TW200907226A - Light emitting device - Google Patents

Description

200907226 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種發光裝置，其包括一基板之一層堆最 體層堆疊，其具有一基層、一第一電極層及—第：電： 層，其中一有機發光層被失在該第一及第二電極層之間， 該有機發光層發出一人工光。 【先前技術】 為在-房間内製造-種宜人氛圍，需要大面積照明裝 (' 置。現今經常使用氣體放電燈來產生一單色光，照亮該房 間之大部分。然而’眾所周知的錢體放電燈高價低效。 為克服這個缺點，恰當的係使用有機發光二極體 (OLED)。該0LED之優點為其可能係低價高效之單色光 源。有機發光裝置（材料及結構）在該技術中已知，例如揭 示於勒2005/053053八！中，為了所有目的，其揭示内容 以引用之方式併入本文中。 ( 但是，〇LED都具有一全視角（lamberic)特徵，因此光在 $有方向中平均延伸。其缺點為OLED在以大面積照明裝 置使用時將會產生眩光。現今之〇LED能達到眩光通量， ，所發出之人工光將使進入一房間，被一 〇LED照射之人的 雙眼失明。 在1^2005/0259〗98 A1中揭示了一種用於一具有一背光 源之系統的準直裝置及半透反射器。該準直裝置具有—錐 形截面並被嵌入一覆蓋一 〇LED之基板的光學元件層。此 光學7L件層之目的係為減少該光的已知角分佈及增加峰值 129611.doc 200907226 強度。然而’如果該OLED以一大面積照明裝置而被使 用’被顯示之微結構將不能避免產生眩光。 【發明内容】 本發明之目的係為消除上述之缺點。詳言之，本發明之 一目的係為提供一種能夠照亮大面積而不產生眩&光之 OLED。 該目的藉由一種如本發明之請求項1所教授之發光裝置 而被達到。δ亥發光裝置之有利實施例被界定於該等子請求 項中。 °〆 為達到本發明之該目的，該基層之至少一部分被—遮蔽 結構覆蓋，其中該遮蔽結構包括複數個薄片元件，該等薄 片元件從該層堆疊體以該#薄片元件將該人工光導出該發 光裝置之方式呈片狀延伸。 " 本發明之主導思維係使用微小的薄片元件圍住並引導由 °亥〇LED發出的周圍光線°因此，該〇led之m通量被管 乏化以“?、射一點或一區域。另外，因為該遮蔽結構之微小 尺寸，一個看著該照明裝置的人將無法直視該發光層。因 此°亥等薄片元件將避免該人工光眩目地照射該人。 勺該被描述之發光裝置源於— OLED。此單色大面積光源 V —個用於產生該人工光的層。此外，該〇LED還 可L括起承載物作用且可由玻璃或有機材料或非透射材 料々金屬 '冶製成的基板層。在此基板上通常應用一透明氧 化銦錫（IT〇)薄層，形成該第一電極層。此外，有機發光 極體由—薄層之有機物質組A ’該層厚度為大約5到500 129611.doc 200907226 奈米。該OLED由一層金屬均勻 二電極層，而該金屬層严 例如鋁’形成該第 葡曰尤/子度為大太 層之厚度。此厚度之鋁起00不未或例如該ITO m起-鏡之作用，因此發射光 過該透明IT0第一電極声 先八此穿 下，術語，，有機發光層，，句令知明泛不 層&括種有機材料及-元素之軍一 層，及包括有機及無機材料之多個層之構造。- 在本發明之背景下，術語，，基層”不應與術語”基板" 淆，"基板··通常被用於QLED之描^作為於其上佈置二 等電極及/或有機層的層。在本發明之意義下，該基層^ 為但不必為該基板。舉例來說，如果使用一人工光瘦由該 基板而離開該有機發光層之底部發光〇咖，則基層及基 板應為-致。