CN101044642A - 包括电介质覆盖层的有机发光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有机发光器件，其包括多层结构，具有第一电极、第二电极、布置在所述第一电极和所述第二电极之间的至少一个有机材料层，以及布置在所述第二电极上与所述第一电极相对的电介质覆盖层，其中所述覆盖层包括与所述第二电极相对的用于发射在所述至少一个有机材料层中产生的光的外表面。覆盖层具有这样的效果，即外部光的反射率降低，同时在该至少一个有机材料层中产生的光透过所述覆盖层的向外耦合增加。

Description

包括电介质覆盖层的有机发光器件
技术领域
本发明提供有机发光器件、其制造方法，以及包括多个有机发光器件的阵列。
背景技术
在最近几年中，移动信息和电信设备如笔记本电脑和个人数字助理经历了快速发展。相应的设备变得越来越轻和越来越高效。当前平板显示器对于这种设备变得越来越普遍。现在，所谓的液晶显示器(LCD)被用作平板显示器，虽然LCD具有某些缺点，比如需要背光以及有限的视角。
除了液晶之外，有机发光二极管，即所谓的有机LED或OLED也可以用于平板显示器。这种有机LED具有更高的发光效率以及增加的视角。有机LED的基本特征是特殊有机材料的电致发光。特殊有机材料在一级近似上确定相应的有机LED所发出的光的颜色即波长。
图1显示已知的有机LED 100的示意图。普通的有机LED 100包括通常由玻璃或类似的透明材料制成的衬底101。阳极层102在衬底101上形成。优选地，阳极层102由具有相对高的功函数的材料制成，并且对于可见光基本是透明的。因此，阳极层102的典型材料是氧化铟锡(ITO)。电致发光材料层103在阳极层102上形成，其用作有机LED 100的发光层103。形成发光层103的普通材料是聚合物比如聚(对苯撑乙烯)(PPV)以及分子比如三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)。在分子的情况中，发光层103典型地包括几个分子层。由具有较低功函数的材料比如铝(Al)、钙(Ca)或镁(Mg)制成的阴极层104在发光层103上形成。阴极层104和阳极层102在操作上连接到电源105。
电致发光以及有机LED的基本原理如下。阳极层102和阴极层104将电荷载流子即电子和空穴注入到发光层103即激活层。在发光层103中电荷载流子被传输，并且具有相反电荷的电荷载流子形成所谓的激子即激发态。激子通过产生光而辐射地衰变到基态。然后所产生的光由有机LED发射透过由透明材料比如ITO制成的阳极层102。所产生的光的颜色依赖于用于有机层103的材料。
此外，所谓的多层有机LED是已知的。多层有机LED包括多个阴极层和/或多个有机层和/或多个阳极层。通过使用多个有机层，与包括单个有机层的有机LED相比可以增加有机LED的效率。在该多个有机层的两个有机层之间的边界面可以用作减少至少一种电荷载流子类型(电子或空穴)的流过二极管的电流的阻挡层。因此，该至少一种电荷载流子类型在边界面处积聚，因此电子和空穴的再结合可能性增加，导致有机LED的更高效率。
在应用物理快报第78卷第4期(2001年1月22日)第544-546页L.S.Hung等人的“超薄LiF/Al双层在有机表面发光二极管中的应用”中，公开一种有机LED，其中将所产生的光发射透过有机LED的阴极而不是将光发射透过阳极。这种有机LED的示意说明在图2中显示。氧化铟锡(ITO)层201被提供作为有机LED 200的衬底。α-萘基苯基联苯胺(NPB)层202在ITO衬底201上形成，以用作空穴传输层。在ITO衬底201下面形成反射银镜209。Alq3层203在空穴传输层202上形成，以用作电子-传输/发射层。此外，阴极204在Alq3层203上形成。
阴极204由多个阴极层形成为所谓的多层阴极结构，其在光学上是透射性的，并且作为有机LED的电子注入接触是高效的。多层阴极结构包括氟化锂(LiF)的超薄层205、作为电子注入接触的Al层206，以及用于薄层电阻减小的银层207。此外，用于增强光透射的透明电介质层208在多层阴极结构上形成。该透明电介质层208用于增加光发射透过阴极204即多层阴极结构的效率。
