CN203055994U - 有机发光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种有机发光装置，包含一第一有机发光二极管单元、一第二有机发光二极管单元以及一光学件。第一有机发光二极管单元与第二有机发光二极管单元连接并形成一内夹角，且第一有机发光二极管单元、第二有机发光二极管单元及光学件形成三角形组合。第一有机发光二极管单元的发光区域及第二有机发光二极管单元的发光区域混合重叠于光学件后形成第三发光区域。第三发光区域发光颜色可由第一有机发光二极管单元的发光区域及第二有机发光二极管单元搭配调整而形成。

Description

有机发光装置

技术领域

一种发光装置，特别是指一种由多个有机发光二极管面板组成混合光而产生新光源的有机发光装置。

背景技术

发光二极管为现代发展快速的照明技术。而有机发光二极管（OrganicLight-Emitting Diode，OLED）为发光二极管产业中重要的一环。早期有机发光二极管如美国核准专利3,172,862号及4,356,429号所揭示，不仅结构复杂、厚度过厚（>1μm）且操作电压过高（>100伏特），因此尚不具有实际应用价值。柯达公司于1987年发表改良的有机发光二极管结构，作法是在两电极间置入小分子有机发光材料。英国剑桥大学于1900年亦开发出高分子发光二极管（Polymer Light Emitting Diode，PLED）。自此之后，由于厂商积极地投入研究，对有机发光层材料特性的掌握及制程技术开发的飞跃性进展，使有机发光二极管的应用逐渐成形。

单重态能阶跃迁（Singlet Excited States）及三重态能阶跃迁（Triplet ExcitedStates）为有机发光二极管里两个重要的发光机制。由单重态回到基态而放光，称之为荧光（Fluorescence），而由三重态回到基态而放光，称之为磷光（Phosphorescence）。此两种不同的跃迁机制，都可因发光材料选择而发出不同波长的光波。由于人类肉眼所视为多重波长所构成的多重颜色，并非纯粹的单一颜色。因此如何利用多波长互相的混合，而能使发光颜色随之调变，为开发有机发光二极管的一重要课题。虽然美国核准专利5,851,063号揭示了一种利用三原色（红、绿、蓝）无机发光二极管混光而产生白光的方法，但是相比于无机发光二极管，有机发光二极管更具有自发光、高亮度、高对比、反应速度快、轻薄可挠曲及结构简单等优点。且由于其为均匀发光的面形光源，因此更适合用于照明或平面显示器。

美国公开专利2008/0284317A1号揭示了一种利用荧光蓝和磷光红/绿混光的方法。在单一有机发光二极管结构中，包含了发出蓝光的荧光层、发出红光的磷光层和发出绿光的磷光层。由于各发光层材料特性的差异，欲使用单一电流/电压源驱动各发光层为一困难的工作。美国核准专利7,935,963号揭示了一种上述结构的改良，将荧光层及磷光层分别置于单一有机发光二极管结构的上半区域及下半区域，上下两区域间以电极隔开，如此令上半区域及下半区域各自可单独接受不同电源，从而使对荧光层及磷光层的发光控制性增加。然而，此种配置虽可解决无法使用单一电源驱动不同发光层的问题，但因其各层仍在同一结构中，因此其配置上将阻挡发光路径而使发光效率无法提高。

实用新型内容

本实用新型的目的在揭示一种有机发光装置。利用一第一有机发光二极管单元发出一第一发光区域，一第二有机发光二极管单元发出一第二发光区域，使第一发光区域及第二发光区域混合重叠于一光学件并透过此光学件产生一第三发光区域。第一发光区域及第二发光区域可视需求选取相同或不同波长光谱。选取相同波长光谱时，可增加第三发光区域的发光强度；选取不同波长光谱时，可自由调配第三发光区域的发光颜色。由于第一有机发光二极管单元及第二有机发光二极管单元具有经过设计的内夹角，使第一发光区域及第二发光区域于光学件混光时可形成加强发光强度均匀的第三发光区域。并且，更可透过对第一有机发光二极管单元及第二有机发光二极管单元各自驱动电压/电流的调变，使第三发光区域于CIE色度坐标上作精确的调控。

