CN1199294C - 有机电致发光装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新颖的有机电致发光装置，具有减小该装置反射光线总反射系数的光干涉单元。本发明特别适于具有阳极，电致发光层和阴极的电流驱动有机显示器，其中至少一个光干涉单元位于两层之间，因此形成了需用于驱动显示器的局部电气回路。可选择光干涉单元以使其具有一厚度，它导致至少某种入射至显示器上的周边光线破坏性光干涉。另外，选择光干涉单元材料以使其具有一逸出功，依赖于光干涉单元相对于阳极、阴极和电致发光层的位置，该逸出功与电致发光层的最高被占分子轨道，或最低未占分子轨道相兼容。适当选择材料可以保证流经该装置的合适电流，因此减小了有机电致发光层的可能电击穿，提高了该装置的总能量效率。

Description

有机电致发光装置

技术领域

本发明一般地涉及电致发光装置，并且特别地涉及一种具有薄膜光干涉层以便减小周边光反射系数的有机电致发光装置。

背景技术

电致发光装置(ELD)已为人们所熟知，一般由几层不同的材料构成。这些层通常包括一透明的前电极层，一电致发光层和一后电极层。当某一电压施加到这些电极上时，该电致发光层即被激活，将穿过该层的部分电能转变成光，然后这种光从前电极发射出，该电极对于发射光是透明的，因此该装置的使用者即可以在此看见光。

特别地，电致发光装置可以被用作计算机显示器，而且通常被认为是用于计算机和其它电子设备的高质量显示器，这些电子设备应用于所需的应用场合比如军事，航空电子和航天界，在这些领域像高可靠性，轻重量，和低功耗这样的性能是十分重要的。在自动化，个人计算机和其它消费行业电致发光显示器同样因其质量而获得了认可，因为它们能够提供超过其它显示器比如阴极射线管(“CRT”)和液晶显示器(“LCD”)的某些特定的优点。

电致发光显示器的一个特征在于它能够在层与层之间添加薄膜以改变显示器的特性。众所周知，可以在电致发光显示器中使用薄膜层，以改进选定的显示器特性，比如信号与被反射周边光之间的比率(“SRA”)和对比度(“CR”)。为了获得更大的透明度，信号与被反射周边光之间的比率可以定义为：

$\mathrm{SRA}=\frac{L_{\mathrm{em}}}{R\×L_{\mathrm{amb}}}$

其中：

SRA＝信号与被反射周边光之间的比率，

L_em＝装置的发光亮度，

R＝装置的反射系数，和

L_amb＝周边光的照度，或者入射于显示器上的周边光，

在一成像装置中，对比度可以被定义为：

$\mathrm{CR}=\frac{L_{\mathrm{on}}+R\×L_{\mathrm{amb}}}{L_{\mathrm{off}}+R\×L_{\mathrm{amb}}}$

其中：

CR＝对比度，

L_on＝激活或者“点亮”像素的发光亮度，

L_off＝未激活或者“熄灭”像素的发光亮度，

R＝装置的反射系数，和

L_amb＝周边光的照度，或者入射于显示器上的周边光。

一种可以使用在电致发光装置中以改进对比度的特定类型的薄膜层实质上是一种透明的光干涉层，它放置于该电致发光装置的一层或多层之间，如美国专利5,049,780[多波罗沃尔斯基]中所述。如本领域技术人员所清楚认识到的，电致发光装置的对比度的改进通常是人们所需要的并在航空电子和军事应用上尤其重要，在这些应用领域中很差的对比度和刺眼的强光可能导致严重的后果。利用破坏性干扰的原理，通过叠加两个或更多的不同相位的电磁波，该光干涉层可以引起周边光的幅度的减小，该不同相位的电磁波可以通过薄膜层的界面上的反射和/或传输而产生。通过适当地选择这些层的厚度，所关心电磁波长上的光的破坏性干扰(通常是被该显示器反射掉的可见周边光波)可以产生一特殊的对比度和/或信号与被反射周边光之间的比率。

多波罗沃尔斯基(Dobrowolski)一般地涉及电压驱动的无机物电致发光装置，其中电致发光层由一无机材料形成，并且通常需要一个或多个附加的透明绝缘层以减少无机物电致发光层的电击穿可能性。这种无机物电致发光装置通常为电压驱动，以交流电(“ac”)供电以便减少该装置内的电荷积聚。尽管多波罗沃尔斯基确实一般性地考虑了使用没有透明绝缘层的直流电(“dc”)电致发光装置，可这样的无机物装置仍然是电压驱动，因而通常易于引起电致发光层的电击穿。

随着当前电流驱动的有机电致发光装置的出现，与电压驱动的无机物电致发光装置相比该装置提供了特定的优点(比如，颜色的改进和一减小的电流流动阻挡层以便降低所需的驱动电压)，因此现在有必要提高这些有机装置的对比度和/或信号与周边光的比率，显而易见现有技术不能够指导出适当的光干涉电致发光装置以致力于满足这种需要。

