TW201044910A - Electroluminescent device and segmented illumination device - Google Patents

Description

201044910 六、發明說明·· 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於電致發光裝置之領域，且更特定言之係關 於有機發光二極體（OLED)裝置，且本發明係關於分段照 明裝置之領域。 【先前技術】 電致發光裝置包括電致發光材料，當一電流通過該電致 發光材料時其能夠發光。用於電致發光裝置的材料可為發 光聚合物或小分子有機物。有機裝置可為（例如）此項技術 中已知的有機發光二極體（〇LED)。為啟動電致發光裝 置，電流係經由安置在電致發光材料之表面的電極而施加 於該電致發光材料。 電致發光裝置（諸如OLED)包括安置於電極之間的電致 發光材料。在施加-合適電壓後，電流自陽極至陰極流過 該電致發光材料。藉由該電致發光材料内側的電洞與電子 之輻射復合（radiative rec〇mbinat〇n)而產生光。 使用有機電致發光材料的電致發光裝置係適於大區域照 明應用’諸如（舉例而言）通用照明。吾人已知使用複數個 電=發光裝置來組成具有—大照明區域的—平鋪區域。 。單電致發光裝置之大小可為若干平方厘米，且一平鋪 區域之大小可為複數個若干平方厘米。該等電致發光裝置 係適於建立平坦直視照明(用於通用照明以及效 圍照明。 舉例而言，對於通用照明 s玄等電致發光裝置具有經配 146367.do, 201044910 置以實現整個電致發光表面上方之光發射之-大致均句八 佈的環狀電極。 77 相比而吕，條形先前技術0LED顯示沿電流方向（尤直曰 南電流時）的一親益古/ 疋 •‘"頁著冗度降低。通常’沿電流方向 OLED之照度變動高於5〇%。 條屯 、 本务明之目的在於提供一種改良電致發光裝置 Ο Ο (尤’、疋種改良〇LED裝置）及一種改良分段照明裝置。 【發明内容】 本發明提供一種如技術方案1之電致發光裝置及一種如 技術方案13之分段照明裝置。附屬申請專利範圍中給出本 發明之若干實施例。 #據本u之右干實施例，提供—種電致發光裝置，其 -有内插於一第一電極層與一第二電極層之間的一第 致發光層。該第一電極層俜3 Ϊ ^ 增你配置在該第一電致發光層之— 第-側上且該第二電極層係配置在該第一電致發光層之第 一側上、亥第-側係與該第-電致發光層之該第-側相 對。該第-電極層及該第二電極層係經配置用於供應電荷 給該電致發光層’亦即該第_電極層構成—陰極且該第二 電極層構成該電致發光襄置之陽極。該第一電極層由一不 透明材料（諸如一金屬）組成，且該第二電極層由-透明材 料、且成0此、玄第—電極層構成該電致發光裝置之透明 導電（TC0)層。例如，該第二電極層可由氧化銦錫στο)組 成。 根據本發明之若干實施例，該第一電㈣由m 146367.doc 201044910 金屬合金組成。 該電致發光裝置進一步包括：—單一第—接觸元件，其 用於使該第一電極層接觸一電荷供應器；及一單一第二接 觸元件’其用於使該第二電極層接觸該電荷供應器。該第 一接觸元件沿該第一電極層之一第_邊緣延伸且該第二接 觸元件沿該第二電極層之一第二邊緣延伸，其中該第一邊 緣及該第二邊緣係相互平行^該第一邊緣及該第二邊緣係 在該電致發光裝置之寬度方向隔開，而該第一接觸元件及 該第二接觸元件沿該電致發光裝置之一長度方向延伸。 該第一電極層具有一第一方塊電阻且該第二電極層具有 一第二方塊電阻，該第一方塊電阻係該第二方塊電阻的 0.1倍至3倍。此與其中不透明陰極之方塊電阻比透明陽極 之高歐姆電阻小若干數量級的先前技術之電致發光裝置形 成對比。