本实用新型的一方面在提供一种有机发光装置。有机发光装置包含一第一有机发光二极管单元、一第二有机发光二极管单元以及一光学件。第一有机发光二极管单元与虚拟基准面形成一第一倾斜角并具有一第一发光区域，第二有机发光二极管单元与虚拟基准面形成一第二倾斜角并具有一第二发光区域。第二有机发光二极管单元连接第一有机发光二极管单元，且第一有机发光二极管单元与第二有机发光二极管单元间形成一内夹角。光学件相对应连接第一有机发光二极管单元及第二有机发光二极管单元，其中内夹角朝向光学件。其中，第一发光区域及第二发光区域混合重叠于光学件形成第三发光区域，且第一倾斜角、第二倾斜角及内夹角总和为180度。

根据本实用新型一实施例，第一有机发光二极管单元及第二有机发光二极管单元皆呈平面状，且于第一有机发光二极管单元及第二有机发光二极管单元的一侧分别设有一第一导光装置及一第二导光装置。此外，第一有机发光二极管单元及第二有机发光二极管单元皆分别可由至少一荧光物质、至少一磷光物质或至少一荧光物质及至少一磷光物质混合组成。

根据本实用新型一实施例，第一有机发光二极管单元发光颜色及第二有机发光二极管单元发光颜色可分别为红色、黄色、绿色、蓝色或白色。另外，第一有机发光二极管单元及第二有机发光二极管单元的内夹角介于90度到120度。此外，光学件可呈平面状或曲面状，其材质可呈透明，且可为塑胶或玻璃。

根据本实用新型一实施例，有机发光装置还可包含一第一反射件及一第二反射件。第一反射件相对设于第一有机发光二极管单元及光学件之间；而第二反射件相对设于第二有机发光二极管单元及光学件之间。此外，第一反射件及第二反射件可反射第一有机发光二极管单元及第二有机发光二极管单元的发光光线。

根据本实用新型一实施例，可分别连接至少一程序化控制电路，借以分别调整第一发光区域及第二发光区域。

附图说明

图1绘示本实用新型的有机发光装置的第一实施例结构侧视图；

图2绘示本实用新型的有机发光装置的第二实施例结构侧视图；

图3绘示依据图1中内夹角另一实施例侧视示意图；

图4绘示本实用新型的有机发光装置的第三实施例结构侧视图；

图5绘示本实用新型的有机发光装置的第四实施例结构立体图；

图6绘示依据图1中第一有机发光二极管单元的发光光谱图；

图7绘示依据图1中第二有机发光二极管单元的发光光谱图；

图8绘示依据图1中第二有机发光二极管单元的发光光谱随外加电源功率变化图；

图9绘示依据图1中第一有机发光二极管单元及第二有机发光二极管单元的发光光谱合成图；

图10绘示依据图9中第一有机发光二极管单元及第二有机发光二极管单元混光后的色度坐标变化图；

图11绘示依据图9中第一有机发光二极管单元及第二有机发光二极管单元合成混光后的色温坐标变化图。

【主要元件符号说明】

具体实施方式

为能更叙明本实用新型实施方式，特辅以附图作详细解说。

请参照图1，图1绘示本实用新型的有机发光装置的第一实施例结构侧视图。有机发光装置100包含一第一有机发光二极管单元101、一第二有机发光二极管单元102及一光学件103。第一有机发光二极管单元101及第二有机发光二极管单元102的一侧互相连接并形成一内夹角104。第一有机发光二极管单元101与虚拟基准面形成一第一倾斜角105，而第二有机发光二极管单元102与虚拟基准面形成一第二倾斜角106。第一实施例中，内夹角104为90度。光学件103一侧连接于第一有机发光二极管单元101，另一侧连接于第二有机发光二极管单元102。此时，内夹角104、第一倾斜角105及第二倾斜角106总和为180度，因此第一有机发光二极管单元101、第二有机发光二极管单元102及光学件103形成三角形组合。

