CN1705418A - 发光系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个目的是提供一种当发光系统具有很大面积时在发光区域具有良好亮度均匀性的发光系统。根据本发明的一个特征，发光系统包括第一电极、第二电极、形成于第一电极和第二电极之间的包含发光物质的层、形成于基底上的呈栅格形式且含有荧光物质的绝缘层、和形成于绝缘层上的布线。绝缘层和布线被第一电极覆盖，由此第一电极和布线相互接触。

Description

发光系统
                            发明背景
1、发明领域
本发明涉及使用发光元件的发光系统。
2、相关技术的描述
发光元件是自发光元件并且试图用作发光系统。发光元件是表面-发射体灯，而且通过使用用于发光的发光元件可以获得能发出接近自然光的发光系统。
发光元件具有包含发光表面的层，发光表面通过应用到阳极和阴极的电场发光(电致发光)。在包含发光物质的层中将从阳极注射的空穴与从阴极注射的电子结合，从而获得发光。从包含发光表面的层获得的发光包括从单线激发态返回基态时获得的发光(荧光)，和从三线激发态返回基态时获得的发光(磷光)。
在使用此类发光元件的发光设备中，在发光方向的电极必须是透明的。但是，通常用作透明电极的透明导电膜常常具有相对高的电阻率，这样在远离电源终端的部分会引起电压降。特别是发光系统常常以相同的亮度从整个表面发光；因此，亮度的在平面上的不均匀性会变得格外引人注意。
但是，当发光系统具有很大的面积时，亮度会在电流难于流经的部分降低。换言之，在发光系统的发光区域中的亮度是不均匀的。此外，与用作阴极的金属(如铝)相比，通常用作阳极的ITO电极具有较高的电阻率。因此，在远离电源终端的部分造成电压降，这会导致低亮度。为了解决该问题，参考文献1报道了一种结构，其中至少一部分阳极装配有比阳极电阻率低的的辅助电极(见参考文献1：日本专利公开No.2004-134282)。
在参考文献1中，在发光元件的长边或短边配备辅助电极。但是，当发光系统具有很大面积时，在远离辅助电极的部分(例如，在发光系统的中央部分)亮度会降低。然而，因为当辅助电极完全地配备在参考文献1的结构中的阳极时从发光层发出的光不能散发到外面，所以辅助电极只能部分配备。
因为发光系统常常从整个表面以相同的亮度发光，因此亮度的不均匀性会变得格外引人注意。
                            发明概述
考虑到上述问题，本发明的一个目的是提供一种当发光系统具有很大面积时在发光区域具有良好亮度均匀性的发光系统。
根据本发明的发光系统的一个特征，包含发光物质的层在第一电极和第二电极之间形成，并形成第三电极以通过在第二电极和包含发光物质的层上形成的开口连接第一电极。
换句话说，发光系统具有包含发光物质的层和在第一电极和辅助电极之间的第二电极；辅助电极排列在第一电极的反面与第二电极之间，并且第一电极通过第二电极和包含发光物质的层上形成的开口与辅助电极电连接。注意第一电极和第二电极必须分别与第二电极和辅助电极电绝缘。
更具体地，根据本发明的另一特征，具有第一开口的包含发光物质的层和具有第二开口的第二电极排列在由透明导电膜形成的第一电极上，以使第二开口与第一开口重叠；绝缘层形成于第二电极上，覆盖第一开口、第二开口和第二开口的侧面，并提供第三开口以暴露第一电极且第三电极形成于绝缘层上，以通过第一到第三开口与第一电极接触。
根据本发明的另一特征，多个开口形成于发光系统的发光区域。
在上述结构中，从包含发光物质的层发出的光从第一电极侧发出。换句话说，第一电极传送光并且其由透明导电膜形成。具体地，可以使用氧化锡铟(以下称作ITO)、含硅氧化锡铟、含2％-20％氧化锌(ZnO)的氧化铟等。
注意优选使用低电阻率的材料作为辅助电极。可通过使用低电阻率的材料来降低由于第一电极的相对高的电阻率导致的电压降作用。
在上述结构中，包含发光物质的层可具有各自包括发光物质的多个层的层叠结构。
此外在上述结构中，用于支撑发光系统的基底可以是柔性基底。
在上述结构中，除了在辅助电极和第一电极的连接部分之外没有光损失，因为辅助电极不是放置在光发出的方向。因此，可以任意地调整辅助电极的材料、厚度或形成位置。
在辅助电极和第一个电极的连接部分的面积足够小时，辅助电极的存在可以基本上忽略不计，即使当从光发射侧面观看时。因此，多个开口可形成于发光系统的发光区域。
根据本发明的另一个特征，发光系统包括第一电极、第二电极、形成于第一电极和第二电极之间的包含发光物质的层、形成于基底上的呈栅格形式且含有荧光物质的绝缘层、和形成于绝缘层上的布线，其中绝缘层和布线被第一电极覆盖，由此第一电极和布线相互接触。
根据本发明，可以获得具有优选的亮度平面均匀性的发光系统。因为辅助电极不是放置在光发出的方向，所以由辅助电极导致很少的光损失，且可以任意地调整辅助电极的材料、厚度或形成位置。
                            附图简介
