元件的數(shù)量M、每個(gè)電極的分電極數(shù)量N、有機(jī)發(fā)光元件工 作時(shí)(每個(gè)面)的電阻R、層電阻S、工作亮度H和工作電壓U。為在 取決于具體應(yīng)用情況下配合本發(fā)明的通用原理， 一個(gè)或者多個(gè)前面詳細(xì)列舉的參數(shù)可以單獨(dú)配合。 下面詳細(xì)介紹其他實(shí)施例。在一個(gè)玻璃襯底(未示出)上涂覆五個(gè)串聯(lián)的發(fā)光元件。它們共 同構(gòu)成有機(jī)發(fā)光元件。 一個(gè)ITO制成的基電極采用光刻技術(shù)被結(jié)構(gòu)化 為帶狀分電極。分電極各自與一個(gè)接觸件連接。分電極的長(zhǎng)度B為20 mm;其寬度D各自為1 mm。 ITO的層電阻為200 hm/平方。并聯(lián)分 電極的數(shù)量為N = 100;其距離C為20 /mi。在發(fā)光元件上各自以60 cd/A 的電流效率E大面積蒸鍍發(fā)射綠光的有機(jī)層區(qū)域。為此作為這種公知 的有機(jī)層疊使用發(fā)射綠光的磷光發(fā)射極材料Ir (ppy) 3 (參見Heetal., Appl. Phys. Lett.， 85(2004)3911)。在4V的電壓U和約10 mA/cm2的 電流密度時(shí)達(dá)到6000 cd/n^的亮度H。相鄰發(fā)光元件的金屬覆蓋電極 之間的距離A為3mm。如果在ITO的分電極之一中間現(xiàn)在出現(xiàn)短路，那么電流通過在該 分電極區(qū)域內(nèi)構(gòu)成的OLED元件僅還受到通向元件的ITO引線體電阻 的限制。引線電阻在這種具體情況下為S*(B/2D)，也就是200 Ohm。 系數(shù)1/2因此涉及短路處于分電極的中心。在分電極內(nèi)構(gòu)成的其余OLED元件均一切功能正常。其包括ITO 體電阻在內(nèi)的總電阻約為20Ohm,正如很容易地從工作電壓、面積和 電流密度中計(jì)算出來的那樣。在這里依據(jù)近似值假設(shè)，全部發(fā)光面上 的OLED元件以一種均勻亮度發(fā)光。實(shí)際上OLED元件的區(qū)域發(fā)光亮 度較暗，在這些區(qū)域內(nèi)由于電流通過電極輸送要承受一定的電壓降。情況是近10%的電流通過短路流出和90%以上通過其余的OLED 元件流出。這一點(diǎn)此外意味著，發(fā)光元件即使在這種短路情況下仍發(fā) 出90%以上的光。對(duì)于由五個(gè)這種發(fā)光元件組成的整個(gè)有機(jī)發(fā)光元件 來說，盡管短路但仍可觀察到約98%的光輻射。這一點(diǎn)適用短路在一 個(gè)分電極的中心出現(xiàn)。如果短路遠(yuǎn)離接觸件，那么ITO體電阻就會(huì)變 大并因此短路電流再次以一個(gè)最大為2的系數(shù)變小。這意味著，在這 種情況下，始終仍有99%的光從照明元件發(fā)出。短路最不利的位置處于與分電極的接觸件相鄰的區(qū)域內(nèi)。于是僅3 mm的分電極長(zhǎng)度有效(與兩個(gè)相繼金屬電極的距離相應(yīng))，也就是引 線電阻為60 Ohm。這一點(diǎn)意味著，發(fā)光元件約以75%的亮度繼續(xù)發(fā)光， 整個(gè)有機(jī)發(fā)光元件甚至始終仍以95%繼續(xù)發(fā)光。情況因此表明，在短 路最不利的情況下，有機(jī)發(fā)光元件的功能仍非常正常。A與D的比例越小，相鄰接觸件附近短路的影響就越大。因此比 例A:D依據(jù)目的大于1，優(yōu)選大于3和進(jìn)一步優(yōu)選大于10。在比例A:D 為1時(shí)， 一個(gè)具有例如100個(gè)分電極的發(fā)光元件在接觸件附近短路的 情況下，通過使用漫射膜使觀察者在足夠的距離下僅憑肉眼，也就是 沒有專用放大工具例如放大鏡的情況下，仍感到均勻發(fā)光。只要比例 A:D在這種情況下為3，即使沒有漫射膜也能達(dá)到均勻的形象。