CN101379617A - 发光器件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发光器件(30)，这种发光器件(30)至少具有第一发光元件(10)和第二发光元件(20)以及离开这种发光器件(30)的光(3)，且第一发光元件(10)发射第一光(1)、第二发光元件(20)发射第二光(2)，每个发光元件(10、20)是OLED(10、20)，这种OLED(10、20)包括带有衬底(14、24)的夹层结构、第一电极(11、21)和第二电极(12、22)以及有机层(13、23)，这种有机层(13、23)设在第一电极(11、21)与第二电极(12、22)之间，其中，光(3)的至少一部分由第一光(1)和第二光(2)的叠加提供。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光器件，这种发光器件至少具有第一发光元件和第二发光元件，且第一发光元件发射第一光、第二发光元件发射第二光，每个发光元件是OLED，这种OLED包括带有衬底的夹层结构、第一电极和第二电极以及有机层，这种有机层设在第一电极与第二电极之间。
背景技术
近期已开发出了带有至少两个发光元件的各种类型的发光器件，如有机发光二极管。而且将这两个发光元件的衬底相互结合在一起，以使这些发光元件的发光侧面向外。这样就可形成允许两个侧面上的光输出的双侧面发光器件。
在US 2004/0036412 A1中描述了一种发光器件，这种发光器件带有两个有机场致发光层和电极，这些场致发光层和电极交替设在分别在衬底上形成的电极的上层上，其中，设在衬底上的这些电极具有交替形成的阳极和阴极。
在EP 1 575 337 A2中也说明了一种双侧面发光器件，这种双侧面发光器件带有在一对衬底上形成的两个有机发光二极管，其中，这些衬底由结合层连接。这种公知的双侧面发光器件的OLED(有机发光二极管)包括底部发射结构，在这种底部发射结构中，通过这些衬底获得光。
发明内容
本发明的目的在于改进前面所提及的发光器件。特别地，本发明的目的在于提供一种带有紧凑而简单的设置的发光器件，其中，可容易地实现离开这种发光器件的产生的光的色彩变化。
通过本发明的权利要求1所讲述的发光器件来实现这种目的。
因此，提供一种发光器件，这种发光器件至少包括第一发光元件和第二发光元件以及离开这种发光器件的光，第一发光元件发射第一光，且第二发光元件发射第二光，每个发光元件是OLED，这种OLED包括带有衬底的夹层结构、第一电极和第二电极以及有机层，这种有机层设在第一电极与第二电极之间，其中，这种光的至少一部分由第一光和第二光的叠加提供。
本发明的基本理念之一基于将第一光和第二光的至少一部分混合。因此，离开这种发光器件的产生的光是由这种发光元件所发射的第一光和第二光的产物。可通过利用背靠背放置的OLED来容易地实现色彩变化，这些OLED发射具有不同波长的光。在本发明的一种可能的实施方式中，可通过利用发射黄色光和蓝色光的OLED来提供离开这种发光器件的白色光，这些OLED由单个驱动电路单独驱动。
在这种发光器件的一种优选实施例中，第一电极位于该有机层与该衬底之间，而第一发光元件的第二电极朝向第二发光元件的第二电极。将腔体设在第一发光元件与第二发光元件之间，这样，第一发光元件的第二电极和第二发光元件的第二电极就包括相互之间的所限定的距离。优选将该第一电极用作阳极，且将该第二电极用作阴极。这两种OLED均可形成为底部发光器件和顶部发光器件。或者，一个OLED可具有底部发射结构和顶部发射结构，而另一个OLED仅是顶部发射OLED。
在本发明的一种可能的实施方式中，第二电极位于该有机层与该衬底之间，而第一发光元件的衬底朝向第二发光元件的衬底，其中，这两个衬底均与透明介质光学耦合。这种色彩可调发光器件包括两个发光元件，这两个发光元件的衬底相互附着。一个发光元件可以是标准的底部发光器件，而另一个发光元件是透明的。通过将这两个发光元件单独偏压，就可在每个组分的色彩点之间调节离开这种发光器件的整个发出的光。