众所周知，可以提供一种在不应用光干涉的情况下具有改进对比度的有机电致发光装置。例如，G.帕塔斯拉蒂(G.Parthasrathy)等人所著的“用于有机半导体装置的无金属阴极(A metal-free cathode fororganic semiconductor devices)”，应用物理期刊(Applied PhysicsLetters)，1998年4月27日，第17期，第72卷，pp2138至-2140(“帕塔斯拉蒂”)讲授了一类应用于电激活透明有机电致发光装置(TOLED)领域中的低反射率、高透明度、非金属阴极。因此，在一开始，帕塔斯拉蒂仅仅针对TOLED，并不适用于更广领域的、涉及有机电致发光装置(OLED)的电致发光装置，在这种装置中，阴极或电极中有一个通常是非透明的和/或反射的。换言之，帕塔斯拉蒂一般地叙述了透明有机发光装置，其中装置的阳极和阴极都是透明的，因而允许观察者直接看清装置。因此由于TOLED的透明特性，与非透明的OLED相比，周边光的反射通常是一种较少。在任何情况下，帕塔斯拉蒂都讲述了一种不含金属的透明阴极，该阴极由涂敷一层低功率射频溅射氧化铟锡(ITO)薄膜的铜酞菁(CuPc)所制成。CuPc为防止对其下面的有机电致发光层的损害提供了重要益处。

帕塔斯拉蒂的一附带优点为，与TOLED中一直使用的透明金属阴极相比，该阴极反射率在某种程度上被减小。尽管如此，在任何情况下，如帕塔斯拉蒂的图3中所示，由于CuPc，被减小的反射光的总量取决于周边光的吸收程度，其中本来会被反射的光的能量由CuPc层所吸收并且以另外一种能量形式——通常以热量的形式——消耗掉。因此，尽管帕塔斯拉蒂讲述了一具有非金属阴极的TOLED装置，取得了高透明度和低反射率，然而其中所得的低反射率主要还是通过增大透射率来获取，并通过对于光能的吸收来获取反射光的附带减少。因为帕塔斯拉蒂仅仅只考虑透明装置，其所讲述的内容并不考虑非透明装置的反射系数减小。因此，帕塔斯拉蒂的指导对于非透明OLED中周边光的减小是没有用处的。

JP08222374中讲述了另一种带有增强对比度特性的有机电致发光装置，该专利被转让给艾德米苏·科桑(Idemitsu Kosan)有限公司(“Idemitsu”)。艾德米苏讲述了一种具有光吸收/发散层的有机电致发光器件，它还带有一位于一对电极之间的有机发射层，这对电极中至少一个是透明或半透明的。尽管艾德米苏确实讲述了一种具有减小的反射系数的有机电致发光器件，然而这种反射系数的减小是通过吸收/发散的作用而获得的。与帕塔斯拉蒂并无不同。本发明的发明人相信尽管吸收/发散在某些情况下能够提供一些功效，但可确认使用其他技术来减小反射系数可以获得更大的反射减小效果和/或提供适用于其他场合的附加效益。

EP0838976中讲述了另一种有机电致发光的发射装置，该专利被转让给TDK公司(“TDK”)。更具体地，TDK讲授了另一种TOLED结构，与帕塔斯拉蒂所讲述的TOLED相类似，除了使用不同的制作材料。如先前关于帕塔斯拉蒂装置所讨论的，这类TOLED装置由于其透明特性，在对周边光的反射率方面，通常被较少认为困难。相应地，TDK仅仅是特定地涉及一特殊结构的TOLED，并没有讲授在非透明的有机电致发光装置中如何减小反射系数，仅仅由于所讲述的结构的类型，而仅在非透明电致发光装置中获得减小的反射系数，却没有任何特定的讲述来减小反射系数。

与上述认定的现有技术实例相比较，已转让至剑桥显示器公司(“剑桥”)的WO97/38452讲授了一种非透明电致发光显示器装置，通过使用一偏光器电路来减小反射系数。偏光技术为大家所熟知，并且可以被描述为“一种装置…它能从发射光中吸收所有振动而仅有位于单一平面内的振动除外，从而产生了作为偏振光的自然光”。(摘白干 Academic Press Dictionary of Science Thchnology，1996Academic Press Inc.，http：//www.academicpress.com/inscight/03261998/polarizl.htm)。剑桥特别讲述了偏光器电路的应用，它位于有机光线发射装置的观察表面的前面。尽管偏光器被认为能够减少周边光的反射系数，人们同样认识到，偏光器不符需求地从装置中电致发光层吸收了发射的光线总量。总而言之，使用偏光器仅仅是一种特殊形式的吸收。此外还有，剑桥装置的缺点在于，在实际制造该光线发射装置的过程中，通常必须使用一种分离工艺来制作偏光器，并且该偏光器必须被单独地装配到该装置上，因此增加了总的制造以及最后所得的装置的成本。

