CN107240647B - 一种有机发光二极管器件、灯具 - Google Patents
一种有机发光二极管器件、灯具 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种有机发光二极管器件、灯具，属于照明技术领域，其可解决现有的OLED发光色度难以改变，难以实现双面异色发光的问题。本发明的有机发光二极管器件中的两个电极均采用透明材料构成，在至少一个电极的出光侧设置干涉滤光片，使得发光层发出的光经过干涉滤光片被分光，阈值波长范围内的光透射射出，不在所述阈值波长范围内的光被改变传播方向最终被器件吸收，相当于干涉滤光片根据波长选择性的将一定颜色的光射出，从而改变上出光与光源的颜色；同时对于未设置干涉滤光片的一侧，发光层发出的光则不受影响，可作为照明装置，从而实现上下两面异色发光。本发明的有机发光二极管器件适用于各种灯具。
Description
技术领域
本发明属于照明技术领域，具体涉及一种有机发光二极管器件、灯具。
背景技术
有机发光二极管(OLED)显示装置经过数十年的发展取得了巨大的技术突破，已成功商业化，并在柔性、透明等高新显示领域展现出了巨大的优势。如今的OLED不止在显示领域大放异彩，在照明领域也有着很好的发展。
有机发光二极管包括层叠设置的阳极、空穴传输层、发光材料层、电子传输层和阴极。当阴极、阳极均选择透明材料时，有机发光二极管可实现透明显示或照明。对于OLED显示技术，透明照明、同一灯具上实现双面异色照明、同一灯具可颜色切换等功能都十分有应用价值。
发明人发现现有技术中至少存在如下问题：由于发光机理限制，当一个OLED照明器件的结构确定后，该器件的发光色度就会固定且保持不变，若要改变OLED的出射颜色，大多采用红、绿、蓝三色子像素由复杂的驱动电路进行控制，其生产工艺繁复。此外要实现双面异色发光需使用两个独立的OLED组件，成本较高。
发明内容
本发明针对现有的OLED发光色度难以改变，难以实现双面异色发光的问题，提供一种有机发光二极管器件、灯具。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是：
一种有机发光二极管器件，包括两个由透明材料构成的电极，以及设于两个所述电极之间的发光层，至少一个电极远离所述发光层的一侧设有干涉滤光片，用于对射向所述干涉滤光片的光进行分光，以使阈值波长范围内的光透射，并改变不在所述阈值波长范围内的光的传播方向。
优选的是，所述干涉滤光片包括：
顶反射镜，用于对不在所述阈值波长范围内的光进行反射；
与所述顶反射镜相对设置的底反射镜，所述底反射镜相较于所述顶反射镜更靠近所述发光层设置；
设于所述底反射镜和顶反射镜之间的弹性支撑单元，用于调节底反射镜和顶反射镜之间的距离以控制所述阈值波长范围。
优选的是，所述弹性支撑单元包括至少一个由可形变透明材料构成的弹性部件和调整部件，所述调整部件用于控制向所述底反射镜、顶反射镜施加的且垂直于所述底反射镜、顶反射镜的力，以调节底反射镜和顶反射镜之间的距离。
优选的是，所述弹性支撑单元包括干涉滤光腔和气压调节部件，所述干涉滤光腔由可形变透明材料构成，所述干涉滤光腔内填充有气体，所述气压调节部件用于控制所述干涉滤光腔内气体的气压，以调节底反射镜和顶反射镜之间的距离。
优选的是，所述干涉滤光腔内填充的气体折射率为n，底反射镜和顶反射镜之间的距离为L，所述阈值波长范围中最大波长为λc，其中，
λc＝2nL/m，m为正整数。
优选的是，所述底反射镜和顶反射镜的反射率均为R，所述阈值波长范围内的经过所述干涉滤光片透射的光的半峰宽为F，
优选的是，所述干涉滤光片与靠近所述干涉滤光片的电极之间设有抗反射偏光片，用于消除所述顶反射镜光反射的不在所述阈值波长范围内的光。
优选的是，所述抗反射偏光片包括偏光层和相位差层，所述偏光层相较于所述相位差层更靠近所述发光层设置。
优选的是，所述两个电极分别为阳极、阴极；所述发光层包括电子传输层、有机发光材料层和空穴传输层。
本发明还提供一种灯具，包括上述的有机发光二极管器件。
