CN107591489A - 一种电致侧发光器件 - Google Patents
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Abstract
本发明的电致侧发光器件，包括基板、第一电极层、第二电极层、电致发光层、第一金属层、第二金属层、密封层、导出电极,所述基板用于承载第一电极层、第二电极层和电致发光层，所述的第一电极层和第二电极层上均分别连有导出电极，所述第一金属层、第二金属层和密封层对基板、第一电极层、第二电极层和电致发光层进行密封使这些元件与大气隔离，不受大气中的水、氧损害。该电致侧发光器件可实现细长发光条的制备，发光界面宽度可以小于2mm,可以为规则的二维图形，也可以是不规则的三维异形面，易量产、工艺简单、成本低、寿命长，克服了现有LED发光带横截面宽、刺眼、不均匀、OLED面板发光面宽、规则发光面的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及照明技术领域，尤其是电致侧发光器件。
背景技术
电致发光器件，包括有机电致发光器件（OLED）、高分子电致发光器件（PLED）和无机电致发光器件例如量子点电致发光器件（QLED），经过几十年的技术发展已经开始走进市场，例如手机、电视、VR/AR、汽车、穿戴等领域。除了这些还有很多其它应用领域也在如火如荼地开发中，例如家居辅助照明、车载照明等。在一些细分照明领域，需要细窄发光带，例如1mm X500mm的发光带。通常对在要求发光带发光截面很窄的同时还要求发光带为柔性，可三维多角度弯曲、扭折等。
目前，市面上现有的发光带主要是使用LED作为光源，把LED灯用特殊的加工工艺焊接在铜线或者带状柔线路板上面，而形成发光条。该类技术方案的灯条横截面最窄也有5mm宽，使用场合存在很大的局限性。另外，该类技术方案光源为LED光源，LED为点光源，因此通常整个发光条会有发光不均匀现象，且有刺眼，散热不好等缺点。
有机电致发光器件（OLED）为面光源，相比LED，其光谱更接近自然光，能解决LED发光不均匀，刺眼，散热不好的问题。目前OLED照明器件一般包括一个基板，在基板上制作了两个薄膜电极，在两个电极之间制作了多层有机薄膜，还包括一个封装盖板，保护有机发光层，在两个电极间通电后器件会发光。最常用的基板是透明玻璃做的，盖板一侧的电极采用不透明材质，器件通电后发的光透过玻璃基板射入空气作为显示或照明所用，这些被称为底发光器件。也有些器件基板或基板一侧的电极是不透光的，光是从器件面发出的，这些被叫做顶发光器件。有些器件，基板、盖板、电极都是透光的，这些被叫做双面发光器件。这些不同形式的OLED发光器件都可以做成细长条的发光带，如果采用柔性基板或盖板，可做柔性发光带，但由于封装技术原因，至少有4mm左右不发光的封装边，在某些要求细窄发光面/带的应用上有一定的局限性。
另外，对柔性发光条，发光带的应用，如何做好对电致发光材料的水氧阻隔是重点和难点。现有技术通常使用薄膜封装来解决，最典型的为Weaver、Lee以及Vitex Systems科技公司提出的有机/无机复合薄膜封装技术。在金属阴极上分别蒸镀硅氧化合物等无机氧化物薄膜和聚乙烯薄膜，形成交替的无机有机复合薄膜，这种方法可以很好地提高水汽阻隔效果。但该方法只中的无机薄膜需要使用高真空的CVD、ALD等设备，设备昂贵，生产工艺复杂，因此该技术方案仍有不足之处。背景技术跟解决的问题相关联，要修改。
发明内容
本发明的目的是提供一种电致侧发光器件，可解决现有LED发光条横截面积太宽，发光不均匀，刺眼，散热不好，以及OLED面发光器件封装边太宽的缺陷。并且易量产化，生产工艺简单，成本低。本发明的目的是侧发光、易量产、工艺简单、成本低、寿命长。
为实现上述目的，本发明提供了一种电致侧发光器件。技术方案如下：