发明内容

因此本发明的目的在于提供一种新颖的有机电致发光装置，它能够克服或改进现有技术的至少一个缺点。

在本发明的一实施例中，提供了一种为该装置前的观察者显示图像的光干涉电致发光装置，包括：一阳极层；一阴极层，阳极层和阴极层中的至少一个实质上对于被发射的电致发光光线的至少一部分是透明的；位于该阳极层和阴极层之间的至少一个有机电致发光层，该电致发光层具有第一特征能量，它是从该电致发光层的最高被占的分子轨道中取出一电子所需要的能量总量，以及第二特征能量，它是从该电致发光层的最低未占分子轨道中取出一电子所需的能量总量；和至少一位于两个层之间的光干涉单元，当该光干涉单元位于该阳极和该电致发光层之间时它具有实质上与该第一特征能量相等的逸出功，当该光干涉单元位于该阴极和该电致发光层之间时它具有实质上与该第二特征能量相等的逸出功，而该光干涉单元所具有的厚度和材料使得该电致发光装置的光谱反射系数被修改，从而减小了该电致发光装置对观察者的周边光反射系数。

本发明的另一实施例中，提供了一种以选定光谱方式来发射光线的电致发光装置，它包括：一阳极层，一阴极层，其中该阳极层和该阴极层中的一个对于由该电致发光装置发射的该选定光谱的至少一部分实质上是透明的。该电致发光装置还包括一在该阳极层和该阴极层之间的有机电致发光层，该电致发光层具有一相对于该阳极层的最高被占的分子轨道并且具有一相对于该阴极层的最低未占分子轨道。该装置进一步包括一光干涉单元，它具有一选定的逸出功和可操作性以便减少反射通过该透明层的周边光线，该光干涉单元是位于该电致发光层与该阳极层和该阴极层中的一个之间，其中该被选定的逸出功与从不同的分子轨道中取出一电子所需要的能级级之间的差值趋近于零。

在本发明的又一实施例中，提供了一种制造用来给位于该装置前面的观察者显示图像的电致发光装置的方法，它包括步骤

将一阳极层淀积于一基体上；

将一有机电致发光层淀积于该阳极层上，该电致发光层具有一与阳极侧相关的第一特征能量，和与阴极侧相关的第二特征能量；

将一光干涉单元淀积于该电致发光层上，该光干涉单元用于减小向着观察者方向的周边光的反射系数，该光干涉单元具有一实质上与该第二特征能量相等的逸出功；

将一阴极层淀积于该光干涉单元上面；和

封装该装置。

在本发明的再一实施例中，提供了一种装配一用来给位于该装置前面的观察者显示图像的电致发光装置的方法，包括步骤：

将一阳极层淀积于一基体上；

将一光干涉单元淀积于该阴极层上；该光干涉单元用来减小向着观察者方向的周边光的反射系数，该光干涉单元具有一逸出功；

将一有机电致发光层淀积于该干涉单元上面，该电致发光层具有一特征能量，它为从该电致发光层中取出一电子时所需要的能量总量，该特征能量实质上等于该逸出功；

将一阴极层淀积于该电致发光层上面；和

封装该装置。

本发明还有一个实施例，提供了一种向观察者显示图像的方法，包括步骤：

从一位于阳极和阴极之间的有机电致发光层发出光线，所述电致发光层具有一相对于所述阳极的第一特征能量和一相对于所述阴极的第二特征能量；

接收朝着所述电致发光层入射的周边光；和

从所述的位于光干涉单元的入射表面的周边光中形成破坏性干涉，所述光干涉单元具有一选定的逸出功并且位于所述电致发光层及所述阳极和所述阴极中的一个之间，所述逸出功和不同的特征能量之间的差值趋近于零。

对于至少一个光干涉单元的材料的正确选择可以确保适当的流经该装置的电流，因此降低了有机的电致发光层的电击穿的可能性，并且提高了该装置的总的能量效率，同时仍减小了朝着观察者方向的反射系数。

附图简要说明

参考附图以下将会描述本发明的具体实施例，其中：

图1是经过依据本发明的第一实施例的光干涉有机的电致发光装置的某一部分的横截面的原理图；和

图2是经过依据本发明的第二实施例的光干涉有机的电致发光显示器的某一部分的横截面的原理图。

实现本发明的最佳方式

现在参考图1，依据本发明的第一实施例的电致发光装置通常显示为装置10。装置10包括一电致发光的发射阳极12，一位于阳极12后面的电致发光层14，一位于电致发光层14后面的光干涉单元16和一位于干涉单元16后面的阴极18。通过阳极12和阴极18装置10与电流源20相连接以便驱动一通过装置10的恒定电流。

电致发光发射阳极12可以是任意的导电材料，它对被发射的电致发光光线的至少一部分是透明的，比如氧化铟锡(ITO)或氧化锌(ZnO)。在本实施例中，优选地，阳极12为一具有大约1500埃(1500)的厚度的氧化铟锡层。