图1A和1B各自是根据本发明某一方面的发光系统的发光区域的横截面图和俯视图；
图2A-2D各自说明了根据本发明某一方面的发光系统的生产方法；
图3A-3C各自说明了根据本发明某一方面的发光系统的生产方法；
图4A-4C各自说明了根据本发明某一方面的发光系统的生产方法；
图5A和5B各自是根据本发明某一方面的发光系统的发光区域的横截面图和俯视图；
图6A-6C各自说明了根据本发明某一方面的发光系统的生产方法；
图7A和7B各自说明了根据本发明某一方面的发光系统的生产方法；
图8A和8B各自是根据本发明某一方面的发光系统的俯视图和横截面图；
图9说明了使用根据本发明某一方面的发光系统的设备的实施例；
图10A-10C各自说明了使用根据本发明某一方面的发光系统的设备的实施例；
图11说明了根据本发明某一方面的发光系统的含发光物质层的实施例；
图12说明了根据本发明某一方面的发光系统的含发光物质层的实施例；
图13A和13B各自解释了根据本发明某一方面的发光系统的模式；
图14A-14C各自解释了根据本发明某一方面的发光系统的生产方法；
图15A-15C各自解释了根据本发明某一方面的发光系统的生产方法；
图16A和16B各自解释了根据本发明某一方面的发光系统的模式；
                            发明详述
本发明的实施方式将参考附图进行详细地描述。但是，本发明不局限于下述描述。如本领域熟练技术人员容易知道的，在不脱离本发明目的和范围的前提下可对本发明的方式和细节进行各种改进。因此，本发明不解释为限制于实施方式的下述描述。
实施方式1
根据本发明的发光系统的结构参考图1A和1B进行描述。图1A和1B中的所示的发光系统是一种从基底侧发光的底部发射发光系统。注意图1B是本发明发光系统的发光区域的俯视图，图1A是发光区域中开口附近的横截面图(沿着图1B的A-A’线)。
图1A和1B中，基底101用作导光基底。具体地，可以使用诸如玻璃、塑料、聚酯或丙烯酸树脂的导光材料。基底101可以是柔性的。
透明导电膜形成于基底101上，其作为第一电极102。例如，氧化锡铟(以下称作ITO)、含硅氧化锡铟、含2％-20％氧化锌(ZnO)的氧化铟等可用作透明导电膜。
包含发光物质的层103形成于第一电极102上。包含发光物质的层103可使用已知的材料制成，并且还可以使用低分子量材料或高分子量材料。用于形成包含发光物质的层的材料不仅包括仅仅由有机化合物形成的材料，还包括部分含有无机化合物的材料。包含发光物质的层是通过适当地将空穴注射层、空穴传递层、空穴阻挡层、发光层、电子传递层、电子注射层等等组合而形成。包含发光物质的层可以是单一层或具有多个层的层叠结构。图11说明了一种结构的实施例，其中包含发光物质的层包括空穴注射层、空穴传递层、发光层、电子传递层、电子注射层。在图11中，在基底1100上形成了第一电极(阳极)1101、包含发光物质的层1102、和第二电极(阴极)1103。包含发光物质的层1102包括空穴注射层1111、空穴传递层1112、发光层1113、电子传递层1114、电子注射层1115。提示本发明发光系统中的包含发光物质的层不局限于图11的结构。以下描述用于空穴注射层、空穴传递层、发光层、电子传递层、电子注射层的具体材料。
在其它有机化合物中，卟啉类化合物能有效的用作形成空穴注射层的具有空穴注射能力的材料，并且可以使用酞菁(以下称为H2-Pc)、铜酞菁(以下称为Cu-Pc)等。此外，可使用化学掺杂的高分子量导电物质，例如掺杂了聚苯乙烯磺酸酯(以下称为PSS)的聚亚乙基二氧噻吩(以下称为PEDOT)。苯并噁唑衍生物和TCQn、FeCl3、C60和F4TCNQ中的任何一种或多种也包括在内。
芳香胺类化合物(换句话说，具有苯环-氮键的化合物)优选用作形成空穴传递层的具有空穴传递能力的材料。下面给出的是广泛使用的材料的例子：N，N′-二(3-甲基苯基)-N，N′-二苯基-[1，1′-联苯基]-4，4′-二胺(以下称为TPD)、其衍生物如4，4，-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-联苯基(以下称为α-NPD)、或星爆式(star burst)芳香胺化合物如4，4′，4″-三(N-咔唑基)-三苯基胺(以下称为TCTA)、4，4′，4″-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯基胺(以下称为TDATA)或4，4′，4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯基胺(以下称为MTDATA)。