在该有机LED中，所产生的光被发射透过阴极204。这种有机LED也称作顶发射有机LED。顶发射是可能的，因为阴极204包括LiF/Al双层。LiF层205的合理厚度给出为大约0.3nm，并且Al层206的合理厚度为0.1nm～1.0nm。对于电介质层208，可以使用所谓的覆盖层Alq3或MgO。
该有机LED的一个缺点在于，必须针对有机LED的颜色，即特定有机LED所发射的光的波长，来调整折射性的电介质层208的厚度。也就是，发射不同颜色的每个有机LED必须具有不同的折射层208的厚度，以便增加有机LED的效率。因此，当制造包含发射不同颜色的有机LED的平板显示器时，每种颜色的有机LED的折射电介质层208的厚度是不同的。为了示意地说明该缺点，将图2分成了三个部分2a、2b、2c。左边的一个，称作图2a，其描绘用于发射相对短波长的光例如蓝光的有机LED，并且具有相对薄的折射电介质层208。中间的一个，称作图2b，其描绘用于发射中等波长的光例如绿光或黄光的有机LED，并且具有比图2a中所示的折射电介质层208厚的折射电介质层208。右边的一个，称作图2c，其描绘用于发射相对长波长的光例如红光的有机LED，并且具有比图2a和2b中所示的那些厚的折射电介质层208。随着波长增加，需要在折射电介质层208中更长的光程长度，以便实现折射电介质层208的目的，也就是增加有机LED的光输出。此外，有机LED的α-萘基苯基联苯胺(NPB)层202和Alq3层203的厚度也必须调整。
因此，在具有多个红、绿和蓝像素的，其中每个像素用单个有机LED来实现的显示器中，对应每种颜色具有不同的层厚度的折射电介质层208必须沉积在有机LED上。这导致包括多个有机LED的显示器的复杂且难以处理的制造方法，也就是对于折射电介质层208的每个厚度，单独的工艺步骤是必需的。
这种有机LED的又一个缺点在于，虽然折射电介质层208增强了光输出即发光强度，但是有机LED的对比率仍然是相对低的。
本发明的目的在于，克服现有技术有机LED和包括多个有机LED的显示器的至少一些缺点。
发明内容
本发明涉及一种有机发光器件，其包括多层结构，具有第一电极、第二电极、布置在第一电极和第二电极之间的至少一个有机材料层，以及布置在第二电极上的电介质覆盖层。覆盖层选择为具有这样的效果，即外部光的反射率降低，同时在该至少一个有机材料层中产生的光透过覆盖层的向外耦合增加。优选地，可以选择这样的材料，其允许选择其厚度，在该厚度下反射率降低到局部最小值，并且在相同厚度下所产生的光的向外耦合，也称作亮度，也处于或接近局部最小值。
在本发明的另一个方面中，提供了一种制造有机发光器件的方法，该器件具有第一电极、第二电极、布置在第一电极和第二电极之间的至少一个有机材料层，以及布置在与第一电极相对的第二电极的一侧上的，包括与第二电极相对的用于发射在该至少一个有机材料层中产生的光的外表面的覆盖层。该方法包括步骤：提供第一电极，在第一电极上形成至少一个有机层，在该至少一个有机层上形成第二电极，以及在第二电极上形成覆盖层。通过覆盖层，降低了外部光的反射率，并且增加了覆盖层的在该至少一个有机材料层中产生的光的向外耦合。
在本发明的另一个方面中，提供了多个有机发光器件的阵列。每个有机发光器件包括多层结构，具有第一电极、第二电极、布置在第一电极和第二电极之间的至少一个有机材料层，以及布置在与第一电极相对的第二电极上的电介质覆盖层，其中覆盖层包括与第二电极相对的用于发射在该至少一个有机材料层中产生的光的外表面。每个有机发光器件的覆盖层实现了降低外部光的反射率，同时增加在该至少一个有机材料层中产生的光透过覆盖层的向外耦合。该多个有机发光器件的至少一个有机发光器件发出与该多个有机发光器件的另一个有机发光器件的光的颜色不同颜色的光。此外，该多个有机发光器件的每个有机发光器件的覆盖层具有基本上相等的厚度。优选地，调整该厚度，使得对于第一电极和第二电极的选定的一组材料，降低外部光的反射率，同时增加在该至少一个有机材料层中产生的光透过覆盖层的向外耦合。
本发明的独特特征在于，有机发光器件(OLED)的覆盖层可以表现出跨越整个覆盖层的相同厚度，同时降低整个OLED即整个OLED堆叠的反射率，并且增加发亮强度即发光强度。发明者惊讶地发现同时改善反射率和亮度是可能的，因此导致具有更高发光强度和效率的以及更高对比率的有机发光器件(LED)。
