CN102187492B - 超薄多基板的颜色可调的有机发光二极管装置 - Google Patents

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Abstract

本技术提供用于形成装置的方法和系统,该装置可由电致发光有机材料的发光区域形成。该发光区域的小的尺寸允许形成混合颜色,混合颜色可形成照明设计。多个装置可结合在一起以形成多层面板,其中较近层可具有与较远层不同的设计,或者较远层可具有适用作为较近层的背景的纯照明颜色。另外,该多层装置可用作颜色可调的光源。

Description

超薄多基板的颜色可调的有机发光二极管装置
技术领域
本技术大体而言涉及由有机发光材料形成的大面积标示牌、发光和类似显示器。具体而言,本技术提供了用于从这些材料制造颜色可调的标牌的方法。
背景技术
这部分预期向读者介绍可涉及本技术的方面的技术方面,本技术在下文中描述和/或主张。认为此处的讨论有助于向读者提供背景信息以便于更好地理解本技术的各个方面。因此,应了解这些陈述要从这个角度来阅读,而不认为是现有技术。
在电路和显示器技术中的发展趋势涉及实施利用电活性有机材料的电子和光电装置。这些装置提供基于硅的电子装置的低成本、高性能替代。一种这样的装置是有机发光二极管(OLED)。OLED是固态半导体装置,其实施有机半导体层以将电能转换成光。一般而言,通过在两个导体或电极之间安置由电致发光有机材料制成的多个薄膜层而制造OLED。电极层和有机层通常安置于两个基板(诸如玻璃或塑料)之间。OLED通过从电极接受相反极性的电荷载体(电子和电洞)而操作。外部施加的电压驱动电荷载体到重组区域以产生发光。与许多基于硅的装置不同,可使用低成本、大面积薄膜沉积过程来加工OLED,这种沉积过程允许制造超薄、轻质发光显示器。已经在实施OLED提供总面积照明方面取得了重大发展。
大面积OLED装置通常组合在单个基板上或基板组合上的许多个别OLED,该基板组合具有在每个基板上的多个个别OLED。OLED装置的组通常串行和/或并行耦接来形成OLED装置阵列,OLED装置阵列可用于例如显示、标牌或光照应用。对于这些大面积应用,可需要在阵列中形成大发光面积,同时最小化由于缺陷而不能发光的面积。
一般而言,装置由单个层形成,单个层可包含多个并排布置的OLED装置,因为用于阴极的电极材料可能是不透明的。为了形成不同的颜色或为了提高装置的可靠性,不同的装置可在装置表面上以串行或者并行方式连接。然而,虽然在基板层中的许多互连装置的组合可提高大面积OLED装置的可靠性,但这可能会限制个别特点的最小尺寸。此可提供粗“像素”或大的非发光面积,这可能会使得标牌或图片中的细微特点的产生难以显示。而且,人眼可能看到粗像素,当需要均匀的外观时,使混色困难。最后,互连会增加显示面板的成本,这可能使之对于低端应用不实用。同样,具有细微特点的像素化显示器可由可个别地寻址的点制成,可个别地寻址的点连接成无源或有源矩阵,但由此产生的面板的复杂性和因此成本可能会限制到高端应用中的使用。
发明内容
本技术的实施例提供一种照明面板(illuminated panel),其包括装置,该装置具有:阴极;包括电致发光有机材料的层,其与阴极电接触;以及,阳极,其与该层电接触。阴极和阳极是电连续的(electricallycontiguous)。电致发光有机材料包括小于大约5000微米大小的发光区域。
另一实施例提供制造发光组件的方法,其包括形成一个或多个装置。形成一个或多个装置中每一个包括:将包括电致发光有机材料的层形成为大小小于大约5000微米的发光区域;和,将该层放置成与电连续的阳极和电连续的阴极电接触。
另一实施例提供一种系统,其包括电控制和电源单元和一个或多个发光装置,该发光装置被配置成由电控制和电源单元个别地照明。每个发光装置包括:电连续的阴极;包含一种或多种电致发光有机材料的层,其与阴极电接触;和,阳极,其中阳极是电连续的且与该层电接触。阴极,阳极,或两者被图案化(patterned)以在电致发光有机材料内激励大小小于大约5000微米的发光区域。
附图说明
当参看附图来阅读本技术下文的详细描述时,本技术的这些和其它特点、方面和优点将变得更好理解,在所有附图中,相似的附图标记表示相似的部件,其中:
图1是示出根据本技术的实施例的装置的顶视图的绘图,该装置具有小阴极区域,该小阴极区域可允许通过未被阴极覆盖的区域看到自更深结构的光。
图2是示出根据本技术的实施例的装置的顶视图的绘图,该装置具有小阴极区域,该小阴极区域可允许通过未被阴极覆盖的区域看到自更深结构的光,示出了从边缘激励;