除了下述金属复合物：三(8-羟基喹啉)铝(以下称为Alq3)、三(4-甲基-8-羟基喹啉合)铝(以下称为Almq3)、二(10-羟基苯并[h]-喹啉合)铝(以下称为BeBq2)、二(2-甲基-8-喹啉合)(4-苯基酚合)铝(以下称为BAlq)、二[2-(2-羟基苯基)-苯并噁唑]锌(以下称为Zn(BOX)2)、二[2-(2-羟基苯基)-苯并噻唑]锌(以下称为Zn(BTZ)2)等之外，各种荧光颜料特别有用于作为形成发光层的发光材料。
在形成与客体材料组合的发光层的情况下，下述材料可用作客体材料：喹吖啶酮(quinacridon)、二乙基喹吖啶酮(以下称为DEQD)、二甲基喹吖啶酮(以下称为DMQD)、红荧烯、苝、香豆素、香豆素545T(以下称为C545T)、DPT、Co-6、PMDFB、BTX、ABTX、DCM、DCJT、或三线态发光材料(磷光材料)例如三(2-苯基吡啶)铱(以下称为Ir(ppy)3)、或2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉-铂(以下称为PtOEP)。
除了上述金属复合物如Alq3、Almq3、二(2-甲基-8-喹啉合)(4-苯基酚合)铝(简称为BAlq)、BeBq2、Zn(BOX)2、Zn(BTZ)2、或金属复合物如三(8-羟基喹啉合)镓(简称为Gaq3)或二(2-甲基-8-喹啉合)-4-苯基酚-镓(简称为BGaq)之外，下述材料可用作能用于电子传递层的具有电子传递能力的材料：2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(简称为PBD)、1，3-二[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(简称为OXD-7)、3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(简称为TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(简称为p-EtTAZ)、红菲绕啉(简称为Bphen)、红亚铜试剂(bathocuproin)(简称为BCP)等。
具体地，绝缘材料的超薄膜例如卤化碱金属如LiF或CsF、卤化碱土金属如CaF2、碱金属氧化物如Li2O等常被用作形成电子注射层的具有电子注射能力的材料。此外，可也使用碱金属复合物例如乙酰丙酮化锂(简称为Li(acac))或8-喹啉合-锂(简称为Liq)。苯并噁唑衍生物以及任何一种或多种碱金属、碱土金属和过渡金属也包括在内。
注意包含发光物质的层103可具有各自包含发光物质的多个层的层叠结构。图1 2说明了各自包含发光物质的多个层的层叠结构的实施例。图12说明了一种结构，其中第一电极1201、包含发光物质的第一层1202、电荷产生层1203、包含发光物质的第二层1204、和第二电极1205层叠于基底1200上。电荷产生层1203必须由具有注射载体功能的高度导光材料形成。虽然图12图示了各自包含发光物质的两层的层叠结构，但是包含发光物质的层的结构不局限于此，并且还可以采用各自包含发光物质的三层或更多层的层叠结构。此外，在图12中，第一电极用作基底侧上的电极；但是第二电极也可以用作基底侧上的电极。
通过采用各自包含发光物质的层的层叠结构来提高亮度。堆积的层越多，甚至在相同的电流量下可增强的亮度就越多。特别是，各自包含发光物质的层的层叠结构适合用于需要高亮度的照明应用。在形成各自包含发光物质的多个层的层叠结构情况下，各自包含发光物质的层可由相同材料或不同材料形成。
例如，将由发射红光(R)、绿光(G)、和蓝光(B)的材料形成的各自包含发光物质的层进行层叠时，总体上可获得白光发射。发射红光(R)、绿光(G)、和蓝光(B)的材料可各自通过使用汽相沉积掩模的汽相沉积法、液滴排放法(droplet discharging method)(也称为喷墨法)等制成。具体地，CuPc或PEDOT可用作空穴注射层；α-NPD用于空穴传递层；BCP或Alq3用于电子传递层；以及BCP：Li或CaF2用于电子注射层。此外，发光层可使用掺杂了例如对应于各个R、G和B光发射的掺杂剂(R情况下的DCM等或G情况下的DMQD等)的Alq3形成。在获得白光发射的情况下，不仅可以采用上述三种颜色的发光材料的层叠结构，而且可以采用两种颜色的发光材料的层叠结构。例如，白光发射还可以通过层叠发射蓝光和黄光的材料而获得。
提示含发光物质的层的结构不局限于上述层叠结构。例如，含发光物质的层可以是单一层型、层叠层型、和无层间界面的混合型中的任何一种。此外，可使用荧光材料、磷光材料、或它们的组合材料。例如，磷光材料可用于发射红光(R)的材料，荧光材料可用于发射绿光(G)和蓝光(B)的材料。另外，可使用下列任何一种：包括低分子量材料、高分子量材料、和中等分子量材料的有机材料；以在电子注射能力等方面优异的氧化钼为代表的无机材料；和所述有机材料和所述无机材料的复合材料。
本发明的发光系统可被制成不仅用来提供白光还提供所需颜色的光。此外，可分别装备滤色器和/或颜色转换层。