根据本发明的OLED阵列的优点在于，每个OLED的覆盖层的厚度可以选择为基本上是相同的，而不管每个单个OLED所发射的光的颜色。因此，OLED阵列例如显示器的制造方法可以简化。此外，可以用这种方式制造阵列，使得发光表面即由覆盖层的外表面形成的表面基本上是平坦表面。例如，发光表面可以形成为平面，或者在下面的OLED层已经是弯曲的情况下形成为曲面。
在本上下文中，从第二电极和覆盖层之间的边界面到覆盖层的外表面而测量覆盖层的厚度。此外，表达“反射率”应当理解为整个OLED器件的反射率，即反射光的强度和入射光的强度的比值。特别地，通过降低整个OLED器件的反射率，降低外部光即外部源例如太阳或办公室中的人造光源的入射光的反射。可以通过将覆盖层的厚度调节到某个厚度，使得从一个边界面例如OLED的覆盖层的外表面反射的入射光以及从另一个边界面例如与第一电极层相邻的有机层与OLED的第一电极之间的边界面反射的另一个入射光之间发生相消性干涉，来实现这一点。
此外，在附加权利要求书中描述了本发明的优选实施方案。结合根据本发明的有机发光器件而描述实施方案，而且实施方案涉及根据本发明的方法并且涉及包括多个有机发光器件的阵列。
第一电极可以包括多个子层。
在一种实施方案中，第一电极包括反射层。优选地，将反射层布置在第一电极上并与该至少一个有机材料层相对，也就是将第一电极布置在反射层和该至少一个有机材料层之间。
优选地，反射层可以包括电介质层。在另一种实施方案中，反射层包括金属层，特别地是铝层或银层。
反射层提供可以增加有机发光器件的效率的优点，因为所产生的光从反射层向第二电极的方向反射。特别地，铝是用作OLED的反射层的合适材料，因为它能够容易地以普通的加工步骤处理，并且是低成本材料。此外，铝容易被处理而表现出高反射率，因此如果以例如在此引用作为参考的WO 03/055275中所描述的某种方式处理表面，则适合于提供同时可以用作OLED的电极的反射层。通过使用反射层，与发射透过透明第一电极的OLED，即所谓的透过衬底发射的OLED相比，顶发射OLED的效率可以增加到更高的值。
优选地，第一电极包括氧化铟锡。氧化铟锡(ITO)是用作OLED的第一电极的合适材料，因为ITO是透明的并且表现出相对高的功函数。
在又另一种实施方案中，有机发光器件包括布置在第一电极和第二电极之间的多个有机材料层。通过使用多个有机材料层，还可以进一步增加OLED的效率。多个有机材料层的两个有机材料层之间的边界面可以担当防止至少一种电荷载流子类型(电子或空穴)的电流流过OLED的阻挡。因此，该至少一种电荷载流子类型在边界面积聚，因此电子和空穴的再结合概率增加，这导致OLED的更高效率。
在又另一种实施方案中，第二电极包括多个第二电极子层。优选地，第二电极包括LiF层，和/或Al层，和/或Li2O层，和/或CsF层，和/或苯甲酸锂层，和/或丙酮酸锂，和/或钙层，和/或镁层，和/或钛层，和/或银层。所有这些材料都是适合于作为第二电极材料的材料，并且提供相对低的功函数。特别地，包括LiF层和/或Al层的第二电极是高效的，因为它提供相对低的功函数。同时，具有薄的LiF/Al层的第二电极适合于将由OLED产生的光从那里发射透过。LiF层的适当厚度处于0.3nm的范围内，而Al层的适当厚度为0.1nm～1.0nm。
优选地，调节覆盖层的厚度，以减小不同光波长的外部光源的反射率。通过调节覆盖层的厚度使得它改善不同光波长的器件性能，以容易的方式制造包括发射不同光颜色的OLED的显示器是可能的。因为覆盖层的厚度对于不同光颜色例如红、绿和蓝优选地基本上是相同的。
此外，如果对于不同的颜色使用具有不同厚度的电子和/或空穴传输层，那么也可以调节覆盖层的厚度，以补偿电子和/或空穴传输层的厚度上的这些差异，提供OLED阵列的平滑表面。可以通过对于不同波长选择具有合适折射率的材料使得可以获得OLED的平滑或平坦的表面来实现该调节。也就是，选择不同颜色的覆盖层的材料和/或材料的折射率，使得不同颜色的光程长度的差异与不同颜色的电子和/或空穴传输层的厚度上的差异是相同的。光程长度是这样的，使得减小OLED的几种颜色的反射率，优选地整个OLED即整个OLED堆叠的反射率，并且增加发亮强度即发光强度。