一种电致侧发光器件，包括基板（11）、第一电极层（21）、第二电极层（22）、电致发光层（31）、第一金属层（41）、第二金属层（42）和密封层（51）, 所述基板（11）用于承载第一电极层（21）、第二电极层（22）和电致发光层（31），所述的第一电极层（21）和第二电极层（22）上分别连有导出电极（61、62），其特征在于，所述第一金属层（41）、第二金属层（42）和密封层（51）将基板（11）、第一电极层（21）、第二电极层（22）和电致发光层（31）密封住，使被密封的部件与大气隔离，不受大气中的水、氧损害。
所述的基板（11）为玻璃或塑料薄膜。
所述的基板（11）为柔性薄膜。
所述的基板（11）对光的透过率≥85%。
所述的第一金属层（41）和第二金属层（42）为金属薄膜。
所述的金属薄膜所用的材料选自不锈钢、镁、铝、锌、铜、银、铂、铁、锡、金、上述金属的氧化物或合金。
所述的第一金属层（41）和第二金属层（42）不透光,对光的
反射率大于90%。
所述的第二金属层（42）内侧设有绝缘层（101）。
所述的密封层（51）中加有散光材料。
所述的密封层（51）内侧设有干燥剂（71）。
所述的第二金属层（42）内侧设有干燥剂（72）。
所述的干燥剂（71）中加有散光材料。
所述的干燥剂（72）中加有散光材料。
在光线的出射端设有增光膜。
在所述的第一金属层（41）和基板（11）之间设有导光层（81）。
所述导光层（81）对光的透光率≥85%。
所述导光层（81）的折射率为n2,基板（11）的折射率为n0，
且n2>n0-0.1。
在导光层（81）和基板（11）之间设有连接层（91）。
所述的连接层（91）对光的透过率≥85%。
所述的连接层（91）的折射率为n1，所述导光层（81）的折
射率为n2,基板的折射率为n0，且n1>n0-0.1,n2>n1-0.1。
所述的电致发光层设有不同颜色的子像素，所述的子像素之
间由像素界定层隔开。
含有所述的电致侧发光器件作为光源的灯具。
原理说明：
当电极通电时，电致发光层发出的光一部分直接从密封层发射到器件外部，一部分光经过基板到达第一金属层，一部分光到达第二金属层，由于第一金属层和第二金属层不透光，且对光有高的反射率，这部分光经过多次反射之后通过基板导出到密封层最终从密封层发射到器件外部。整个过程中第一金属层和第二金属层所选用的金属材料起到了很关键的作用，一方面，金属材料的不透光和高反射，阻止了光从基板上下两侧发射出来而最终从密封层发射出来形成侧发光器件。另一方面，所选的金属材料成的膜例如铝箔、银箔等具有很好的水氧阻隔功能，该方法实现起来非常廉价，具有很好的市场应用前景，且使用的设备也不需要高真空的CVD、ALD等设备。
所述的基板为玻璃、塑料薄膜，其对光的透过率大于85%。所述的基板用于承载第一电极层、第二电极层和电致发光层。为了实现柔性电致侧发光器件，所述的基板可以选择柔性基板。
所述的电致发光层至少包括发光材料层、空穴传输层、空穴注入层、电子传输层、电子注入层、电子阻挡层、电荷连接层中的至少一种，通常由多个功能层搭配组合而成。所述电致发光层的材料可以为有机材料，也可以是量子点材料。通过调整各个功能层的材料种类和厚度等参数可以控制电致发光层发出各种颜色的光。
所述的第一金属层和第二金属层为金属薄膜。进一步的，所述的金属薄膜所用的材料选自不锈钢、金属镁、铝、锌、铜、银、铂、铁、锡、金及其氧化物、合金。进一步的，所述的第一金属层和第二金属层不透光，且对光具有高反射率，具体的，对光的反射率大于等于90%。进一步的，所述的第二金属内侧，第二电极外侧设置有绝缘层，用于防止第二电极和第二金属直接连通，影响器件的正常电流导通。
所述的密封层为粘合剂经过固化后形成，所述粘合剂可以是热固化型粘合剂，也可以是紫外线固化型粘合剂。用于将第一金属层和第二金属层粘合在一起，与第一金属层和第二金属层一起对第一电极层、第二电极层和电致发光层进行密封，使这些元件与大气隔离，不受大气中的水、氧损害。
进一步的，还可以在密封层内侧设置干燥剂，或者在第二金属层内侧设置干燥剂。所述的干燥剂对水有很高的吸附作用，可以是物理吸附，也可以是化学吸附，即吸附之后发生化学反应，将器件内部的少量水汽吸附干净，达到更好地保护电致发光层的作用。
