CN102484122A - 无线电致发光装置 - Google Patents

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CN102484122A CN2010800397707A CN201080039770A CN102484122A CN 102484122 A CN102484122 A CN 102484122A CN 2010800397707 A CN2010800397707 A CN 2010800397707A CN 201080039770 A CN201080039770 A CN 201080039770A CN 102484122 A CN102484122 A CN 102484122A
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Abstract

一种电致发光装置(100)包括上电极层(102)和下电极层(104)，电致发光层(106)以及互连(108)，该互连连接该上电极层和下电极层，其中所述两个电极层(102，104)被结构化成为绕组；该电致发光层(106)位于所述两个电极层之间；以及该互连(108)形成上电极层的第一端部和下电极层的第二端部之间的电连接。

Description

无线电致发光装置
技术领域
本发明涉及电致发光装置，并且更具体而言有机发光二极管(OLED)装置的领域。
背景技术
电致发光装置包括当电流通过其时能够发射光的电致发光材料。用于电致发光装置的材料可以是发光聚合物或者小的有机分子。有机装置可以例如为有机发光二极管(OLED)，其在本领域中是已知的。为了激励电致发光装置，借助电极将电流应用到电致发光材料。
诸如OLED的电致发光装置包括布置在电极之间的电致发光材料。在应用合适电压时，电流从阳极到阴极流过电致发光材料。通过在电致发光材料内部的空穴和电子的辐射复合而产生光。
发明内容
本发明提供一种具有无线电源的电致发光装置。因此，该电致发光装置包括第一和第二电极层、电致发光层和互连。该互连连接第一和第二电极层。
根据本发明实施例，两个电极层被结构化成为绕组。这是有利的，因为电极层可以用作感应功率接收器。该电致发光层位于两个电极层之间。该互连形成第一电极层和第二电极层之间的电连接。优选地，该电致发光层具有100nm-1μm的厚度并且两个电极层之间距离的范围为10μm至200μm。该电致发光层可以是覆盖整个电极区域以及绕组之间的区域的非结构化层，或者可替换地是结构化层。
根据本发明实施例，该互连形成第一电极层的第一端部和第二电极层的第二端部之间的电连接。
根据本发明实施例，通过电磁场在电极层中感应AC电压。感应电压应用到位于两个电极层之间的电致发光层。因而，第一和第二电极层被调适用于应用电压在电致发光层上。因为电致发光装置用作二极管并且阻断反方向的电流，仅仅在其中一个半波期间电流流动。因而，AC频率必须足够高以避免闪烁，比如大于100Hz。优选地，AC频率是在kHz、MHz或者甚至GHz区域。注意，该频率优选地等于绕组的谐振频率。
根据本发明实施例，第一电极层的第一端部和第二电极层的第一端部置为彼此相对。由于该互连连接第一电极层的第一端部和第二电极层的第二端部，该互连连接不置为彼此相对的电极层的两个端部。这是有利的，因为以此方式可以实现电致发光层中的均匀电磁场。
根据本发明实施例，第一电极层的第二端部和第二电极层的第二端部置为彼此相对。这是有利的，因为可以在电致发光层中感应均匀电磁场。
根据本发明实施例，每个电极具有绕组原点和外围绕组。绕组原点优选地位于电极的中央。外围绕组根据定义位于电极的外围区域。每个电极的第一端部是绕组原点以及每个电极的第二端部为外围绕组的端部。因而，第一电极的绕组原点通过该互连连接到第二电极的外围绕组的端部。
根据本发明实施例，每个电极具有绕组原点和外围绕组。第一电极的第一端部是绕组原点以及第二电极的第二端部也是绕组原点。因而，互连将第一电极的绕组原点与第二电极的绕组原点连接。这种情况下，两个电极绕组具有相反取向。一个电极被结构化成为顺时针绕组以及另一个电极被结构化成为逆时针绕组。反并联的绕组在电致发光层中感应电磁场。
根据本发明实施例，第一和第二电极被调适用于在电致发光层中感应恒定电磁场。
根据本发明实施例，该电致发光层为有机发光二极管(OLED)。
根据本发明实施例，该电致发光层被结构化。这是有利的，因为避免了短路，特别是对于具有非常良好导电性的电致发光层和/或与狭窄地布置的电极绕组组合的厚电致发光层。
根据本发明实施例，该电致发光层被结构化成为绕组。
