CN102365770A - 电致发光装置和分段照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电致发光装置，包括：第一电致发光层(102；102’；102”，...)，设置在所述电致发光层第一侧上的第一电极层(104；104’；104”，...)和设置在与所述电致发光层第一侧相对的第二侧上的第二电极层(106；106’；106”，...)，用于向所述电致发光层提供电荷，所述第一电极层由不透明材料构成，第二电极层由透明材料构成，接触第一电极层以提供电荷的单一的第一接触元件(108)，和接触第二电极层以提供电荷的单一的第二接触元件(114)，其中所述第一接触元件沿所述第一电极层的第一边缘(110)延伸，第二接触元件沿所述第二电极层的第二边缘(115)延伸，其中所述第一和第二边缘相互平行，所述第一电极层具有第一方块电阻，而所述第二电极层具有第二方块电阻，所述第一方块电阻是第二方块电阻的0.1到3倍。

Description

电致发光装置和分段照明装置

技术领域

本发明涉及电致发光装置领域，更具体地涉及有机发光二极管(OLED)装置，和涉及分段照明装置领域。

背景技术

电致发光装置包括当电流通过时能够发光的电致发光材料。用于电致发光装置的材料可以是发光聚合物或小有机分子。有机装置，例如有机发光二极管(OLED)，在现有技术中已是公知的。为了激活所述电致发光装置，电流通过设置在所述电致发光材料表面的电极提供给所述电致发光材料。

电致发光装置，例如OLED，包括设置在电极之间的电致发光材料。施加合适电压时，电流从阳极到阴极而流过所述电致发光材料。在所述电致发光材料内部通过空穴和电子的辐射复合而产生光。

使用了有机电致发光材料的电致发光装置适用于大面积发光应用，例如普通照明。使用多个电致发光装置是已知的，该多个电致发光装置组合成具有大的照明区域的平铺区域。

单一的电致发光装置的尺寸可以是几个平方厘米而平铺区域的尺寸可以是它的数倍。所述电致发光装置适于形成用于普通照明的平面直视发光体，也用于效果照明和气氛照明(atmosphere lighting)。

例如，在普通照明中，所述电致发光装置具有环形的电极，该电极设置为实现在整个电致发光表面上光发射的大致均匀分布。

与此相对照的是，条形形状的现有技术的OLED显示了沿电流流动方向上的重大亮度(brightness)下降，尤其是在高电流时。典型的，条形形状的OLED沿电流流动方向的照度(luminance)变化在50％以上。

因此本发明的目的是提供一种改进的电致发光装置，特别是改进的OLED装置，和一种改进的分段照明装置。

发明内容

本发明提供一种如权利要求1所要求保护的电致发光装置和一种如权利要求13所要求保护的分段照明装置。本发明的实施例由从属权利要求给出。

根据本发明的实施例，电致发光装置具有设置在第一电极层和第二电极层之间的第一电致发光层。所述第一电极层设置在所述第一电致发光层的第一侧上而所述第二电极层设置在所述第一电致发光层的第二侧上。所述第二侧与所述第一电致发光层的所述第一侧相对。所述第一和第二电极层布置为用于向所述电致发光层提供电荷，即，所述第一电极层构成所述电致发光装置的阴极而所述第二电极层构成所述电致发光装置的阳极。所述第一电极层由不透明材料组成，如金属，而所述第二电极层由透明材料组成。因此，第二电极层由所述电致发光装置的透明导电层(TCO)构成。例如，所述第二电极层可以由氧化铟锡(ITO)组成。

根据本发明的实施例，所述第一电极层由铝、银或金属合金构成。

所述电致发光装置进一步包括接触所述第一电极层以提供电荷的单一的第一接触元件和接触所述第二电极层以提供电荷的单一的第二接触元件。所述第一接触元件沿着第一电极层的第一边缘延伸，所述第二接触元件沿着第二电极层的第二边缘延伸，其中所述第一和第二边缘相互平行。所述第一和第二边缘在所述电致发光装置的宽度方向上间隔，而所述第一和第二接触元件沿所述电致发光装置的长度方向上延伸。

所述第一电极层具有第一方块电阻而所述第二电极层具有第二方块电阻，第一方块电阻是第二方块电阻的0.1到3倍。与现有技术的电致发光装置相对照的是，不透明阴极的方块电阻低于透明阳极的高欧姆电阻多个数量级。令人惊讶地，与阳极具有相同数量级的方块电阻的高欧姆阴极，在不需要所述电致发光装置的功率效率受到很大影响的情况下，提高了电致发光装置沿电流流动方向上的亮度均匀性。