应该懂得电致发光发射阳极12可以具有不同的厚度，并且有可能在，比如，从大约1000埃(1000)至大约3000埃(3000)，或者从大约1200埃(1200)至大约2000埃(2000)的范围之内。

电致发光层14是一种有机的电致发光材料比如像，三(8-喹啉醇化铝)(Alq3)或者聚正乙烯基咔唑(n-vinyl carbazole)(PVCZ)，其中当电子从发光层14的最低未占分子轨道(“lumo”)中逸出的时候，它们便与层14的最高已占用分子轨道(“homo”)中的空穴相结合，从而发射出光线的光子。相应地，一流经电致发光层14的电流可以产生一发射光。在本实施例中，层14优选地由三(8-喹啉醇化铝)制成，且优选地具有一大约1000埃(1000)的厚度，尽管本领域技术人员能够选择出该层的其它合适厚度。如十分熟悉三(8-喹啉醇化铝)(tris(8-quinolinolato aluminum))电学特性的技术人员所知道的，从最高被占分子轨道中取出一电子所需要的能量E_HOMO大约为5.4电子伏特，这一能量还可以被描述为从发光层14的表面取出一电子所需要的能量，或者是发光层14的逸出功。另外，从三(8-喹啉醇化铝)的最低的未被占分子轨道中取出一电子所需要的能量大约是3.0电子伏特，它可以被称作为E_LUMO。因此，三(8-喹啉醇化铝)的E_HOMO和E_LUMO的差大约为2.4电子伏特。在本发明的其它实施例中，可以选择别的有机材料(即，通过挑选材料或者用掺杂剂改变材料)以至于E_HOMO和E_LUMO之间的差异在从大约1.5电子伏特到大约3.0电子伏特的范围之内，它覆盖了可见光的光谱。

在本实施例中，光干涉单元16包括一半吸收剂层16a和一透明层16b。半吸收剂层16a部分地反射，部分地吸收和部分地透射可见光光谱中的光线，而且在本实施例中，它由镁银(Mg:Ag)制成且具有一大约185埃(185)的厚度。其它合适的材料可以是Inconel^TM，镍(Ni)，钛，或一合适的有机材料，并且这种层的适当的厚度可以由本领域技术人员来确定。必须选定材料的消光系数及其厚度，这样在一预先选定波长上的层16a上的反射光，忽略光干涉，应该优选地至少为大约百分之三十五，而光能量的其余部分则被透射或被吸收，并且以热量的形式消耗掉。类似地，在一预先选定的波长上的通过层16a的透射光，忽略光干涉，将会优选地至少为大约百分之三十五。

应理解层16a的消光系数及其厚度可以被选定，这样在一预先选定的波长上的通过层16a的透射光，忽略光干涉，可以为从大约百分之三十到大约百分之四十。总的来说，通过层16a的透射光的总量，经过两次传播之后，实质上应该等于层16a上的原始反射光的总量，以便在层16a的反射表面获得适当的破坏性干涉效应，如本领域技术人员所能理解的。

实质上，透明传导层16b由氧化铟锡(ITO)制成并且具有一大约840埃(840)的厚度。本领域技术人员将会想到可以使用其它的合适材料以及层的厚度，比如氧化锌(ZnO)。可以选定层16b材料的消光系数及其厚度，这样在一预先选定的波长上的通过层16b的透射光，忽略光干涉，约大于百分之八十，但是优选地至少为大约百分之九十。如本领域技术人员所知，通常优选地，针对层16b的预先选定波长实质上应该与被使用来选择层16a的预先选定波长相等。

一大约为550纳米(550nm)的波长，可见光光谱的中心，是当前优选的预先选定波长，它被用于确定层12、14以及干涉单元16的适当厚度和材料，因为最后所得的装置10在可见光光谱的范围内可以具有希望得到的光学干涉特性。如本领域技术人员将会理解的，选择这种波长的附带优点可以导致产生一装置，该装置反射位于可见光光谱之外的电磁能量，包括红外线，因此减少了对显示器的加热。尽管如此，本领域技术人员将会想到可以选定其它的理想的波长。

根据逸出功Φ_OIM，或者从干涉单元16的表面吸取一电子所需要的能量总量，光干涉单元16同样是可以计量的。在本实施例中，正电荷或空穴从电流源20中输出流经阳极12并且流入电致发光层14，在发光层14中它们与电子相结合，这些电子从电流源20中输出流经阴极18，光干涉单元16并因此为了激励电子射入发光层14的最低未被占分子轨道，干涉单元16的材料选择是这样的：即E_LUMO与Φ_OIM之间的差值X，可以表示为一绝对值，它趋近于零。且流入电致发光层14。该表达式可以用数学方式表示为：