优选第一发光元件的衬底包括第一折射指数n1，且第二发光元件的衬底包括第二折射指数n2，其中，这种透明介质具有折射指数nm，折射指数nm几乎与第一衬底和第二衬底的折射指数一样大。这种透明介质有利地是胶合剂，这种胶合剂将这两个衬底连接并具有与衬底的折射指数相同的折射指数。在玻璃衬底的情形中，硅树脂是用作这种胶合剂的适当材料。
为了增加这种发光器件的光输出，将与这种透明介质接触的至少一个散射元件置于这两个衬底之间。在一个优选实施例中，这些散射元件是嵌入这种透明介质中的散射微粒。这种透明介质中的这些微粒引起光散射，这种光散射增加光输出并因此而提高这两个发光元件的效率。这种散射元件用作这两个衬底之间的光耦合输出层，这种光耦合输出层包括带有散射微粒或散射结构的耦合介质，以增强这两个附着的OLED器件的光耦合输出。
这些散射微粒的微粒尺寸有利地介于50nm与50μm之间，优选介于200nm与1000nm之间。这些散射微粒可包括材料，这种材料的折射指数与这种透明介质的折射指数具有适当的差异。用于这些散射微粒的适当材料有金属氧化物或硫化物或硼酸盐或磷酸盐或氮化物或氧基氮化物或sialones，金属氧化物如ZrO2、Y2O3和TiO2。在这种创造性器件的一个可能的实施方式中，这种透明介质的微粒浓度介于1％与60％之间，优选介于5％与30％之间。或者，这些散射微粒可以是磷微粒，这些磷微粒修改离开这种发光器件的光的整个发射光谱，这就有利于色彩重现性能的优化。
在另一个可能的实施方式中，将这种散射元件形成为成形表面。根据此实施例，这种成形表面可包括折射或衍射入射光的棱锥形状、圆锥形状或圆顶形状或透镜形状。这种几何表面结构也增强这种发光器件的光输出和效率。
这种透明介质有利地包括大于1.3的折射指数nm，这种折射指数nm与这些衬底的至少一个折射指数不同。在一个优选实施例中，这种基本的至少一个表面是该成形表面。
根据本发明的一种优选实施例，这种腔体充有惰性气体，尤其是干的惰性气体。或者，这种腔体可充有惰性隔离液体，这种惰性隔离液体有利地包括吸气材料或分散材料或磷光体。在这种创造性器件的一个可能的实施方式中，可将TiO2用作用于这种隔离液体的分散材料。这种腔体有利地由这种OLED和粘合剂封装，这种粘合剂将这些相对的衬底连接。
在另一个实施例中，还可用透明胶合剂填充这种腔体，这种胶合剂可包括材料，这种材料包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯和聚烯烃等。
第一发光元件和第二发光元件的第一电极和第二电极有利地是透明的或半透明的。在此情形中，这两个OLED均具有顶部发射结构和底部发射结构。根据这种发光器件的另一个优选实施例，第一发光元件的第一电极和第二电极可以是透明的，而第二发光元件的第一电极具有反射性，且第二发光元件的第二电极是透明的。因此，第一OLED同时是顶部和底部发射OLED，这种顶部和底部发射OLED穿过该衬底朝向该底面发射第一光并朝向第二OLED发射第一光。而且，第二OLED是仅朝向第一OLED发射第二光的顶部发射OLED。为了实现每个OLED的透明第一电极和/或第二电极，这种透明材料可包括ITO，这种ITO是铟锡氧化物。优选用金属材料制成反射电极，这种金属材料可以是铝层。
为了容易地改变离开这种发光器件的光的色彩，将每个OLED与单独的驱动电路连接。即单独驱动这些OLED。这些OLED可有利地显示单个色彩或多个色彩。显然，为了实现多色显示，可使用RGB选择淀积方法。
优选这些相对的衬底具有相互之间的距离D，这种距离D的范围在1.5μm≤D≤150μm之间，优选在5μm≤D≤100μm之间，更优选在10μm≤D≤50μm之间。为了对这两个衬底之间的这种距离进行调节，这种胶合剂可包括嵌入的添加剂。这些添加剂可以是实现并保证这些衬底之间的理想距离的玻璃微粒或玻璃纤维微粒，其中，可实现紧凑而非常薄的发光双OLED器件。