图3是根据本技术的实施例的图1装置的截面图,其示出用于激励未连接的电极区域的一种方法;
图4是根据本技术的实施例的装置的截面图,其示出用于照亮电致发光有机材料区域的方法;
图5是根据本技术的实施例的形成为单个多层结构的两个装置的截面图;
图6是根据本技术的实施例的由三个装置制成的多层结构的截面;以及
图7是根据本技术的实施例的完整的颜色可调的OLED系统的截面图。
具体实施方式
将在下文中描述本技术的一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简洁描述,在说明书中未描述实际实施方式的所有特点。应了解在任何这样实际实施方式的发展中(如在任何工程或设计项目中),必须做出许多具体实施决策来实现开发者的具体目的(诸如符合系统相关和商务相关约束),对于不同的实施方式,这种约束可不同。此外,应了解,这些开发努力可为复杂的且耗时的,但仍是受益于本公开内容的本领域普通技术人员设计、制作和制造的常规任务。
介绍
本技术包括用于用发光层产生颜色可调的有机发光装置(OLED)的系统和方法,该发光层具有非常小的电致发光材料的照明区域,如点或线。照明区域被一种或多种图案化电极材料激励(energized),可形成能传达信息的设计(design)或图片。例如,可通过沉积电极材料的小区域或结构(例如,通过阴影遮罩来热沉积电极材料)来图案化电极材料。在任何单个层的电极材料可被制成电连续的以形成单个装置。
多个发光装置可组合形成多层、颜色可调装置,其中每个装置或层可被个别或同时照明。如在本申请中所使用的,发光所通过的装置的表面被指定为前表面。因此,指定装置为较近,表示该装置相对于相比较的装置更靠近该发光表面。同样,指定装置为较远,表示该装置相对于相比较的装置距发光表面更远。由于电极材料通常为反射性的或不透明的,使电极材料图案化可允许光从较远装置通过无电极材料沉淀的较近装置中的区域传递。例如,装置之一(如在多层结构中的最远的装置)可能在电致发光有机材料上具有固体电极层,该电致发光有机材料可发光,光可在较靠近前表面的装置中的沉积了电极材料的区域之间传递。这种结构可允许通过较远装置和较近装置的个别激励来调整自装置发出的颜色。
在多层结构中的每个发光层在一单独装置中,该单独装置包含置于负电极(或阴极)和正电极(或阳极)之间的一种或多种电致发光有机材料。电致发光有机材料充当有机半导体,形成可具有大表面面积的有机发光二极管(OLED)。而且,虽然在每个装置中一个电极或两个电极可被图案化,但每个电极是电连续的,例如在单个层中通常没有阳极至阴极或串行互连,且因此每个装置是单个OLED。因为无需在每一层中互连多个装置的复杂机制,这可导致成本相对较低的面板。
使用图案化电极来形成装置可在图1所示的顶视图中示出。这个实例只是示出了一种可能的配置。也可以构建任意多种其它配置。如图1所示,装置10可具有电极区域12,通过将电极材料沉积成在电致发光有机材料上的图案而形成电极区域12。电极区域12可与空区域14交替,空区域14可没有电极材料沉积。而且,电极区域12可能太小而不能个别地被人眼辨别。例如,电极区域12的大小16可小至50微米,而在其它实施例中,电极区域的大小可为100微米,200微米或更大,视应用而定。在其它实施例中,例如在可位于距观察者一段距离处的大型面板或标牌中,较大电极区域12(例如500微米,1000微米,或甚至更大)可为实用的。可选择发光区域的大小以控制彩色区域的性质。例如,较大发光区域可用于更大或更少的细节设计,或更少的颜色混合,而较小的发光区域可用于制备细节设计,或平滑颜色混合。空区域14可与电极区域12具有相同的大小18,或者更大(例如,如果需要从多层结构中更低的装置透射更多的光)。在各种实施例中,没有电极区域12的更大的空区域20可允许做出设计,例如,形成标牌,标识和其它图案。
电极区域12可由任意多种技术激励。例如,电极区域12可被覆盖在电极区域12顶部的导电层互连,这通常不能激励电致发光有机材料,如关于图3所讨论的那样。在另一实施例中,电极区域12可以连续互连方式形成,诸如图2所示的线图案,允许从(例如)位于装置10边缘的单个连接22激励。可根据应用、激励技术和沉积技术的需要来选择发光区域的形状。例如,电极区域12可使用关于图3所讨论激励技术形成为非连接的形状,诸如点。
图3是装置30的截面图,装置30可包含小电极区域12,如关于图1和2所讨论的那样。电极区域12可为不连续的,如果导电层32沉积在电极区域12上来互连它们。例如,氧化铟锡(ITO)导电层32可允许电流导向电极区域12,但是可具有太高的功函数(如下文讨论)而不能充当阴极(例如)以将电子转移到电致发光有机材料34。电极区域12可由较低功函数的材料形成,例如,NaF和铝的分层结构。由于电极材料12可为反射性的或不透明,所发出的光36通常可更能从电极区域12的相对侧看到。