在使用一頂部〇咖之情況中，該基二“ 為在一該等電離層之上的該鍍板。在上述兩個情況中，該 基層永遠係該〇LED之外層，在該有機發光層中產生之 人工光經由該外層離開該0LED。 在一較佳實施例中，該遮蔽結構被連接至該基層。此安 排達成兩個目的。一方面’該人工光被該等薄片元件引 導’因此將不會出現耀眼眩光。另一方面，該遮蔽結構起 類似一冷卻網之作用’消散該0LED發出之熱度。為達到 該第二個目的，須在該〇LED及該遮蔽結構之間建立一機 械接觸。该連接可藉由達成在該遮蔽結構及該基層之間之 一熱接觸的不同方法而完成，其中該連接包括一高導熱 率。舉例來說，此連接可藉由將該遮蔽結構黏接或焊接至 該基層而達成。特別係雷射焊接，抗阻焊接或電子束焊接 129611.doc 200907226 被證明係有利的。除了此種合併方式’該遮蔽結構可藉由 薄膜沉積技術製造’例如離子束沉積、電子束沉積、化學 氣相沉積及直流（galvanic)沉積。 在另一實施例中，該遮蔽結構及該基層為單片件（〇ne_ piece)。此實施例具有在該基層及該遮蔽結構之間沒有交 叉點之有利之處，從而阻礙該熱流。因為該基層須透光， 其可由玻璃製成。該遮蔽結構可由此玻璃層研磨出。如果 一聚合材料被使用於該基層，該整體遮蔽結構/基層可在 鑄造過程中被製造。此類型之製造方法造價低廉，且更適 於大量製造該等發光裝置之情況。在該禱造之後，該遮蔽 結構之該等薄片元件可被鍍上一金屬表面以達到該人工光 之理想反射。 在另-實施例中該遮蔽結構包括一安裝構件，該等薄片 元件被連接至該安裝構件。該安裝構件可為一框狀結構， 该連接可藉由螺釘、夾子或插塞而達成。所有這些所列出 之連接方式使該等薄片元件及該安裝構件之間為一可移除 連接。這使一使用者能替換一損壞的薄片元件而不需改變 該整個遮蔽結構。此外，依據該發光裝置之使用，該等薄 片元件之位置可被改變。 如果該發光裝置#當作一覆蓋一天花板之大部分的吊頂 燈使用，因為設計原因，跨越該房間之完整長度的各個薄 月元件被製成一體係合適的。現今製造之〇LED的尺寸為 50x50釐米範圍内，在另一較佳實施例中該安裝構件具有 -框狀支撐構件’嵌入物如〇LED被钱入其中。藉由使用 129611.doc 200907226 此類型之安裝構件，單_〇LED之—交換係可行的。此 外…裝構件及，或遮蔽結構可具有複數個連接頭，該 等0⑽被附接至該等連接頭。然後所有連接頭可被連接 至一早個驅動器及雷六、V5。，+ -Γ 3夂罨力源。廷可簡化所有〇LED至一個電 源的連接。

該等薄片元件之功能為將該人工光導出該發光裝置因此 可避免眩目眩光。為達到這個㈣，該等薄^件擁有一 片狀尨構’其長度長於高度且寬度較小。最後提到的寬度 係重要的’因為该等薄片元件遮蔽被該有機發光層發射出 之該人工光。依據使用之類型’㈣薄片元件之不同的尺 寸係有利&。所以該等薄片元件可包括一在〇5毫米及5〇 毫米之間的高度，較佳地為在10毫米及30毫米之間。如果 被安裝為平行於一房間之側壁，則具有20毫米及50毫米之 一间度的薄片TL件係有利的。所以，一傾斜地看著安裝於 該天花板下的該發光裝置的人將不能直視該發光層。因 此本發明之目的達成。另—方面，如果該發光裝置被當 作一聚光燈使用（例如用於照射一桌子），包括一在1〇毫米 及30毫米之間的厚度之薄片元件被證明係有效的。如果兩 個薄片元件之間的距離被減小，該等薄片元件從〇·5毫米 及1 〇笔米之咼度的進一步減小係恰當的。所以，一覆蓋該 基層之微網柵被建立而因此不會產生眩光。該等薄片元件 之寬度（在到該基層的該連接點測量）可在0.5毫米及丨〇毫米 之間’較佳的為1毫米及5毫米。