CN104247079A - 具有oled元件的光发射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光发射装置,该光发射装置具有一个二维OLED元件和用于保护该OLED元件的一个封装元件(15)。该光发射装置进一步具有一个支撑件(20),在该支撑件上以使得该封装元件(15)指向该支撑件(20)的方式安排该OLED元件;以及用于在该支撑件(20)与该OLED元件之间进行电连接的一个导电体元件(31),其中该导电体元件(31)在该OLED元件的法线方向上是弹性的。例如,该导体元件(31)可以是螺旋的。由于其弹性特性,该导体元件(31)可以在确保可靠的电接触的同时吸收机械张力。因此,这能够减小或甚至避免该支撑件(20)与该OLED元件之间的该电连接受到可能在操作该光发射装置时出现或可能由温度变化产生的力的不利影响或损害的风险。

Description

具有OLED元件的光发射装置
本发明涉及一种光发射装置,该光发射装置具有一个二维OLED元件(OLED:有机发光二极管)和用于保护该OLED元件的一个封装元件。
基于该OLED,可以实现新颖的光发射装置或发光元件。因为与无机LED(LED:发光二极管)相比二维发光体具有中等亮度,所以OLED特别适用于产生二维漫射光源,例如像发光面板。大面积漫辐射光源特别对于普通照明应用而言是所希望的,其中OLED为用于这些应用领域提供广阔的前景。因为在OLED的生产中使用了薄膜技术,所以还可能实现柔性发光体,这些柔性发光体为照明房间提供了前所未知的可能性。
OLED元件具有两个二维形成的电极,在这些电极之间嵌入一个有机材料的“活性”或有机层。当向它施加适合的电压或对它外加适合的电流时,该活性有机层发射光。在这种情况下,这两个电极中的至少一个是透明的,以便使得所产生的光能够透过这个电极发出去。
对于实际应用,尤其是普通照明应用,希望或需要最可能均匀发光的OLED,即通过它们的辐射表面尽可能均匀地发出光的OLED。根据无机LED类推,OLED是以电流操作的部件。这意味着OLED的亮度与流过该OLED的发光活性层的电流相关。为了实现均匀发光的OLED,因此需要在该发光层内OLED的二维范围上均匀的亮度。然而,这在相应大面积OLED元件的生产中存在问题。
例如,可以借助于一种透明导电氧化物(TCO:透明导电氧化物)或借助于透明金属层来实现透明电极。这些透明电极材料的导电性相对较低,并且因此该电极内的电压降是不可忽略的。由于OLED的电流电压特征,电极表面区域内的微小电压差异在亮度上具有不希望的可察觉差异这种影响。
在一个具体实例中,在OLED元件的情况下,具有约100nm层厚度的氧化铟锡(ITO:氧化铟锡)可以用作透明电极,该ITO层被涂覆到衬底(尤其是玻璃衬底)上并且可能充当阳极。这之后是该有机或活性层,该有机或活性层可以包括多个子层并且具有约100nm至200nm的总共层厚度。随后,涂覆可以例如包含铝的金属阴极,其中层厚度为约100nm至500nm厚。在相应大面积OLED元件的情况下,ITO层的高欧姆电阻可以达到10或20欧姆平方的值。必须记住的是,就其整个二维形式而言,该ITO层的电接触仅可能来自外周区。
为了保护以此方式构造的OLED元件,还已知的是提供一个封装元件,该封装元件被安排成覆盖这两个电极和有机中间层并且该封装元件在侧向外周处延伸直到玻璃衬底。
除了透明电极的低效薄层电阻以外,尽可能均匀的电流馈入因此对于均匀辐射的OLED也是特别必要的。因此,为了改善辐射的光在OLED的二维范围上的亮度分布均匀性,常常在OLED元件的侧向外周区上以分布的方式为操作电流提供多个馈入点,即在一个或两个电极上沿外周存在多个电接触区,通过该方式,这些电极被电接触。
典型地,此处的目的是尽可能对称的OLED元件接触。具体地说,阳极通常具有多个接触区,因为它通常具有比阴极更低的传导性。然而,还可以设置成,阴极、或阳极和阴极这两个电极具有多个接触区,操作电流通过该方式流入和流出。