进一步的，还可以在密封层内设置散光材料，在上述密封层内侧的干燥剂内设置散光材料，达到光提取的效果。所述的散光材料选自氟化镁、硫酸钡、氧化硅、氧化镁、硫化锌、氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化硅、氮化硅中的一种或者至少两种的组合。进一步的，还可以在密封层外侧增加增光膜，所述的增光膜可以是具有散射颗粒的薄膜也可以是一定微结构的薄膜，所述的增光膜会破坏或者减少光线在密封层和空气界面的全反射从而增加最终射出器件外的光线总量。
进一步的，在第一金属层和基板之间设有导光层，所述的导光层选自透明玻璃、塑料，其对光的透过率大于等于85%。电致发光层发出的光在基板的导光作用下通过密封层射出器件外侧。通常比较反射率比较高的优选薄膜的发射率可以达到97%左右，以97%的反射率计算，每进过一个薄膜界面反射之后会损失3%的光，进过20次反射之后只剩下50%的光，一般电致发光层的厚度小于200nm，通常所述基板的厚度为0.7mm，电致发光层加上第一电极和第二电极以及基板的总厚度还是比较小，所以绝大多数光需要经过大于20次反射之后才能到达密封层，即绝大多数光在没有到达密封层之前就损失掉了，仅有距离密封层很近的少部分光能够发射出来。而在第一金属层和基板之间增加了导光层之后，光线每一次反射前的光程变长，大大减少光线在第一金属层和第二金属层之间的反射次数，从而最终提高了电致侧发光器件的发光效率。进一步的，所述的导光层的折射率为n2,基板的折射率为n0，且n2>n0-0.1，保证光线可以顺利从基板进入导光层而不发生全反射。另外，如果导光层和基板之间贴合不好，中间有空气层，由于空气的折射率远小于基板的折射率，所以此时光线无法从基板进入导光板。在这种情况下，可以在导光层和基板之间设有连接层，所述的连接层的折射率为n1，且n1>n0-0.1,n2>n1-0.1。所述的连接层可以为液体，具有一定的流动性，来保证基板和导光层之间没有空气的存在。
另外，本发明还提供一种可变色的电致侧发光器件，对所述的电致发光层进行像素化，发光子像素按照一定的分布排列，各子像素可以发出不同颜色的光，通过驱动电路分别控制某种颜色的像素或某几种颜色的像素，即可实现可变色的电致侧发光器件。各个子像素之间由像素界定层隔开，所述的像素界定层是绝缘的，用于防止各子像素之间发生发光串扰。子像素的颜色也不仅限于红绿蓝三色，黄色、白色等通常也可作为子像素配合实现全彩发光，例如可以使用红绿蓝白四色子像素进行分布排列。
上述的技术方案可以任意组合，达到更好的效果，例如设置导光层可以有更高的出光效率，设置干燥剂有更长的寿命，同时设置导光层和干燥剂，既有更高的出光效率，又有更长的寿命。
技术效果：该电致侧发光器件可实现细长发光条的制备，发光界面宽度可以小于2mm,可以为规则的二维图形，也可以是不规则的三维异形面，易量产、工艺简单、成本低、寿命长，克服了现有LED发光带横截面宽、刺眼、不均匀、OLED面板发光面宽、规则发光面的缺陷。
附图说明
图1是实施例1的电致侧发光器件的示意图；
图2是实施例2的电致侧发光器件的示意图；
图3是实施例3的电致侧发光器件的示意图；
图4是实施例4的电致侧发光器件的示意图；
图5是实施例5的电致侧发光器件的示意图；
图6是实施例6的电致侧发光器件的示意图。
其中，11为基板，21为第一电极层，22为第二电极层，31为电致发光层，41为第一金属层，42为第二金属层，51为密封层，61、62为导出电极，71、72为干燥剂，81为导光层，91为连接层。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例的电致侧发光器件，包括基板（11）、第一电极层（21）、第二电极层（22）、电致发光层（31）、第一金属层（41）、第二金属层（42）和密封层（51）, 所述基板（11）用于承载第一电极层（21）、第二电极层（22）和电致发光层（31），所述的第一电极层（21）和第二电极层（22）上分别连有导出电极（61、62），所述第一金属层（41）、第二金属层（42）和密封层（51）将基板（11）、第一电极层（21）、第二电极层（22）和电致发光层（31）密封住，使被密封的元件与大气隔离，不受大气中的水、氧损害。