                   X＝|Φ_OIM-E_LUMO|

                   其中

为了使差值X趋近于零，人们认为X可以在从大约0.0到大约1.5电子伏特(eV)范围内。认为差值X可以在从大约0.1到大约1.3电子伏特范围内。更为优选地，认为差值X应当在从大约0.6到大约1.0电子伏特范围内。在本实施例中——其中层16a由镁银合金制成而层16b由氧化铟锡制成——干涉单元16的总逸出功Φ_OIM大约为3.6电子伏特。由于E_LUMO为大约3.0电子伏特，差值X为大约0.6电子伏特。

阴极18是镁银，它具有大约为500埃(500)的厚度，并且在本实施例中是可反射的。在其它实施例中，相信阴极18可以具有一大约在250埃(250)到大约2000埃(2000)之间的厚度。尽管如此，本领域技术人员将会想到可以使用其它合适的传导材料以及厚度。

显而易见，干涉单元16的厚度和材料以及它的成份可以用一操作也就是考虑至少是部分地，阳极12，电致发光层14，以及阴极18的厚度和/或材料来确定。

可以使用已知的技术制造出装置10。在上述实施例中，阳极12为一玻璃基体上的真空淀积，并且应用真空淀积在它上面形成了随后的各工作层。于是应用现有技术来密封该整体装置10。本领域技术人员将会考虑到其它合适的基体和制造装置10的方法。比如，该基体可以为塑料。另外，在电致发光层14为聚正乙烯基咔唑(n-vinyl carbazole)时，旋转镀膜就可能是对于发光层14的一种合适的制造技术。

以下将讨论装置10的操作。本领域技术人员会认识到，下面为一用于说明的简化模型，在操作装置10期间假定会出现其它的物理现象，为了便于讨论的目的，可以忽略它们所具有的对于操作的影响。电流源20被‘接通’，这样通过阳极12空穴即被驱动输入电致发光层14中。于是这些空穴与输入层14中的电子相结合，这些电子从电流源20中输出通过阴极18和光干涉单元16而输入层14中。E_LUMO与Φ_OIM之间的差值被表示为一绝对值，该差值趋近于零，能减小流经装置10的电流的阻碍，以防止或禁止层14被击穿。层14中的空穴和电子的再结合使得光线通过阳极12的前部或外表面而被发射并且朝向观察者，如箭头L_em所示。

同时，周边光入射至装置10上，如箭头L_amb所示，并且穿过阳极12和电致发光层14。入射至半吸收剂层16a的周边光L_amb被部分地反射，部分地吸收以及被部分地透射。透射通过半吸收剂层16a的光线穿过透明层16b，其中它反射脱离阴极18并且反穿通过透明层16b，在这一点上，该被反射光线被反向逆转一百八十度，与半吸收剂层16a上的部分反射光线具有相位差异，因此这两部分反射光线就会进行破坏性的干涉并且实质上相互抵消。分别发现于这两个反射光线中的能量由半吸收层16a和阴极18来吸收，其中这些能量以相对较少的热量的形式被消耗掉。其结果为从装置10中反向朝着观察者的反射光线(L_ref)即被减少。在本实施例中，与不具备光干涉单元16的电致发光装置相比较，反射光线(L_ref)被减少了百分之九十。

相信在本发明的其它实施例中，通过为光干涉单元16选择不同的材料，厚度以及消光系数，并且通过装置10中的其它工作层的已选定的适当的厚度和材料，反射光线(L_ref)可以被减少大约99.5％之多——尽管依然位于上述的可接收的参数和范围之内，这样，被表示为一绝对值的形式的E_LUMO与Φ_OIM之间的差值即趋近于零。但是尽管依然在可接受范围之内的E_LUMO与Φ_OIM之间的较大能级差能够获得减少的反射光，它也会导致流经装置10的电流的电学效率下降。

在本发明的其它实施例中，一适当地被修改的光干涉单元16能够以串联的方式放置在装置10的其它层之间，现在参考图2，一种依据本发明的第二实施例的电致发光装置，通常以10a来表示。如图1中所示，相同的部件用相同的参考标号来表示。装置10a包括一电致发光透射阳极12，一放置于阳极12的后面的光干涉单元16′，一电致发光层14，它位于干涉单元16′的后面，和一阴极18，它位于电致发光层14的后面。通过阳极12和阴极18装置10a与电流源20相连接，以便于驱动一通过装置10和层14的恒定电流。

电致发光透射阳极12可以为任意的传导材料，它对于被发射的电致发光光线的至少一部分是透明的，比如氧化铟锡(ITO)或者氧化锌(ZnO)。在本实施例中，阳极12是一氧化铟锡层，优选地具有一大约为1500埃(1500)的厚度。

可以理解，电致发光透射阳极12可以具有不同的厚度，并且有可能在——举例来说——从大约1000埃(1000)到大约3000埃(3000)，或从大约1200埃(1200)到大约2000埃(2000)的范围之内。