在又另一种实施方案中，覆盖层包括多个覆盖子层。优选地，每个覆盖子层的折射率是不同的。各个覆盖子层的折射率可以相对于各个覆盖子层离第一电极的距离而单调地增加或减小。子层的折射率的单调增加或单调减小以描述方式在覆盖层的厚度上提供覆盖层的折射率的梯度。
根据一种实施方案，覆盖层包括具有反常色散的材料。通过将具有反常色散的材料用于覆盖层，获得适合于不同光波长的覆盖层是可能的，虽然发射不同颜色的光的OLED的覆盖层具有相同的厚度。这是可能的，因为具有反常色散的材料随增加的光波长具有增加的折射率的事实。因此，对于覆盖层的使用是至关重要的光程长度随波长而增加。因此，随波长的折射率的增加与光程长度的增加可以彼此匹配。因此，可以获得覆盖层的厚度对于所有覆盖层是相同的，而不管相应OLED例如发射红、绿或蓝光的OLED所发射的光的颜色。
覆盖层的材料可以是PbSe，和/或PbS，和/或ZnSe，和/或ZnS，和/或PbTe。所有这些材料是这样的材料，其在普通OLED涉及的波长区间即可见光的区间尤其是大约400nm～700nm的全部或部分上表现出反常色散。用于覆盖层的合适材料具有1.6～4，优选地2～3的折射率。覆盖层的材料的色散最优选地处于这样的范围，使得折射率对于400nm波长的光大约是2.3，并且对于700nm波长的光大约是2.7。但是，具有类似于1.6～2.2的更低折射率或类似2.8～4的更高折射率的材料与没有覆盖层的OLED相比已提供改善。因此，使用这些材料，可以用容易的方式获得依靠覆盖层的关于降低覆盖层的外表面的反射率以及关于增加覆盖层的透射率的改善。
在另一种实施方案中，覆盖层包括铁电材料和/或液晶材料。铁电材料以及液晶材料表现出控制材料的折射率的可能性。因此，可以控制折射率以及结合折射率控制光程长度。因此，可以调节折射率以及计算对于选定的一组第一电极例如阳极和第二电极例如阴极材料的用于减小外部光的反射率的，同时增加所产生的光透过覆盖层的向外耦合的覆盖层的厚度。可以控制铁电材料和液晶材料，以用作具有反常色散的材料，尤其是用作具有可控色散的材料。
可以将覆盖层布置在第三电极和第四电极之间。通过将包括铁电材料或液晶材料的覆盖层布置在两个电极之间，提供了控制覆盖层的折射率的有效方式。这些材料根据它们所遭受的电场的强度而改变它们的折射率。因此，通过将覆盖层布置在第三和第四电极之间以及改变由这些电极提供的电场，可以模拟覆盖层的反常色散，单独地设置每种颜色的折射率。例如，液晶材料MBBA(p-甲氧基-亚卞基-p’-丁基苯胺)和BMAOB(p-丁基-p’-甲氧基-偶氮苯酚)分别将它们的折射率从1.5改变成1.8以及从1.6改变成2.0。在液晶材料作为覆盖层的情况中，优选地以这种方式例如用类金刚石碳处理第三电极，使得液晶材料与液晶材料层所在的层的取向一致。根据本发明，第一电极或第二电极也可以用作第三电极。
概括地，根据本发明的一个方面，通过提供在OLED的一个电极层上形成的电介质覆盖层，增加了顶反射有机发光器件(OLED)例如有机发光二极管或当电流流过器件时发光的任意器件的发光强度尤其是对比率。可以选择表现出该特性的合适材料用于提供该有利的功能。在更优选的方式中，可以选择这样的材料，在覆盖层厚度的预先确定范围内，优选地在0～50nm，其发光随覆盖层厚度的增加而增加。在甚至更优选的方式中，可以选择这样的材料，在预先确定的厚度范围内，其反射率随覆盖层厚度的增加而降低，并且更优选地在相同的厚度范围内可用于发光增加。在最优选的实施方案中，可以选择覆盖层的厚度，在该厚度上发光显示至少局部最大值，并且在该厚度上反射率显示或相当接近于至少局部最小值。相当接近在这里可以解释为处于离下一个最小值10nm的范围内，优选地离最小值甚至低于5nm的距离。可以依赖于OLED将光发射透过哪个电极的选择，在OLED阳极或阴极上形成电介质覆盖层。可以调节覆盖层的厚度，以便在物理上可能的范围内将外部光的反射以及所产生的光透过覆盖层的外部耦合改善到期望的值。特别地，可以用这样的方式确定厚度，使得厚度对于OLED所发射的不同光波长是相等的。