装置与材料
在图3所示的实施例中,装置30可具有单个电致发光有机材料层34。在其它实施例中,可使用多种电致发光材料。任意多种电致发光有机材料可用在当前技术中。例如,这种材料可包括被定制成在确定波长范围内发光的电致发光有机材料。电致发光有机材料34的层厚度可大于大约40纳米或可小于大约300纳米。电致发光有机材料层34可包括(例如)聚合物,共聚物或聚合物的混合物。例如,合适的电致发光材料可包括聚N-乙烯咔唑(PVK)及其衍生物;聚芴(polyfluorene)及其衍生物,诸如聚烷基芴,例如聚-9,9-正己芴,聚二辛基芴或聚-9,9-双-3,6-二氧杂庚基-芴-2,7-二基;聚对苯及其衍生物,诸如聚-2-癸氧基-1,4-苯或聚-2,5-二庚基-1,4-苯;聚对苯乙炔及其衍生物,诸如二烷氧基取代的PPV和氰基取代的PPV;聚噻吩及其衍生物,诸如聚-3-烷基噻吩,聚-4,4’-二烷基-2,2’-二噻吩,聚-2,5-亚噻吩基乙炔;聚吡啶乙炔及其衍生物;聚喹喔啉及其衍生物;和聚喹啉及其衍生物。在一实施例中,一种合适的电致发光材料是以N,N-二4-甲基-苯基4-苯胺封端的聚-9,9-二辛基芴-2,7-二基。也可使用这些聚合物的混合物或基于这些聚合物的一种或多种共聚物。
可用作电致发光有机材料34的其它合适材料包括聚硅烷。聚硅烷是线性聚合物,具有由烷基和/或芳基侧基取代的硅骨架。聚硅烷是准一维材料,具有沿着聚合物主链的离域的∑-共轭电子。聚硅烷的实例包括聚二正丁基硅烷,聚二正苯基硅烷,聚二正己基硅烷,聚甲基苯基硅烷和聚对丁基苯基硅烷。
在一实施例中,分子量小于大约5000(包括芳香单元)的有机材料可用作电致发光有机材料34。这种材料的实例是1,3,5三[N-(4-二苯氨基苯基)苯氨基]苯,其发出波长范围大约380纳米到大约500纳米的光。这些电致发光有机材料可从有机分子制备,诸如苯基蒽,四芳基乙烯,香豆素,红荧烯,四苯基丁二烯,蒽,苝,蔻或它们的衍生物。材料可发出大约520纳米的最大波长的光。另外其它合适材料是低分子量金属有机配合物,诸如乙酰丙酮铝、乙酰丙酮镓和乙酰丙酮铟,其发出波长范围从大约415纳米到大约457纳米的光;聚甲基吡啶甲基酮二-2,6-二丁基苯氧基铝或4-甲氧基甲基吡啶甲基酮-双乙酰丙酮钪,其发出波长范围从大约420纳米到大约433纳米的光。在可见波长范围内发光的其它合适材料,可包括有机金属配合物8-羟基喹啉,诸如三-8-羟基喹啉铝及其衍生物。
电致发光有机材料34可视情况与相邻层中的一种或多种非发光材料接触。这些非发光材料层可改进电致发光材料的性能或寿命。非发光层可包括(例如)电荷传输层,电洞传输层,电洞注入层,电洞注入增强层,电子传输层,电子注入层,电子注入增强层或其任何组合。例如,电荷传输层38在图3以截面示出。其它实施例可包括其它层(未图示)。
适合用作电荷传输层38的材料的非限制性实例可包括低到中分子量的有机聚合物,例如,重平均分子量小于每摩尔大约200,000克的有机聚合物,这使用聚苯乙烯标准进行确定。这些聚合物可包括(例如)聚-3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT),聚苯胺,聚3-4丙烯二氧噻吩(PProDOT),聚苯乙烯磺酸盐(PSS),聚乙烯咔唑(polyvinyl carbazole,PVK),和其它类似材料及其组合。
适合用于电洞传输层的材料的非限制性实例可包括三芳基二胺,四苯基二胺,芳香叔胺,腙衍生物,咔唑衍生物,三唑类衍生物,咪唑衍生物,包括一个氨基的恶二唑衍生物,聚噻吩和类似材料。适合用于电洞阻碍层的材料的非限制性实例可包括聚N-乙烯-咔唑和类似材料。
适合用于电洞注入层的材料的非限制性实例可包括“p型掺杂的”质子掺杂导电聚合物,诸如质子掺杂的聚噻吩或聚苯胺,和p型掺杂的有机半导体,诸如四氟四氰喹啉二甲烷(F4-TCQN)、参杂有机和聚合半导体和含三芳胺的化合物和聚合物。电子注入材料的非限制性实例可包括聚芴和其衍生物,三-8-羟基喹啉铝(Alq3),n型掺杂碱金属碱土金属的有机/聚合半导体和类似材料。适合用于电洞注入增强层的材料的非限制性实例可包括亚芳香基化合物,诸如3,4,9,10-苝四-羧酸酐,二-1,2,5-噻二唑-p-喹啉二-1,3-二硫环戊烯和类似材料。