第一有机发光二极管单元101及第二有机发光二极管单元102皆为平面状。因此第一有机发光二极管单元101发射的第一发光区域a及第二有机发光二极管单元102发射的第二发光区域b皆为面形光源。由于三角形组合上配置的关系，第一发光区域a在第一倾斜角105处发光强度最强，在第二倾斜角106处发光强度最弱；相反地，第二发光区域b在第一倾斜角105处发光强度最弱，在第二倾斜角106处发光强度最强。借此，若第一发光区域a及第二发光区域b属同一光域，则二者混合重叠于光学件103，能得到发光强度均匀的第三发光区域c。若第一发光区域a及第二发光区域b属不同光域，则需配合可编程电源输入，以加强第三发光区域c合成光的均匀度。

上述的有机发光装置可应用于形成多种色光。由于第一有机发光二极管单元101及第二有机发光二极管单元102可分别连接至少一程序化控制电路（未图示），达到单独控制而不会互相影响，因此对于整个有机发光装置100的发光调整来说具有很高的弹性。举例来说，第一有机发光二极管单元101及第二有机发光二极管单元102可自由选取相同颜色或不同颜色的组合。选取相同颜色时，第一发光区域a及第二发光区域b可通过光学件103的混合重叠，而使发光强度更均匀。选取不同颜色时，第一有机发光二极管单元101及第二有机发光二极管单元102可分别选取由荧光物质、磷光物质或荧光物质与磷光物质混合而发出的各种颜色光线，例如红色、黄色、绿色、蓝色或白色。借此，利用色相学原理，可使两种颜色的光线混合而形成第三种颜色。

请参照图2，图2绘示本实用新型的有机发光装置的第二实施例结构侧视图。本实施例中，有机发光装置200结构与第1实施例类似。第一有机发光二极管单元201及第二有机发光二极管单元202的内夹角204亦为90度。主要差别在于在第一有机发光二极管单元201在面对光学件203的一侧设置第一导光板205；而在第二有机发光二极管单元202在面对光学件203的一侧设置一第二导光板206，借此使第一有机发光二极管单元201及第二有机发光二极管单元202的光萃取效率增加，而使第一发光区域a及第二发光区域b能更为均匀有效地混合重叠于光学件203。

请参照图3，图3绘示依据图1中内夹角另一实施例侧视示意图。如图3所示，为同时达到光线叠合及减小元件体积，内夹角104可增加为120度。如此使元件厚度可以缩小。当第一有机发光二极管单元101及第二有机发光二极管单元102发光颜色皆为白色时，于内夹角104为90度时，可得到相较于原始发光为1.42倍的发光面积；内夹角104为120度时，可得到相较于原始发光为1.73倍的发光面积。

请参照图4，图4绘示本实用新型的有机发光装置的第三实施例结构侧视图。于有机发光二极管装置300中，在第一有机发光二极管单元301、第二有机发光二极管单元302及光学件303形成的三角形组合中，在三角形组合两端分别截断加入第一反射件304及第二反射件305。第一反射件304一端与第一有机发光二极管单元301连接，另一端与光学件303连接。第二反射件305一端与第二有机发光二极管单元302连接，另一端与光学件303连接。如此形成的五角形组合，目的在使第一反射件304反射第一发光区域a及第二发光区域b的光线；而第二反射件305亦可反射第一发光区域a及第二发光区域b的光线。借此，使第一发光区域a及第二发光区域b混合重叠而透过光学件303发出的第三发光区域c更为均匀。