根据本发明实施例，该互连包括用于改变绕组的谐振频率的部件。绕组的谐振频率为这样的频率，在该频率处无线电源的效率具有其最高值。例如通过调适谐振频率，可以使干扰最小化。因而，通过应用用于改变谐振频率的部件，效率程度可以被优化。该部件例如可以是电容器。
该电容器可以串联连接到第一和第二电极的互连。例如，小尺寸电容器(比如SMD 0201)可以用作从上电极到下电极的垂直接触。此电容器用作串联谐振电容器并且可以改善功率接收。
根据本发明实施例，该电致发光装置置于衬底上。例如，衬底为玻璃、塑料或箔。
根据本发明实施例，该电极由比如铟锡氧化物(ITO)的透明材料制成。
根据本发明实施例，OLED的外壳必须是不导电的。否则，AC电磁场将在外壳中感应涡电流并且功率传输将严重受干扰。电致发光层的至少一个侧边是透明的。对于一些应用，可能不要求整个装置是透明的。这种情况下，一个侧边可以是不透明的。这个侧边上的电极也可以是不透明的。优选地，这是具有互连的侧边。
该电致发光装置具有相当高的电容。通过选择恰当数目的匝数和线圈的电感，可以设计成使得它在工作频率与此电容谐振。以此方式可以优化功率传输。
为了补偿不均匀电流分布，可以改变单独绕组的宽度。
在另一个方面，本发明涉及一种照明设备，其包括电致发光装置的多个实施例。
在另一个方面，本发明涉及一种系统，其包括电致发光装置和电感器。该电感器调适为在电致发光装置的区域中建立电磁场。为了在电致发光装置中感应AC电压，电感器定期改变电磁场的方向。因而，电磁场在电致发光装置中感应AC电压。藉此，电感器提供无线电源到电致发光装置。
根据本发明实施例，向电致发光装置供电的电磁场的频率是在射频范围中，即3MHz-3GHz。
根据本发明实施例，向电致发光装置供电的电磁场的频率是在50kHZ-500kHZ的范围中。
该系统可以例如用于照明窗口或任何其它表面。在窗口中，电致发光装置优选地是透明的。因此，电极必须由透明材料，例如ITO制成。当电致发光装置被供电时，该电致发光层发射光。无线电源通过电感器实现，该电感器例如可以置于窗框中或者置于任何其它位置中，在该位置不会被用户的眼睛所看到。无线电源的效率取决于电感器和电致发光装置之间的距离、电感器的尺寸以及电感器建立的电磁场。
在另一个方面，本发明涉及一种制作电致发光装置的方法。该电致发光装置包括第一和第二电极层、电致发光层和互连。该互连连接第一和第二电极层。两个电极层被结构化成为绕组。该电致发光层位于两个电极层之间，并且该互连形成第一电极层的第一端部和第二电极层的第二端部之间的电连接。
附图说明
在下文中，参考附图仅仅通过示例方式更详细描述本发明实施例，在附图中：
图1示出具有两个电极和一互连的电致发光装置的示意图；
图2a示出电致发光装置的上电极的示意图；
图2b示出电致发光装置的电致发光层的示意图；
图2c示出电致发光装置的下电极的示意图；
图3示出具有并联绕组的电致发光装置的等效电路的示意图；
图4示出具有并联绕组的电致发光装置的电极的电压的图示；
图5示出具有反并联缠绕电极层的电致发光装置的示意图；
图6a示出电致发光装置的上电极的示意图；
图6b示出电致发光装置的电致发光层的示意图；
图6c示出电致发光装置的下电极的示意图；以及
图7示出具有反并联绕组的电致发光装置的等效电路的示意图。
具体实施方式
图1示出电致发光装置100的实施例的示意图。电致发光装置100包括上电极102、下电极104、电致发光层106、互连108和绝缘层110。
电致发光层106、上电极102和下电极104被结构化成为顺时针绕组。作为可替换方案，也可以使用逆时针绕组。电致发光层106位于上电极102和下电极104之间。互连108将上电极102与下电极104连接。上电极102的绕组的原点利用互连108连接到下电极104的外围绕组的端部。绝缘层110将上电极102的其余部分与互连108绝缘，以用于避免短路。
在工作中，在上电极102和下电极104的绕组中感应AC电压。因为下电极104的外围绕组的端部与上电极108的绕组的原点连接，在这两个点之间建立短路。因而，在这些点的应用电压为0伏特。取决于电磁场的方向，绕组中的电压从绕组的原点到外围绕组的端部增大或减小。
例如如果电压从绕组的原点到外围绕组的端部减小，上电极102中的感应电压从绕组的原点中的0伏特减小到外围绕组的端部上的最大负值。该最大值取决于电磁场的功率。下电极104中的电压从外围绕组的端部上的0伏特一直增大到绕组的原点中的最大值。因而，上电极102和下电极104之间存在恒定电压，即电磁场感应的最大电压。