第二电极104形成于包含发光物质的层103上面。已知的材料可用于第二电极104。在阴极的情况下，第二电极104优选使用具有低功函数的导电材料制成。具体地，除碱金属如Li或Cs、碱土金属如Mg、Ca或Sr或它们的合金(Mg:Ag、Al:Li等)之外，稀土金属如Yb或Er可用来形成阴极。当使用由LiF、CsF、CaF2、LiO等形成的电子注入层时，可以使用铝或其类似物的导电薄膜。在阳极的情况下，第二电极104优选使用具有高功函数的导电材料制成。具体地，除了TiN、ZrN、Ti、W、Ni、Pt、Cr等的单层膜之外，可采用氮化钛膜和主要含铝的膜的层叠层结构，氮化钛膜、主要含铝的膜和氮化钛膜的三层结构等。
绝缘层105被制成用来覆盖第二电极104和包含发光物质的层103。根据绝缘层105，第一电极102和第二电极104、以及第二电极104和辅助电极106各自是电绝缘的。绝缘层105可具有作为保护膜的功能，用来防止促进包含发光物质的层退化的物质例如湿气或氧气的传送。
部分绝缘膜105具有开口107，通过该开口第一电极102与辅助电极106电连接。具有低电阻率的材料优选用于辅助电极106；具体地，可以使用诸如铝、铜或银之类的材料。此外，开口的直径设定在10μm-500μm，优选50μm-200μm。
此外，发光区域108具有多个开口107。由于辅助电极106通过该开口107与第一电极102电连接，故而可减少由于透明导电膜相对高的电阻率导致的电压降作用。换句话说，由于辅助电极106通过形成于发光区域108中的多个开口107与第一电极102电连接，实际上降低了第一电极102的电阻率。这可以减少远离电源终端部分为黑暗的亮度不均匀性。当开口的大小足够小时，当从光发射侧(换句话说从导光基底侧)观看发光系统时辅助电极的存在可以基本上忽略不计。由于辅助电极不是放置在光发出的方向，故而可以任意地调整辅助电极的材料、厚度或形成位置。因此，辅助电极可以选择性的位于电压趋向于下降的位置，或者可以完全形成于发光系统的发光区域上。
因为本发明的发光系统可以减少由于第一电极引起的电压降导致的亮度不均匀性，所以可以获得具有良好平面亮度均匀性的发光系统。具体地，发光系统优选应用于大型的发光系统。
实施方式2
根据本发明的发光系统的结构参考图5A和5B进行描述。图5A和5B中所示发光系统是一种从基底对侧发光的顶部发射发光系统。注意图5B是发光系统的发光区域的俯视图，图5A是发光区域中开口附近的横截面图(沿着图5B的A-A’线)。
在图5A和5B中，由柔性材料制成的薄基底被用作基底501。具体地，可以使用诸如塑料基底、聚酯膜或丙烯酸树脂膜的柔性基底。
第二电极502形成于基底501上方。已知的材料可用于第二电极502。在阴极的情况下，第二电极502优选使用具有低功函数的导电材料制成。具体地，除碱金属如Li或Cs、碱土金属如Mg、Ca或Sr或它们的合金(Mg:Ag、Al:Li等)之外，还可使用稀土金属如Yb或Er。当使用LiF、CsF、CaF2、Li2O等电子注射层时，可使用铝导电薄膜。在阳极的情况下，第二电极502优选使用具有高功函数的导电材料制成。具体地，除了TiN、ZrN、Ti、W、Ni、Pt、Cr等的单层膜之外，还可采用氮化钛膜和主要含铝的膜的层叠层结构，氮化钛膜、主要含铝的膜和氮化钛膜的三层结构等。另外，还可采用将透明导电膜层叠于反射电极如Ti或Al上的方法。
包含发光物质的层503形成于第二电极502上。包含发光物质的层503可使用已知的材料制成，并且还可以使用低分子量材料或高分子量材料。用于形成包含发光物质的层的材料不仅包括仅仅有机化合物材料还包括部分含有无机化合物的材料。此外，包含发光物质的层是通过适当地将空穴注射层、空穴传递层、空穴阻挡层、发光层、电子传递层、电子注射层等等组合而形成。但是，包含发光物质的层可以制成单一层或通过层叠多个层制成。
包含发光物质的层503可以具有各自包含发光物质的多个层的层叠结构。通过采用各自包含发光物质的层的层叠结构来提高亮度。堆积的层越多，甚至在相同的电流量下可增强的亮度就越多。特别是，各自包含发光物质的层的层叠结构适合用于需要高亮度的照明应用。在形成各自包含发光物质的多个层的层叠结构情况下，各自包含发光物质的层可由相同材料或不同材料形成。
透明导电膜形成于包含发光物质的层503上，其作为第一电极504。例如，氧化锡铟(以下称作ITO)、含硅氧化锡铟、含2％-20％氧化锌(ZnO)的氧化铟等可用作透明导电膜。
基底501、第二电极502、包含发光物质的层503、和第一电极504具有开口507，并且绝缘膜505被制成用来覆盖第一电极和基底501开口附近和开口侧壁。根据绝缘膜505，第一电极504和第二电极502、以及第二电极502和辅助电极506各自是电绝缘的。绝缘层505可具有作为保护膜的功能，用来防止促进包含发光物质的层退化的物质例如湿气或氧气的传送。
辅助电极506形成于基底的下表面上、开口中、和第一电极的开口附近，并且其与开口附近中的第一电极电连接。具有低电阻率的材料优选用于辅助电极106；具体地，可以使用诸如铝、铜或银之类的材料。此外，开口的直径设定在10μm-500μm，优选50μm-200μm。
