[发明专利]具有反光结构的发光装置

说明书

本发明的领域

本发明涉及有机发光器件(OLED)，特别涉及设计得使效率最大化和使由于波导引起的损耗最小的发光装置。

本发明的背景

电子显示器已经用在诸如电视、计算机终端、无线电通讯设备和许多其它领域的器件中了。在目前常用的电子显示器类型中，平板显示技术是最受关注的，并且在这个领域中正在继续研制。对于任何显示技术要求的因素包括提供高分辨率、在良好光级别的全色显示和在竞争价格上的能力。

使用在被电流激活时发光的薄膜材料的有机发光器件(OLED)越来越成为平板显示技术的流行形式了。目前，最流行的有机发射结构称为双异质结构(DH)OLED，示于图1A中。在这种器件中，玻璃基片层10被涂以氧化铟锡(ITO)薄层11。然后，在ITO层11上淀积薄(100-500埃)有机空穴传输层(HTL)12。在HTL12表面上淀积薄(一般50-500埃)发射层(EL)13。EL13为从100-500埃厚的电子传输层14(ETL)注入的电子与来自HTL12的空穴提供复位。现有技术ETL、EL和HTL材料的例子在美国专利号5294870中公开了，在这里引证供参考。

通常，EL13重掺杂荧光染料以调整颜色并提高OLED的电发光效率。图1A所示的器件是通过淀积金属接触15、16和上电极17完成的。接触15和16一般是用铟或Ti/Pt/Au制备的。电极17通常是双层结构，其由直接与有机ETL14接触的诸如Mg/Ag17’的合金和Mg/Ag上的诸如金(Au)或银(Ag)的厚的、高功函数金属层17”构成。厚金属17”是不透光的。当适当的偏置电压施加于上电极17和接触15和16之间时，从发射层13通过玻璃基片10发光。图1A的LED器件一般具有0.05％-2％的发光外部量子效率，这取决于发射的颜色和器件结构。

另一种公知的有机发射结构称为单异质结构(SH)OLED，如图1B所示。这个结构与DH结构之间的区别在于多功能层13’用作EL和ETL。图1B的器件的一个限制是多功能层13’必须具有良好的电子传输能力。否则，就应该包括分开的EL和ETL层，如图1A所示的器件。

又一公知的LED器件示于图1C中，表示单层(聚合物)OLED的典型剖面图。如图所示，该器件包括被涂敷薄ITO层3的玻璃基片2。例如旋涂聚合物的薄有机层5形成在ITO层3上，并提供前述器件的HTL、ETL和EL层的所有功能。在有机层5上形成金属电极层6。该金属典型为Mg、Ca或其它常规使用的低功函数金属。

采用有机化合物用于发光象素的多色电发光图象显示器件的例子在美国专利号5294870中公开了。这个专利公开了含有用于发射蓝光的有机介质的多个发光象素。荧光介质置于蓝色OLED和在象素的某一部分的基片之间。荧光介质吸收由蓝色OLED发射的光并且在相同象素的不同区域发射红和绿光。这种显示器的一个缺点是，通过玻璃基片从一个象素到邻近象素的光的波导(waveguiding)可能导致模糊、渗色、图象分辨率降低和波导光的损耗。对于图1A所示的器件，这个问题示意地示于图1D中，并且还在D.Z.Garbuzovet al“Photoluminescene Efficiency and Absorption of AluminumTri-Quinolate(Alq₃)Thin Filmas，”249Chemical Physics Letters433(1996)中介绍过，在这里引证供参考。这个器件中的另外一个问题是用作透明导电层的ITO是高损耗材料，因此使波导光被ITO层吸收。这个器件和其它现有技术器件中的另外一个的问题是LED互连线作为围绕单独的象素的黑线可以被观察者看见，所以增加了显示器的粒度和限制了分辨率。

本发明的概述

本发明包括单色和多色发光装置，其利用反光结构用于增加效率和降低由于没有用的光发射引起的波导的损耗。本发明的每个实施例包括基片、位于基片中或基片上的反光结构、和位于反光结构中或反光结构上的OLED。反光结构的特征在于顶部和底部，其中顶部比底部窄，使从OLED发射的光直接射向底部。

在一个方案中，本发明的发光装置包括多个象素，每个象素具有至少一个角壁台面形的反光结构。用在本发明中的台面是截头棱锥形，每个台面具有比其底部窄的顶部，从而光经过其侧壁反射并处于从其顶部到其底部的方向中。