本发明的有机发光二极管器件中的两个电极均采用透明材料构成，在两面发光的元件的至少一个出光侧设置干涉滤光片，其中，干涉滤光片是利用多光束干涉(Multiple-beam Interface)原理制成的，从白光中过滤出波段范围很窄的近似单色光的多层膜系。即干涉滤光片的作用是根据光的不同波长进行分光，使得发光层发出的光向上射出的光线经过干涉滤光片被分光，阈值波长范围内的光透射射出，不在所述阈值波长范围内的光被改变传播方向，无法向上射出，相当于干涉滤光片根据波长选择性的将一定颜色的光射出，从而改变上出光与光源的颜色；同时发光层向下射出的光作为照明装置，实现上下两面异色发光。本发明的有机发光二极管器件适用于各种灯具。
附图说明
图1为本发明的实施例1的有机发光二极管器件的结构示意图；
图2-5为本发明的实施例2的有机发光二极管器件的结构示意图；
图6、图7为本发明的实施例2的干涉滤光片在不同干涉滤光腔长L下仿真拟合得到的波长与透过率的对应图；
图8、图9为本发明的实施例3灯具的结构示意图；
其中，附图标记为：1、电极；11、第一电极；12、第二电极；2、发光层；3、干涉滤光片；31、顶反射镜；32、底反射镜；33、弹性支撑单元；34、气压调节部件；4、抗反射偏光片；41、偏光层；42、相位差层；5、玻璃衬底；6、有机发光二极管器件。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种有机发光二极管器件，如图1所示，包括两个由透明材料构成的电极1，两个所述电极之间夹设有发光层2，至少一个电极远离所述发光层的一侧设有干涉滤光片3，用于对射向所述干涉滤光片的光进行分光，以使阈值波长范围内的光透射，并改变不在所述阈值波长范围内的光的传播方向。其中，两个电极1一个为阴极，另一个为阳极，阴极与阳极的位置可以互换。
本实施例的有机发光二极管器件中的两个电极均采用透明材料构成，在两面发光的元件的至少一个出光侧设置干涉滤光片3，其中，干涉滤光片3是利用多光束干涉(Multiple-beam Interface)原理制成的，从白光中过滤出波段范围很窄的近似单色光的多层膜系。即干涉滤光片3的作用是根据光的不同波长进行分光，例如，发光层2的O点处发出的光向上射出的A光线经过干涉滤光片3被分为两部分：阈值波长范围内的光A1透射射出，不在所述阈值波长范围内的光A2被改变传播方向，无法向上射出，相当于干涉滤光片3根据波长选择性的将一定颜色的光射出，从而改变上出光与光源的颜色；同时O点处发出的光B光线向下射出，相当于B面作为照明装置发光，实现A、B面两面异色发光。
实施例2：
本实施例提供一种有机发光二极管器件，如图2所示，包括均由透明材料构成的第一电极11(上电极)和第二电极12(下电极)，以及设于第一电极11、第二电极12之间的发光层2，第一电极11远离所述发光层2的一侧设有干涉滤光片3，用于对射向所述干涉滤光片3的光进行分光，以使阈值波长范围内的光透射，并改变不在所述阈值波长范围内的光的传播方向。所述干涉滤光片3包括顶反射镜31，底反射镜32和弹性支撑单元33。顶反射镜31用于对不在所述阈值波长范围内的光进行反射；底反射镜32与所述顶反射镜31相对设置，所述底反射镜32相较于所述顶反射镜31更靠近所述发光层2设置；弹性支撑单元33设于所述底反射镜32和顶反射镜31之间，用于调节底反射镜32和顶反射镜31之间的距离以控制所述阈值波长范围。
需要说明的是，还可以如图3所示，在第一电极11、第二电极12远离发光层2的一侧分别设置干涉滤光片3，相当于两面的出光颜色均可以通过各自对应的干涉滤光片3进行调节。当发光层2自身发光为白色时，可实现双面彩色照明显示。然而，若发光层2自身发光为彩色，再分别对两个干涉滤光片3进行调节时，参考图2的原理图，由于A3从下方出射，有可能影响B面出光的颜色坐标和亮度，导致两面的调光过程较复杂。
为了避免反射光A3对B面出光的干扰，在此提供一种优选实施方案：在干涉滤光片3与靠近所述干涉滤光片3的电极之间设置抗反射偏光片4，用于消除所述顶反射镜31光反射的不在所述阈值波长范围内的光。也就是说，抗反射偏光片4可以消除发光层2发出的向上出射光在干涉滤光片3的反射光A3，并且不影响两面异色有机发光二极管器件的透明性。