此外，发光区域508具有多个开口507。由于辅助电极506通过该开口507与第一电极504电连接，故而可减少由于透明导电膜相对高的电阻率导致的电压降作用。换句话说，由于辅助电极506通过形成于发光区域508中的多个开口507与第一电极504电连接，实际上降低了第一电极504的电阻率。这可以减少远离电源终端部分为黑暗的亮度不均匀性。当开口足够小时，当从光发射侧(换句话说从导光基底侧)观看发光系统时辅助电极的存在可以基本上忽略不计。由于辅助电极不是放置在光发出的方向，故而可以任意地调整辅助电极的材料、厚度或形成位置。因此，辅助电极可以选择性的位于电压趋向于下降的位置，或者可以完全形成于发光系统的发光区域上。
因为本发明的发光系统可以减少由于第一电极引起的电压降导致的亮度不均匀性，所以可以获得具有良好平面亮度均匀性的发光系统。具体地，发光系统优选应用于大型的发光系统。
实施方式3
参考图13A和13B对根据本发明的发光系统的一种模式进行描述。注意图13A是沿着A-A’线的图13B俯视图中所示发光系统的横截面图。
在图13A和13B中，绝缘层11形成于基底10上。如图13B所示，绝缘层11被制成基底10上方的栅格形式。此外，绝缘层11包含荧光物质。然后，布线13形成于绝缘层11上方。
第一电极12形成于绝缘层11和布线13上方，由此将绝缘层11和布线13覆盖。然后，包含发光物质的层14形成于第一电极12上。此外，第二电极15形成于包含发光物质的层14上。
这里，对第一电极12没有特别地限定，但优选是能传送可见光的电极，并且可以使用与实施方式1中所述的第一电极102相同的电极。此外，对第二电极15也没有地特别限定，并且可以使用与实施方式1中所述的第二电极104相同的电极。另外，对包含发光物质的层14没有特别地限定，并且可以使用与实施方式1中所述的包含发光物质的层103相同的层。
对布线13没有特别地限定，但优选是由具有小电阻的金属如铝或铜制成。
此外，包含于绝缘层11中的荧光物质也没有被特别限定，可以使用下列材料：聚芳香化合物例9，10-二苯基蒽、9，10-二-2-萘基蒽、9，10-二(4-二苯基氨基苯基)蒽、红荧烯、1，2，3，4，5-五苯基环戊二烯、p-联六苯、苝、或2，5，8，11-四-叔丁基苝；杂芳香化合物例如2，5-二苯基噁唑、1，4-二(5-苯基噁唑-2-基)苯、1，4-二(4-甲基-5-苯基噁唑-2-基)苯、2-(1-萘基)-5-苯基噁唑、2-(4-联苯基)-6-苯基苯并噁唑、2，5-二(5-叔丁基苯并噁唑-2-基)噻吩、2-(4-联苯基)-6-苯基苯并噁唑、2-(4-联苯基)-5-phyenyl-1，3，4-噁二唑、2-(4-叔丁基苯基)-5-(4-联苯基)1，3，4-噁二唑、2，4-二苯基-1，3，4-噁二唑、或洛粉碱、香豆素类化合物如香豆素6、香豆素6H、香豆素7、香豆素30、香豆素102、香豆素120、香豆素151、香豆素152、香豆素153、香豆素314、香豆素334、香豆素337、香豆素343、香豆素480D、香豆素545T；吡喃类化合物例如4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-[2-(4-二甲基氨基苯基)乙烯基]-4H-吡喃、4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-[2-久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃、4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-[2-(2，2，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃、4-(二氰基亚甲基)-2-叔丁基-6-[2-(2，2，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃、或4-(二氰基亚甲基)-2-异丙基-6-[2-(2，2，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃；苯乙烯类化合物例如1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯、1，4-二(2-甲基苯乙烯基)苯、或4，4’-二(2，2-二苯基乙烯基)联苯；或氧杂蒽类化合物例如若丹明B、若丹明6G、若丹明575、荧光素或Nile红。
这里，包含发光物质的层14的表面高度(当基底10的表面、即是基底表面被认为是参照表面时，由参照表面到包含发光物质的层14的表面的高度)优选小于绝缘层11的表面高度。因此，包含发光物质的层14中的发光能更容易地进入绝缘层11。