本发明基于提供一种相应改进的光发射装置的目的。具体地说,该光发射装置旨在具有改进的机械特性和电特性。
这个目的通过独立权利要求中提到的主题来实现。在从属权利要求中说明了本发明的具体实施例。根据本发明,提供了一种具有一个二维OLED元件和用于保护该OLED元件的一个封装元件的光发射装置。此外,该光发射装置具有一个支撑件,在该支撑件上以使得该封装元件面向该支撑件的方式安排该OLED元件;以及用于该支撑件与该OLED元件之间进行电连接的一个导电体元件,该导电体元件在垂直于该OLED元件的方向上是弹性的。
该支撑件的使用具有特别适合允许电流在该OLED元件的多个侧向外周区域供应到该OLED元件的作用。因此,使得将电流特别均匀地供应到该OLED元件成为可能。在这种情况下,该导体元件可以由于其弹性特性而在确保可靠的电接触的同时吸收机械应力。这能够减小或甚至避免该支撑件与该OLED元件之间的该电连接受到可能在操作该光发射装置时出现或可能由温度波动产生的力的不利影响或损害的风险。以此方式,改善了该光发射装置的电特性和机械特性。
该OLED元件有利地具有用于该OLED元件的一个第一电极的一个电接触区,该电接触区是细长的(在垂直于该OLED元件考虑时),该导电体元件以导电方式连接到该接触区上。以此方式可以实现该接触区上的电压降特别小并且电流输入特别均匀。以此方式,因此使得该OLED元件的特别均匀的光发射成为可能。在这种情况下,电接触区还优选地被安排与该封装元件并排(在垂直于该OLED元件考虑时)。以此方式,该OLED元件可以适当设计使得它具有特别大的发光表面积。
此外,至少在第一近似中,该封装元件优选地是矩形(在垂直于该OLED元件考虑时),这样使得它相应地具有四个侧面,该电接触区以使得它沿着这四个侧面中的一个在这一个侧面的长度的至少四分之一上、优选地在至少三分之一上延伸的方式形成。以此方式,进一步使得特别均匀的电流输入到该OLED元件中成为可能。
就特别均匀的电流输入而言,还有利的是,该光发射装置还具有用于该第一电极的至少一个另外的接触区,该至少一个另外的接触区以与用于该第一电极的首先提到的接触区类似的方式设计并且安排。
因此有利地,该光发射装置还具有用于该OLED元件的一个第二电极的一个第二电接触区,该第二接触区以与用于该第一电极的接触区类似的方式设计并且安排。
如果该导电体元件由金属组成或被金属化,那么可以在该支撑件与该OLED元件之间实现特别良好的电连接。该导电体元件优选地由金属箔或金属丝或柔性印刷电路板组成。具体地说,该导电体元件可以由铜或铝或来自或具有铜和/或铝的合金组成。
该导电体元件通过至少一个接合位置、优选地通过多个接合位置有利地电连接到用于一个第一电极的该接触区上和/或电连接到在该支撑件上形成的一个支撑件接触区上。此外,在这种情况下,该至少一个接合位置通过焊接或粘性连接,尤其是用各向异性粘合剂或导电粘合剂来形成。以此方式,使得特别可靠的电接触成为可能。
如果该导体元件是细长的并且在沿着其长度的一个部分上具有180°弯曲,那么可以实现该导电体元件的特别适合的弹性。具体地说,该导电体元件可以是螺旋形或波浪形的。
以下基于示例性实施例并且参考附图来更详细地解释本发明,在这些附图中:
图1示出如第一示例性实施例所提供的贯穿根据本发明的一种光发射装置的横截面的图形,
图2示出该光发射装置的OLED元件的后侧视图的图形,
图3示出关于第二示例性实施例相应于图1的图形,并且
图4示出关于第三示例性实施例的相应图形。
在图1中,示出贯穿根据本发明的一种光发射装置的横截面的图形。该光发射装置包括一个OLED元件、一个封装元件15和一个支撑件20。
在图2中,示出该OLED元件和封装元件15而没有支撑件20的一个视图。另外,图2用作用于讨论该OLED元件和封装元件15的基础。