这在同时需要电致发光装置的均匀发光和高功率效率时的发光应用中具有显著的优势。

依据本发明的实施例，所述第一电极层即阴极的第一方块电阻是所述第二电极层即阳极的第二方块电阻的0.9到1.1倍。最优选的是，所述第一和第二方块电阻是基本相同的，以实现所述电致发光装置沿电流流动方向上的最大化的均匀性。

依据本发明的一个实施例，所述第一和第二方块电阻在30欧姆到100欧姆之间。例如，所述第一和第二方块电阻可以是50欧姆或70欧姆。

依据本发明的一个实施例，所述第一和第二方块电阻被选择为在普通操作条件下向电致发光层提供电荷时，使所述第二电极层上亮度即照度的变化低于60％。

依据本发明的一个实施例，所述高欧姆的第一电极层提供镇流电阻器，由此所述电致发光装置能够直接与主电源耦合而不需要额外的镇流电阻器。所述第一和第二方块电阻被选择为当施加主电源时，在所述第二电极层上的所述电致发光装置的宽度方向上产生的照度变化低于53％或低于50％。

依据本发明的一个实施例，所述电致发光装置具有长宽比高于1到2的条形形状，即，所述有机电致发光装置的长度至少是其宽度的两倍。这一点是特别有优越性的，这是因为相对于条状电致发光装置来讲，使用高欧姆第一电极层的有益效果。

依据本发明的进一步的实施例，所述电致发光装置具有第二电致发光层和第三电极层。所述第二电极发光层夹在第一电极层和第三电极层之间，所述第三电极层构成所述第二电致发光层的阳极而所述第一电极层构成阴极。所述第三电极层由透明材料形成。用于形成所述第三电极层的透明材料可以是与第二电极层的透明材料相同或者是另一透明材料。所述第三电极层具有与所述第二方块电阻相同的第三方块电阻。所述第一方块电阻是所述第三方块电阻的0.1到3倍，优选是所述第三方块电阻的0.9到1.1倍。最优选的，所述第一、第二、第三方块电阻基本相同。

依据本发明的一个实施例，所述电极层和所述两个电致发光层组成从其前表面和后表面出光的层叠电致发光装置。

本发明另一方面涉及一种包括多个电致发光装置的分段照明装置。所述电致发光装置可以是串联连接的。所述分段照明装置的最终总电阻组成镇流器，使得所述分段照明装置可以直接连接到主电源而不需要额外的镇流电阻器。这样具有显著的优点，即由于所述镇流电阻器导致的功率耗散由涉及所有分段的分布方式来执行。

附图说明

通过参照附图的实例更详细地描述本发明以下的实施例，其中：

图1是根据本发明的电致发光装置的透视图，

图2是示出图1中电致发光装置沿宽度方向上的归一化电流变化的示意图，

图3是图1中电致发光装置沿宽度方向上电压降的示意图，

图4是根据本发明的具有单独分段的双重层叠构造的分段照明装置的实施例的截面图，

图5是图4的分段照明装置中沿其中一个分段的宽度方向上电压降的示意图。

具体实施方式

在下面不同的实施例中，下面相同的附图标记被用于表示相同的元件。

图1示出电致发光装置100。所述电致发光装置100具有电致发光层102。所述电致发光层102可以包括发光聚合物或小有机分子。特别是，所述电致发光装置100是作为OLED实现的。

所述电致发光装置100具有形成阴极的第一电极层104。所述电极层104被设置在电致发光层102的顶部。第二电极层106被设置在电致发光层102相对的底部。所述电极层106形成了所述电致发光装置100的阳极。

所述电极层104与第一接触元件108电接触。所述第一接触元件108沿所述电致发光装置100的第一边缘110延伸进入所述电致发光装置100的长度方向111。所述接触元件108可以构成电极层104的主要部分。优选地，所述接触元件108嵌入电极层104中。所述接触元件108可以由与电极层104相同的材料形成。所述接触元件108用于接收输出电流112。

所述电极层106与第二接触元件114电接触。所述第二接触元件114沿所述电致发光装置100的第二边缘115延伸进入所述电致发光装置100的长度方向111。所述接触元件114可以构成电极层106的主要部分。优选地，所述接触元件114嵌入电极层106中。所述接触元件114可以由与电极层106相同的材料形成。所述接触元件114用于传导输入电流116。