另外，包含氮化硅或氧化硅的绝缘层可形成于第一电极12和基底10之间。通过形成上述绝缘层可以阻止通过传过基底10混合的湿气渗透入包含发光物质的层14。
通过在上述发光系统中安装布线13降低了第一电极12的电压降。
此外，当由从第一电极12注射的空穴和从第二电极15注射的电子重组激发的发光物质返回基态时，具有上述结构的发光系统发射出光。另外，在根据本实施方式的发光系统中，光随着波导以与基底表面平行的方向进入绝缘层11，并且绝缘层11中所含的荧光物质发射出光。
在该方式下，通过来自绝缘层11中所含的荧光物质的光发射，从基底10的整个基底表面获得了光。
实施方式4
参照图14A-14C和图15A-15C，本实施方式描述了实施方式3中所述的发光系统的生产方法。注意图14A-14C是分别沿着A-A’线的图15A-15C的俯视图中所示发光系统的横截面图。
首先，在基底10上相继形成绝缘层和导电层之后，将该绝缘层和导电层加工成所需形状，以形成绝缘层11和布线13。对绝缘层11没有特别地限定且可以使用含有荧光物质的绝缘层。例如硅氧烷、丙烯酸或聚酰亚胺可作为上述绝缘层。此外，对布线13没有特别地限定，但优选使用低电阻率的材料入铝或铜制成。另外，所述铝可以含有镍、硅等。
然后，第一电极12形成于绝缘层11和布线13上方，由此将绝缘层11和布线13覆盖。对第一电极12没有特别地限定并优选使用与实施方式1中所述第一电极102相同的材料制成。此外，对第一电极12的生产方法没有特别地限定，并且可以通过使用溅射法等制成。
在该实施方式中，通过使用相同抗蚀掩模(resist mask)连续蚀刻加工处理绝缘层11和布线13。但是，没有限定的是，在形成所需形状的绝缘层11之后，布线13可例如由下述步骤制得：形成覆盖绝缘层11的导电层并将该导电层加工成所需的形状。在该实施方式中，绝缘层11被制成如图15B所示的栅格形式。
然后，形成包含发光物质的层14，以便将第一电极12、绝缘层11、和布线13覆盖。对包含发光物质的层14没有特别地限定，并且具有与实施方式1中所述包含发光物质的层103相同结构的层可以通过使用汽相沉积法、喷墨法等制成。
此后，在包含发光物质的层14上形成第二电极15。对第二电极15没有特别地限定，并优选使用与实施方式1中所述第二电极104相同的材料制成。此外，对第二电极14的生产方法没有特别地限定，并且可以通过使用溅射法、汽相沉积法等制成。
另外，优选将第一电极12和第二电极15层叠放置但不相互接触。例如，第一电极12和第二电极15被制成这两种电极的一边均比包含发光物质的层1 4更加向内。由此，避免了第一电极12和第二电极15彼此接触。
实施方式5
参照图16A和16B对本发明发光系统的一种模式进行描述。注意图16A是沿着A-A’线的图16B俯视图中所示发光系统的横截面图。
在图1 6A和16B中，第一电极31形成于基底30上。具有凹陷的绝缘层32形成于第一电极31上。如图16B所示，绝缘层32以栅格的形式形成于第一电极31上。此外，绝缘层32含有荧光物质。然后，在绝缘层32的凹陷内形成布线33。另外，在绝缘层32的凹陷内形成开口且布线33通过该开口与第一电极31连接。
用包含发光物质的层34覆盖第一电极31、绝缘层32、和布线33。另外，第二电极35形成于包含发光物质的层34上。
这里，对布线33没有特别地限定，但优选是由具有小电阻的金属如铝或铜制成。
另外，包含发光物质的层34的表面高度优选小于绝缘层32的表面高度。
此外，对荧光物质没有特别地限定，并且可以使用如实施方式3中所述的荧光物质等。
对第一电极31没有特别地限定，但优选是能传送可见光的电极，并且可以使用与实施方式1中所述的第一电极102相同的电极。此外，对第二电极35也没有特别地限定，并且可以使用与实施方式1中所述的第二电极104相同的电极。另外，对包含发光物质的层34没有特别地限定，并且可以使用与实施方式1中所述的包含发光物质的层103相同的层。
通过在上述发光系统中安装布线33降低了第一电极31的电压降。
此外，当由从第一电极31注射的空穴和从第二电极35注射的电子重组激发的发光物质返回基态时，具有上述结构的发光系统发射出光。另外，在根据本实施方式的发光系统中，光随着波导以与基底表面平行的方向进入绝缘层32，并且绝缘层32中所含的荧光物质发射出光。
在该方式下，通过来自绝缘层32中所含的荧光物质的光发射，从基底30的整个基底表面获得了光。
实施例1
参照图2A-2D，本实施例描述了图1A和1B所示的根据本发明的发光系统的生产方法。
透明导电膜(第一电极202)形成于导光基底201上。在该实施例中，玻璃基底被用作导光基底201，ITO被制成第一电极202。
然后，在第一电极202上形成包含发光物质的层203。已知的材料可用于包含发光物质的层203。包含发光物质的层203可以具有各自包含发光物质的多个层的层叠结构。
