電極和光電子器件以及用于制造光電子器件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]在不同的實(shí)施方式中提供一種電極、一種光電子器件和一種用于制造光電子器件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)基礎(chǔ)的光電子器件、例如有機(jī)發(fā)光二極管(“organic light emittingd1de"-0LED)越來越廣泛地應(yīng)用在普通照明中，例如作為面光源。有機(jī)光電子器件、例如0LED，能夠具有陽極和陰極與位于其間的有機(jī)功能層系統(tǒng)。有機(jī)功能層系統(tǒng)能夠具有:一個(gè)或多個(gè)發(fā)射體層，在所述發(fā)射體層中產(chǎn)生電磁輻射；一個(gè)或多個(gè)載流子對(duì)生成層結(jié)構(gòu)，所述載流子對(duì)生成層結(jié)構(gòu)分別由兩個(gè)或更多個(gè)用于生成載流子對(duì)的載流子對(duì)生成層(“charge generating layer”_CGL)以及一個(gè)或多個(gè)也稱為空穴傳輸層(“hole transportlayer”-HTL)的電子阻擋層還有一個(gè)或多個(gè)也稱為電子傳輸層(“electron transportlayer”-ETL)的空穴阻擋層構(gòu)成，以便定向電流流動(dòng)。0LED的光密度此外通過能夠流動(dòng)經(jīng)過二極管的最大的電流密度限制。為了提高0LED的光密度，一個(gè)或多個(gè)0LED彼此串聯(lián)的組合是已知的——所謂堆疊的0LED或串聯(lián)0LED (Tandem-OLED)。
[0003]在傳統(tǒng)的有機(jī)發(fā)光二極管中，電流分布和內(nèi)部的親合輸出在不同的層中實(shí)現(xiàn)。典型地，迄今為止對(duì)于電流分布使用例如具有銦錫氧化物(ΙΤ0)或銀(Ag)_納米線滲流陽極(Perkolat1nsanoden)的第一層。為了在可見光的波長范圍中(例如至少在大約380nm至大約780nm波長范圍的子范圍中)的所發(fā)射的光的內(nèi)部的耦合輸出，迄今為止形成第二層，所述第二層在低折射的基體中例如具有高折射的顆粒，如二氧化鈦(Ti02)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在不同的實(shí)施方式中，提供一種電極、一種光電子器件和一種用于制造光電子器件的方法，所述電極、光電子器件和方法實(shí)現(xiàn)制造工藝的簡化。此外，這種簡化的制造過程實(shí)現(xiàn)制造成本的降低。
[0005]在不同的實(shí)施方式中，提供一種電極，其中電極具有帶有至少一種基體材料的、光學(xué)透明的或半透明的基體。在基體中嵌入有顆粒，所述顆粒具有如下折射率，所述折射率大于至少一種基體材料的折射率。至少一種基體材料和嵌入到基體中的顆粒之間的折射率差為至少0.05。
[0006]具有基體和嵌入顆粒的電極也稱為散射光的電極。光電子器件在襯底上或上方具有第一電極，所述第一電極也稱為下部電極(底部電極)。在第一電極上構(gòu)成有有機(jī)功能層結(jié)構(gòu)。有機(jī)功能層結(jié)構(gòu)具有電致發(fā)光材料用于發(fā)射電磁輻射。在有機(jī)功能層結(jié)構(gòu)上構(gòu)成有第二電極，所述第二電極也稱為上部電極(頂部電極)。至少所述上部電極構(gòu)成為散射光的電極。