具体的，所述抗反射偏光片4包括偏光层41和相位差层42，所述偏光层41相较于所述相位差层42更靠近所述发光层2设置。
也就是说，参见图4、图5，抗反射偏光片4的偏光层41通过光学胶与所述的第一电极11粘接，抗反射偏光片4的相位差层42通过光学胶与所述干涉滤光片3的底反射镜32粘接。
更具体的，底反射镜32和顶反射镜31为金属反射膜，即干涉滤光片3是由金属反射膜构成的，通过改变金属反射膜的反射率以及两个金属反射膜之间的腔长，可以有效改变出射光的光谱形状，从而控制各面的出光颜色。
这样该有机发光二极管器件的出光原理如下：发光层2的O点向下出射的光直接射出到外界为A1；而向上出射的光会经过干涉滤光片3分成两部分，一部分反射回来最终被抗反射偏光片4吸收即A3，另一部分出射即A2。对于从O’入射的环境光B1也会受到干涉滤光片3的多光束干涉作用发生光谱变化出射为B2。
作为本实施例中的一种可选实施方案，所述弹性支撑单元33包括至少一个由可形变透明材料构成的弹性部件和调整部件，所述调整部件用于控制向所述底反射镜32、顶反射镜31施加的且垂直于所述底反射镜32、顶反射镜31的力，以调节底反射镜32和顶反射镜31之间的距离。
可选的，所述的底反射镜32和顶反射镜31材质根据需要可采用Ag、Al等。
作为本实施例中的另一种可选实施方案，所述弹性支撑单元33包括干涉滤光腔和气压调节部件，所述干涉滤光腔由可形变透明材料构成，所述干涉滤光腔内填充有气体，所述气压调节部件用于控制所述干涉滤光腔内气体的气压，以调节底反射镜32和顶反射镜31之间的距离。
优选的是，所述干涉滤光腔内填充的气体折射率为n，底反射镜32和顶反射镜31之间的距离为L，所述阈值波长范围中最大波长为λc，其中，
λc＝2nL/m，m为正整数。
优选的是，所述底反射镜32和顶反射镜31的反射率均为R，所述阈值波长范围内的经过所述干涉滤光片3透射的光的半峰宽为F，
即调节干涉滤光腔的高度L可有效改变透射最大中心波长λc，而透射曲线半峰宽F(FWHM)除了受到干涉滤光腔长L的影响，还会受到底反射镜32和顶反射镜31反射率R的影响，规律为反射率R越大，透射曲线半峰宽F越窄。因此通过调节干涉滤光片3的底反射镜32和顶反射镜31的间距可以实现上出光颜色的调节。
图6是通过Setfos软件仿真得到的干涉滤光片3在不同干涉滤光腔长L下的透过曲线，拟合采用的结构依次为玻璃基板、30nm厚的顶反射镜31、干涉滤光腔/30nm厚的底反射镜32、玻璃基板，其中，顶反射镜31、底反射镜32均由Ag构成，干涉滤光腔内填充有N2，图6中，曲线L＝170nm、L＝210nm、L＝270nm分别代表干涉滤光片L的取值时的透过曲线。结果表明干涉滤光腔长L的变化确实可以调节透射光谱。
图7为与表1的L对应的CIE 1931色度空间图，从图7和表1中可以看出：当L为250nm时，对应图7中色坐标为(0.5565，0.3671)，即当L为250nm时，透过的颜色为红色。当L为210nm时，对应图7中色坐标为(0.2369，0.5581)，即当L为210nm时，透过的颜色为绿色。当L为150nm时，对应图7中色坐标为(0.1674，0.0612)，即当L为150nm时，透过的颜色为蓝色。结果表明干涉滤光腔长L的变化确实可以有效调节透射光颜色。
表1
| L(nm) | 150 | 170 | 190 | 210 | 230 | 250 | 270 | 290 | 310 | 330 | 350 |
| CIE_y | 0.0612 | 0.0911 | 0.3018 | 0.5581 | 0.4920 | 0.3671 | 0.3102 | 0.2640 | 0.1906 | 0.1162 | 0.0634 |
| CIE_x | 0.1674 | 0.1536 | 0.1416 | 0.2369 | 0.4209 | 0.5565 | 0.5440 | 0.4019 | 0.2787 | 0.2145 | 0.1838 |
优选的是，所述发光层2包括电子传输层、有机发光材料层和空穴传输层。