因为均匀电压应用在两个电极之间，电致发光层均匀地发射光。通过电致发光层的缠绕结构而避免短路。为了避免短路，电致发光层106必须在从一个电极到另一个电极的方向上是良导体，并且在垂直方向上是不良导体。这是通过图1中的结构化电致发光层106实现的。可替换地，如果电致发光层的厚度显著小于电极的相邻绕组之间的距离，也可以应用非结构化的连续的电致发光层而没有短路的风险。电致发光层的典型厚度为100nm，相邻绕组之间的距离可以调节为至少1mm。对于具有均匀导电性的电致发光层，从一个电极到相对电极的电气路径比从一个电极的绕组到其相邻绕组的电气路径短约10000倍，从而确保电流将在两个电极之间流动并且一个电极的相邻绕组之间不发生短路。
图2a在俯视图中示出上电极102、绝缘层110和互连108的示意图。在工作中，由电磁场感应电压。例如，电压从绕组的原点中的0伏特减小到外围绕组的端部上的-0.5伏特。
图2b示出电致发光层106的示意图。电致发光层被结构化成为绕组从而避免短路。在工作中，电压应用到电致发光层。当电压应用在电致发光层106上时，电致发光层106发射光。通过两个电极102和104，电压应用到电致发光层106。通过电磁场在两个电极102和104中感应AC电压。只有在其中一个半波期间电流可以流动，因为电致发光装置用作二极管并且阻断反方向的电流。
图2c示出下电极104的示意图。下电极104被结构化成为顺时针绕组，其与上电极102和电致发光层106的绕组并联。电极的绕组中的感应电压被应用为上电极102和下电极104之间的电压。
在图2a-c中，上电极和下电极由透明导体材料，比如ITO(铟锡氧化物)形成。电极之间的层为OLED。它也结构化成为绕组，因为否则OLED可能会形成绕组之间的短路。各图还示出从上电极的中心到下电极的外侧的互连。它也是由透明导体，比如ITO制成。
图3示出电致发光装置100的电路的示意图。两个电极表示为具有电感L的线圈。位于两个电极之间的电致发光层表示为多个电容器CEL。四个点A、B、C和D表示两个电极的四个端部。A和B位于绕组的原点。C和D位于外围绕组的端部。C连接到B，这意味着这两个点具有相同电势。感应电压应用在B和D之间以及C和A之间。分布电容器CEL表示OLED，它也具有显著的电容贡献。
图4示出电致发光装置的两个电极的电压的图示。x轴将电极上的位置表示为电极的总长度的份额。这意味着，0为绕组的原点并且1为外围绕组的端部。y轴表示电极电势。虚线为上电极102的电压，而实线表示下电极104中的电压。两条线均为理想电压斜坡，但是它们说明了原理。
通过连接绕组的内边缘和外边缘，在每个点处电极之间的电压等于在绕组的长度上感应的电压。这种情况下，电感器在每个电极中感应0.5伏特的电压。这引起在电致发光装置的每一点处0.5伏特的两个电极之间的电压差异。
通过连接绕组的内边缘和外边缘，在每个点处电极之间的电压等于在绕组的长度上感应的电压。
感应电压为AC电压。只有在其中一个半波期间电流可以流动，因为OLED用作二极管并且阻断反方向的电流。ITO的串联电阻可以用作分流电阻器以限制电流。
图5示出具有反并联绕组结构的电致发光装置112的示意图。上电极114的绕组为顺时针指向，而下电极116的绕组为逆时针指向。互连115将上电极114的绕组的原点与下电极116的绕组的原点连接。结构化电致发光层118位于两个电极之间。上电极114被结构化成为顺时针绕组的同时，下电极116被结构化成为逆时针绕组。电致发光层118被结构化，使得短路得以避免。因此，绕组被匀称地中断。
在工作中，在上电极114中以及在下电极116中感应AC电压。由于互连115的原因，两个电极的原点被短路，这意味着没有电压应用到在中央的电致发光装置118，其中绕组的原点位于该中央。具有反并联绕组的这种电致发光装置的优点在于制作方式更简单。不需要用于互连115的附加层。通过电致发光装置118的结构避免了短路。
由于互连115的原因，该电致发光装置在中央将具有暗点，并且该电致发光装置的亮度是不均匀的，因为两个电极之间的电压不是恒定的。
作为可替换方案，互连将上电极的外围绕组的端部与下电极的外围绕组的端部连接。暗点于是将位于外围绕组的端部。
作为另一可替换方案，互连在位于绕组上的点处连接上电极层和下电极层。这意味着，互连不一定位于上和/或下电极层的端部的其中之一处。互连的点可以位于上电极和下电极的绕组上的任何位置。暗点于是将位于此点。
图6a示出具有顺时针绕组的上电极114的示意图。在工作中，例如，电压从绕组的原点到外围绕组的端部减小。
图6b示出电致发光层118的示意图，其被结构化于具有多个间隙的绕组中。间隙匀称地位于电致发光层118的右侧。间隙之间的距离随着与绕组的原点的距离而增大。电致发光层118的多个不同结构可以被应用。间隙避免两个电极之间的短路。电致发光层需要在从一个电极到另一个电极的方向上是良导体并且在垂直方向上是不良导体。
