[发明专利]包括光学晶格结构的电致发光器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括用于改善光的耦合（coupling）输出的光学晶格或光栅的电致发光器件，比如有机发光二极管或OLED等，并涉及一种该电致发光器件的制造方法。

背景技术

OLED日益增多地用于照明领域并日益增多地在显示技术中使用。OLED潜在的高效率、可实现的颜色空间以及可能的较薄的外形尤其会导致这种趋势。

OLED的效率由不同的因素确定，在高效OLED中，尤其是耦合输出光的效率限制了总效率。而在有机层内可以高效地生成光，只有一小部分光可以自OLED耦合输出且被作为有用光。由于有机层的折射率较高大约为1.7，因此有机发光层中大部分光以光模式的形式保持约束。在透明衬底上的OLED中，一部分光射入衬底并在这里以衬底模式的形式保持约束且不耦合输出。总而言之，所生成的大约75%-80%的光由于这些影响而损失，另外通过激发等离子体模式而损失。有效地自有机层耦合输出光因此会大大增加OLED的总效率。增加总效率对移动应用，比如基于OLED的微显示器来说尤其有益，但同样也对于照明解决方案。

发明内容

本发明的目的是通过改善光的耦合输出来增加电致发光器件的总效率，并因此提供一种总效率高的电致发光器件的制造方法。

该目的通过根据权利要求1所述的电致发光器件和根据权利要求13所述的制造方法来实现。在从属权利要求中定义本发明的进一步发展。

本发明基于这样的发现：有机发光层中约束的光具体会受到定期进行图案化的导电中间层的影响，该中间层尽可能平坦，即是尽可能平坦的晶格结构，而不改变平坦有机层或平坦有机叠层的拓扑结构。包括光学晶格结构的尽可能平坦的图案化中间层放置在电极层和有机发光层之间，使得包括作为光学晶格的光学晶格结构的中间层能够耦合至在有机发光层中生成的光的光模式。所描述的包括至少一种导电材料的光学晶格的设置允许将光学晶格放置在电极层之间，即放置在光学谐振器内。这提高了光学晶格与有机层中的光的耦合。包括光学晶格结构的尽可能平坦的中间层的表面允许在不干扰拓扑结构的情况下布置有机层，并允许在有机层（或叠层）中生成光时的高效率。

本发明的实施方式提供了一种发光器件，其包括衬底以及涂覆到衬底上的层布置。该层布置包括由导电材料制成的第一电极层、由导电材料制成的第二电极层、由有机材料制成的布置在第一电极层和第二电极层之间的至少一个发光层。另外，该层布置具有包括光学晶格结构的布置在发光层和两个电极层中的一个之间的至少一个中间层。中间层的第一主表面面向发光层，中间层的第一主表面被实现为至少在光学晶格结构的区域中是尽可能平坦的，中间层至少在其第一主表面和第二主表面之间的区域中是导电的。在该实施方式中，光的耦合输出以及因此得到的发光器件的效率可以通过将包括光学晶格结构的平坦（可能是最好的程度）中间层直接接近有机层布置在层布置中来提高。此外，优点在于，利用此发光器件，发光的角依赖性可以使用中间层进行控制，这具体在应用有限孔径的情况下进一步提高了效率。有机层的拓扑结构不受定期进行图案化的中间层的尽可能平坦的表面的影响，使得电气特性以及效率不会受损。然而，由于制造因素的缘故，在使用传统半导体制造工艺时经常无法制造包括光学晶格结构的中间层，因此中间层的第一主表面的最大容许或制造技术上可实现的不平整度由小于+/-50nm范围内的容差范围限定，使得有机层可以涂覆到有机层的拓扑结构及其电气和光学特性不受损的近似平坦的表面上。

与实施方式一致，光学晶格结构具有包括不同折射率的不同材料和/或不同材料特性的第一和第二晶格子区域。光学晶格结构的周期长度至少在区域中调整至要由发光层发射的光的波长，使得光学晶格结构的周期长度在要发射的光的波长值的0.2至5.0倍之间。此处优点在于，晶格结构以及因此得到的光的耦合输出可以在区域中最佳地调谐至发光器件的要发射的光。为了使晶格特性随着示例性地包括至多达1000nm的层厚度的中间层的光学晶格结构的宽度恒定，与另一实施方式一致的层厚度在另一个容差范围内尽可能恒定。

发光器件的另一实施方式包括发光层和中间层之间的额外导电电荷传输层。该侧向电荷传输层用于即使中间层仅在区域，比如在第一或第二晶格子区域中导电时，也使整个区域上的发光有机层电气接触。电荷传输层的优点在于即使在较大周期长度的情况下也确保功能而不损害发光器件的电气特性。与另一实施方式一致，层布置包括中间层与电极层中的一个之间的、用于优化光学晶格结构在谐振器内（即层布置内）的位置的额外均匀导电距离层。这提供的优点在于进一步优化了耦合输出光的效率。