第一发光元件有利地由第一盖覆盖，且第二发光元件由第二盖覆盖，其中，第一盖用透明材料制成。优选将第一吸气元件设置在第一发光元件的侧向，并将第二吸气元件布置在第二盖的内侧，该第二盖的内侧朝向第二发光元件的第一电极。在第一盖和第二盖下面有腔体。这种腔体可含有惰性气体，尤其是干的惰性气体。可将第二吸气元件胶合在第二盖的内侧。在此情形中，第二发光元件是底部发射器件，这种底部发射器件仅以朝向第一发光元件的方向发光。为了增强这种光输出，将两个第一吸气元件布置在第一发光元件的侧向。
可将根据本发明的发光器件用在多种系统中，这些系统包括家用系统、商店照明系统、家庭照明系统、重点照明系统、聚光照明系统、光纤应用系统、投射系统、自照明显示系统、像素化显示系统、分节显示系统、警示信号系统、医学照明应用系统、移动电话显示系统、指示信号系统或装饰照明系统。
将根据本发明的发光器件特别构造成产生用于内部和外部的光，这种光提供有效照明的足够强度，因此，术语“光”包括可见光和不可见光(如UV、IR)或它们的组合。
就其尺寸、形状、材料选择和技术概念而言，前面所描述的元器件以及在权利要求书中所主张的元器件和在所描述的实施例中根据本发明所使用的元器件并不受任何特殊例外的影响，这样就可应用相关领域中公知的选择标准而不受限制。
在从属权利要求和下面的对各自的附图的描述中公开了本发明的的其它细节、特征和目的的优点，这些附图以示范方式示出了根据本发明的发光器件的不同的优选实施例。
附图说明
图1示出了根据本发明的第一实施例的发光器件的完全示意性的视图，
图2示出了根据本发明的第二实施例的发光器件的完全示意性的视图，
图3示出了发光器件的替代实施例，
图4示出了发光器件的另一种可能的实施例的完全示意性的视图，
图5a示出了散射元件的第一可能的实施例，这种散射元件位于根据图4的两个衬底之间，
图5b示出了散射元件的第二可能的实施例，这种散射元件位于根据图4的两个衬底之间，
图5c示出了散射元件的第三可能的实施例，这种散射元件位于根据图4的两个衬底之间，
图5d示出了散射元件的第四可能的实施例，这种散射元件位于根据图4的两个衬底之间，
图5e示出了散射元件的第五可能的实施例，这种散射元件位于根据图4的两个衬底之间。
具体实施方式
图1示出了带有两个OLED 10、20的发光器件30，这两个OLED10、20在它们的背部由胶合剂32连接。第一OLED 10和第二OLED 20包括多个不同的薄层。第一OLED 10包括玻璃衬底14，有机层13沉淀在这种玻璃衬底14上，这种有机层13带有第一电极11和第二电极12。有机层13含有荧光物质或磷光物质并通过场致发光现象发光，这种荧光物质或磷光物质将作为具有发光功能的组分。有机层13位于第一电极11与第二电极12之间。电极11、12均用透明材料制成，这种透明材料包括ITO(铟锡氧化物)。因此，第一OLED 10同时是产生至本创造性发光器件的两个侧面的第一光的底部发射光源和顶部发射光源。
第二OLED 20包括玻璃衬底24，有机层23沉淀在这种玻璃衬底24上，这种有机层23带有第一电极21和第二电极22。与第一电极10类似，第二电极20也包括多层结构，在这种多层结构中，有机层23设在第一电极21与第二电极22之间。而且，第一OLED 10和第二OLED 20是顶部发射光源和底部发射光源。即第一电极21和第二电极22用透明材料制成，如用ITO制成。
腔体31设在第一OLED 10与第二OLED 20之间，其中，第一发光元件10和第二发光元件20的第二电极12、22包括相互之间的所限定的距离。在图1中所描述的实施例中，腔体31完全由胶合剂32覆盖并由OLED 10、20覆盖。这样就将带有第一电极11、231和第二电极12、22的有机层13、23封装在腔体31中。在所说明的实施例中，腔体31充有惰性气体，这种惰性气体是干的。