电致发光层14是一种有机的电致发光材料，比如像三(8-喹啉醇化铝)(Alq3)或者聚正乙烯基咔唑(n-vinyl carbazole)(PVCZ)，其中当电子从发光层14的最低未占分子轨道(“lumo”)中逸出的时候，它们便与层14的最高已占用分子轨道(“homo”)中的空穴相结合，从而发射出光线的光子。相应地，一流经电致发光层14的电流可以产生一发射光。在本实施例中，优选地，层14由三(8-喹啉醇化铝)制成，且优选地具有一大约1000埃(1000)的厚度，尽管本领域技术人员能够选择出该层的其它合适厚度。正如十分熟悉三(8-喹啉醇化铝)电学特性的技术人员所知道的，从最高被占分子轨道中取出一电子所需要的能量E_HOMO，大约为5.4电子伏特，它还可以被描述为从发光层14的表面取出一电子所需要的能量，或者为发光层14的逸出功。另外，从三(8-喹啉醇化铝)的最低的未被占分子轨道中取出一电子所需要的能量大约是3.0电子伏特，它可以被称作为E_LUMO。因此，三(8-喹啉醇化铝)的E_HOMO和E_LUMO的差大约为2.4电子伏特。在本发明的其它实施例中，可以选择别的有机材料(即，通过挑选材料或者用掺杂剂改变材料)以使得E_HOMO和E_LUMO之间的差值在大约1.5电子伏特到大约3.0电子伏特的范围之内，它覆盖了可见光的光谱。

在本实施例中，光干涉单元16′包括一实质上透明的传导层16c，它由氧化铟锡(ITO)制成并且具有一大约745埃(745)的厚度。本领域技术人员将会想到可以使用其它的合适材料，比如氧化锌(ZnO)或一适当的有机质。层16c的氧化铟锡可以被改变(通过控制它的化学计算法)这样它可以作为在一550纳米(550nm)光波长上的四分之一波片，并且它被选择以便通过层16c的透射光大于约百分之八十，并且优选地至少为大约百分之九十。尽管如此，本领域技术人员将会想到可以选择其它的理想的波长。

如前面所讨论的，根据逸出功Φ_OIM，光干涉单元16′同样是可以测量的。在本实施例中，空穴从电流源20中输出通过阳极12和光干涉单元16′，并输入电致发光层14，在层14中它们与电子相结合，这些电子从电流源20中输出通过阴极18并输入电致发光层14。因此，为了激励电子从电致发光层14的最高被占分子轨道中取出，干涉单元16′的材料选择是这样的即E_HOMO与Φ_OIM之间的差值Y，可以表示为一绝对值，它趋近于零。该表达式可以用数学方式表示为：

                Y＝|Φ_OIM-E_HOMO|

                其中

为了使E_HOMO与ΦO_IM之间的差值趋近于零，人们相信差值Y可以在从大约0.0到大约1.5电子伏特(eV)的范围之内。相信差值Y可以在从大约0.1到大约1.3电子伏特的范围之内。更加优选地，相信差值Y应在从大约0.4到大约1.0电子伏特的范围之内。在本实施例中，其中层16a由镁银合金制成，而层16b由氧化铟锡制成，单元16的总逸出功Φ_OIM为大约5.0电子伏特。由于E_HOMO为大约5.4电子伏特，差值Y为大约0.4电子伏特(eV)。

阴极18是镁银合金，它具有一大约500埃(500)的厚度，并且在本实施例中是可以反射的。在其它实施例中，相信阴极18可以具有一大约在250埃(250)到大约2000埃(2000)之间的厚度。尽管如此，本领域技术人员将会想到可以使用其它合适的传导物质以及厚度。

显而易见，干涉单元16′的厚度和材料以及它的成份可以用这样的一种工序来确定：该工序至少部分地考虑了阳极12、电致发光层14以及阴极18的厚度和/或材料。

可以使用已知的技术制造出装置10a。在上述实施例中，阳极12为一玻璃基体上的真空淀积，并且同样应用真空淀积在它上面形成了各后续工作层。随后应用现有技术来密封该整体装置10a。本领域技术人员将会考虑到其它合适的基体和制造装置10a的方法。比如，该基体可以为塑料。另外，如果电致发光层14为聚正乙烯基咔唑，则对于发光层14来说旋转镀膜可能是一种较为合适的制造技术。

以下将讨论装置10a的操作。本领域技术人员将会认识到，以下为一用于说明的简化模型，并且在操作装置10a期间出现的其它的物理现象，假定可以忽略它们对于操作的影响。电流源20被‘接通’，这样通过阳极12空穴或正电荷即被驱动输入电致发光层14和光干涉单元16中。于是这些正电荷与输入层14中的电子相结合，通过阴极18这些电子从电流源20中输出并输入层14中。因为E_HOMO与Φ_OIM之间的差值趋近于零，即可减小流经装置10a的电流的阻碍，以防止或禁止层14被击穿。层14中的电子和空穴的再结合使得光线通过阳极12的前表面而被发射并且朝着观察者，如箭头L_em所示。