特别地，通过调整覆盖层的表面的反射率，降低了外部源的入射光的反射，从而改善了OLED的对比率。可以通过将覆盖层的厚度调节到某个厚度，使得从一个边界面例如OLED的覆盖层的外表面反射的入射光以及从另一个边界面例如第一有机层与OLED的第一电极例如阳极之间的边界面反射的另一个入射光之间发生相消性干涉，来实现这一点。
优选地，覆盖层由表现出反常色散的电介质材料制成，使得通过覆盖层的光程长度随透射光的波长增加而增加。尽管常规电介质材料显示正常色散，但是某些电介质材料例如窄带隙半导体比如PbTe、PbSe、某些玻璃或液体，或PbS，或ZnS，或ZnSn，或它们的组合显示反常色散，因此使这些材料具有资格作为适合于被选择用于覆盖层的材料。通过使用反常色散材料，光程长度在给定的覆盖层厚度上随波长的增加而增加，尽管显示正常色散的常规电介质材料表现出光程长度随波长的增加而降低。
覆盖层的材料的折射率优选地对于400nm的波长大约是2.3，并且对于700nm的波长大约是2.7。但是，具有1.6～2.2的更低折射率或者大于2.7的更高折射率的材料与没有覆盖层的OLED相比已提供改善。因此，通过将显示反常色散的电介质材料用于覆盖层，提供了一种简单方式以允许使用布置在发射不同颜色光的OLED的阴极上的覆盖层的相同厚度。这导致对于不同OLED即发射不同颜色光的OLED的阵列的具有较少制图工作的简化制造方法的优点。
可选地或另外地，覆盖层可以包括具有可以通过外部电场设置的折射率的铁电材料或液晶材料。因此，如果将包括这些材料的覆盖层夹在两个电极之间，那么可以单独地设置每种颜色即发射一种颜色光的每个OLED的折射率。
本发明描述制造对于所有颜色具有统一的覆盖层厚度的器件的方法并且甚至提供具有电可调节光学特征的OLED的方法。本发明的更多优点在于，可以这样调整覆盖层，使得除了获得改善的光输出之外，还获得反射率的降低，从而实现更高的对比率。
此外，除了调节覆盖层的厚度之外，例如通过降低反射率同时增加层的向外耦合效率即增加OLED的光输出，可以调节OLED的所有层的厚度，以优化OLED。也可以针对视角即用户观看OLED的角度来调节向外耦合效率。通过使用在OLED的不同层之间的不同边界反射的光线之间的相消性干涉的效果，可以获得通过厚度的调节的反射率的降低。通过选择具有预先确定折射率和吸收系数的电极金属，可以精细地调节干涉。为了相消性干涉，使用处于干涉的光线之间的λ/2的相对相移，即波长的一半或半波长的奇数倍。如果所有振幅都匹配，则发生完全湮灭。
可以通过单层或通过多层结构即所谓的堆叠来形成OLED的阳极和/或阴极和/或有机层。此外，可以在OLED的一侧上形成反射层，以增加OLED的效率。反射层可以包括金属材料或电介质材料。
附图说明
在下面参考在附图中表示的实施方案来说明本发明，其中：
图1显示根据现有技术的普通有机发光二极管的示意图；
图2显示根据现有技术的构成有机发光二极管的发射不同波长光的三个子像素的示意图；
图3显示根据本发明的实施方案的，构成有机发光器件的阵列的示意图；
图4显示根据本发明的另一种实施方案的有机发光器件的示意图；以及
图5显示关于根据本发明的OLED的仿真的结果。
具体实施方式
图3a-c显示构成有机发光器件(OLED)的三个子像素的阵列的示意图。在本发明的实施方案中，有机发光器件是有机发光二极管。阵列300的每个OLED包括衬底309。在所示的实施方案中，衬底309是在其上形成氧化铟锡(ITO)层301的玻璃衬底。在玻璃衬底309下面，即与ITO层301相对，形成镜层310。ITO层301用作有机发光二极管的第一电极例如阳极，并且连接到在图3中没有显示的电源。形成镜层310以增OLED的效率。可以例如通过银层或电介质材料来形成这种镜层310。
可选地，可以用铝层来形成阳极301。在该情况中，可以通过处理阳极301的铝层，使得阳极301的铝具有反射能力并自己担当镜层，来形成镜层310。如果用电介质反射材料来形成镜层310，那么镜层310不用作电极，使得在电介质镜层310的情况中布置单独的电极层。