所述接触元件108和114通过电致发光装置100的宽度沿所述电致发光装置100的宽度方向118间隔开。

所述电致发光装置100可以设置在例如玻璃的透明基板120上。

在这里考虑的实施例中电致发光装置100形成为具有平行边缘110和115的条状。所述电致发光装置100具有大于1到2的长宽比，即，电致发光装置100延伸进入长度方向111的长度至少是所述电致发光装置100延伸进入宽度方向118的宽度的两倍大。

电极层106是由透明导电材料如ITO形成的透明导电层。电极层104是不透明的且具有反射性，目的是为了反射当电流流过电致发光装置，使得电荷提供给电致发光层102时从电致发光层102射出的光。所述光122由电致发光层102发出并被电极层104反射后穿过电极层106和基板120以实现例如照明的目的。

所述电极层104的方块电阻与电极层106的方块电阻具有相同的数量级。因此，不透明电极层104和透明电极层106都具有高欧姆方块电阻。例如，电极层104的方块电阻是电极层106的方块电阻的0.1到3倍之间。优选地，电极层104的方块电阻与电极层106的方块电阻基本相同。与现有技术的电致发光装置相对照的是，其阴极层具有比阳极层的方块电阻低至少一个数量级的方块电阻。

令人惊讶的是，所述高欧姆阴极层104具有减小电子装置100的照明变化的有益效果，特别是在所述电子装置100在高电流下工作时，而不会对电子装置100的功率效率产生很大的影响。

图2示出了流过电致发光层102电流的电流密度Ic与进入宽度方向118的宽度坐标x的函数(参见图1)。电流流过电致发光层102以向电致发光层102提供电荷。x＝0是在电致发光装置100的边缘115而x＝15mm是在电致发光装置100的边缘110，即，这里实施例中所述电致发光装置100具有15mm的宽度。电流密度Ic已经通过在x＝0位置处流过电致发光层102的最大电流密度Imax而归一化。

由图2可以看出，电流I从边缘115到边缘110而进入宽度方向118仅降低了30％，这对应于透射过第二电极层106的光122的同样是30％的照度变化。如此相对小的照度变化是不会被人肉眼识别的，使得由电致发光装置100提供的照度在电极层106的整个表面上看上去是均匀的。

例如，电极层104的方块电阻和电极层106的方块电阻相同且为50欧姆的数值。当电致发光装置100由0.1A的电流I驱动时，在功率效率为48.7Im/W下，由电致发光装置100发出的光122的照度在Lmax＝2721cd每平米到Lmin＝1944cd每平米之间变化。

图3示出了沿所述电致发光装置100宽度方向118上的相应电压降。更具体地，图3示出了施加在电致发光层102上的阴极电压vc、阳极电压va和发射层电压vel。所述发射层电压vel是阴极电压vc和阳极电压va之间的差值。

由于电极层104的高欧姆方块电阻与电极层106的方块电阻基本相同，所述电致发光装置100在电极层106和电极层104上都具有显著的电压降。由于电压降在阴极侧随宽度而增加同时在阳极侧而降低，相互之间部分抵消。结果就是减少的总电压降在电致发光装置100的中央出现最大电压降ΔVmax。由于对称的原因，如果电极层和电极层106的方块电阻相同，相互之间的抵消会最大化。

被限制为ΔVmax的减小的电压降意味着根据电致发光层102的电流电压特性，流过电致发光层102的电流I的电流变化的减少。同时光122的发光强度的最终变化也按比例减少，这是因为电流和发光强度之间的基本线性关系。

图4显示了分段照明装置124，其中所述照明装置124的每个分段由双重层叠的电致发光装置构成。例如，如图1中的电致发光装置100一样，电致发光装置100’具有电极层104’和106’和设置在电极层104’和106’之间的电致发光层102’。

在图4的实施例中，电极层104’作为被夹在电极层104’和附加电极层130’之间的附加电致发光层128’的公共阴极。所述电极层130’可以由与电极层106’相同的材料制成且可以与电极层106’和/或电极层104’具有相同的方块电阻。电极层130’作为电致发光层128’的附加阳极。以此方式提供了电致发光装置100’的双重层叠构造。所述电致发光装置100’与构成照明装置124的下一个分段的临近的电致发光装置100”串联连接。

图5示出沿电致发光装置100”宽度方向上的电压。如图5所示，电压降补偿同时在组成层叠的电致发光装置100”的两个OLED装置中产生。图5示出了当所述阴极层104”的方块电阻与所述两个阳极层106”和128”的方块电阻相同时，所述电压随x降低。