同时，周边光入射至装置10a上，如箭头L_amb所示，并且穿过阳极12，然后入射至透明层16c上。入射层16c上的周边光L_amb的大约一半被反射，而其余的则被透射。透射通过层16的光线反射脱离电致发光层14的表面并且反向穿过层16c。由于四分之一波长的层16c的厚度，从发光层14反射的光线反向逆转一百八十度并且与从层16c反射的光线具有相位差异，因此这两种反射光进行破坏性的干涉并且实质上相互抵消。分别发现于这两个反射光线中的能量被透射通过层16c。其结果为从装置10中反向朝着观察者的反射光线(L_ref)被减小。在本实施例中，与没有层16′的电致发光装置相比，反射光线(L_ref)相信减少了大约0.5％到大约2％的幅度范围。

尽管在此仅仅讨论了本发明的各种特征和部件的特定结合，很显然对于本领域技术人员来说，所公开的特征和部件的所需子集和/或其它这些特征和部件的组合均可按照需要而采用。例如，可以结合这些在此讨论的实施例用来提供多个位于电致发光装置的不同层之间的光干涉单元，并且它们不相互连接，以便于更一步地减小该装置的反射系数。例如层16′和层16可以分别地位于层14的不同边上。

另外，每个光干涉单元可以为透明层或者是透明层与半吸收层的结合以获得不同的结果，显而易见，这些不同类型的光干涉单元同样可以放置在该装置的各个不同的位置。例如，通过使光干涉单元的逸出功与从最高被占分子轨道和/或最低未占分子轨道中吸取出一电子所需要的能量之间的差值趋近于零，这样较为合适，可以考虑到在有机的电致发光层和阴极之间能够使用一透明层，不包括半吸收层，并且类似地，在阳极和电致发光层之间能够使用透明层和半吸收层的结合体。

本发明也能适合于计算机显示器，例如，可以制作一像素形式的有机电致发光计算机显示器，其中该阳极包括多个通常并联并且互相隔开的阳极以形成一有机电致发光计算机显示器的前端，并且该阴极包括许多隔离阴极，它们通常与这些阳极垂直正交。进一步可理解，该阳极和阴极可以通过像素显示方式之外的多种方式形成图案，对于装置10的使用者可以创建不同的易于识别图案形式。当这样的显示器被像素化或图形化时，这样的情形将会被认识，即应用已知技术比如脉冲直流，和/或添加周期性的反向极性‘刷新’脉冲以减少积聚电荷，可以采用单纯的像素化或图形化方式。该装置也可以是具有一有源矩阵的混合显示器，可以在笔记本电脑中看到这种应用。

另外本发明可作适当的修改以应用于彩色有机电致发光装置。如本领域技术人员所知，可以通过应用堆栈式的透明有机电致发光层制作多彩色和全彩色装置。其中光干涉单元位于这些堆栈层的两个之间，显而易见，其逸出功和从最接近阳极的电致发光层的最低未占分子轨道中吸取出一电子所需要的能级之间的差值应该趋近于零，并且逸出功和从最接近阴极的电致发光层的最高被占分子轨道中吸取出一电子所需要的能级之间的差值也应该趋近于零。更加优选地，光干涉单元的逸出功应该为周围的电致发光层的最低未占分子轨道的平均值。

通过一图案形成的红绿蓝有机层(即，通过选定具有固有色彩特性的材料，或通过适当地向层上的图案添加掺杂剂)同样可以提供多彩色和全彩色装置。其它的色彩技术可能包括使用白光发射器(white-emitter)和适当的滤波器。显而易见，本发明的描述指导可经过修改来提供这种和其它的色彩装置。

本发明同样可以应用于液晶显示器的背光。同样可理解，本发明可以被适当地修改用作有机电致发光装置，它具有一位于该阴极和该电致发光层之间的电子输送层，和/或位于该阳极和电致发光层之间的空穴输送层。在本实施例中，光干涉单元可以放置于该输送层和电致发光层之间，或该输送层可以放置于电致发光层和光干涉单元之间。在本发明的实施例中，显而易见，仍然可以选定该光干涉单元以使其具有一逸出功，这样逸出功和分别与该电致发光层的阳极端和/或阴极端相关的能级之间的差值即趋近于零，以便驱动电流流过该整个装置。同样地可以考虑一适当的输送层能够被合并到光干涉单元中。

更进一步地，由于本实施例所指的是前端阳极和后端阴极，显而易见，本发明可以适用于一装置，它具有一前端阴极和一后端阳极，只要至少前端电极层对于被发射的电致发光光线的至少一部分是透明的即可。