在比例 為10時(shí)，借助漫射膜在帶數(shù)為10時(shí)觀察者在足夠的距離內(nèi)就可以感 覺到均勻的亮度。如果同樣多個(gè)短路處于一個(gè)有機(jī)發(fā)光元件上或者一個(gè)發(fā)光元件上，那么該元件始終保持功能正常，但效率隨著每個(gè)增加的短路繼續(xù) 降低。一種發(fā)光元件即使在短路情況下仍然更加高效構(gòu)成的方案在于， 分電極更薄地構(gòu)成。于是通過短路的電流與通過發(fā)光元件其余區(qū)域的 電流的比例可以進(jìn)一步改善。但不能不合理地使帶狀分電極比短路典型的橫向延伸更薄。分電極薄于10Mm因此并不適用。利用本發(fā)明特別是可以提高生產(chǎn)收益率，因?yàn)榘l(fā)光元件在形成個(gè) 別短路情況下仍可以使用。為進(jìn)一步改善光學(xué)形象，漫射元件可與發(fā)光元件一體化，由此一 方面分電極之間不發(fā)光的區(qū)域和另一方面由于短路而失效的區(qū)域借助 其他發(fā)光區(qū)域的漫射光進(jìn)行覆蓋。也可以不將襯底側(cè)的基電極，而是將覆蓋電極特別是以帶狀進(jìn)行 結(jié)構(gòu)化。這一點(diǎn)例如可以借助平面覆蓋電極的激光處理進(jìn)行，然后將 其在一定程度上切割成帶狀。在這種情況下，甚至可以破壞有機(jī)層疊 處于覆蓋電極所要去除區(qū)域下面的區(qū)域，而不會(huì)由此對(duì)整個(gè)元件的功 能產(chǎn)生不利影響，因?yàn)檫@樣處理的區(qū)域反正也不發(fā)光。所提出的有機(jī)發(fā)光元件無論是具有一個(gè)還是具有多個(gè)串聯(lián)的發(fā)光 元件，均可以在顯示器上使用，以便特別是為例如體育場(chǎng)幕墻或者這 類幕墻上使用、具有多個(gè)平方厘米尺寸非常大像素的顯示器形成像素。 在這里，根據(jù)發(fā)光元件避免在短路情況下同時(shí)使整個(gè)像素失效。取代 其通過觀察者確定略微降低一個(gè)像素不再起決定性作用的亮度。如果在帶狀電極的區(qū)域內(nèi)構(gòu)成的元件本身在工作亮度中具有低歐 姆的電阻，那么發(fā)光元件的效率損耗會(huì)特別低。特別是在具有有機(jī)層 疊上電摻雜區(qū)的OLED元件上是這種情況。如果工作亮度范圍內(nèi)的亮度-電壓特性曲線不過于陡峭，發(fā)光元件 的光輻射特別均勻。這一點(diǎn)例如是這種情況，即0.4V的電壓差引發(fā)最大40%，優(yōu)選最大20%的亮度差。在一個(gè)以距離K遠(yuǎn)離相鄰發(fā)光元件接觸件的位置上出現(xiàn)短路時(shí)， 為所提出的發(fā)光元件的百分比效率損耗V得出一種簡(jiǎn)化的近似值公 式，其中A<K<B:V = U*E/ (M*N*B*H*S*K)從中產(chǎn)生一系列進(jìn)一步的設(shè)計(jì)原則?？梢圆皇苡绊懙奈ㄒ粩?shù)值顯 然是短路的位置K。否則適用短路情況下效率損耗特別低的是，-在分電極上構(gòu)成的OLED元件的工作電壓小，依據(jù)目的小于10 V，優(yōu)選小于6V和進(jìn)一步優(yōu)選小于4V;-有機(jī)發(fā)光元件的發(fā)光元件數(shù)量大，依據(jù)目的大于10，優(yōu)選大于 27和進(jìn)一步優(yōu)選大于55;-帶狀分電極的數(shù)量大，依據(jù)目的大于IO，優(yōu)選大于30和進(jìn)一步 優(yōu)選大于跳-在分電極上構(gòu)成的OLED元件足夠亮地工作，依據(jù)目的具有至少 500 cd/n^的亮度，優(yōu)選具有至少1000 cd/n^的亮度和進(jìn)一步優(yōu)選具有 至少5000 cd/m2的亮度。特別關(guān)注S和B的乘積。S越大，B必須越短，因?yàn)榉駝tITO上 正常工作時(shí)的歐姆損耗過大并因此會(huì)導(dǎo)致元件無效。取得良好結(jié)果的 是，乘積S*B處于10- 1000mn^Ohm/平方之間，優(yōu)選處于100— 1000 mn^Ohm/平方之間。在上面的說明書、權(quán)利要求和附圖中公開的本發(fā)明的特征無論是 單獨(dú)還是以任意組合，對(duì)以其不同的實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明來說均具有 重要意義。