请参照图5，图5绘示本实用新型的有机发光装置的第四实施例结构立体图。本实施例中，除了第一有机发光二极管单元401及第二有机发光二极管单元402之外，另增加一第三有机发光二极管单元404。第一有机发光二极管单元401、第二有机发光二极管单元402、第三有机发光二极管单元404及光学件403形成一四面体组合。第一发光区域a、第二发光区域b及第三发光区域c混合重叠于光学件404而发出第四发光区域d。借此，有机发光装置400于发光颜色上的调配更具弹性，可得到更为精确的配色。本实施例的应用，可再增加有机发光二极管单元数量或配置其他光学元件，例如可于有机发光二极管单元402与光学件403所形成立体结构中，除了有机发光二极管单元401及有机发光二极管单元402之外的其余两截面，设置其他有机发光二极管面板或反射镜，使多个有机发光二极管单元的发光区域混合重叠于一光学件403。多个有机发光二极管单元可分别调整发光波长，使发光颜色于色度坐标上的配色更为精确。同时由于单色有机发光二极管面板制程较混色面板更为简易，因此就发光系统而言，每单位输入功率相对应的造价更为低廉。

请参照图6及图7。图6绘示依据图1中第一有机发光二极管单元的发光光谱图，图7绘示依据图1中第二有机发光二极管单元的发光光谱图。于图1所示的有机发光装置100中，若欲使第三发光区域c为白光，可令第一有机发光二极管单元101及第二有机发光二极管单元102皆为白色，或于色度坐标图（CIE Chart）上选取互补色。本实施例中，选取第一有机发光二极管单元101由荧光物质组成且发出蓝色光；而第二有机发光二极管单元102由磷光物质组成且发出黄色光。为使混色结果更精确。本实施例中的第一有机发光二极管单元101是选取色度坐标值为x=0.144，y=0.161的蓝色有机发光二极管。第二有机发光二极管单元102是选取色度坐标值为x平均=0.484，y平均=0.502的黄色有机发光二极管。

请参照图8，图8绘示依据图1中第二有机发光二极管单元的发光光谱随外加电源功率变化图。本实用新型的有机发光装置100的一特点为第一有机发光二极管单元101及第二有机发光二极管单元102可分别独自调整发光亮度、发光波长等参数。图8中，A′、B′、C′及D′分别代表第二有机发光二极管单元102的黄色发光光谱于外加电源功率为100%、80%、60%及40%时的变化。由第8图可知，第二有机发光二极管单元102的发光光谱，其发光强度随外加电源的功率降低而递减，但其峰值对应到的波长并不随外加电源的功率有所变化。因此就调色的控制性来说，其具有易于控制的优点。

请参照图9，图9绘示依据图1中第一有机发光二极管单元及第二有机发光二极管单元发光光谱合成图。图9中，A、B、C及D分别对应到第一有机发光二极管单元101的蓝色发光光谱及第二有机发光二极管单元102的黄色发光光谱叠合的变化。本实施例中，第一有机发光二极管单元101使用的外加电源功率为100%。再搭配第二有机发光二极管单元102于外加电源功率为100%、80%、60%及40%时的变化，而分别呈现于A、B、C及D曲线。

请参照图10，图10绘示依据图9中第一有机发光二极管单元及第二有机发光二极管单元混光后的色度坐标变化图。图10中，第二有机发光二极管单元102的黄色发光光谱于外加电源功率分别为100%、80%、60%及40%时，对应到的色度坐标分别为x=0.487，y=0.507；x=0.484，y=0.503；x=0.484，y=0.501以及x=0.481，y=0.498。而第一有机发光二极管单元的蓝色发光光谱于外加电源功率为100%时，对应到的色度坐标为x=0.144，y=0.161。通过理论计算可得到于色度坐标上四个不同条件A、B、C及D形成的相对应位置关系。其中，条件B于色度坐标上的位置非常趋近于色度坐标上纯白光的位置。此显示于本实用新型的一实施例中，可通过于有机发光装置结构上及调光方法的改良，得到于色度坐标上标准的白色光源。