可以在ITO层301上形成OLED的激活部分即OLED的有机部分。在图3中所示的OLED中，激活部分包括两个子层。第一子层302形成为空穴传输层302。可以用α-萘基苯基联苯胺(NPB)或现有技术中已知的其他等价材料制成空穴传输层302。第二子层303形成为电子传输层并且可以用三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)来制成。可选地，激活部分可以包括例如由Alq3制成的单个发射层。第一子层302以及第二子层303的优选厚度每个大约为60nm。可以用表现出电致发光的有机材料，例如聚合物，比如聚(对苯撑乙烯)(PPV)来制成OLED的有机部分。
包括多个子层302、303的激活部分可以用来增加OLED的效率。激活部分的两个子层302、303之间的边界面可以担当减少或阻碍至少一种电荷载流子类型(电子或空穴)流过OLED的阻挡者。因此，该至少一种电荷载流子类型在边界面处积聚，因此增加了电子和空穴的再结合概率，这导致OLED的更高效率。
在激活部分上形成多层结构即所谓的堆叠。多层结构用作OLED的第二电极例如阴极。因此，图3a-c中所示的示意OLED包括多层阴极结构，即包括多个层的阴极。多层阴极结构的第一层305是氟化锂(LiF)层305。LiF层305的优选厚度是大约0.3nm。在激活部分302、303上形成多层阴极结构的第一层305。在第一层305上形成多层阴极结构的第二层306。第二层306由铝(A1)制成，并具有0.1nm～0.6nm的优选厚度。在图3a-c中所示的实施方案中，多层阴极结构也包括第三层307。第三层307由银制成，并具有大约20nm的优选厚度。银层307的目的是减小阴极的电阻。
阴极不局限于多层阴极结构，而是也可以由单个层制成。包括铝或钙或镁或镁银合金的材料可以用于这种单层阴极。典型地，如果钙或镁层的厚度与铝层的厚度相同，则具有钙或镁阴极的OLED提供在可见光谱例如大约550nm波长上的比具有由铝制成的阴极的OLED所提供的亮度高大约30％的亮度。
在阴极堆叠上，即在图3中的阴极堆叠的第三电极307上形成覆盖层308。覆盖层308在该例子中由在可见光即400nm～700nm波长的光的范围内表现出反常色散的电介质材料制成。反常色散是这种类型的色散，其中折射率n随角频率ω增加而降低，也就是折射率n随波长λ增加而增加。覆盖层308的合适材料是硒化铅(PbSe)或硫化铅(PbS)或硒化锌(ZnSe)或硫化锌(ZnS)或碲化铅(PbTe)。显示反常色散的材料的使用提供对于发射不同颜色的OLED使用相同厚度的覆盖层308的可能性。
选择覆盖层308以具有降低外部光的反射同时增加OLED所产生的光透过覆盖层308的向外耦合的效果。这是选择材料和厚度的问题，如在这里更详细地描述的。
虽然在图3a-c中，对于不同的颜色，空穴传输层302和电子传输层303显示为具有相同的厚度，但是电子和/或空穴传输层303、302也可以对于不同的颜色具有不同的厚度。在该情况中，还可以调节覆盖层308的厚度，以补偿电子和/或空穴传输层302、303的厚度上的这些差异，提供平滑或平坦的表面。可以通过选择对于不同的波长具有合适的折射率的材料来实施该调节。也就是，选择对于不同颜色的覆盖层308的材料和/或材料的折射率，使得对于不同颜色的光程长度上的差异与对于不同颜色的电子和/或空穴传输层的厚度上的差异是相同的。选择光程长度，使得降低整个OLED即整个OLED堆叠的反射率，并增加发光强度。
图4显示根据本发明的另一种实施方案的OLED 400的示意图。在图4的实施方案中，OLED 400包括含有银的镜层401。使用镜层401通过将光反射回来而增加OLED的光输出。在镜层401上形成由氧化铟锡制成的电极层402。ITO层402用作OLED 400的第一电极例如阳极，并连接到图4中没有显示的电源。可选地，可以由铝制成阳极402，并且如果阳极402的铝被处理，使得阳极402具有反射能力，则可以省略镜层401。
在阳极402上形成OLED的激活部分403，即有机部分。在图4中所示意显示的OLED中，用作OLED的发射层的激活部分可以由Alq3制成。发射层403的优选厚度大约是120nm。可选地，激活部分403可以形成为包括多个子层的多层，以增加OLED的效率，如结合图3所描述的。
在激活部分403上形成第二电极层404。第二电极层404用作OLED的第二电极404例如阴极。在图4中所示的示意OLED中，阴极404由铝制成。可选地，阴极404可以形成为多层阴极结构，如结合图3所描述的。