[0007]這樣形成的電極的優(yōu)點(diǎn)在于至少兩個(gè)特性的結(jié)合，其中至少兩個(gè)特性具有光學(xué)方面和關(guān)于導(dǎo)電性的方面。如在上文中所描述的那樣形成的、由基體和所嵌入的顆粒構(gòu)成的能導(dǎo)電的層具有電極的功能性以轉(zhuǎn)發(fā)電能，并且能夠由于其光學(xué)透明的或者半透明的基體與所嵌入的高折射的顆粒(也稱為高指數(shù)顆粒)同時(shí)用作為用于由光電子器件發(fā)射的光的親合輸出層，所述光至少在可見光的波長范圍中、例如至少在大約380nm至大約780nm波長范圍的子范圍中。
[0008]折射率分別涉及由光電子器件發(fā)射的電磁輻射的可見的波長光譜中的至少一個(gè)波長范圍。
[0009]在一個(gè)改進(jìn)方案中，光電子器件構(gòu)成為是透明的或者半透明的。此外，光電子器件構(gòu)成為穿過載體發(fā)光器件(底部發(fā)射體)。替選地，光電子器件構(gòu)成為使得電磁輻射不穿過襯底發(fā)射、例如沿著與襯底相反的方向發(fā)射(頂部發(fā)射體)。
[0010]此外，光電子器件能夠構(gòu)成為全方向進(jìn)行發(fā)射的器件，例如構(gòu)成為雙方向器件、例如構(gòu)成為底部發(fā)射體并且附加地構(gòu)成為頂部發(fā)射體。
[0011]在又一個(gè)改進(jìn)方案中，電極具有至少一種基體材料和嵌入到基體中的顆粒，其中至少一種基體材料和嵌入到基體中的顆粒之間的折射率差至少為1。利用基體材料和嵌入到基體中的顆粒，可顯著提高所發(fā)射的光至少在可見光的波長范圍中的散射，例如至少在大約380nm至大約780nm波長范圍的子范圍中，其中這兩個(gè)成分具有基體材料和所嵌入的顆粒的折射率之間的至少為1的折射率差。
[0012]在又一個(gè)改進(jìn)方案中，電極具有至少一種基體材料，其中至少一種基體材料具有小于或等于1.6的折射率。電極能夠利用如下基體材料形成，所述基體材料具有小于或等于1.6的折射率，其中這種折射率用于將透光性調(diào)整為，使得提高0LED的發(fā)光強(qiáng)度。
[0013]在又一個(gè)改進(jìn)方案中，電極具有嵌入到基體中的顆粒，其中嵌入到基體中的顆粒具有大于或等于1.7的折射率。將折射率大于或等于1.7的顆粒引入到折射率小于或等于1.6的基體材料中的優(yōu)點(diǎn)在于:光的散射在用于將至少可見光的波長范圍中的、例如至少大約380nm至大約780nm波長范圍的子范圍中發(fā)射的光的內(nèi)部耦合輸出的層中增強(qiáng)。此夕卜，借助于基體材料和所嵌入的顆粒的這兩種折射率，可如此限定光學(xué)散射特性。由此形成的內(nèi)部的耦合輸出層至少在可見光的波長范圍中、例如至少在大約380nm至大約780nm波長范圍的子范圍中具有期望的光學(xué)作用。例如較強(qiáng)地散射較短波長的光、例如藍(lán)光，并且減小地散射較長波長地光、例如紅光；或者反之亦然。但是此外也能夠借助于調(diào)整基體材料和嵌入其中的高指數(shù)顆粒來削弱或增強(qiáng)可見電磁光譜的任意其它區(qū)域的散射特性。
[0014]在又一個(gè)改進(jìn)方案中，電極能夠具有至少一種基體材料和嵌入到基體中的顆粒，其中至少一種基體材料和/或嵌入到基體中的顆粒是能導(dǎo)電的。如此形成的電極是有利的，因?yàn)樗度氲?、能?dǎo)電的顆粒實(shí)現(xiàn)根據(jù)基體內(nèi)部所嵌入的能導(dǎo)電的顆粒的濃度來調(diào)整導(dǎo)電性。由此在電特性方面實(shí)現(xiàn)對(duì)電極結(jié)構(gòu)化。由此，電極能夠具有導(dǎo)電性較高的區(qū)域和導(dǎo)電性較低的區(qū)域。由此實(shí)現(xiàn):能夠立體地設(shè)置電極內(nèi)部的導(dǎo)電性。