请参照图11，图11绘示依据图9中第一有机发光二极管单元及第二有机发光二极管单元合成混光后的色温坐标变化图。条件A、B、C及D四个混光条件所形成的色温曲线，非常接近于理论的Plankian Locus曲线，尤其与标准昼光光源曲线Daylight line更加吻合。此显示本实用新型的有机发光装置所配置的白光光源，不但具备较广阔的色温。同时也具备优良的演色性（colorrendering index）。

综合以上，本实用新型提供一种有机发光装置及调光方法。相较于已知结构，本实用新型的有机发光装置于光线的配置上具有更好的弹性，且能得到更精确的控制。并且通过结构的改良，使本实用新型的有机发光装置发光效率高、造价低，合格率高，更适合产业量产需求。

Claims (16)

1.一种有机发光装置，其特征在于，包含： 

一第一有机发光二极管单元，该第一有机发光二极管单元与一虚拟基准面形成一第一倾斜角并具有一第一发光区域； 

一第二有机发光二极管单元，该第二有机发光二极管单元与该虚拟基准面形成一第二倾斜角并具有一第二发光区域，其中该第二有机发光二极管单元连接该第一有机发光二极管单元，且该第一有机发光二极管单元与该第二有机发光二极管单元间形成一内夹角；以及 

一光学件，相对应连接该第一有机发光二极管单元及该第二有机发光二极管单元，其中该内夹角朝向该光学件； 

其中，该第一发光区域及该第二发光区域混合重叠于该光学件形成第三发光区域，且该第一倾斜角、该第二倾斜角及该内夹角总和为180度。 

2.根据权利要求1的有机发光装置，其特征在于，该第一有机发光二极管单元呈平面状。 

3.根据权利要求1的有机发光装置，其特征在于，还包含： 

一第一导光装置，设于该第一有机发光二极管单元的一侧。 

4.根据权利要求1的有机发光装置，其特征在于，该第二有机发光二极管单元呈平面状。 

5.根据权利要求1的有机发光装置，其特征在于，还包含： 

一第二导光装置，设于该第二有机发光二极管单元的一侧。 

6.根据权利要求1的有机发光装置，其特征在于，该第一有机发光二极管单元发光颜色为红色、黄色、绿色、蓝色或白色。 

7.根据权利要求1的有机发光装置，其特征在于，该第二有机发光二极 管单元发光颜色为红色、黄色、绿色、蓝色或白色。 

8.根据权利要求1的有机发光装置，其特征在于，该第三发光区域发光颜色为红色、黄色、绿色、蓝色、白色或前述任两者的混合。 

9.根据权利要求1的有机发光装置，其特征在于，该内夹角介于90度到120度。 

10.根据权利要求1的有机发光装置，其特征在于，该光学件呈透明。 

11.根据权利要求10的有机发光装置，其特征在于，该光学件材质为玻璃或塑胶。 

12.根据权利要求1的有机发光装置，其特征在于，该光学件呈平面状或曲面状。 

13.根据权利要求1的有机发光装置，其特征在于，还包含： 

一第一反射件，相对设于该第一有机发光二极管单元及该光学件之间；以及 

一第二反射件，相对设于该第二有机发光二极管单元及该光学件之间。 

14.根据权利要求13的有机发光装置，其特征在于，该第一反射件反射该第一有机发光二极管单元及该第二有机发光二极管单元的发光光线。 

15.根据权利要求13的有机发光装置，其特征在于，该第二反射件反射该第一有机发光二极管单元及该第二有机发光二极管单元的发光光线。 

16.根据权利要求1的有机发光装置，其特征在于，该第一有机发光二极管单元及该第二有机发光二极管单元可分别连接至少一程序化控制电路，借以分别调整该第一发光区域及该第二发光区域。 

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