權(quán)利要求
1.有機(jī)發(fā)光元件，特別是有機(jī)發(fā)光二極管，具有-發(fā)光元件(1；2)和-由發(fā)光元件(1；2)包括的發(fā)光面(1f；2f)，其借助電極(1a；2a)、相對(duì)電極(1d；2d)和有機(jī)層排列(1e；2e)構(gòu)成，該有機(jī)層排列設(shè)置在電極(1a；2a)與相對(duì)電極(1d；2d)之間并與電極(1a；2a)和相對(duì)電極(1d；2d)電接觸，其中，有機(jī)層排列(1e；2e)的處于發(fā)光面(1f；2f)區(qū)域內(nèi)且在向電極(1a；2a)與相對(duì)電極(1d；2d)施加電壓時(shí)發(fā)光的片段具有統(tǒng)一的有機(jī)材料結(jié)構(gòu)并在電極(1a；2a)的多個(gè)并聯(lián)分電極(1b；2b)上構(gòu)成，該片段在一面上端側(cè)相互電連接以及其中相鄰分電極(1b；2b)之間的側(cè)向距離小于相鄰分電極(1b；2b)的寬度。
2. 按權(quán)利要求l所述的發(fā)光元件，其特征在于，相鄰分電極(lb; 2b)之間的側(cè)向距離小于相鄰分電極(lb; 2b)寬度的一半。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光元件，其特征在于，相鄰分電極 (lb; 2b)之間的側(cè)向距離小于相鄰分電極(lb; 2b)寬度的三分之
4. 按前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光元件，其特征在于，多個(gè)分電 極(lb; 2b)作為帶狀電極構(gòu)成。
5. 按權(quán)利要求4所述的發(fā)光元件，其特征在于，帶狀電極直線分布構(gòu)成。
6. 按前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光元件，其特征在于，有機(jī)層排 列(le; 2e)在發(fā)光面(lf; 2f)的區(qū)域內(nèi)基本上貫通構(gòu)成。
7. 按前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光元件，其特征在于，電極(la; 2a)多個(gè)分電極(lb; 2b)的數(shù)量至少為10個(gè)，優(yōu)選至少為30個(gè)和進(jìn) 一步優(yōu)選至少為100個(gè)。
8. 按前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光元件，其特征在于發(fā)光元件(l; 2)的最大工作電壓低于10V,優(yōu)選低于6V和進(jìn)一步優(yōu)選低于4V。
9. 按前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光元件，其特征在于發(fā)光面(lf; 2f)區(qū)域內(nèi)的最大工作亮度至少為500 cd/m2，優(yōu)選至少為1000 cd/m2 和進(jìn)一步優(yōu)選至少為5000 cd/m2。
10. 按前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光元件，其特征在于，多個(gè)分 電極(lb; 2b)各自采用一種層電阻和寬度構(gòu)成，其中層電阻與寬度 的乘積得出的數(shù)值處于10- 1000 nm^Ohm/平方之間，優(yōu)選處于100-1000 mn^Ohm/平方之間。
11. 按前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光元件，其特征在于，與發(fā)光 面(lf; 2f)平面疊加構(gòu)成一個(gè)漫射光的元件。