通过驱动发光器件30，第一OLED 10发射指向发光器件30的两个侧面的第一光1。即朝向第一OLED 10的衬底14并朝向第二OLED20的衬底24发射第一光1。同时，第二OLED 20也发射指向本创造性发光器件30的两个侧面的第二光2。在发光器件30内，第一光1的一部分与第二光2叠加。因此，由发光器件30产生的光3的至少一部分由第一光1和第二光2的干涉提供。
图2示出了发光器件30，发光器件30是带有与图1所示类似的第一OLED 10和第二OLED 20的双OLED器件。与图1的差异仅在于第一OLED 10包括底部发射结构。第一OLED 10的第一电极11用反射材料制成，即在发光器件30内产生的光穿过第一电极11和衬底14向左侧的透射是不可能的。第二OLED 20是透明的，所以第一光1和第二光2可透过发光器件30传递到右侧。通过驱动第一OLED 10和第二OLED 20，就将第二光2的一部分与第一光1叠加。这样，光输出3就由发光器件30产生，因此，这种光3的至少一部分由第一光1和第二光2的混合而提供。
根据本发明的这两个实施例，这些相对的衬底14、24具有相互之间的距离D，这种距离D在10μm≤D≤50μm的范围内。为了提供这种距离D，胶合剂32包括添加剂(未示出)，这些添加剂嵌入这种胶合剂材料中。
图3示出了发光器件30的替代实施例，其中，两个发光元件10、20相互附接。第一发光元件10是透明OLED，这种OLED包括第一电极11和第二电极12，第一电极11和第二电极12是透明的。有机层13位于电极11、12之间。第二电极12与衬底14接触。第一发光元件10向两个侧面发射第一光1。在一方面，第一光1以至第二发光元件20的方向离开第一发光元件10。在另一方面，第一光1指向该底部。第二发光元件20布置在第一发光元件10上，第二发光元件20包括有机层23。有机层23位于第一电极21与第二电极22之间。第二电极22与衬底24接触。这两个OLED 10、20与它们的衬底14、24相互胶合。
OLED 20的第一电极21用反射材料制成。因此，OLED 20是底部发射器件，这种底部发射器件产生第二光2，第二光2以至第一发光元件10的方向离开OLED 20。在示于图3的实施例中，第一发光元件10产生黄色光1，且第二发光元件20产生蓝色光2。光3经由第一光1和第二光2的叠加离开发光器件30，这种光是白色光3。
OLED 10、20由第一盖15和第二盖25覆盖，其中，OLED 10的第一盖15用透明材料制成。第二盖25可用金属制成。当然，也可将第二盖制成透明的。在本发明的一个可能的实施方式中，盖15、25用玻璃制成。在这两个盖下面有腔体36，这种腔体36充有惰性气体。吸气元件26布置在第二盖25的内侧25a。吸气元件26朝向OLED 20的第一电极21，其中，这种吸气元件26具有平面结构。
另外吸气元件16布置在第一发光元件10的侧向，以避免第一发光元件10内的吸收。在发光器件30的运行期间，第一光1的第一量直接指向第一盖15。第一光1的第二量以至第二发光元件20的方向离开第一发光元件10。第一光1在第一反射电极21反射。在这种反射之后，第一光1再次指向第一发光元件10。为了增强OLED 10、20的光输出，胶合剂33是含有散射元件34的透明介质。这些散射元件34是嵌入透明介质33中的小微粒34。在示于图3的实施例中，连接胶合剂33是100μm厚的硅树脂层。这些散射元件34是金属氧化物。涉及图3中的实施例的散射微粒用ZrO2制成。ZrO2的微粒浓度为1％(体积含量)。这些散射元件34的折射指数为2.2。平均微粒尺寸为500nm。
有机层13、23均具有多层结构，对这种多层结构并未进行明确描述。第一发光元件10包括以下材料:玻璃(衬底)；铟锡氧化物ITO(第二电极)；α-NPD:MoO3(3:1)，20nm/α-NPD，50nm/CBP:Ir(ppy)3(8％)，15nm/CBP:ADS-076(8％)，15nm/BAlq，30nm(有机层)；LiF，1nm/Al，1.5nm/Ag，10nm(第一电极)。