装置30还具有阳极40。阳极40在装置30上是电连续的,例如,允许形成单个电单元,其中所有电致发光有机材料34是由阳极40与阴极(例如电极区域12)之间的单电流供电。虽然阳极40是电连续的,但它也可被沉积成图案以激励装置中的一些区域,同时留有不通电的其它区域,如在下文中关于图4所讨论的那样。一般而言,用于阳极40的材料可具有高功函数,例如,大于大约4.0电子伏特。合适材料可包括(例如)氧化铟锡(ITO)、氧化锡、氧化铟、氧化锌、氧化铟锌、氧化锌铟锡、氧化锑和其混合物。包括这种导电氧化物的阳极40的厚度通常可大于大约10纳米。在各种实施例中,厚度可在大约10纳米至大约50纳米,大约50纳米至大约100纳米,或者大约100纳米至200纳米的范围内。
薄透明金属层也可适合用于阳极40。金属层的厚度(例如)可小于或等于大约50纳米。在各种实施例中,金属厚度可在大约50纳米至大约20纳米的范围。适合用于阳极40的金属可包括,例如,银,铜,钨,镍,钴,铁,硒,锗,金,铂,铝,或其混合物或其合金。阳极40可通过诸如物理气相沉积、化学气相沉积、或溅射在下面的元件上沉积。
可在本技术的实施例中使用的一种类型的阳极40可由厚度在大约60nm和150nm之间的氧化铟锡(ITO)沉积层形成。ITO层的厚度可为大约60nm到100nm,或可为大约70nm厚。阳极40的厚度可通过透明度与导电性之间的权衡决定。阳极40越薄就越透明,就允许更多的光从下层通过。与此相反,阳极40越厚就会阻挡越多的光,但改进导电性,这可增加装置30的寿命。阳极40的厚度可依赖于装置30在多层结构中的位置。例如,可使在较近装置中的阳极40比在(例如)较远装置中的阳极40更薄。
装置30也有阴极,例如,电极区域20。一般而言,阴极可由具有低功函数(例如,小于大约4电子伏特)的金属材料制成。并非适用作阴极的每种材料都需要具有低功函数。适合用作阴极的材料可包括K、Li、Na、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Ag、In、Sn、Zn、Zr、Sc和Y。其它合适材料可包括镧系元素及其合金或其混合物。适合制造阴极的合金材料实施例可包括Ag-Mg、Al-Li、In-Mg和Al-Ca合金。也可使用分层的非合金结构。这种分层的非合金结构可包括金属薄层,诸如厚度范围为大约1纳米至大约50纳米的钙。其它这样的分层的非合金结构可包括被更厚的某些其它金属层加盖的非金属,诸如LiF、KF或NaF。这种合适金属可包括铝或银。阴极可通过物理气相沉积、化学气相沉积或溅射而在下面的层上沉积。为了形成电极区域12的图案,材料可沉积于阴影遮罩上,阴影遮罩可阻挡在空区域14和用于形成图案的较大空区域20中的沉积。
可用于形成非常薄且因此更透明的阴极的一种材料组合可具有由银制成的大约7.5nm至15nm厚或大约10nm厚的第一层。由钡制成的大约2.5nm至6.5nm厚的层可沉积在银层下方且与电致发光有机材料34接触。钡层可大约3nm至4nm厚。与图案化电极区域12组合,通过允许自距结构前方较远装置的光更容易地到达观察者,这种透明电极还可辅助形成多层结构。
可用于形成导电层32的材料可包括当形成薄层时有透明度的导电材料,诸如聚-3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT),聚苯胺,聚-3,4-丙烯二氧噻吩(PProDOT),聚苯乙烯磺酸盐(PSS),聚乙烯咔唑(PVK),AlQ3和其它类似材料。其它合适材料可包括(例如)氧化铟锡(ITO)、氧化锡、氧化铟、氧化锌、氧化锌铟锡、氧化锑和其混合物。也可使用薄透明金属层,诸如金、银、铜、钨、镍、钴、铁、硒、锗、金、铂、铝或其混合物或及其合金;或者碳纳米管、石墨,或类似材料的薄层。一般而言,可用于形成导电层32的材料可具有高功函数,这允许导电层运送电流到电极区域12,而不直接激励电致发光有机材料34。
阳极40和电极区域12可由相应基板42支承。基板42可为与装置30前面和后面相同的材料,或者可选择不同材料。一般而言,两类材料可用于基板42,无机材料和有机材料。无机材料(例如,玻璃)可能非常透明且也可充当屏障层,防止氧使有机材料降解。然而,无机材料可能是脆性的(若厚的话),不可弯曲,易碎和/或较重的。为了克服这些缺点,塑料可用于基板42。可用于基板42的非限制性实例包括无机玻璃、陶瓷箔、聚合材料、填充聚合材料、涂层金属箔、丙烯酸脂类、环氧树脂、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚酮、聚氧-1,4-亚苯氧基-1,4-亚苯羰基-1,4-苯羰基-1,4-苯(有时也被称为聚醚醚酮或(PEEK))、聚降冰片烯、聚苯氧化物、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚砜(PES)、聚苯硫(PPS)和纤维强化塑料(FRP)。在一实施例中,基板可以是柔性的。柔性基板也可由诸如不锈钢的薄金属箔形成,只要它们被涂覆绝缘层以使金属箔与阳极40电隔离(除非金属箔充当阳极40)。