该OLED元件以使得它整体是二维的方式形成。因此,它在第一方向x上和在与该第一方向成直角取向的第二方向y上具有比在与第一方向x成直角和与第二方向y成直角取向的第三方向z上明显更大的长度。例如,可以设置成该OLED元件在方向z上的长度比它在方向x上的长度和/或它在方向y上的长度小十分之一。
因此,该OLED元件的二维形式允许限定一个平面,在该平面中,该OLED元件具有最大投影表面积(因此在所示的实例中为由方向x和y限定的平面)。在图1中,在这个意义上示出了垂直于这个平面或在方向z上(或与方向z相反)的该OLED元件的视图。这个方向在此处还简称为“垂直于该OLED元件”或“垂直的”。
如同在所示实例中的情况,该OLED元件在方向x上的长度可以等于它在方向y上的长度,这样使得在“垂直”考虑时,它具有正方形。然而,它还可以被设计以使得在相应地考虑时,它一般具有矩形或一些其他形状,例如六边形。
该OLED元件可以具有(在垂直考虑时)使得它具有至少1cm2、优选地至少10cm2、例如至少20cm2的表面积的大小。
该OLED元件可以按照开头所描述的方式构造。具体地说,它可以相应地具有四层,确切地说(从“后”到“前”参考图1的图形)为:一个衬底10,例如一个玻璃衬底;安排在其上的一个第一电极;安排在该第一电极上的一个有机层以及安排在该有机层上的一个第二电极。
封装元件15可以具体地以使得它在电极上延伸的方式设计,该电极相对于该有机层位于衬底10的相反侧。封装元件15可以例如由玻璃形成。它可以由一个薄片形成。
如通过图2中的实例所示,封装元件15优选地具有(在垂直考虑时)比衬底10更小的表面积,它完全位于衬底10的垂直投影内。以此方式,该封装元件可以在其所有侧向外周延伸直到衬底10,并且因此特别好地保护这些电极和该有机层不受环境影响。
因此,在图1所描绘的视图中,这两个电极和该有机层被封装元件15覆盖。
该OLED元件还具有用于一个第一电极,例如用于阳极的一个电接触区11。在垂直考虑时,接触区11优选地是细长的。以此方式可以实现进入该OLED元件用于操作该OLED元件的电流输入是特别均匀的,并且因此该OLED元件的光发射是特别均匀的。此外,该细长设计允许实现具有特别低的转移电阻的该第一电极的接触。
如同在所示实例中的情况,接触区11可以被安排与封装元件15并排(当垂直于该OLED元件观看时)。具体地说,在垂直考虑时,接触区11被安排在衬底10的垂直投影内但在封装元件15的垂直投影外。以此方式考虑时,接触区11优选地使封装元件15与它的两个纵向侧面之一直接邻接。考虑到OLED元件的稳固的设计,这种设计允许实现OLED元件的特别大的发光表面积。
在垂直考虑时,封装元件15优选地具有与衬底10相同的形状,但具有稍小的表面积。因此,特别是在这两个部分的相应同心对准的情况下,可以在衬底10上形成接触区11安排在其上的一个外周区。
如同在所示实例中的情况,封装元件15至少在第一近似中可以相应地是矩形,这样使得它相应地具有四个侧面S1、S2、S3、S4。如果接触区11以使得它沿着这四个侧面中的一个(在此是侧面S1)在这个侧面S1的几乎一半长度l上延伸的方式形成,那么可以实现特别良好的电流输入。例如,该设计可以使得接触区11在长度l的至少四分之一上、优选地至少三分之一上延伸。
该OLED元件有利地还具有用于该第一电极的至少一个另外的接触区11’,该接触区11’以与用于该第一电极的首先提到的接触区11类似的方式设计并且安排,具体地说在这四个侧面中的至少一个另外的侧面S2、S3、S4上类似地安排。具体地说,用于该第一电极的一个相应设计的另外的接触区11’可以对应地安排在这三个另外侧面S2、S3、S4的每一个上。
对于第二电极或阴极而言,该设计优选地类似于至少一个接触区12或相应的另外接触区12’。在这种情况下,用于该第一电极的接触区11、11’优选地被安排,以使得它们与用于该第二电极的接触区12、12’交替,具体地围绕封装元件15的外周延伸。