也就是说，发光层2可以由具有空穴传输能力不低于电子传输能力的发光材料组成无掺杂的荧光发光的有机材料制成，或采用由荧光掺杂剂与基质材料组成的掺杂荧光材料的有机材料制成，或采用由磷光掺杂剂与基质材料组成的掺杂磷光材料的有机材料制成。一般发光层2的厚度范围为10～50nm。
实施例3：
本实施例提供一种灯具，包括上述的有机发光二极管器件。具体的，如图8所示，所述灯具还可以包括玻璃衬底5，有机发光二极管器件6形成于玻璃衬底5上。
更具体的，参见图9，当采用实施例2中图4所示的有机发光二极管器件时，气压调节部件34可以设置在玻璃衬底5上有机发光二极管器件6的两端。本实施例的灯具可用作建筑的玻璃，并具有以下优点：
1、由于有机发光二极管器件的两个电极均由透明材料构成，因此产品灯具具有透明特性可保证室内有良好的采光。
2、该灯具一面(B面)发射白光，可以用作室内的照明；另一面(A面)可发射异色光并且色彩可以调节，可用作改变建筑的外观颜色。
3、在白天可通过灯具调节入射到室内的光的色彩。该实施例中的灯具使用在艺术场馆可以得到非凡的视觉体验。
显然，上述各实施例的具体实施方式还可进行许多变化；例如：干涉滤光片、抗反射偏光片的材料可以根据需要进行选择，干涉滤光片、抗反射偏光片的具体尺寸可以根据实际产品需要进行调整。
实施例4：
本实施例提供了一种显示装置，其包括上述任意一种有机发光二极管器件。所述显示装置可以为：电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种有机发光二极管器件，包括两个由透明材料构成的电极，以及设于两个所述电极之间的发光层，其特征在于，至少一个电极远离所述发光层的一侧设有干涉滤光片，用于对射向所述干涉滤光片的光进行分光，以使阈值波长范围内的光透射，并改变不在所述阈值波长范围内的光的传播方向；
所述干涉滤光片包括：
顶反射镜，用于对不在所述阈值波长范围内的光进行反射；
与所述顶反射镜相对设置的底反射镜，所述底反射镜相较于所述顶反射镜更靠近所述发光层设置；
设于所述底反射镜和顶反射镜之间的弹性支撑单元，用于调节底反射镜和顶反射镜之间的距离以控制所述阈值波长范围；
所述弹性支撑单元包括干涉滤光腔和气压调节部件，所述干涉滤光腔由可形变透明材料构成，所述干涉滤光腔内填充有气体，所述气压调节部件用于控制所述干涉滤光腔内气体的气压，以调节底反射镜和顶反射镜之间的距离。
2.根据权利要求1所述的有机发光二极管器件，其特征在于，所述弹性支撑单元包括至少一个由可形变透明材料构成的弹性部件和调整部件，所述调整部件用于控制向所述底反射镜、顶反射镜施加的且垂直于所述底反射镜、顶反射镜的力，以调节底反射镜和顶反射镜之间的距离。
3.根据权利要求1所述的有机发光二极管器件，其特征在于，所述干涉滤光腔内填充的气体折射率为n，底反射镜和顶反射镜之间的距离为L，所述阈值波长范围中最大波长为λc，其中，
λc＝2nL/m，m为正整数。
4.根据权利要求3所述的有机发光二极管器件，其特征在于，所述底反射镜和顶反射镜的反射率均为R，所述阈值波长范围内的经过所述干涉滤光片透射的光的半峰宽为F，
5.根据权利要求1所述的有机发光二极管器件，其特征在于，所述干涉滤光片与靠近所述干涉滤光片的电极之间设有抗反射偏光片，用于消除所述顶反射镜光反射的不在所述阈值波长范围内的光。
6.根据权利要求5所述的有机发光二极管器件，其特征在于，所述抗反射偏光片包括偏光层和相位差层，所述偏光层相较于所述相位差层更靠近所述发光层设置。
7.根据权利要求1所述的有机发光二极管器件，其特征在于，所述两个电极分别为阳极、阴极；所述发光层包括电子传输层、有机发光材料层和空穴传输层。
8.一种灯具，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的有机发光二极管器件。
9.根据权利要求8所述的灯具，其特征在于，所述灯具为用于建筑的玻璃，所述灯具还包括玻璃衬底，所述有机发光二极管器件形成于所述玻璃衬底上。
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