第二电极204形成于包含发光物质的层203上(图2A)。第二电极204具有开口。在包含发光物质的层上完整地制成了第二电极之后，可通过照相制版法对第二电极做图案来形成开口，或者使用掩模形成开口。在该实施例中，铝被用作第二电极204。在包含发光物质的层203上完整地制成了第二电极204之后，利用照相制版法对第二电极进行制图。然后，使用已做图案的第二电极作为掩模，在包含发光物质的层中形成开口(图2B)。
形成绝缘膜205来覆盖包含发光物质的层203和第二电极204(图2C)。绝缘膜205也具有开口。在完整地形成了绝缘膜之后，可通过用照相制版法对绝缘层做图案形成开口，或者使用掩模形成开口。在该实施例中，氧化硅用于绝缘层205。
此后，形成辅助电极206(图2D)。希望辅助电极206具有低电阻率，并且在该实施例中使用铝。辅助电极206通过开口207与第一电极202电连接且与第二电极204绝缘。
在该方式中，第一电极202-ITO通过开口207与第一电极202连接。并且可以减少由于第一电极的相对高的电阻率导致的电压降作用。因此，当该发光系统应用于大型发光系统时，可以减少亮度的平面不均匀性。当开口207的大小足够小时，当从光发射侧(换句话说从导光基底侧)观看发光系统时辅助电极的存在可以基本上忽略不计。
在该实施例中，虽然在包含发光物质的层完整地形成之后，使用铝作为掩模对包含发光物质的层做图案，但是可以使用具有开口的掩模制造包含发光物质的层。
此外，图3A-3C图示了使用掩模制造各个包含发光物质的层303和第二电极304的方法。换句话说，在完全形成第一电极302之后，使用掩模制造各个包含发光物质的层303和第二电极304。绝缘膜305、辅助电极306、和开口307可以按照上述方法相同的方式制成。这时，通过将第二电极304的开口做得比包含发光物质的层303的开口大一些，使得第一电极更显然地与第二电极绝缘。
实施例2
参照图4A-4C，本实施例描述了图1A和1B所示的根据本发明的发光系统的生产方法。
透明导电膜(第一电极402)形成于导光基底401上。在该实施例中，玻璃基底被用作导光基底401，ITO被制成第一电极402。
相继制成包含发光物质的层403和第二电极404(图4A)。在该实施例中，铝被制成第二电极404。
此后，通过向导光基底401侧放出激光束制成开口(图4B)。具有足以能够透过玻璃基底403和ITO并被包含发光物质的层403和第二电极404吸收的波长的激光束可用作所述激光束。在该实施例中，使用532nm波长的激光束。532nm波长的激光束可通过利用非线性光学元件将YAG激光、YVO4激光等的主波(1064nm波长)转换为第二谐波。在吸收激光之后，包含发光物质的层和第二电极受热并升华，由此形成开口。在形成开口之后，按照如实施例1相同的方式制造绝缘膜405和辅助电极406，从而第一电极402通过开口407与辅助电极406电连接。
实施例3
参照图6A-6C和图7A-7B，本实施例描述了图5A和5B所示的根据本发明的发光系统的生产方法。
在由柔性材料制成的薄基底601上形成第二电极602、包含发光物质的层603、和第一电极604。在该实施例中，铝被制成第二电极602，在聚酯膜上ITO被制成第一电极604(图6A)。
然后，将基底601、第二电极602、包含发光物质的层603、和第一电极604配备上开口(图6B)。由于基底601是由柔性材料制成的，可通过应用体力容易地形成开口。
氧化硅膜被制成绝缘膜605。通过溅射法或汽相沉积法使用掩模形成氧化硅膜(图6C)。通过使用溅射法或汽相沉积法将氧化硅膜制成经过开口回绕到预定表面的反面。由此，第二电极602更显然地与辅助电极606绝缘。
然后，形成辅助电极606。首先，通过印刷方法在第一电极604侧形成银。这时，通过印刷方法用银填满开口607(图7A)。接下来，在基底601侧上完整地形成银(图7B)。由此，第一电极604与辅助电极606电连接。因而，可以减少由于第一电极的相对高的电阻率导致的电压降作用。因此，当发光系统应用于大型的发光系统时，可以获得具有良好平面亮度均匀性的发光系统。
在该实施例结构中，第一电极ITO与光发射方向上的辅助电极银连接。但是，在开口607足够小的情况下，当从光发射侧(换句话说从第一电极侧)观看发光系统时辅助电极的存在可以基本上忽略不计。
实施例4
参照图8A和8B，本实施例描述了根据本发明的发光系统的整个结构的实例。
图8A和8B分别为本发明发光系统的俯视图和横截面图。本发明发光系统包括基底801、第一电极802、包含发光物质的层803、第二电极804、绝缘膜805、和辅助电极806。第一电极802通过开口807与辅助电极806电连接。发光区域具有多个开口807。此外，第二绝缘膜808形成于发光区域末端，这防止了第一电极802和第二电极804短路。电源终端809各自与第二电极804和辅助电极806连接。然后，发光区域由密封剂810密封。希望的密封剂是传递尽可能少的湿气和氧气的材料，从而防止包含发光物质的层退化。此外，由密封剂包围的内部充满了填料811。惰性气体(氮气、氩气等)可以代替填料填充于由密封剂包围的内部。可以填充与密封剂相同的材料。