在阴极404上形成第三电极405。第三电极405用来控制由铁电材料或液晶材料制成的并在第三电极405上形成的覆盖层406的折射率。
在覆盖层406上形成第四电极407。第三电极405和第四电极407用于控制覆盖层406的折射率。
如已经提到的，铁电材料以及液晶材料表现出控制它们的折射率的可能性。因此，可以控制由这种材料形成的覆盖层406的折射率，以及结合折射率控制光程长度。因此，可以调节折射率以及计算使得整个OLED堆叠的反射率降低并且透过覆盖层406的向外耦合增加的覆盖层406的厚度。以描述的方式，可以说铁电材料和液晶材料可以被控制，以用作具有反常色散的材料，尤其是用作具有可控色散的材料。
通过将包括铁电材料或液晶材料的覆盖层406布置在第三电极405和第四电极407之间，提供控制覆盖层406的折射率的有效方式。这些材料根据当前电场的强度改变它们的折射率。因此，通过将覆盖层406布置在第三电极405和第四电极407之间，以及改变由这些电极405和407所提供的电场，可以模拟覆盖层406的反常色散，单独地设置每种颜色的折射率。可选地，OLED的第二电极404也可以用作第三电极405。在液晶材料作为覆盖层406的情况中，优选地以这种方式例如用类金刚石碳处理第三电极405，使得液晶材料对准。
在图5中显示仿真的结果。执行仿真，以显示可以同时改善反射率和亮度的发明方面的可行性。在图5中，显示了关于白光的反射率以及红、绿和蓝光的发射光的亮度的仿真结果。此外，基于下面的OLED执行仿真，该OLED包括玻璃衬底309、由铝制成的具有70nm厚度的第一电极层301例如阳极层、由氟化碳(CFx)制成的具有5nm厚度的子层、由NPB制成的具有40nm～80nm厚度的用作空穴传输层的第一子层302，具有10nm厚度的发射层，由Alq3制成的具有40nm～70nm厚度的电子传输层303，以及由铝制成的具有10nm厚度的第二电极305-307例如阴极。在阴极305-307上形成由ZnSe制成的覆盖层308。在仿真中，在30nm～70nm以5nm为步长改变覆盖层308的厚度。此外，对于380nm～780nm的光波长研究反射率和亮度，其中以20nm为步长改变波长。
图5a显示画出绿光的向外耦合亮度以及白光的反射率对比覆盖层308的厚度的曲线(Alq3：65nm，NPB：55nm)。厚度在0nm～70nm之间变化。反射率显示出从65％降低到大约45nm的覆盖层厚度时的大约30％，然后在70nm的覆盖层厚度时增加到50％。同时，向外耦合亮度从0nm厚的覆盖层308时的相对值0.15增加到反射率具有其最小值时的45nm相同覆盖层厚度时的最大值0.33。
图5b显示画出蓝光的反射率以及向外耦合亮度对比覆盖层308的厚度的曲线。厚度在0nm～70nm之间变化(Alq3：55nm，NPB：50nm)。蓝光的亮度显示出从0nm覆盖时的0.15增加到35nm的相应覆盖层厚度时的最大值0.28，然后在70nm的覆盖层厚度时稍微降低到0.16。相应的反射率显示出在35nm处具有最小值15％的相反行为。
图5c显示画出红光的亮度以及反射率对比覆盖层308的厚度的曲线。厚度在0nm～70nm之间变化(Alq3：70nm，NPB：55nm)。红光的亮度显示出从对应于0nm的覆盖层厚度的0.09增加到大约5nm的覆盖层厚度时的最大值0.19，然后在70nm的覆盖层厚度时降低到0.13。反射率则具有在45nm覆盖时的最小值19％。
从图5a、5b和5c可以看到，在白光的反射率的最小值时基本上在相同的覆盖层下厚度获得绿、红和蓝光的亮度的最大值是可能的。覆盖层308的相应厚度在35nm～45nm之间变化。因此，可以调节覆盖层308的预先确定厚度，使得外部光源的反射率降低，而所产生的光透过覆盖层308的向外耦合亮度增加。
概括地，在这里描述了制造对于所有颜色具有基本上唯一的覆盖层厚度的改善显示器的方法，以及提供具有电可调节光学特征的OLED的方法。本发明的更多优点在于，可以这样调整覆盖层308，使得除了获得改善的光输出之外，还获得反射率的降低，从而实现更高的对比率。