第二发光元件20包括以下材料:玻璃(衬底)；铟锡氧化物ITO(第二电极)；α-NPD，50nm/TBADN:DPAVBi(4％)，20nm/Alq3，30nm(有机层)；LiF，1nm/Al，100nm(第一电极)。
在本发明的替代实施例中，将衬底14、24之间的散射元件35形成为成形表面35，这种成形表面35在图4中示出。发光器件30的组装尤其是第一发光元件10和第二发光元件20的组装或多或少是相同的，但不是嵌入透明介质33中的散射微粒34而是这种成形表面35增强这两个发光元件10、20的光输出。透明介质33是胶合剂，其中，成形表面35包括各种形状的阵列，这种阵列在图5a至图5e中示出。
在图4中，成形表面35包括棱锥形阵列，其中，连接介质33的折射指数nm不同于这些衬底14、24的折射指数中的至少一个，优选不同于带有这种成形表面的衬底14的折射指数。这些成形表面35是微结构，其中，可有正方形棱锥(图5a)、三角形棱锥(图5b)、六角形棱锥(图5c)、圆锥形棱锥(图5d)或锥体(图5e)。涉及这些棱锥结构的每个棱锥的高度H约为150μm。示于图5a中的顶角为90°。
两个相邻的棱锥之间的冠顶距约为300μm。折射表面35的阵列嵌入并未示出的透明介质中，这种透明介质具有谷与平坦表面1之间的250μm的最大厚度。
附图标记清单
1 第一光
2 第二盖
3 光
10 第一发光元件，OLED
11 第一电极
12 第二电极
13 有机层
14 衬底
15 第一盖
16 第一吸气元件
20 第二发光元件，OLED
21 第一电极
22 第二电极
23 有机层
24 衬底
25 第二盖
25a 第二盖的内侧
26 第二吸气元件
30 发光器件
31 腔体
32 胶合剂
33 透明介质，胶合剂
34 散射微粒
35 成形表面
36 腔体
Claims (27)
1.一种发光器件(30)，所述发光器件(30)具有至少第一发光元件(10)和第二发光元件(20)，且
所述第一发光元件(10)发射第一光(1)，且所述第二发光元件(20)发射第二光(2)，
每个发光元件(10、20)是OLED(10、20)，
所述OLED(10、20)包括带有衬底(14、24)的夹层结构、第一电极(11、21)和第二电极(12、22)以及有机层(13、23)，所述有机层(13、23)设在所述第一电极(11、21)与所述第二电极(12、22)之间，以及
离开所述发光器件(30)的光(3)，其中，所述光(3)的至少一部分由所述第一光(1)和所述第二光(2)的叠加提供。
2.如权利要求1所述的发光器件(30)，其特征在于:所述第一电极(11、21)位于所述有机层(13、23)与所述衬底(14、24)之间，而所述第一发光元件(10)的第二电极(12)朝向所述第二发光元件(20)的第二电极(22)，且将腔体(31)设在所述第一发光元件(10)与所述第二发光元件(20)之间，这样，所述第一发光元件(10)和所述第二发光元件(20)的第二电极(12、22)就包括相互之间的所限定的距离。
3.如权利要求1所述的发光器件(30)，其特征在于:所述第二电极(12、22)位于所述有机层(13、23)与所述衬底(14、24)之间，而所述第一发光元件(10)的所述衬底(14)朝向所述第二发光元件(20)的所述衬底(24)，其中，所述两个衬底(14、24)均与透明介质(33)光学耦合。
4.如权利要求3所述的发光器件(30)，其特征在于:所述第一发光元件(10)的所述衬底(14)包括第一折射指数n1，且所述第二发光元件(20)的所述衬底(24)包括第二折射指数n2，其中，所述透明介质(33)具有折射指数nm，所述折射指数nm几乎与第一衬底(14)和所述第二衬底(24)的折射指数一样大。
5.如权利要求3或4所述的发光器件(30)，其特征在于:将与所述透明介质(33)接触的至少一个散射元件(34、35)置于所述两个衬底(14、24)之间，以增加所述光输出。