出人意料地，一高歐姆陰極（其具有在與陽極相 同的數量級内的一方塊電阻）提供沿電流方向的該電致發 光裝置之冗度之一改良均勻性而不會實質上影響該電致發 光裝置之功率效率。 此尤其有利於期望該電致發光裝置之一均勻亮度及一高 功率效率兩者的照明應用。 根據本發明之一實施例，該第一電極層（即：陰極）之該 第一方塊電阻係該第二電極層（即：陽極）之該第二方塊電 阻的0 · 9倍至1.1倍。最佳地，該第_方塊電阻與該第二方 塊電阻係大體上相等以使沿電流方向的該電致發光裝置之 亮度之均勻性最大化。 146367.doc 201044910 根據本發明之一實施例，該第一方塊電阻及該第二方塊 電阻係在30歐姆至100歐姆的範圍内。例如，該第一方塊 電阻及該第二方塊電阻可為50歐姆或70歐姆。 根據本發明之一實施例，該第一方塊電阻及該第二方塊 電阻係經選擇使得當在正常操作條件下供應電荷給該電致 發光層時，亮度變動（即：該第二電極層之照度變動）低於 60%。

根據本發明之一實施例，該高歐姆第一電極層提供一鎮 流電阻器，使得該電致發光裝置可直接耦合至市電電源而 無需一外部鎮流電阻器。該第一方塊電阻及該第二方塊電 阻係經選擇使得當施加市電電源時，沿該電致發光裝置之 見度方向的該第二電極層上之所得照度變動低於53%或低 於 50% 〇 根據本發明之一實施例，該電致發光裝置呈縱橫比高於 1:2的一條形’即：該電致發光裝置之長度至少兩倍於其 寬度。此尤其有利’因為使用—高歐姆第—電極層的有益 效果對於此等條狀電致發光裝置而言尤其顯著。 "本發明之另—實施例，該電致發光裝置具有一第: 電致發光層及-第三電極層。該第二電致發光層係内插方 。亥第▲電極層與該第三電極層之間，該第—電極層構成择 :一:亥第一電極層構成用於該第二電致發光層的陽極。言 第三電極層由—透明材料組成。製成該第三電極層的透: 材料可與該第二雷# β ^ 电極層之透明材料相同或為另一透明 料。該第三電極層且有 /、有了等冋於s玄弟二方塊電阻的一第二 146367.doc 201044910 方塊電阻。该第一方塊電阻係介於該第三方塊電阻的〇」 L至3彳„之間，較佳的疋介於該第三方塊電阻的〇·9倍至i j 倍之間。最佳地’該第一方塊電阻、該第二方塊電阻及該 第三方塊電阻係大體上等同。 根據本發明之一實施例，該等電極層及該兩個電致發光 層構成自纟正表面及背表面發&的一堆4式電致發光裝 置。 在另怨樣中，本發明係關於一種分段照明裝置，其包 括複數個電致發光裝置。該等電致發光裝置可串聯連接。 該分段照明裝置之所得總電阻構成—鎮流器，使得該分段 知、明裝置可直接連接至市電電源而無需—額外鎮流電阻 °。此尤其有利，因$由於鎮流電阻器所致的I力率消耗係 以一分佈之方式（其涉及所有分段）加以執行。 【實施方式】 參考圖式，以下僅通過舉例來更詳細地描述本發明之若 干實施例。 接著’在下述所有實施例中，相同元件符號用以標示相 同元件。 圖1顯示一電致發光裝置100。該電致發光裝置1〇〇具有 電致發光層102。該電致發光層1〇2可包括發光聚合物或 小分子有機物。特定言《，該電致發光裝置1〇〇可被實施 為一OLED。 4電致發光裝置100具有構成陰極的一第一電極層104。 該電極層104係配置在該電致發光層1〇2之頂側上。一第二 146367.doc 201044910 ' 电極層106係配置在該電致發光層102之相對底側上。該電 極層106構成該電致發光裝置1〇〇之陽極。 該電極層10 4係電接觸一第一接觸元件丨〇 8。該第一接觸 元件108沿該電致發光裝置1〇〇之一第一邊緣11〇延伸進入 »亥黾致發光裝置100之長度方向ηι中。該接觸元件i⑽可 形成該電極層104之一整合部分。較佳地，該接觸元件1〇8 係嵌入該電極層104中。該接觸元件1〇8可由相同於該電極 ❹ 層104的材料組成。