如上所述，該薄片元件遮 蔽該有機發光層之部分。因此，在一方面一較小基部區域 1296U.doc 200907226 方面，須建立一足夠的機械穩定性。 述範圍内之寬度係有利的。依據使用 係合適的，但在另一 如測量所顯示，在上 之類型’該等薄片元件之長度可多樣化。最常見的係，一 薄片元件之長度將在5髮米及細羞米之間，更加的為_ 米及100釐米之間，最佳的為在20釐米及50釐米之間。在 此尺寸中之薄片元件易於製造並擁有理想的機械穩定性

§亥薄片之該基部區域可具有反射性，可鍍上—反射材料 或由一反射材料（如金屬）製成以反射該OLED之光線以便 藉由該OLED之一鄰近透射區域而被外結合。 該等薄片元件起一種光導之作用，將照射至該薄片元件 表面之該等光線反射。由於此原因，該薄片元件之該外部 形式對該人工光的引導來說係決定性的。如果該發光裝置 之一被該等薄片元件圍住的區域發揮一聚光燈之作用，則 該等薄片元件之截面須有別於該發光裝置被用於區域照明 日寸的那些薄片元件。因此，在另一較佳實施例中，該等薄 片几件擁有至少一個以下之該等截面：三角形，矩形，平 行四邊形，弧形，波形，多邊形或梯形。如測試所顯示， 具有矩形截面之薄片元件易於建造及安裝於該安裝構件 中。相比之下，具有弧形或多邊形截面之薄片元件有利於 聚集6亥人工光，因為反射角度因該薄片元件之高度而改 變0 在另一較佳實施例中各個薄片元件具有一平面或波狀表 面。若需要一光譜反射，該薄片元件之該表面應為平面， 因此該光線之波傳播只依賴於該光線照射該薄片元件之該 1296Il.doc 200907226 表面的入射角。因此’一平面表面主要用於形成—聚光燈 之發光裝置。為減少該人工光藉由該等薄片元件的聚集， 亦可使用波狀表面。在此情況中照射該粗糙或粒狀表面之 光線的反射係漫射的。這種類型之表面尤其有利於該發光 裝置被當作一照亮一房間之一整面牆的洗牆燈而被使用之 情況。 已提及該等薄片元件可被用 C. ㈡此，該等薄片 元件應具有一良好的導熱率。適用於該等薄片元件之較佳 材料為銅，鋁，錫，鋼或不銹鋼。在任何情況中， 路寻缚 片元件應具有一大於50 W/(mK)之導熱率，更佳的為大於 1〇〇 W/(mK)。金屬及過渡金屬如銀，鎢，鉬，鉻及類似係 合適的。這些金屬之組合及合金亦係適用的。如果該發光 裝置之熱量ϋ由其财式被消|，該薄“件亦可由聚合 物製成。那種材料具有輕量，廉價，易於製造之優點。因 此，聚合薄片元件適用於所有那些該遮蔽結構之重量很重 要之情況。為達到該理想反射及引導該光線，該聚合遮蔽 結構可被覆蓋一金屬表面，產生一反射表面。 如果該發光裴置被安裝於一房間之該天花板，則該等薄 片兀件可卩冑均勻方式排列以產生-均勻照明。因此， 田的係將該等4片元件放置於平行線，t蓋該基層。在 另一較佳實施例中，該笨铕 茨寺潯片兀件以至少—個該等以下方 式被排列於該基層上乃 ::在：導中各個排列方式具有其自身的優點。該房間： 洛’彎曲或其他結構亦可迫使薄片元件以該等列出方式 129611 .doc 200907226 之-而被安裝。測量顯示這是有利的，如“ 以六角形方式被排列於該基層上’則該等薄;:片7^件 蜂巢結構。因為藉由使用一蜂巢結構該二 =成-致。由於該〇LED在各個方向中發射該人先才曰向更一 構將更敏銳地為該人工 先，該蜂巢結 眼眩光有賦向令防止產生耀 人工光將以-高效方式反射。 牛名二角形狀’該 其Ϊ另—較佳實施例中該等薄片元件被排列於-相對於該 基:：特㈣’因此該人工光被導入某-方向：實 =各個缚片元件之角度依賴於照射目標之位置及照明 :二Γ置。