所述的基板为玻璃、塑料薄膜，其对光的透过率大于85%。所述的基板用于承载第一电极层、第二电极层和电致发光层。为了实现柔性电致侧发光器件，所述的基板可以选择柔性基板。
所述的电致发光层至少包括发光材料层、空穴传输层、空穴注入层、电子传输层、电子注入层、电子阻挡层、电荷连接层中的至少一种，通常由多个功能层搭配组合而成。所述电致发光层的材料可以为有机材料，也可以是量子点材料。通过调整各个功能层的材料种类和厚度等参数可以控制电致发光层发出各种颜色的光。
所述的第一金属层和第二金属层为金属薄膜。所述的金属薄膜所用的材料可以选自不锈钢、金属镁、铝、锌、铜、银、铂、铁、锡、金及其氧化物、合金。
所述的第一金属层和第二金属层不透光，且对光具有高反射率，具体的，对光的反射率大于等于90%。
所述的密封层为粘合剂经过固化后形成，所述粘合剂可以是热固化型粘合剂，也可以是紫外线固化型粘合剂。用于将第一金属层和第二金属层粘合在一起，与第一金属层和第二金属层一起对第一电极层、第二电极层和电致发光层进行密封，使这些元件与大气隔离，不受大气中的水、氧损害。
还可以在密封层内设置散光材料，在上述密封层内侧的干燥剂内设置散光材料，达到光提取的效果。所述的散光材料选自氟化镁、硫酸钡、氧化硅、氧化镁、硫化锌、氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化硅、氮化硅中的一种或者至少两种的组合。
还可以在密封层外侧增加增光膜，所述的增光膜可以是具有散射颗粒的薄膜也可以是一定微结构的薄膜，所述的增光膜会破坏或者减少光线在密封层和空气界面的全反射从而增加最终射出器件外的光线总量。
实施例2
如图2所示，本实施例的电致侧发光器件，结构及各部件材质与实施例1相似，另外，第二金属层（42）内侧设有绝缘层（101）。
所述的第二金属层（42）内侧、第二电极（22）外侧设置有绝缘层，用于防止第二电极和第二金属层直接连通，影响器件的正常电流导通。
实施例3
如图3所示，本实施例的电致侧发光器件，结构及各部件材质与实施例1相似，另外，密封层（51）内侧设有干燥剂（71）。
在密封层内侧设置干燥剂，所述的干燥剂对水有很高的吸附作用，可以是物理吸附，也可以是化学吸附，即吸附之后发生化学反应，将器件内部的少量水汽吸附干净，达到更好地保护电致发光层的作用。
实施例4
如图4所示，本实施例的电致侧发光器件，结构及各部件材质与实施例1相似，另外，第二金属层（42）内侧设有干燥剂（72）。
在第二金属层内侧设置干燥剂，所述的干燥剂对水有很高的吸附作用，可以是物理吸附，也可以是化学吸附，即吸附之后发生化学反应，将器件内部的少量水汽吸附干净，达到更好地保护电致发光层的作用。
实施例5
如图5所示，本实施例的电致侧发光器件，结构及各部件材质与实施例1相似，另外，在所述的第一金属层（41）和基板（11）之间设有导光层（81）。
在第一金属层和基板之间设有导光层，所述的导光层选自透明玻璃、塑料，其对光的透过率大于等于85%。电致发光层发出的光在基板的导光作用下通过密封层射出器件外侧。通常比较反射率比较高的优选薄膜的发射率可以达到97%左右，以97%的反射率计算，每进过一个薄膜界面反射之后会损失3%的光，进过20次反射之后只剩下50%的光，一般电致发光层的厚度小于200nm，通常所述基板的厚度为0.7mm，电致发光层加上第一电极和第二电极以及基板的总厚度还是比较小，所以绝大多数光需要经过大于20次反射之后才能到达密封层，即绝大多数光在没有到达密封层之前就损失掉了，仅有距离密封层很近的少部分光能够发射出来。而在第一金属层和基板之间增加了导光层之后，光线每一次反射前的光程变长，大大减少光线在第一金属层和第二金属层之间的反射次数，从而最终提高了电致侧发光器件的发光效率。所述的导光层的折射率为n2,基板的折射率为n0，且n2>n0-0.1，保证光线可以顺利从基板进入导光层而不发生全反射。
实施例6
如图6所示，本实施例的电致侧发光器件，结构及各部件材质与实施例5相似，在所述的第一金属层（41）和基板（11）之间设有导光层（81），另外，在导光层（81）和基板（11）之间设有连接层（91）。