該接觸元件1〇8用以接收一輸出電流 112。 該電極層106係電接觸一第二接觸元件114。該第二接觸 元件Η4沿該電致發光裝置100之一第二邊緣us延伸進入 該電致發光裝置1〇〇之長度方向ln中。該接觸元件ιΐ4可 形成。亥電極層1G6之-整合部分。較佳地，該接觸元件丄 係嵌入該電極層1()6中。該接觸元件114可由相同於該電極 層106的材料組成。該接觸元件114用以傳導輸入電流 〇 116。 該等接觸元件108與114在該電致發光裝置1〇〇之寬度方 向118被該電致發光裝置⑽之寬度所隔開。 «致發光裝置Η)〇可配置在一透明基板m(諸如玻璃） 上。 在此處所考慮之實施例中’該電致發光裝置ι〇〇係形成 為具有平行邊緣m與115的_長條。該電致發光裝置1〇〇 具有大於1:2的-縱橫比，亦即該電致發光裝置⑽延伸進 入該長度方向111所沿的長度係至少兩倍於該電致發光裝 I46367.doc 201044910 置100延伸進入該寬度方向118所沿的寬度。 該電極層106係由一透明及導電材料（諸如IT〇)製成的一 透明導電層。該電極層104係不透明且可為反射性以當電 流流過該電致發光裝置使得提供電荷給該電致發光層1〇2 時反射自該電致發光層1 〇 2發出的光。諸如為照明之目 的’自該電致發光層102發出且自該電極層ι〇4反射的光 122係穿過該電極層1〇6及該基板12〇而發出。 該電極層104之方塊電阻具有相同於該電極層ι〇6之方塊 電阻的數量級。因此，該不透明電極層1〇4與該透明電極❹ 層106兩者均具有高歐姆方塊電阻。例如，該電極層1〇4之 方塊電阻係介於該電極層106之方塊電阻的〇丨倍至3倍之 間。較佳地，該電極層104之方塊電阻與該電極層1〇6之方 塊電阻係大體上相等。此與具有一陰極電極層的先前技術 之電致發光裝置形成對比，該陰極電極層具有比陽極電極 層之方塊電阻至少低一個數量級的一方塊電阻。 出人意料地，該高歐姆陰極電極層1〇4有益於減小該電 子裝置100之照度變動（尤其是在用一高電流操作該電子裝 ◎ 置100時）且不會實質影響該電子裝置1〇〇之功率效率。 圖2繪示隨寬度座標χ(其沿寬度方向118(參考圖1}延伸） 變化的流過該電致發光層i 02之電流的電流密度Ic。電流 肌過5玄電致發光層1 〇2以供應電荷給該電致發光層丨〇2。在 邊緣115處時x=〇，在該電致發光裝置1〇〇之邊緣11〇處時 x=l 5 mm ’亦即在此處所考慮之實例中，該電致發光裝置 100具有15 mm之一寬度。已用位置χ=〇處的流過該電致發 146367.doc •10· 201044910 • 光層之最大電流密度Imax來正規化電流密度Ic。 如從圖2中可見，電流I沿寬度方向118自邊緣115至邊緣 110時僅下降30%，此對應於穿過該第二電極層1〇6所發出 的光122之亦為3 0°/〇的一照度變動。此一相對較小照度變 動不能被肉眼察覺，使得由該電致發光裝置1〇〇提供的照 明在該電極層106之整個表面上方呈現均勻。 例如，該電極層104之方塊電阻與該電極層ι〇6之方塊電 ◎ 阻相等且均具有50歐姆之一值。當該電致發光裝置1〇〇係 由0.1 A之一電流I驅動時，由該電致發光裝置1〇〇發出的光 I22之照度在Lmax=272l cd/m2(燭光/平方米 mLmin=1944 cd/m2之間變動，且功率效率為48.7 lm/W(流明/瓦）。 圖3繪示沿該電致發光裝置100之寬度方向118的各自電 壓降。特定言之’圖3繪示陰極電壓vc、陽極電壓”及跨 過該電致發光層102施加的發射層電壓veh該發射層電壓 vel為該陰極電壓vc與該陽極電壓va之間的差值。 Q 歸因於大體上等於該電極層之方塊電阻的該電極層 104之高歐姆方塊電阻，該電致發光裝置ι〇〇具有跨過該電 極層106及該電極層1〇4兩者的一顯著電壓降。