如同所示,用于该第一电极的一个接触区11、11’和用于该第二电极的一个接触区12、12’有利地对应地形成于这四个侧面S1、S2、S3、S4中的每一个上。如果在这种情况下-如图2中的实例所示,该设计还使得该第一电极的一个接触区11、11’和该第二电极的一个接触区12、12’在每种情况下对应地精确位于这四个侧面S1、S2、S3、S4中的两个相反侧面上,那么可以实现特别均匀的电流输入到该OLED元件中。
关于用于这两个电极的这些接触区的相应设计还可以例如在封装元件15或该OLED元件的相应六边形的情况下提供。
如通过I-I在图2中所指出,图1中示出的截面垂直于方向x延伸并且因此穿过接触区11。该OLED元件的衬底10可以在图2中看出,但该OLED元件的另外单独的层为了清楚起见没有表示。此外,可以看到接触区11和封装元件15。
该OLED元件因此安排在支撑件20上,以使得封装元件15面向支撑件20。支撑件20可以同样具有二维设计并且在那种情况下被安排以使得它被对准与该OLED元件平行。在这种情况下,支撑件20可以例如是一个支撑板。
支撑件20优选地以这样一种方式设计,该方式是:在垂直观察该OLED元件时,该支撑件具有至少与封装元件15的表面积一样大、优选地至少与该OLED元件的表面积一样大的表面积,支撑件20与该OLED元件之间的相对安排使得封装元件15、优选地该OLED元件的垂直投影完全位于支撑件20的垂直投影内或至多与后者叠合。这使得可能从支撑件20开始,从其所有侧向外周区将电流馈入到该OLED元件,以使得电流馈入特别均匀。
支撑件20可以是透明的或不透明的。例如,支撑件20可以由玻璃、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、金属或塑料组成。例如,支撑件20可以由一个PET膜形成。
支撑件20可以具有一个表面25,该表面面向该OLED元件并且在该表面上应用用于向该OLED元件供应电流的导体轨道,或相应地形成为一个PCB(印刷电路板)。具体地说,在支撑件20上,优选地在表面25上,可以形成一个支撑件接触区21,该支撑件接触区被设计或意图用于导电连接到该OLED元件上并且该支撑件接触区因此电连接到例如这些导体轨道之一上。支撑件接触区21还优选地是细长的,优选地处于与用于该第一电极的接触区11类似的方式。
具体地说,在使用一个膜或柔性PCB时,该OLED元件可以被灵活设计以使得整个该光发射装置可以被灵活设计。
此外,该光发射装置具有用于在支撑件20与OLED元件10之间进行电连接的一个导电体元件31。导电体元件31可以因此在支撑件20的侧面上具体地电连接到支撑件接触区21上并且在该OLED元件的侧面上电连接到接触区11上。
导电体元件31以使得它在垂直于OLED元件10的方向上(在此是在方向z上)是弹性的方式设计。以此方式,一方面实现了导体元件31与该OLED元件之间的电接触,并且另一方面甚至在该光发射装置的机械载荷或由温度波动引起的应力的事件中都可靠地保留了支撑件20。在此处所示的第一示例性实施例中,导电体元件31被设计呈螺旋形以实现弹性特性,特别是(如同所示)以使得导体元件31沿着圆柱形、优选地圆形-圆柱形螺旋延伸。在这种情况下,导体元件31的取向优选地使得该螺旋或导体元件31的轴线A(在图1中通过虚线指出)平行于接触区11的纵向轴线或封装元件15的侧面S1而定向。在这种情况下,垂直于其轴线A的导体元件31的直径至少大体上相应于接触区11与支撑件20之间的距离,这样使得接触区11上的一个接触位置和支撑件20上的一个接触位置对应地形成于该螺旋的一个线匝内。
导体元件31优选地具有多个线匝,例如至少三个线匝,以使得至少三个接触位置一方面对应地在接触区11上形成并且另一方面在支撑件20上形成。在所示出的实例中,导体元件31具有六个线匝,以使得六个接触位置K1…K6在接触区11上形成并且六个接触位置T1…T6在支撑件20上或在支撑件接触区21上形成。
为了实现特别均匀的电流供应,在这种情况下导体元件31优选地在接触区11的至少80%长度上延伸。