用于形成装置30(诸如电极区域12、阳极40、电致发光有机材料34、电荷传输层38或任何下文讨论的层)的材料沉积可使用下列技术来执行,诸如(但不限于)旋涂、浸涂、反辊涂覆、线绕式或迈尔棒(Mayerrod)涂覆、直接和偏移凹版涂覆、槽模涂覆、刮涂、热熔性涂覆、帘式涂覆、刮刀辊式涂覆、挤压、气刀涂覆、喷射、旋筛涂覆、多层坡流涂布、共挤、弯月面涂覆、逗点微凹版涂覆、光刻过程、朗缪尔(Langmuir)过程和闪蒸、热或电子束辅助蒸发、气相沉积、等离子体增强化学气相沉积(“PECVD”),射频等离子体增强化学气相沉积(“RFPECVD”)、扩展热等离子体化学气相沉积(“ETPCVD”)、溅射(包括,但不限于,反应溅射)、电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积(ECRPECVD)、电感耦合等离子体增强化学气相沉积(ICPECVD)及其组合。例如,电极区域12的沉积可通过以下步骤来执行:热蒸发材料,之后使用阴影遮罩在电致发光有机材料34上沉积以防止在空区域14中形成层。
如果装置30的最外层(例如,基板42的前面或后面)是塑料的,那么可改进屏障性质以保护电致发光有机材料34防止其中由于通过塑料扩散的氧气或水蒸气造成的降解,且从而延长装置的寿命。例如,屏障涂层44可安置于基板42上或浸渍到基板42内,使得屏障涂层44完全覆盖基板42。屏障涂层44可防止水分和氧气通过基板42扩散。另外,在前表面中使用的屏障涂层44无须与装置30后表面所使用的涂层相同。例如,如果后表面具有金属箔层,那么可不需要屏障涂层44。
屏障涂层44可具有大约10nm至大约10,000nm,或大约10nm至大约1,000nm的厚度范围。可选择屏障涂层44的厚度以便不阻碍通过基板的光透射,诸如使光透射减少小于大约20%或者小于大约5%的屏障涂层44。也可控制屏障涂层44的材料和厚度来保持基板42的柔性,而不会因弯曲而显著地降级。如下面进一步详细讨论的那样,屏障涂层44可包括反应物种的任何合适反应产物或重组产物。
屏障涂层44可包括诸如(但不限于)下列的材料:有机材料、无机材料、陶瓷、金属、或其组合。通常,这些材料可为从等离子体沉积于基板42上的反应等离子体物种的反应产物或重组产物。在某些实施例中,有机材料可包括碳、氢、氧和(视情况)其它微量元素,诸如硫、氮、硅等,视反应物的类型而定。在涂层中产生有机组合物的合适反应物是直链或支链烷烃、烯烃、炔、醇、醛、醚、烯氧化物、芳烃等,有高达15个碳原子。无机和陶瓷涂层材料通常包括氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、氮氧化物、碳氧化物,或IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA、IB、IIB族元素的组合;IIIB、IVB和VB族金属以及稀土金属。例如,碳化硅可通过自硅烷(SiH4)和诸如甲烷或二甲苯这样的有机材料生成的等离子体的重组而沉积到基板42上。硅碳氧化物可从硅烷、甲烷、和氧气或硅烷和环氧丙烷生成的等离子体沉积。硅碳氧化物也可从有机硅前体(诸如四乙氧基硅烷(TEOS)、六甲基二硅氧烷(HMDSO)、六甲基二硅氮烷(HMDSN)或八甲基环四硅氧烷(D4))生成的等离子体沉积。氮化硅可从硅烷和氨生成的等离子体沉积。碳氧氮化铝(Aluminum oxycarbonitride)可从氮化铝(aluminum titrate)和氨的混合物生成的等离子体沉积。可选择其它反应物的组合(诸如金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化物、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅),以获得所需涂层组合物。
在其它实施例中,屏障涂层44可包括混合的有机/无机材料或多层的有机/无机材料。有机材料可包括丙烯酸酯、环氧树脂、环氧胺、二甲苯、硅氧烷、硅酮等。在无需基板42透明度的应用中,大多数金属也可适用于屏障涂层44,例如,当基板42用作装置30的后表面时。另外,屏障涂层44可设于基板42的内表面上,直接与电极相临,或者屏障涂层44可在基板42的外表面上。可在适当情况下使用其它屏障层。例如,附在后装置的后层下方的反射性箔层可充当屏障层。另外,附在前装置的前层上的在光学上透明或略微不透明的薄玻璃片也可充当屏障层。