光強度，減少之眩光及至該照射目標之距離 之間的良好結合導致其為—在2G。及7G。之間的角度，更佳 的係30。及60。夕P弓 a .. >. 及6〇之間’最佳為40。及5〇。之間。尤其係最後提 到之距離’如果該發光裝置被安裝於該天花板底下，其保 證對一在眼睛高度内結合該發光農置離牆壁之理想距離的 照射目標的照明。 在另一較佳實施例中該等薄片元件之該角度可有一關於 它們在該發光裝置上之位置的漸變。舉例來說，如果該發 光裝置覆蓋一牆壁天花板，定位靠近該天花板外邊界之該 等溥片7L件具有一與定位於該桌子之上或在該房間中間的 那些薄片元件不同的角度可為適當的。所以，在一側該遮 蔽結構可被調整以形成一照亮該桌子的聚光燈，而其他薄 片元件被安排以照亮一整面牆壁。 上述發光裝置，被申請元件及根據被描述之該等實施例 129611.doc 13 200907226 中之該發明而被使用之元件’不受制於任何關於尺寸，形 狀，材料選擇之特殊例夕卜。相關領域中熟知的技術概念可 被不受限制地運用。本發明目的之附加細節，特徵及優點 被揭不於該等子請求項中，如下各個圖式之描述-僅為一 不例性態樣-顯示根據本發明之該發光裝置的較佳實施 例。 、 【實施方式】 在圖1中顯不一發光裝晉〗〇夕 -fcU -y- %元眾置10之一载面。該發光裝置1〇包 基板之層堆疊㈣。在被顯示之實施例中，該發 ^之基部藉由—基層Μ而被建造，為—玻璃或聚合 物基板。在此基層2〇之上佈置有一第—電極層Μ。在此第 電=層之上一有機發光層％及一第二電極層侧皮彼此疊 二除了該基層20’該等三個被列出之層3〇,4〇,5〇都包 一小於500奈米之尺寸’較佳的為⑽奈米及細夺米之 ^若運用-從該第二電極層啊向該第_電極層％ :::該有機發光層5〇藉由電極及該有機材料中之孔的重 、且口而發出-人工光51。在所顯示之實施例中，該第二 :極層4〇係由產生-種鏡子之作用的銘製成。因此該人： :堇=該透明第一電極層3。及該基層2。而發射出來。 種於^中之該層堆疊體15形成一底部發光〇咖。這 種發光裝置啊製成較大尺寸以便安裝於_房間之= 照明之天花板下。因為〇LE 、〒 糾在所有方向中均以伸。/人^=㈣徵’該人工 ,^ 甲結合该被發射出之人工 的南強度，其將產生耀眼 人先5! ^為避免此眩光被顯示之 12961I.doc 14 200907226 發光裝置1 0包括一遮蔽結構60。該遮蔽結構6〇至少覆蓋該 基層20之部分且包括複數個薄片元件70。該等薄片元件70 伙Α層堆疊體以該等薄片元件7 〇將該人工光5 1導出該發光 裝置10之方式呈片狀延伸。 圖1中顯示之該發光裝置10擁有兩個不同類型之遮蔽結 構60，60'。各個該等遮蔽結構60，6〇,覆蓋基層之一部 为。該遮蔽結構6 0擁有三個薄片元件7 〇，從該層堆疊體j 5 大出並引導該人工光5 1。該人工光5丨經由該基層2〇離開該 層堆疊體15。該等薄片元件70發揮一種鏡子之功能，圍住 一光導。如果該人工光5 1之部分射向該等薄片元件7〇之該 表面71，其將被放射並因此而被聚集。此外，從一旁邊位 置看著該發光裝置1 0之人將無法直視該發光層5〇 ^因此被 揭示之該遮蔽元件60防止眩光產生。 在被顯示之該實施例中該遮蔽結構6〇包括一安裝構件 65,該等薄片元件70被連接至此。另外，該遮蔽構件⑼被 連接至該基層，使該遮蔽構件60可做為一冷卻結構。在該 有機發光層15中產生之熱量可經由該等薄片元件7〇而消 散。較佳地係，該等薄片元件70被粘接或焊接於該基層汕 或該遮蔽結構60之上且該基層2〇為單片件。在被列出之兩 個實施例中，該層堆疊體15及該遮蔽結構6〇之間達成一種 擁有一高導熱率之直接機械接觸。 