6.如权利要求5所述的发光器件(30)，其特征在于:所述散射元件(34)是嵌入所述透明介质(33)中的散射微粒(34)。
7.如前面的权利要求中的任一项所述的发光器件(30)，其特征在于:所述折射指数nm介于1.1与2.0之间，优选介于1.4与1.6之间。
8.如前面的权利要求中的任一项所述的发光器件(30)，其特征在于:所述散射微粒(34)的微粒尺寸介于50nm与50μm之间，优选介于200nm与1000nm之间。
9.如前面的权利要求中的任一项所述的发光器件(30)，其特征在于:所述透明介质(33)的微粒浓度介于1％与60％之间，优选介于5％与30％之间。
10.如权利要求5和6所述的发光器件(30)，其特征在于:将所述散射元件(35)形成为成形表面(35)。
11.如权利要求10所述的发光器件(30)，其特征在于:所述成形表面(35)包括折射或衍射入射光的棱锥形状、圆锥形状或圆顶形状或透镜形状。
12.如权利要求10和11所述的发光器件(30)，其特征在于:所述透明介质(33)包括大于1.3的折射指数nm，所述折射指数nm与所述衬底(14、24)的至少一个折射指数不同。
13.如前面的权利要求中的任一项所述的发光器件(30)，其特征在于:所述衬底(14、24)的至少一个表面是所述成形表面(35)。
14.如权利要求2所述的发光器件(30)，其特征在于:所述腔体(31)充有惰性气体，尤其是干的惰性气体。
15.如权利要求2所述的发光器件(30)，其特征在于:所述腔体(31)充有惰性隔离液体。
16.如权利要求2所述的发光器件(30)，其特征在于:所述腔体(31)充有透明胶合剂。
17.如权利要求15所述的发光器件(30)，其特征在于:所述液体包括吸气材料或分散材料或磷光体。
18.如前面的权利要求中的任一项所述的发光器件(30)，其特征在于:所述第一发光元件(10)和所述第二发光元件(20)的所述第一电极(11、21)和所述第二电极(12、22)是透明的。
19.如权利要求1至17中的任一项所述的发光器件(30)，其特征在于:所述第一发光元件(10)的所述第一电极(11)和第二电极(12)是透明的，而所述第二发光元件(20)的所述第一电极(21)具有反射性，且所述第二发光元件(20)的所述第二电极(22)是透明的。
20.如前面的权利要求中的任一项所述的发光器件(30)，其特征在于:所述透明材料包括ITO(铟锡氧化物)。
21.如前面的权利要求中的任一项所述的发光器件(30)，其特征在于:所述反射材料是铝层。
22.如前面的权利要求中的任一项所述的发光器件(30)，其特征在于:所述第一发光元件(10)和所述第二发光元件(20)中的每一个与单独的驱动电路连接。
23.如前面的权利要求中的任一项所述的发光器件(30)，其特征在于:所述相对的衬底(14、24)具有相互之间的距离D，所述距离D的范围在1.5μm≤D≤150μm之间，优选在5μm≤D≤100μm之间，更优选在10μm≤D≤50μm之间。
24.如前面的权利要求中的任一项所述的发光器件(30)，其特征在于:所述衬底(14、24)由胶合剂(32)连接，其中，所述胶合剂(32)封装所述腔体(31)。
25.如权利要求24所述的发光器件(30)，其特征在于:所述胶合剂(32)包括添加剂，以在所述衬底(14、24)之间提供距离D。
26.如前面的权利要求中的任一项所述的发光器件(30)，其特征在于:所述第一发光元件(10)由第一盖(15)覆盖，且所述第二发光元件(20)由第一盖(15)覆盖，其中，所述第二盖(25)用透明材料制成。
27.如权利要求26所述的发光器件(30)，其特征在于:将第一吸气元件(16)设置在所述第一发光元件(10)的侧向，并将第二吸气元件(26)布置在所述第二盖(25)的内侧(25a)，所述第二盖(25)的内侧(25a)朝向所述第二发光元件(20)的所述第一电极(21)。
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