导体元件31优选地是金属的。这些接触位置K1…K6优选地通过接合技术来形成或为接合位置。导体元件31与接触区11之间的这些接合位置例如通过粘性连接,尤其是用导电粘合剂或各向异性粘合剂来形成。导体元件31与支撑件20或支撑件接触区21之间的这些接合位置例如通过粘性连接,尤其是用导电粘合剂或各向异性粘合剂或通过焊接来形成。
借助于接合技术的坚固连接与自身柔性的导体元件31的组合使得可能特别适用于吸收机械应力,如可以在存在温度变化时或在该光发射装置的机械载荷下出现的机械应力。在这种情况下可靠地确保了电流传输。防止或至少显著减小了对坚固连接接触损害的风险。
该光发射装置优选地具有用于该第一电极的每个另外的接触区11’的一个相应设计的另外的导体元件。
该第二电极或阴极的电连接优选地以类似的方式提供。
具体地说,该光发射装置的设计优选地在所有四个侧面S1、S2、S3、S4上是类似的。
以此方式,实现了进入OLED元件10的电流的多侧馈入。在这样一种电流多侧馈入到OLED元件10中的情况下,用于该阳极和该阴极的“单独连接”对应地通过支撑件20优选地集合在一起。在这种情况下,如果需要设定电流传导以使得以可以实现特别均匀的表面区域亮度或光发射的方式给该OLED元件的有机层供应电流,那么可以使用一个额外的串联电阻器或额外的导体轨道长度。
可以通过支撑件20的单独连接区域或接触区的相应选择的适合尺寸设计的供应线来补偿支撑件20上可能存在的不同电流轮廓,并且因此可以实现该OLED元件的特别良好的光均匀性。
金属导体元件31还可以使得可能在横向方向上或在方向y上非常好地引导电流;由于有限的横向传导性,这将不能仅通过接触垫来确保。
在图3中,示出关于第二示例性实施例的相应于图1的图形。除非另外提到,否则相对于第一示例性实施例作出的陈述也类似地适用于第二示例性实施例。类似地使用这些名称。
在第二示例性实施例的情况下,在此由32指代的导电体元件由例如铜、铝或来自或具有这些材料的合金的一种薄的高传导性金属箔或一种金属丝或一种柔性印刷电路板组成。以此方式,具体通过沿着接触区11纵向形成的导体元件32与接触区11之间的接触,二维地发生OLED元件10上的电流馈入。该接触优选地进而通过接合技术,例如借助于导电粘合剂或各向异性粘合剂来形成,以使得形成一个细长的接合位置。在这种情况下,该接合位置被有利地制成,以使得它具有在接触区11的至少80%长度上延伸的大小。
接触区11可以例如通过薄膜或厚膜技术形成。可以通过相应的接合技术将接触区11的相对较低的传导性增大。
在支撑件20的侧面上,又可以借助于一种相应的接合技术(例如一种焊接技术、导电粘合剂、各向异性粘合剂)来同样实现连接。
阴极的电连接又可以类似的方式形成。
导体元件32可以例如是金属的或被金属化。
根据第二示例性实施例的导体元件32还使得可能特别良好地抵消热诱导的应力或机械应力,这些应力将导致相应刚性连接情况下的接触连接失败。
在图4中,示出关于一个第三示例性实施例的相应于图1的图形。除非另外提到,否则以上陈述也类似地适用于该第三示例性实施例。进而类似地使用这些名称。
根据第三示例性实施例以波浪形的形式设计在此由33指代的导电体元件,以使得如同在第一示例性实施例的情况下多个接触位置(在此例如三个接触位置K1…K3)在接触区11上形成并且多个接触位置(在此例如四个接触位置T1…T4)在支撑件20上或在支撑件接触区21上形成。
进而以此方式使得可以很好地抵消热载荷或机械应力并且使得长期稳定的连接成为可能的“分布式接触”成为可能。
关于所有这些示例性实施例,可以更通常地说,导体元件31、32、33优选地是细长的以实现其弹性特性并且因此在沿着其长度的一个部分上具有180°弯曲。具体地说,在这种情况下导体元件31、32、33的对准使得该180°弯曲在与该二维OLED元件成直角取向的平面中形成。在第一示例性实施例的情况下,该180°弯曲在由方向x和方向z限定的平面中形成,在第二示例性实施例的情况下,在由方向y和方向z限定的平面中形成。