在一实施例中,装置30可通过首先在塑料基板42上形成屏障涂层42而制成。在屏障涂层44上,阳极40(例如氧化铟锡(ITO)),可使用上文讨论的技术中的任何技术(诸如溅射)而沉积。一个或多个有机材料层可沉积在阳极40上。这些层可包括电荷传输层38和电致发光有机材料34以及其它层。在各种实施例中,这些层或额外有机层可通过(例如)使用印刷过程,诸如轮转凹版印刷、喷印等而形成为图案。可使用各种技术,例如,在阴影遮罩上热蒸气沉积以形成图案,将电极区域12(例如,NaF/Ag、钡、银等)沉积在有机材料上。如上文所提到的那样,导电层32(例如,ITO或另一高功函数材料)可沉积在电机区域12以形成阳极。最后,另一具有屏障涂层44的基板42可固结在阴极上。阳极40和导电层32然后可连接到电源线(未图示)。
除了图案化阴极的电极区域12之外,阳极40也可被图案化,如由在图4的截面图示出。在图4中示出第一装置50。为了清楚起见,在图4至图7中,未示出电洞传输层38,但是,这个层或上文所讨论其它层中的任何层,可视情况存在。在此实施例中,阳极40与阴极(例如电极区域12)可被图案化。因此,在激励后,位于阳极40和阴极的电极区域12之间的电致发光有机材料34可发光52。但是,不具有有源电极区域12的电致发光有机材料34的区域(如附图标记15所示),可不被照亮。如关于图3所讨论,电极区域12可由ITO层32电连接和激励,ITO层32不激励电致发光材料34。同样,不具有有源阳极40的电致发光有机材料34的区域(由附图标记56表示)也可不被照亮。如关于图3所讨论的装置30,在阴极的大体上反射性的电极区域12对面,自装置发出的光36可是最亮的。
阳极40的图案化可类似于阴极的电极区域12的图案化,例如,具有连续的相交线允许阳极40从位于边缘的单个连接部供电。另外,阳极的线可垂直于阴极的电极区域12的线,在电致发光有机材料34上形成矩形的照明区域。
如图5的截面图所示,多层结构70可通过将第二装置72接合到上文关于图4所讨论的与第一装置50而形成。可使用任意多种可能的技术将装置50、72堆叠在一起形成多层结构70。例如,可用置于装置50、72之间的连接层74接合这些装置。连接层74可为光学粘合剂,其被选择成匹配在基板42中所用材料的折射率,且因此最小化由于材料之间界面处反射造成的光损失。或者,连接层74可为油,其折射率匹配基板42。在此实例中,油仅用于匹配折射率,且可不用于将装置保持在一起,将装置保持在一起可通过包装而达成,关于图7进一步描述和说明。
本领域技术人员应认识到,取决于用在基板42中所用的材料,可使用任意多种其它技术来接合装置50、72,包括溶剂结合、超声焊接、热层压或在本领域中用于接合表面的任何其它技术。在某些实施例中,装置50、72可仅通过物理包装而保持在一起,无需油或其它折射率匹配化合物。虽然这可能会降低从低装置的光透射效率,但在某些应用中,损失可并不显著。
可使用如上文中关于图3所讨论的装置30相同材料形成第二装置72。另外,第二装置72可具有独立于第一装置50的阳极40和电极区域12的阳极76和阴极78,从而允许独立的照明。因此,第二装置72可允许调整OLED面板的颜色或传达信息,从而提供艺术效果和类似功能。
例如,如在图5的实施例中所示,第二装置72可具有电致发光有机材料的固体层80,提供适用作装置70背景的单一颜色。如果第一装置50的电极区域12在整个表面上规则地间隔开,那么多层结构70可适用作可调光源,自第二装置72发出的光在第一装置50的电极区域12之间的间隙发出。在其它实施例中,第一装置50可具有特定设计,诸如图片、标志或类似物,且第二装置72的纯色可提供对比的背景。在另外的实施例中,可合并额外装置,每个额外装置具有适用于传达额外信息的个别设计。
例如,图6所示的截面示出第二多层结构90,其具有接合到第一装置50和第二装置72的第三装置92。如同第二装置72,第三装置92和任何随后的装置可包括如在上文中关于图3所讨论的相同的设计和材料。为每个装置50、72、92所选的材料可独立于其它装置。如关于图5所讨论的那样,基板42的最外层可包括屏障层(未图示)以保护电致发光有机材料34防止降解。这些屏障层可在相应基板40的内表面或外表面上形成。