在所顯示之實施例中，該等薄片元件7〇具有一三角形載 面。與此對比，亦顯示於圖i中之該等薄片元件7〇，具有一 弧形截面。其優點為反射之角度隨著到該基層2〇之距離而 129611.doc 200907226 不斷改變。這產生一更加聚集之人工光51，尤其適宜於該 發光裝置H)被當作-照明—張桌子之辦公燈來使用之情 況。 如果該發光裝置10被安裝於一天花板之下但要照明一側 土則以-關於该基層20之特定角度75排列該等薄片元件 係有利的，如圖2所示。該等薄片元件7〇之該傾斜排列方 式導致該人X光51之-斜向引導。該等薄片元件7〇之該角 度75-方面取決於該發光裝置之位置，另一方面依賴於照 :目標之位置。因此，恰當的係，覆蓋一整個房間之該天 花板的該等薄片元件7〇之角度可隨到該等側壁之距離而漸 變°所以’定位於該房間中之該等薄^件可具有一垂直 排列方式’而位於該等側壁附近之該等薄片㈣可被排列 於該角度75下。在圖2中該等薄片元件擁有一矩形截面。 為獲得-更加㈣之人工光51 ’該等薄片元件亦可具有一 波狀截面’或者’如果使用一矩形或梯形截面，其本身之 表面可為波狀。其結果係該人工光不被聚集而被分散。如 果被使用以獲得一點狀照明裝置，則該等薄片元件之該角 度二可具有—，及45。之間之值。如果該照明裝置被使用 以照明大面積側壁’則在45。及70。範圍内之角度更為理 想。 ·’’、 為防止產生眩光’亦為了達到均勾散熱，有利的係以一 均句方式排列該等薄片元件。一種此類型之排列方式被顯 不於圖3中。該等薄片元件7〇係以一直線形方式排列，其 長度73大約等於該基層2()之該長度。現今沉邱可被製成 129611.doc *16· 200907226 5〇X50髮米之一尺寸。因此’有利的係該等薄片元件70包 括-在蹭米及灣米之間之長度’較佳的為5着米及5〇 麓米之間。因為其宏觀尺寸，該等薄片元件7〇覆蓋該基層 之一部分並因此遮蔽有該發光層5〇發出之該人工光“。因 此，該等薄片元件70包括一儘可能窄之寬度以係合適的。 測量顯示在0.5毫米及10毫米之間’較佳的為】毫米及5毫 米^間之-寬度74結合了最佳機械穩定性及該發光裝置⑺ 之最低遮蔽。該㈣片元件7G之該高度72(如圖丨所示）取決 於使用類型。在0.5毫米至5G毫米距離内之不同高度叫皮 證明係有利的。該等薄片元件7〇之該高度72及該寬度叫目 應於兩個薄片元件7G之間之距離。如果該高度叫皮降低， 則須排列更多薄片元件於該發光裝置1〇上，以達成該人工 光51之理想引導及避免眩光。 圖4顯示該發光裝置10之另一有利實施例。該等薄片元 件70以-正方形方式排列，在所有方向中避免眩光。該遮 蔽結構可被製成單片件或由夾在一起之薄片元件7〇構 成。該遮蔽結構60之尺寸經調整以適應該基層2〇之尺寸。 如圖所示’該層堆疊體15被安裝於—框架構件⑽中，該 構件1〇〇被使用於將該發光裝置1G安裝於—天花板或一牆 壁。該框架構件100亦可包括一電流及電壓源，一驅動器 及其匕所而之電子設備以驅動該發光裝置丨〇。此外，該框 架構件1 00可擁有一連接頭，該連接頭嵌合未顯示之另一 極架構件1G0之—插塞’因此該發光裝置⑺之框架構件⑽ 之陣列可分別彼此連接。除了所顯示之排列方式，該等 129611.doc -17- 200907226 薄片7L件70亦可以一三角形，五角形或八角形方式定位。 如圖5所示’亦可使用六角形方式。 圖5中該等薄片元件70以六角形方式排列，因此形成— 蜂巢結構。此蜂巢結構料致該人卫光以―精確方向， 並在所有方向中防止眩光m巢之該直徑可被減 小至1強可視尺寸。