第一和第三示例性实施例情况下的多个接触位置或接合位置或第二示例性实施例情况下的一个相应细长的接合位置允许实现以特别小的损失将电流输入到该OLED元件中。
该OLED元件和/或支撑件20和/或接触区域可以制成透明或不透明的。
还可以设置成审在支撑件20上相应地安排多个OLED元件。
根据本发明的该光发射装置的具体特点在于以下特性:
-该OLED元件稳固连接到该支撑件上
-该OLED元件内的电流分布特别均匀以实现特别均匀的光发射
-该导电体元件与该OLED元件之间的转移电阻低
-该光发射装置的效率高。

Claims (14)

1.一种光发射装置,具有
一个二维OLED元件以及
用于保护该OLED元件的一个封装元件(15),
其特征为
一个支撑件(20),在该支撑件上以使得该封装元件(15)面向该支撑件(20)的方式安排该OLED元件,以及
用于在该支撑件(20)与该OLED元件之间进行电连接的一个导电体元件(31,32,33),
该导电体元件(31,32,33)在垂直于该OLED元件的方向上是弹性的。
2.如权利要求1所述的光发射装置,
其中该OLED元件具有用于该OLED元件的一个第一电极的一个电接触区(11),该电接触区在垂直于该OLED元件考虑时是细长的,该导电体元件(31,32,33)以导电方式连接到该接触区(11)上。
3.如权利要求2所述的光发射装置,
其中该电接触区(11)在垂直于该OLED元件考虑时被安排成与该封装元件(15)并排。
4.如权利要求3所述的光发射装置,
其中,至少在第一近似中,该封装元件(15)在垂直于该OLED元件考虑时是矩形,这样使得该封装元件相应地具有四个侧面(S1,S2,S3,S4),并且
该电接触区(11)以使得它沿着该四个侧面中的一个(S1)在这一个侧面(S1)的长度(l)的至少四分之一上、优选地在至少三分之一上延伸的方式形成。
5.如权利要求2至4中任一项所述的光发射装置,
该光发射装置具有用于该第一电极的至少一个另外的接触区(11’),该至少一个另外的接触区(11’)以与用于该第一电极的该首先提到的接触区(11)类似的方式进行设计并且安排。
6.如权利要求2至5中任一项所述的光发射装置,
该光发射装置具有用于该OLED元件的一个第二电极的一个第二电接触区(12),该第二接触区(12)以与用于该第一电极的该接触区(11)类似的方式进行设计并且安排。
7.如前述权利要求中任一项所述的光发射装置,
其中该导电体元件(31,32,33)是由金属组成或被金属化。
8.如前述权利要求中任一项所述的光发射装置,
其中该导电体元件(31,32,33)是由一个金属箔或一个金属丝或一个柔性印刷电路板组成。
9.如前述权利要求中任一项所述的光发射装置,
其中该导电体元件(31,32,33)是由铜或铝或来自或具有铜和/或铝的合金组成。
10.如前述权利要求中任一项所述的光发射装置,
其中该导电体元件(31,32,33)通过至少一个接合位置(K1…K6,T1…T6)、优选地通过多个接合位置(K1…K6,T1…T6)电连接到用于一个第一电极的该接触区(11)上和/或电连接到在该支撑件(20)上形成的一个支撑件接触区(21)上。
11.如权利要求10所述的光发射装置,
其中该至少一个接合位置(K1…K6,T1…T6)通过焊接或粘性连接、尤其是用各向异性粘合剂或导电粘合剂来形成。
12.如前述权利要求中任一项所述的光发射装置,
其中该导电体元件(31,32,33)是细长的并且在沿着其长度的一个部分上具有180°弯曲。
13.如前述权利要求中任一项所述的光发射装置,
其中该导电体元件(31)是螺旋形的。
14.如前述权利要求中任一项所述的光发射装置,
其中该导电体元件(33)是波浪形的。
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