在某些实施例中,可使用图案化电极形成第三装置92,如上文讨论。另外,第三装置的阳极94和阴极96可独立于第一装置50和第二装置72,允许第三装置92被独立地照明。在某些实施例中,第三装置92的发光区域98可规则地间隔开以形成可调光源,其中自第二装置72的光在第一装置50与第三装置92的阴极中的间隙发出。在其它实施例中,发光区域98可被布置成形成特定设计,诸如图片、标志或标牌以及其它。这种设计可与第一装置50的发光区域100形成的图案同时照亮,或可被独立地照亮。
使用多层面板的系统
在个别装置(例如第一装置50、第二装置72和第三装置92)被堆叠和/或接合在一起之后,由此产生的多层结构90可合并到最终显示系统110内,最终显示系统110的实例如在图7所示的截面中看到。在图7中,多层结构90可具有反射层112(例如,金属箔),反射层112放置于该结构的后表面114以向前表面118(光36从这里发出)反射光。适用于金属箔的材料可包括铝箔、不锈钢箔、铜箔、锡、柯伐合金(Kovar)、因瓦合金(Invar)及类似材料。在其它实施例中,第三装置72的阴极78可具有足够的反射性。漫射器面板116可位于前表面118上以散射自个别装置发出的光,混合自个别装置50、72、92发出的光。
如上文关于图3所讨论的那样,多层结构90的前表面118和后表面114可密封以防止氧渗透损坏有机材料,例如,电致发光有机材料34或电荷传输层38。例如,如在上文中关于图3所讨论的那样,基板42可具有浸渍于一表面内的屏障涂层44。如果对前表面118的基板42和多层结构90的后表面114如此处理,这可保护有机材料。或者,在后表面114具有反射层112(例如,金属箔)的实施例中,反射层112可提供足够的保护防止水分和氧气渗透。同样,如果附连到多层结构90的前表面118上的漫射器面板116是由玻璃或其它可浸渍材料制成,那么它可为有机材料提供足够的防护,而无需进一步处理前表面118的基板42。
虽然上文所讨论的技术可保护装置50、72、92的有机材料防止氧气通过多层结构90的前表面118或后表面114扩散,但自多层结构90的边缘120的氧气或水分蒸气扩散仍可能会使有机材料降解。因此,边缘120可被密封以防止这种渗透。任意多种技术可用于密封面板的边缘。
例如,可使用不可渗透的粘合剂122来密封多层结构90的边缘120。不可渗透的粘合剂122可包括(例如)硅RTV化合物、聚氨酯、聚酰亚胺、环氧树脂、聚丙烯酰胺或任何类似密封剂或密封剂的组合。这些可以纯的形式使用或可通过添加不可渗透填充物(诸如,玻璃粒子、金属粒子等)而填充。另外,修边材料124(其可为塑料、金属或任何其它材料)可放置于多层结构90的周围,且可由不渗透的粘合剂122保持就位和密封。任意多种其它技术可用于密封多层结构90的边缘。例如,金属合金密封剂可安置于多层结构90的整个周边从而由金属合金密封剂完全包围电致发光有机材料。另外,可使用这些技术的任何组合。例如,修边材料124可在金属合金密封剂上分层并被不渗透的粘合剂122保持就位。
多层结构90可由线128连接到控制器126,线128连接到每个装置(例如,第一装置50,第二装置72,和第三装置92)的阳极和阴极。控制器126可被配置成向每个装置个别地或与其它装置同时地供电使得同时看到这些设计中的一个或多个。可控制施加到每个装置的能量的量以改变由多层结构90的提供的照明的量或颜色。这可用于(例如)调整多层结构90的颜色。在其它实施例中,施加的能量的量可用于相对于周围照明条件来调整图片或标记的照明,使标牌在明亮的条件下更明显。
虽然在本文中说明并描述了本技术的某些特点,但本领域技术人员应该想到许多修改和变化。因此,应了解的是,所附权利要求预期涵盖属于本技术的真实精神内的所有这些的修改和变化。

Claims (19)

1.一种照明面板,包括:
第一装置,所述第一装置包括:
第一阴极,所述第一阴极是电连续的;
包括第一电致发光有机材料的第一层,其与所述第一阴极电接触;和
第一阳极,所述第一阳极是电连续的,并且所述第一阳极与所述第一层电接触;
其中,所述第一阴极或所述第一阳极中的至少一个被图案化,以便限定多于一个的规则地间隔开的电极区域并且因此在所述第一层内限定了当被激励时的发光区域,各电极区域具有在50微米和200微米之间的横向尺寸;以及
第二装置,所述第二装置包括:
第二阴极,所述第二阴极是电连续的;
包括第二电致发光有机材料的第二层,其与所述第二阴极电接触;和
第二阳极,所述第二阳极是电连续的且与所述第二层电接触;
其中,所述第一装置被以堆叠的配置结合到所述第二装置以形成多层结构,且所述第一装置和所述第二装置配置成被个别地激励;
其中,自所述第二装置发出的光在所述第一装置的电极区域之间的间隙发出。
2.根据权利要求1所述的照明面板,其特征在于,所述第一阴极、所述第一层或所述第一阳极中的至少一个被图案化以形成配置成被照明的第一设计。