本发明提供了一种新颖的有机电致发光装置，它具有一光干涉单元，该单元减小该装置反射光线的总的反射系数。可以选择光干涉单元以使其具有一厚度，它能产生至少部分的入射至显示器上的周边光线的破坏性光干涉。另外，可以选择光干涉单元材料以使其具有一逸出功，这样，依赖于电流流动的方向和光干涉单元相对于电致发光层的位置，逸出功和从该电致发光层的最高被占分子轨道中，或最低未占分子轨道中取出一电子所需要的能级之间的差值趋近于零。适当地选择光干涉单元的材料可以改进流过该装置的适当的电流，因此减小了有机电致发光层的电击穿可能性并且提高了该装置的整个能量效率。最后，在本实施例中，使半吸收剂层和透明层结合以形成光干涉单元，于是，与吸收薄膜相比，光干涉单元的这种布局与该装置的背部电极相连接实际上可以提高红外线周边信号的反射系数，因此降低了显示器的受热状况并且减小了损害电致发光层的可能。

尽管参考优选的和特定论述的实施例而描述了本发明，本领域技术人员当然会理解，可以对这些优选的和所描述的实施例进行各种修改，而均不脱离本发明的真正精神和权利范围。

此处所参照的所有出版物、专利技术以及专利申请均结合其整体而引用，如同特定地、单独地结合其整体而引用各单独的出版物、专利技术以及专利申请。

Claims (23)

1.一种电致发光装置，用于为所述装置前的观察者显示图像，包括：

一阳极层；

一阴极层，所述阳极层和所述阴极层中至少有一个位于所述装置的前部，并且对电致发光光线是透明的；

一有机电致发光层，位于所述阴极层和所述阳极层之间，所述电致发光层具有一对应于所述阳极层的最高被占分子轨道，并且具有一对应于所述阴极层的最低未占分子轨道；

其特征在于，一光干涉单元位于所述电致发光层和所述阳极层与所述阴极层中的一个之间，所述光干涉单元具有一选定的逸出功，其中所述选定的逸出功与从相应的不同分子轨道中取出一电子所需要的能级之间的差值趋近于零，所述光干涉单元可操作以产生至少两个相位不同的周边光的反射光，这两个反射光相结合以进行破坏性的干涉并因此而减少了被反射的周边光。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述差值为从大约零电子伏特到大约1.5电子伏特。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述差值为从大约0.1电子伏特到大约1.3电子伏特。

4.如权利要求1所述的装置，其中所述差值为从大约0.4电子伏特到大约1个电子伏特。

5.如权利要求1所述的装置，其中所述能级为大约5.4电子伏特和所述逸出功为大约5.0电子伏特。

6.如权利要求1所述的装置，其中所述有机电致发光层为三(8-喹啉醇化铝)。

7.如权利要求1所述的装置，其中所述有机电致发光层为聚正乙烯基咔唑。

8.如权利要求1所述的装置，其中所述光干涉单元位于所述电致发光层和所述阴极之间。

9.如权利要求1所述的装置，其中所述光干涉单元包括一半吸收剂层和一透明层。

10.如权利要求9所述的装置，其中所述半吸收剂层为镁银而所述透明层为氧化铟锡，所述光干涉单元具有一3.6电子伏特的逸出功。

11.如权利要求1所述的装置，其中所述光干涉单元位于所述阳极和所述电致发光层之间。

12.如权利要求1所述的装置，其中所述光干涉单元包括一透明层。

13.如权利要求12所述的装置，其中所述透明层由氧化铟锡制成。

14.如权利要求1所述的装置，进一步包括至少一个附加的光干涉单元，位于所述阳极层和所述阴极层之间并与所述光干涉单元相隔离。

15.如权利要求1所述的装置，进一步包括至少一个附加的有机电致发光层，位于所述阴极层和所述阳极层之间。

16.如权利要求15所述的装置，其中所述光干涉单元位于两个所述的电致发光层之间。

17.如权利要求1所述的装置，其中所述装置是一形成图案的有机电致发光计算机显示器。

18.如权利要求17所述的装置，其中所述装置是像素化的并且所述阳极包括多个一般并联的阳极，所述阴极包括多个阴极，该多个阴极通常垂直于所述多个一般并联阳极中的每一个阳极。

19.如权利要求1所述的装置，其中所述装置是一彩色电致发光显示器。

20.如权利要求1所述的装置，进一步包括一位于所述阴极层和所述电致发光层之间的电子输送层。

21.如权利要求1所述的装置，进一步包括一位于所述阳极层和所述电致发光层之间的空穴输送层。

22.如权利要求21所述的装置，其中所述空穴输送层合并到所述光干涉单元中。

23.一种装配一电致发光装置的方法，该装置用来给位于所述装置前面的观察者显示图像，其中包括步骤：

在一基体上淀积一阳极层；

在所述阳极层上淀积一光干涉单元；所述光干涉单元具有一逸出功，所述单元用于产生至少两个相位不同的周边光反射光，这两个反射光相结合以进行破坏性干涉并从而减少被反射的周边光；

在所述干涉单元上淀积一有机电致发光层，所述电致发光层具有一特征能量，它为从所述电致发光层中取出一电子所需要的能量总量，所述特征能量实质上等于所述逸出功；

在所述电致发光层上淀积一阴极层；

密封所述装置。