所述电致发光装置100的实施例具有显著的优点，这是因为高欧姆电极层104’、104”...的最终电阻可以被用作镇流电阻器以直接耦合所述电致发光装置100至主电源。

例如，在长宽比为1∶10时，所述电极层104和电极层104”都选择70欧姆的方块电阻，14欧姆的镇流电阻能够集成在所述电致发光装置100中。

根据本发明进一步的实施例，串联连接的分段照明装置的电极层的最终电阻组成了能够在不需要额外的镇流电阻器的情况下直接连接所述照明装置至主电源的镇流电阻。例如，如果所述阳极层和阴极层的方块电阻都是70欧姆，每个分段产生总电阻14欧姆，则如图4所示类型的65个分段能够串联连接，而得到总的910欧姆的镇流电阻。

附图标记：

100  电致发光装置

100’电致发光装置

100”电致发光装置

102  电致发光层

102’电致发光层

102”电致发光层

104  电极层

104’电极层

104”电极层

106  电极层

106’电极层

106”电极层

108  接触元件

108’接触元件

110  边缘

111  长度方向

112  输出电流

112”输出电流

114  接触元件

115  边缘

116  输入电流

116”输入电流

118  宽度方向

120  基板

122  光

124  照明装置

128’电致发光层

130’电极层。

Claims (15)

1.一种电致发光装置，包括：

-第一电致发光层(102；102’，102”，...)，设置在所述电致发光层的第一侧上的第一电极层(104；104’，104”，...)和设置在与所述电致发光层第一侧相对的第二侧上的第二电极层(106；106’，106”，...)，用于为电致发光层提供电荷，所述第一电极层由不透明材料构成，第二电极层由透明材料构成，

-接触第一电极层以提供电荷的单一的第一接触元件(108)，和接触第二电极层以提供电荷的单一的第二接触元件(114)，

其中所述第一接触元件沿所述第一电极层的第一边缘(110)延伸，第二接触元件沿所述第二电极层的第二边缘(115)延伸，其中所述第一和第二边缘相互平行，

所述第一电极层具有第一方块电阻，而所述第二电极层具有第二方块电阻，所述第一方块电阻是第二方块电阻的0.1到3倍。

2.根据权利要求1所述的电致发光装置，所述第一方块电阻是第二方块电阻的0.9到1.1倍。

3.根据权利要求1或2所述的电致发光装置，所述第一方块电阻与第二方块电阻相等。

4.根据权利要求1、2或3所述的电致发光装置，其中所述电极层构成电阻镇流器以直接连接所述电致发光装置至电源，所述第一和第二方块电阻优选在30欧姆到100欧姆之间。

5.根据前面的任一权利要求所述的电致发光装置，所述第一和第二方块电阻是50欧姆或70欧姆。

6.根据前面的任一权利要求所述的电致发光装置，所述第一和第二方块电阻被选择为当电荷被提供给所述电致发光层时，所述第二电极层上的照度变化低于60％。

7.根据前面的任一权利要求所述的电致发光装置，所述电致发光装置具有条形形状，所述条形形状具有大于1到2的长宽比，其中所述第一和第二接触元件沿条形形状的长度延伸。

8.根据前面的任一权利要求所述的电致发光装置，进一步包括第二电致发光层(128’，128”，...)，所述第二电致发光层的第一侧设置在第一电极层上而第三电极层(130’，130”，...)设置在所述第二电致发光层的第二侧上，所述第二电致发光层的第二侧与所述第二电致发光层的第一侧相对，所述第三电极层具有第三方块电阻，所述第一方块电阻是第三方块电阻的0.1到3倍。

9.根据权利要求8所述的电致发光装置，所述第一方块电阻是第三方块电阻的0.9到1.1倍。

10.根据权利要求8或9所述的电致发光装置，所述第一、第二和第三方块电阻相等。

11.根据权利要求8，9或10所述的电致发光装置是共用公共电极的层叠装置(100’，100”)。

12.根据前面的任一权利要求所述的电致发光装置是OLED装置。

13.一种分段照明装置，包括多个前述任一权利要求所述的电致发光装置(100’，100”，...)。

14.根据权利要求13所述的分段照明装置，所述电致发光装置是以串联电耦合的。

15.根据权利要求13或14所述的分段照明装置，所述第一电极层(104’，104”，...)构成分布式的镇流器以直接连接所述分段照明装置至主电源。

Images