3.根据权利要求2所述的照明面板,其特征在于,所述第一阴极包括:
两个或两个以上的非连续电极区域,其被配置成激励所述第一电致发光有机材料;以及
沉积在所述非连续电极区域上的导电层,所述导电层配置成传导电流到所述非连续电极区域而不激励所述第一电致发光有机材料。
4.根据权利要求1所述的照明面板,其特征在于,所述照明面板被配置成提供颜色可调的光源。
5.根据权利要求2所述的照明面板,其特征在于包括:
第三装置,所述第三装置包括:
第三阴极,所述第三阴极是电连续的;
包括第三电致发光有机材料的第三层,其与所述第三阴极电接触;和
第三阳极,所述第三阳极是电连续的且与所述第三层电接触,所述第三阴极、所述第三层或所述第三阳极中的至少一个被图案化以形成配置成被照明的第二设计,所述第三阴极或所述第三阳极中的至少一个被图案化,以便限定一个或多个电极区域并且因此在所述第三层内限定了当被激励时的发光区域,各电极区域具有小于5000微米的横向尺寸,所述第三装置被结合到所述第一装置和第二装置以形成多层结构,且所述第一装置、所述第二装置和所述第三装置配置成被个别地激励。
6.根据权利要求5所述的照明面板,其特征在于,所述照明面板被配置成提供颜色可调的光源。
7.根据权利要求5所述的照明面板,其特征在于,所述第三阴极包括:
两个或两个以上的非连续电极区域,其被配置成激励所述第三电致发光有机材料;以及
沉积在所述非连续电极区域上的导电层,所述导电层被配置成传导电流到所述非连续电极区域而不激励所述第三电致发光有机材料。
8.根据权利要求5所述的照明面板,其特征在于,所述第一阳极、第二阳极或第三阳极中的至少一个包括厚度在60 nm和150 nm之间的氧化铟锡(ITO)层。
9.根据权利要求5所述的照明面板,其特征在于,所述第一设计和第二设计包括图片、设计、标志或图案或其任何组合的不同颜色的层。
10.根据权利要求5所述的照明面板,其特征在于,所述第一阴极、所述第三阴极或二者包括由电极材料的相交线形成的图案,所述电极材料的相交线被配置成从单个电连接进行激励。
11.根据权利要求5所述的照明面板,其特征在于,所述电致发光有机材料包括选自聚芴、聚(苯乙炔)、聚(乙烯咔唑)的至少一种电致发光聚合物或电致发光聚合物衍生物。
12.根据权利要求5所述的照明面板,其特征在于,所述电致发光有机材料包括有机金属化合物。
13.根据权利要求5所述的照明面板,其特征在于,所述第一阴极、所述第二阴极、所述第三阴极或其任何组合被配置成对光是透明的。
14.根据权利要求5所述的照明面板,其特征在于,所述第一层、所述第二层、所述第三层或其任何组合包括电洞传输层、电洞注入层、电子传输层、电子注入层或电致发光层中的一个或多个。
15.根据权利要求5所述的照明面板,其特征在于包括在密封包装件中密封所述多层结构。
16.一种用于制造发光组件的方法,包括:
形成两个或两个以上的装置,其中,这些装置被以堆叠的配置结合到一起以形成多层结构,且每个所述装置配置成被个别地激励,形成所述两个或两个以上的装置中的每一个装置包括:
形成包括电致发光有机材料的层;以及
将所述层放置成与电连续的阳极和电连续的阴极电接触,其中,所述阳极、所述阴极或二者被图案化,以便限定多于一个的规则地间隔开的电极区域并且因此在所述层内限定了当被激励时的发光区域,各电极区域具有在50微米和200微米之间的横向尺寸;
其中,所述堆叠的配置被配置成使得自第二装置发出的光在第一装置的电极区域之间的间隙发出。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于包括通过以下步骤形成阴极:
在所述电致发光有机材料上沉积两个或两个以上的非连续电极区域,所述电极区域被配置成激励所述电致发光有机材料;和
在所述两个或两个以上的非连续电极区域上沉积导电层,所述导电层被配置成传导电流到所述电极区域,且所述导电层被配置成不激励所述电致发光有机材料。
18.根据权利要求16所述的方法,其特征在于包括:
形成背光装置,其中,形成所述背光装置包括:
形成背光阴极,所述背光阴极是电连续的;
形成背光层,所述背光层包括与所述背光阴极电接触的背光电致发光有机材料;和
形成背光阳极,所述背光阳极是电连续的且与所述背光层电接触;以及
将所述背光装置结合到一个或多个装置以形成分层结构,所述装置中的每一个配置成被个别地照明。
19.根据权利要求16所述的方法,其特征在于包括将所述发光区域形成为图案,所述图案包括设计、照片、字母或其任何组合。
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