此外，除了调节覆盖层308的厚度之外，例如通过降低反射率同时增加层的透射率即增加OLED的光输出，可以调节OLED的所有层的厚度，以改善OLED。通过使用在OLED的不同层之间的不同边界面反射的光线之间的相消性干涉的效果，可以获得厚度的调节。为了相消性干涉，使用处于干涉的光线之间的λ/2即波长的一半的相对相移。
虽然已详细地描述了本发明及其优点，但是应当明白，在这里可以不背离在附加权利要求书中限定的发明的本质和范围而进行各种改变、替代，以及变更。

Claims (14)

1.一种有机发光器件，包括多层结构，具有：
第一电极(301)；
第二电极(305-307)；
布置在第一电极(301)和第二电极(305-307)之间的至少一个有机材料层(302，303)；以及
电介质覆盖层(308)，布置在第二电极(305-307)上，提供外部光的反射率的降低、以及在该至少一个有机层材料层中产生的光透过覆盖层(308)的向外耦合的增加。
2.根据权利要求1的有机发光器件，还包括反射层(310)。
3.根据权利要求2的有机发光器件，其中反射层(319)包括电介质层和金属层中的一种，优选地铝层和银层中的一种。
4.根据权利要求3～8之一的有机发光器件，其中将反射层(310)布置在与该至少一个有机材料层(302，303)相对的第一电极的一侧上。
5.根据权利要求1～7之一的有机发光器件，其中第一电极(301)包括氧化铟锡。
6.根据权利要求1～5之一的有机发光器件，其中第二电极(305-307)包括LiF层，和/或Al层，和/或Li2O层，和/或CsF层，和/或苯甲酸锂层，和/或丙酮酸锂，和/或钙层，和/或镁层，和/或钛层，和/或银层。
7.根据权利要求1～6之一的有机发光器件，其中调节覆盖层(308)的厚度，以减小来自外部光源的光的、对于所述光的不同波长的折射率。
8.根据权利要求1～7之一的有机发光器件，其中覆盖层(308)包括具有不同折射率的多个覆盖子层。
9.根据权利要求8的有机发光器件，其中覆盖子层的折射率相对于每个覆盖子层离第一电极(301)的距离单调地增加或减小。
10.根据权利要求1～9之一的有机发光器件，其中覆盖层(308)包括具有反常色散的材料。
11.根据权利要求1～10之一的有机发光器件，其中覆盖层(308)包括PbSe，和/或PbS，和/或ZnSe，和/或ZeS，和/或PbTe，铁电材料，和/或液晶材料的一种或多种。
12.根据权利要求1～11之一的有机发光器件，其中将覆盖层(308)布置在第三电极(405)和第四电极(407)之间。
13.一种用于制造有机发光器件的方法，该有机发光器件具有第一电极(301)、第二电极(305-307)、布置在第一电极(301)和第二电极(305-307)之间的至少一个有机材料层(302，303)，以及布置在第二电极(305-307)上与第一电极相对的电介质覆盖层(308)，该覆盖层包括与第二电极(305-307)相对的用于发射在该至少一个有机材料层(302，303)中产生的光的外表面，该方法包括步骤：
提供所述第一电极(301)；
在第一电极(301)上形成所述至少一个有机层(302，303)；
在该至少一个有机材料层(302，303)上形成所述第二电极(305-307)；以及
在第二电极(305-307)上形成所述电介质覆盖层(308)，其中选择覆盖层(308)，以提供以下效果，即降低外部光的反射率以及增加在该至少一个有机材料层(302，303)中产生的光透过覆盖层(308)的向外耦合。
14.一种具有至少两个有机发光器件的阵列，其中每个有机发光器件包括多层结构，具有：
第一电极(301)；
第二电极(305-307)；
布置在第一电极(301)和第二电极(305-307)之间的至少一个有机材料层(302，303)；以及
电介质覆盖层(308)，布置在第二电极(305-307)上与第一电极(301)相对，包括用于发射在该至少一个有机材料层(302，303)中产生的光的外表面，
其中覆盖层(308)提供外部光的降低的反射率以及在该至少一个有机层材料层(302，303)中产生的光透过覆盖层(308)的增加的向外耦合，
其中该至少两个有机发光器件发射不同颜色的光，以及
其中该至少两个有机发光器件的每个的覆盖层(308)具有基本上相同的厚度。
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