[0015]在又一改進(jìn)方案中，電極能夠具有至少一種基體材料，其中基體的至少一種材料具有下述材料中的一種:環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑、聚合物填充劑、有機(jī)半導(dǎo)體，所述有機(jī)半導(dǎo)體例如能夠以所謂的非聚合物的小分子(英語是“small molecules organicsemiconductors小分子有機(jī)半導(dǎo)體”，例如并五苯、并四苯)或者半傳導(dǎo)的聚合物、單體或者低聚物的形式以及以這些物質(zhì)的組合的形式提供?；w材料能夠具有至少一種有機(jī)半導(dǎo)體，其中至少一種有機(jī)半導(dǎo)體具有下述材料中的至少一種:蒽(聚萘)、吖啶酮(9(10H)_吖啶酮)、三(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)、對(duì)異丙基苯硫酚、Beq2、喹吖啶酮(QAC)、黃烷、陰丹酮、靛青或者2，2’ -雙(2，3-吲哚-3-氧代亞吲哚基)，六苯并蔻、萘衍生物、低聚噻吩、聚苯撐基亞乙烯基、紫環(huán)、酞菁、并五苯、花、聚噻吩、聚對(duì)苯、聚吡略、聚苯胺、聚乙炔、聚硫氮化物、聚乙烯咔唑、聚(3-己基噻吩-2，5-二基)(?3肌)、四氰基1^圓絡(luò)合物、3，4，9，10-茈四甲酸二酐(PTCDA)及其衍生物、4，4’，4”_三(N，N-二苯基氨基)三苯基胺(TDATA)和/ 或 MePTCDI (DiMePTCDI，英語是 N, N，-Dimethyl-3, 4, 9, 10-perylene-tetracarboxylicdiimede, (PPI))。所謂的基體材料能夠根據(jù)其特性在價(jià)格和常規(guī)的作為基體材料的使用方面成本適宜地并且在沒有大的耗費(fèi)的情況下提供。
[0016]在又一個(gè)改進(jìn)方案中，電極能夠具有嵌入到基體中的顆粒，其中嵌入到基體中的顆粒具有下述材料中的一種:摻雜鋁的氧化鋅Α1:Ζη0、二氧化鈦(鈦(IV)氧化物)Ti02、氧化鋁A1203、五氧化鉭T205、銦錫氧化物ΙΤ0納米顆粒、碳C納米管、石墨烯薄片和/或銀kg納米線。
[0017]在一個(gè)改進(jìn)方案中，電極能夠形成為層，其中電極具有厚度為至少20nm的層厚度，例如在20nm至5 μπι的范圍中、例如在大約20nm至大約300nm的范圍中、優(yōu)選在大約lOOnm至大約150nm的范圍中。作為層形成的電極的、位于大約20nm至大約300nm的范圍中的層厚度實(shí)現(xiàn):該電極能夠在柔性的和/或扁平的器件中使用，例如作為移動(dòng)終端設(shè)備或者芯片卡中的屏幕。電極關(guān)于顆粒具有的層厚度使得顆粒在電極的表面處通過基體材料圍繞成形，以至于電極具有光滑的表面。替選地，顆粒的至少一部分在電極的表面處露出。
[0018]在又一個(gè)改進(jìn)方案中，電極能夠作為層形成，其中電極具有在大約2歐姆/sq至大約50歐姆/sq的范圍中的電導(dǎo)值，優(yōu)選在大約10歐姆/sq至大約15歐姆/sq的范圍中。電導(dǎo)值位于大約2歐姆/sq至大約50歐姆/sq范圍中的作為層形成的電極能夠根據(jù)能導(dǎo)電的高指數(shù)顆粒的所使用的材料減小濃度，使得以最小的材料耗費(fèi)形成電極的所需要的導(dǎo)電性，由此例如能夠減小生產(chǎn)成本。