結合-在觀察毫米範圍内之較小高 度72及寬度74 ’所達成之遮蔽結構6()將被揭示之防止眩光 之效果與一勉強可視結構結合。 【圖式簡單說明】 圖1顯示一發光裝置之一截面， 圖2顯不一層堆疊體之一截面及該發光裝置之複數個薄 片元件， ' 圖3顯示一具有一直線形遮蔽結構之該發光裝置， 圖4顯示一具有一正方形遮蔽結構之該發光裝置，及 圖5顯示一具有被排列以形成一蜂巢結構之薄片元件的 該發光裝置。 【主要元件符號說明】 10 發光裝置 15 層堆疊體 20 基層 30 第一電極層 40 第二電極層 50 有機發光層 51 夂工光 129611.doc 200907226 60 遮蔽結構 60' 遮蔽結構 65 安裝構件 70 薄片元件 70， 薄片元件 71 表面 72 南度 73 長度 74 寬度 75 角度 100 框架構件 129611.doc

Claims (1)

1. 200907226 十、申請專利範圍： 一種發光衮置（10)，其包括一基板之一層堆疊體（丨5)， 該層堆疊體具有一基層（20)、一第一電極層（3〇)及一第 二電極層（40)，其中 一有機發光層（50)被夹在該第一電極層（3〇)及第二電極 層（40)之間， 該有機發光層（50)發出一人工光（51)， 其特徵為： 。亥基層（20)之至少一部分被一遮蔽結構（6〇)覆蓋，其中 。亥遮蔽結構（60)包括複數個薄片元件（7〇 , 7〇|)，該等薄 片疋件（70，70’）從該層堆疊體以該等薄片元件（7()， )將該人工光（51)導出該發光裝置（1〇)之方式呈片狀延 伸。 2. 根據請求項1之發光裝置（10)， 其特效為該遮蔽結構被連接至該基層（2〇)，較佳地 為該遮蔽結構（6〇)及該基層（20)為單片件。 3. 根據請求項2之發光裝置（1 〇) ’ ^特徵為忒遮蔽結構（6〇)被粘接及/或濺鍍及/或蒸鍍及/ 或烊接於該基層（20)上。 4. 根據前述請求項中任一項之發光裝置（1〇)， 5. $特徵為該遮蔽結構（60)包括—安裝構件（65)，及該等 “元件（7〇，70’）被連接至該安裝構件（65)。 根據W述請求項中任一項之發光裝置（1〇)， 其特徵為該等薄片元件(70，70,)具有至少一個如下截 129611.doc 200907226 、弧形、波形、多邊形 面：三角形、矩形、平行四邊形 或梯形。 6·根據前述請求項中任一項之發光褒置（1〇)， 其特徵為各個薄片元件(7〇’7〇，)具有一平面或— 面（71)。 7.根據前述請求項中任一項之發光裝置〇〇)， 其特徵為該等薄片元件（7()，7()1)擁有—反射表面⑺）， 較佳地為該等薄片元件(7〇, 70，)包括-導熱率大於50 W/(mK)的材料，更佳地為大於1〇〇銜(抓）。 8·根據前述請求項中任—項之發光裝置（1〇)， 其特徵為該等薄片元件（7G，7G，)係以—均勾方式排列。 9·根據前述請求項中任一項之發光裝置（10)， 其特徵為該等薄片元件（7G ’ 7(),)以至少—種如下方式排 列於該基層（2G)上：三㈣、正方形、五㈣、或八角 形。 10·根據請求項1至8中任一項之發光裝置（1〇)， 其特徵為該等薄片元件(7〇, 7〇,)以一種六角形方式排列 於該基層(20)上，以使該等薄片元件(7〇，7〇,)形成一蜂 巢結構。 11 ·根據前述請求項中任一項之發光裝置（丨〇)， 其特徵為各個薄片元件（70，70，）以一相對該基層（2〇)之 特定角度（75)排列，較佳地係該角度（75)擁有一在2〇。及 7 〇。之間的值，更佳地传3 0。及60。$ PS， 又丨土奶诉川及ου之間，取佳為4〇。及5〇。 之間。 129611.doc