12. 按權(quán)利要求ll所述的發(fā)光元件，其特征在于，漫射光的元件 包括一個(gè)漫射光的襯底，上面堆疊電極(la; 2a)、相對(duì)電極(ld; 2d) 和有機(jī)層排列(le; 2e)。
13. 按權(quán)利要求11或12所述的發(fā)光元件，其特征在于，漫射光 的元件包括一個(gè)漫射膜。
14. 按前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光元件，其特征在于，發(fā)光元 件(1; 2)依據(jù)從下列結(jié)構(gòu)組中選取的至少一種結(jié)構(gòu)構(gòu)成透明發(fā)光元件、頂層發(fā)射發(fā)光元件、底層發(fā)射和兩側(cè)發(fā)射發(fā)光元件。
15. 按前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光元件，其特征在于，發(fā)光面 (If; 2f)具有多個(gè)平方厘米的面積尺寸。
16. 按前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光元件，其特征在于，有機(jī)層排列(le; 2e)具有一個(gè)或者多個(gè)摻雜的載流子遷移層。
17. 按前述權(quán)利要求之一所述的發(fā)光元件，其特征在于，發(fā)光元 件(i)與結(jié)構(gòu)相同的至少一個(gè)其他發(fā)光元件(2)串聯(lián)。
18. 按權(quán)利要求17所述的發(fā)光元件，其特征在于，發(fā)光元件與結(jié) 構(gòu)相同的至少10個(gè)其他發(fā)光元件串聯(lián)，優(yōu)選與至少27個(gè)和進(jìn)一步優(yōu) 選與至少55個(gè)其他發(fā)光元件串聯(lián)。
19. 按權(quán)利要求17或18所述的發(fā)光元件，其特征在于，相鄰發(fā) 光元件(1、 2)的相對(duì)電極(ld、 2d)的彼此相鄰構(gòu)成的邊緣片段之 間的距離大于多個(gè)分電極(lb、 2b)各自的寬度，優(yōu)選大于多個(gè)分電 極(lb、 2b)各自寬度的三倍，和進(jìn)一步優(yōu)選大于多個(gè)分電極(lb、 2b)各自寬度的十倍。
20. 按前述權(quán)利要求之一所述的有機(jī)發(fā)光元件在從下列裝置組中 選取的裝置上的應(yīng)用照明裝置和顯示裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有機(jī)發(fā)光元件，特別是有機(jī)發(fā)光二極管，具有發(fā)光元件(1；2)和由發(fā)光元件(1；2)包括的發(fā)光面(1f；2f)，其借助電極(1a；2a)、相對(duì)電極(1d；2d)和有機(jī)層排列(1e；2e)構(gòu)成，該有機(jī)層排列設(shè)置在電極(1a；2a)與相對(duì)電極(1d；2d)之間并與電極(1a；2a)和相對(duì)電極(1d；2d)電接觸，其中，有機(jī)層排列(1e；2e)的處于發(fā)光面(1f；2f)區(qū)域內(nèi)且在向電極(1a；2a)與相對(duì)電極(1d；2d)施加電壓時(shí)發(fā)光的片段具有統(tǒng)一的有機(jī)材料結(jié)構(gòu)并在電極(1a；2a)的多個(gè)并聯(lián)分電極(1b；2b)上構(gòu)成，該片段在一面上端側(cè)相互電連接以及其中相鄰分電極(1b；2b)之間的側(cè)向距離小于相鄰分電極(1b；2b)的寬度。
文檔編號(hào)H01L51/50GK101222022SQ20071019989
公開日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月14日
發(fā)明者揚(yáng)·布洛赫維茨-尼莫斯, 揚(yáng)·比恩施托克, 斯文·穆拉諾 申請(qǐng)人:諾瓦萊德公開股份有限公司