如果导光层和基板之间贴合不好，中间有空气层，由于空气的折射率远小于基板的折射率，所以此时光线无法从基板进入导光板。在这种情况下，可以在导光层和基板之间设有连接层，所述的连接层的折射率为n1，且n1>n0-0.1,n2>n1-0.1。所述的连接层可以为液体，具有一定的流动性，来保证基板和导光层之间没有空气的存在。
上述的技术方案可以任意组合，达到更好的效果，例如设置导光层可以有更高的出光效率，设置干燥剂有更长的寿命，同时设置导光层和干燥剂，既有更高的出光效率，又有更长的寿命。
Claims (22)
1.一种电致侧发光器件，包括基板（11）、第一电极层（21）、第二电极层（22）、电致发光层（31）、第一金属层（41）、第二金属层（42）和密封层（51）, 所述基板（11）用于承载第一电极层（21）、第二电极层（22）和电致发光层（31），所述的第一电极层（21）和第二电极层（22）上分别连有导出电极（61、62），其特征在于，所述第一金属层（41）、第二金属层（42）和密封层（51）将基板（11）、第一电极层（21）、第二电极层（22）和电致发光层（31）密封住，使被密封的部件与大气隔离，不受大气中的水、氧损害。
2.根据权利要求1所述的电致侧发光器件，其特征在于，所述的基板（11）为玻璃或塑料薄膜。
3.根据权利要求1所述的电致侧发光器件，其特征在于，所述的基板（11）为柔性薄膜。
4.根据权利要求1所述的电致侧发光器件，其特征在于，所述的基板（11）对光的透过率≥85%。
5.根据权利要求1所述的电致侧发光器件，其特征在于，所述的第一金属层（41）和第二金属层（42）为金属薄膜。
6.根据权利要求5所述的电致侧发光器件，其特征在于，所述的金属薄膜所用的材料选自不锈钢、镁、铝、锌、铜、银、铂、铁、锡、金、上述金属的氧化物或合金。
7.根据权利要求1所述的电致侧发光器件，其特征在于，所述的第一金属层（41）和第二金属层（42）不透光,对光的反射率大于90%。
8.根据权利要求1所述的电致侧发光器件，其特征在于，所述的第二金属层（42）内侧设有绝缘层（101）。
9.根据权利要求1所述的电致侧发光器件，其特征在于，所述的密封层（51）中加有散光材料。
10.根据权利要求1所述的电致侧发光器件，其特征在于，所述的密封层（51）内侧设有干燥剂（71）。
11.根据权利要求1所述的电致侧发光器件，其特征在于，所述的第二金属层（42）内侧设有干燥剂（72）。
12.根据权利要求10所述的电致侧发光器件，其特征在于，所述的干燥剂（71）中加有散光材料。
13.根据权利要求11所述的电致侧发光器件，其特征在于，所述的干燥剂（72）中加有散光材料。
14.根据权利要求1所述的电致侧发光器件，其特征在于，在光线的出射端设有增光膜。
15.根据权利要求1所述的电致侧发光器件，其特征在于，在所述的第一金属层（41）和基板（11）之间设有导光层（81）。
16.根据权利要求15所述的电致侧发光器件，其特征在于，所述导光层（81）对光的透光率≥85%。
17.根据权利要求15所述的电致侧发光器件，其特征在于，所述导光层（81）的折射率为n2,基板（11）的折射率为n0，且n2>n0-0.1。
18.根据权利要求15所述的电致侧发光器件，其特征在于，在导光层（81）和基板（11）之间设有连接层（91）。
19.根据权利要求18所述的电致侧发光器件，其特征在于，所述的连接层（91）对光的透过率≥85%。
20.根据权利要求18所述的电致侧发光器件，其特征在于，所述的连接层（91）的折射率为n1，所述导光层（81）的折射率为n2,基板的折射率为n0，且n1>n0-0.1,n2>n1-0.1。
21.根据权利要求1的电致侧发光器件，其特征在于，所述的电致发光层设有不同颜色的子像素，所述的子像素之间由像素界定层隔开。
22.含有如权利要求1-21任意一项所述的电致侧发光器件作为光源的灯具。
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