[0019]在又一個(gè)改進(jìn)方案中，電極能夠具有嵌入到基體中的顆粒，其中嵌入到基體中的顆粒具有在至少一個(gè)尺度中的尺寸，所述尺度在大約lnm至大約3μηι的范圍中、優(yōu)選在大約lnm至大約lOOnm的范圍中。尺寸在大約lnm至大約3 μ m范圍中的至少一個(gè)尺度中的顆粒能夠根據(jù)其尺寸和所使用的材料在可見光的至少一個(gè)波長范圍中、例如至少在大約380nm至大約780nm波長范圍的子范圍中用作為散射中心。替選地或者附加地，顆粒用作為能導(dǎo)電和/或能導(dǎo)熱的顆粒。由此光能夠以散射的方式和/或借助于能導(dǎo)電的顆粒轉(zhuǎn)發(fā)電能。此外，通過顆粒在基體中的濃度的局部變化能夠不同地調(diào)整傳導(dǎo)性和散射特性。
[0020]換句話說:在一個(gè)改進(jìn)方案中，電極在基體中至少具有第一尺寸的顆粒和第二尺寸的顆粒，其中第一尺寸與第二尺寸不同。第一尺寸例如對(duì)于可見光是不散射的并且第二尺寸對(duì)于可見光是散射的。由此實(shí)現(xiàn):電極的折射率和電極的散射光的作用能夠借助于顆粒彼此獨(dú)立地設(shè)定。因此附加地，除了折射率設(shè)定外，散射效果是可行的，并且反之亦然。第一尺寸和第二尺寸分別是顆粒的平均尺寸，例如第一尺寸的顆粒的顆粒尺寸的分布和第二尺寸的顆粒的顆粒尺寸的分布的d50。借助于引入和混合能導(dǎo)電的高指數(shù)顆粒和小的非傳導(dǎo)性的高指數(shù)顆粒能夠彼此分開地設(shè)定層的傳導(dǎo)性和層的折射率。
[0021]附加地或者替選地，電極在基體中至少具有第一導(dǎo)電性的顆粒和第二導(dǎo)電性的顆粒，其中第一導(dǎo)電性與第二導(dǎo)電性不同。由此實(shí)現(xiàn):電極能夠以電的方式被結(jié)構(gòu)化，如在上文中所描述的那樣。具有第一導(dǎo)電性的顆粒例如是電絕緣的并且第二導(dǎo)電性的顆粒是電傳導(dǎo)的。第一尺寸的顆粒例如具有第一導(dǎo)電性并且第二尺寸的顆粒具有第二導(dǎo)電性。
[0022]在不同的實(shí)施方式中提供一種光電子器件，其中光電子器件具有有機(jī)功能層結(jié)構(gòu)；和與有機(jī)功能層結(jié)構(gòu)導(dǎo)電耦合的、根據(jù)上述電極和其改進(jìn)方案的電極。導(dǎo)電耦合的電極是第二電極。替選地或者附加地，導(dǎo)電耦合的電極是第一電極。
[0023]具有有機(jī)功能層結(jié)構(gòu)和與該有機(jī)功能層結(jié)構(gòu)電耦合的電極的光電子器件能夠?qū)崿F(xiàn)將兩個(gè)生產(chǎn)步驟結(jié)合為一個(gè)共同的生產(chǎn)步驟，其中該電極能夠如在上文中所描述的那樣形成。換句話說，能夠放棄形成分開的層，所述層要么用于所發(fā)射的、至少在可見光的波長范圍中(例如至少在大約380nm至大約780nm波長范圍的子范圍中)的光的內(nèi)部親合輸出，要么用于供給電能，因?yàn)檫@兩個(gè)功能能夠在一個(gè)層中彼此組合，由此能夠減小生產(chǎn)成本。
[0024]在一個(gè)改進(jìn)方案中，光電子器件能夠具有電極，其中電極構(gòu)成為陽極或者陰極。替選地或者附加地，電極構(gòu)成為，使得其具有浮動(dòng)電勢(shì)，例如沒有器件外部的端子。因?yàn)橛糜诠怆娮悠骷碾姌O不僅能夠構(gòu)成為陽