虽然图8A和8B各自示例说明了实施例1中所述的结构，但是也可以采用实施例2和实施例3中所述的结构通过相同的密封方式用作发光系统。
实施例5
参照图9和图10A-10C，本实施例描述了使用本发明发光系统的设备的实例。
图9是使用本发明发光系统作为背光的液晶显示设备的实例。图9所示的液晶显示设备包括外壳901、液晶层902、背光903、和外壳904。液晶层902与设备IC905相连。此外，本发明发光系统被用作背光903并且通过终端906供给电流。
通过使用本发明发光系统作为液晶显示设备的背光，可以获得具有良好平面亮度均匀性的背光；因此，提高了液晶显示设备的质量。由于背光可具有大面积，液晶显示设备也可以具有大面积。另外，发光元件是薄的且消耗较少的能量；因此，液晶显示设备也可以是薄的并且消耗较少的能量。
图10A是使用本发明发光系统作为室内照明的实例。本发明发光系统是表面-发射发光系统，并且即使在其具有大面积时，也具有良好的平面亮度均匀性。因此，例如整个天花板可以装备本发明发光系统。不仅天花板而且墙壁、地板、柱子等也可以装备本发明发光系统。另外，由于本发明发光系统是柔性的，该发光系统可安装于弯曲的表面上。并且，该发光系统不仅可以用于室内还可以用于室外，并可以安装于建筑物壁上等作为室外光。
图10B是使用本发明发光系统作为隧道内照明的一个例子。由于本发明发光系统是柔性的，可沿着隧道的弯曲内壁形成发光系统。
图10C是使用本发明发光系统作为内部照明的一个例子。由于本发明发光系统薄而柔韧并且其是表面发射型，其可被加工成如图10B所示的需要的形状。
此外，本发明发光系统还可用于拍摄图像中的照明。在拍摄图像时，当被拍摄者由具有均匀亮度的大面积光照射时，可以获得与自然光照射的被拍摄者所得图像相似的图像。
本申请基于2004年6月3日向日本专利局提交的日本专利申请第2004-166041号，该专利申请地整体内容引入本文作为参考。

Claims (19)

1.一种发光系统，其包括
第一电极；
第二电极；
位于第一电极和第二电极之间的包含发光物质的层；
位于第二电极和包含发光物质的层中的开口；和
通过开口与第一电极连接的第三电极。
2.根据权利要求1的系统，其中从包含发光物质的层中发出的光从第一电极侧发射出去。
3.根据权利要求1的系统，其中第一电极是由透明导电膜形成的。
4.根据权利要求1的系统，其中提供了开口以构成多个开口。
5.根据权利要求1的系统，其中包含发光物质的层具有多个层的层叠结构，所述层各自包含发光物质。
6.发光系统，
第一电极；
第二电极；
位于第一电极和第二电极之间的包含发光物质的层；
位于第二电极和包含发光物质的层中的开口；和
第三电极，其通过开口与第一电极连接且与第二电极绝缘并位于第二电极侧。
7.根据权利要求6的系统，其中从包含发光物质的层中发出的光从第一电极侧发射出去。
8.根据权利要求6的系统，其中第一电极是由透明导电膜形成的。
9.根据权利要求6的系统，其中提供了开口以构成多个开口。
10.根据权利要求6的系统，其中包含发光物质的层具有多个层的层叠结构，其中所述层各自包含发光物质。
11.一种发光系统；
包含透明导电膜的第一电极；
具有第一开口且位于第一电极上面的包含发光物质的层；
具有第二开口且位于第一电极上面的第二电极，第二开口重叠于第一开口上；
位于第二电极上面并具有第三开口的绝缘层，其覆盖了第一开口、第二开口和第二开口的侧面；和
位于绝缘层上面的第三电极，其通过第一到第三开口与第一电极接触。
12.根据权利要求11的系统，其中从包含发光物质的层中发出的光从第一电极侧发射出去。
13.根据权利要求11的系统，其中第一开口的宽度与第二开口的相同。
14.根据权利要求11的系统，其中第一开口与第二开口的宽度彼此不同。
15.根据权利要求11的系统，其中多个第一至第三开口形成于发光区域中。
16.根据权利要求11的系统，其中用于支撑发光系统的基底是柔性基底。
17.一种发光系统，其包括：
第一电极；
第二电极；
位于第一电极和第二电极之间的包含发光物质的层；
以栅格形式位于基底上面的绝缘层，并且该绝缘层含有荧光物质；和
位于绝缘层上面的布线；
其中绝缘层和布线被第一电极覆盖，由此第一电极和布线相互接触。
18.根据权利要求17的系统，其中从基底表面到包含发光物质的层的表面的距离比从基底表面到绝缘层表面的距离短。
19.一种发光系统，其包括：
第一电极；
第二电极；
位于第一电极和第二电极之间的包含发光物质的层；
以栅格形式形成于基底上面的绝缘层，并且该绝缘层含有荧光物质；以及
布线；
其中绝缘层包括凹陷部分和为凹陷部分而设置的开口；和
其中为绝缘层的凹陷部分而设置布线并且该布线通过开口与第一电极连接。
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