图6c示出具有逆时针结构化的绕组的下电极116的示意图。通过将绕组结构化为与上电极114的绕组反并联，在除了绕组原点中的连接点以外的绕组的每一个点上，电压应用在两个电极之间。这意味着电致发光层118在除了中央之外的每一个点发射光，其中互连115位于该中央。两个电极之间的电压不是恒定的。例如如果电磁场在绕组中感应负电压，绕组中的电压从绕组的原点中的0伏特减小到在外围绕组的端部的最大值。这意味着上电极114和下电极116的结构必须明智地调适，从而应用尽可能均匀的电压到电致发光装置118。
图7示出根据图5的电致发光装置的等效电路的示意图。点A、B、C、D表示电极的绕组上的点。点A和B为外围绕组的端部，而C和D为在电极的绕组的原点处的点。C和D通过该互连被连接。电极层表示为具有电感L的线圈，并且电致发光装置表示为多个电容Cel。
在工作中，电磁场在具有电感L的线圈中感应AC电压，使得电压应用在两个线圈之间。电容器表示的该电致发光装置于是发射光。
尽管本发明已经在附图和前述说明书中予以说明和描述，这种说明和描述被认为是说明性或示例性而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。
在实践所要求保护的发明时，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员可以理解和达成对所公开实施例的其它变型。在权利要求中，措词"包括"不排除其它元件或步骤，并且不定冠词"一"或"一个"不排除多个。在互不相同从属权利要求中陈述某些措施的纯粹事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应解读为限制范围。
附图标记列表
100 电致发光装置
102 上电极层
104 下电极层
106 电致发光层
108 互连
110 绝缘层
112 电致发光装置
114 上电极层
115 互连
116 下电极层
118 电致发光层

Claims (15)

1. 一种电致发光装置(100)，其包括第一电极层(102)和第二电极层(104)、电致发光层(106)以及互连(108)，该互连连接该第一电极层和第二电极层，其中
所述两个电极层被结构化成为绕组；
该电致发光层位于所述两个电极层之间；以及
该互连形成该第一电极层和第二电极层之间的电连接。
2. 权利要求1的电致发光装置，其中该互连将该第一电极层的第一端部与该第二电极层的第二端部连接。
3. 前述权利要求中任意一项的电致发光装置，其中该第一电极层和第二电极层被调适用于在该电致发光层中感应电磁场。
4. 权利要求2至3中任意一项的电致发光装置，其中该第一电极层的第一端部和该第二电极层的第一端部置为彼此相对。
5. 权利要求2至4中任意一项的电致发光装置，其中该第一电极层的第二端部和该第二电极层的第二端部置为彼此相对。
6. 权利要求2至5中任意一项的电致发光装置，其中每个电极具有绕组原点和外围绕组，其中每个电极的第一端部是绕组原点以及每个电极的第二端部为外围绕组的端部。
7. 权利要求1至3中任意一项的电致发光装置，其中每个电极具有绕组原点和外围绕组，其中第一电极的第一端部是绕组原点以及第二电极的第二端部是绕组原点。
8. 前述权利要求中任意一项的电致发光装置，其中该电致发光层为有机发光二极管。
9. 前述权利要求中任意一项的电致发光装置，其中该电致发光层被结构化。
10. 前述权利要求中任意一项的电致发光装置，其中该电致发光层被结构化成为绕组。
11. 前述权利要求中任意一项的电致发光装置，其中该互连包括用于改变绕组的谐振频率的部件。
12. 前述权利要求中任意一项的电致发光装置，其中该电致发光装置置于衬底上，其中该衬底为玻璃、塑料或箔。
13. 一种照明设备，其包括多个如权利要求1至13中任意一项所述的电致发光装置。
14. 一种系统，其包括根据权利要求1至13中任意一项的电致发光装置以及一电感器，其中该电感器调适为在该电致发光装置的区域中建立电磁场，其中该电磁场在该电致发光装置中感应电流。
15. 一种制作电致发光装置的方法，该电致发光装置包括第一电极层和第二电极层、电致发光层和互连，该互连连接该第一电极层和第二电极层，其中
所述两个电极层被结构化成为绕组；
该电致发光层位于所述两个电极层之间；以及
该互连形成该第一电极层和第二电极层之间的电连接。
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