當電壓降隨 陰極側上之寬度而增大且隨陽極側上之寬度而減小時，發 生一部分相消。結果為一減小之總電壓降，其中最大電壓 降Δνηιαχ出現在該電致發光裝置100之中心處。由於對稱 性之原因，如果该電極層104及該電極層1〇6之方塊電阻兩 者係相同’則相消為一最大值。 受限於AYmax的減小電壓降意味著根據該電致發光層 146367.doc 11 201044910 102之電流電壓特性而流過該電致發光層102的電流I之一 減小電流變動。因為電流與發光強度之間本質上係成線性 關係，所以光122之發光強度之所得變動亦成比例減小。 圖4顯示一分段照明裝置124，其中該照明裝置124之各 分段均係由一雙堆疊電致發光裝置構成。例如，電致發光 裝置100具有電極層104’、電極層1〇6，及内插於該電極層 104,與該電極層1()6.之間的—電致發光層i〇2t，實際上為如 圖1之電致發光裝置100之情況。 在圖4之實施例中，該電極層1〇4，充當一共用陰極用於 内插於該電極層HH，與一額外電極層13〇，之間的一額外電 發光層128。》亥包極層13〇,可由相同於該電極層⑽，的材 料製成且可具有才目同於該電極層啊及/或該電極層财的 方塊電阻。言亥電極層130,充當用於該電致發光層128，的一 額外陽極。以此方式提供該電致發光裝置ι〇〇，之一雙堆疊 組態。該電致發光裝置，係與構成該照明裝置124之下一 分段的相鄰電致發光裝置1〇〇"串聯連接。 圖5繪示沿該電致發光裝置卿之寬度方向的電壓。如 圖5中所繪示，一電壓降姑借+ μ ' 自彳員在構成該堆疊式電致發光裝 置100”的兩個OLED裝置中间R士欢丄 ^ a 戒置甲同日守發生。圖5顯示當該陰極電 極層104"之方塊電阻盥芎望 / /、等％極笔極層106,，與128"之方塊 電阻係等同時隨X變化的電壓降。 當高歐姆電極層1〇4,，1〇4” ,,^ ，…之所得電阻可作為用於將 该電致發光裝置i 〇 〇直接耦合 帀電电源的一鎮流電阻器 時’該電致發光裝置100之若 <右干貫施例係尤其有利。 146367.doc -12- 201044910 • 例如，當縱橫比係1:1〇時，可藉由選擇70歐姆之一方塊 電阻用於該电極層104及該電極層i 兩者而將14歐姆之一 鎮流電阻整合至該電致發光裝置1〇〇中。 根據本發明之另一實施例，一分段照明裝置之串聯連接 電極層之所得電阻構成一鎮流電阻，使得該鎮流電阻能夠 將該照明裝置直接連接至市電電源而無需一額外鎮流電阻 器。例如，圖4中所示類型之65個分段可串聯連接，如果 0 陽極電極層與陰極電極層之方塊電阻為70歐姆而得出每分 段之總電阻為14歐姆，則此導致91〇歐姆之一總鎮流電 阻。 【圖式簡單說明】 圖1係根據本發明的一電致發光裝置之一實施例之一透 視圖， 圖2係繪示沿圖i之電致發光裝置之寬度方向的正規化電 流變動之一簡圖； 〇 圖3係繪示沿圖1之電致發光裝置之寬度方向的電壓降之 一簡圖； 圖4係根據本發明的一分段照明裝置之一實施例之橫截 面圖，該分段照明裝置具有含個別分段之一雙堆疊組態；及 •圖5係繪示沿圖4之分段照明裝置之若干分段之一者之寬 度方向的電壓降之一簡圖。 【主要元件符號說明】 100 電致發光裝置 100' 電致發光裝置 146367.doc •13· 201044910 100” 電致發光裝置 102 電致發光層 102' 電致發光層 102" 電致發光層 104 電極層 104' 電極層 104" 電極層 106 電極層 106' 電極層 106" 電極層 108 接觸元件 108， 接觸元件 110 邊緣 111 長度方向 112 輸出電流 112" 輸出電流 114 接觸元件 115 邊緣 116 輸入電流 116" 輸入電流 118 寬度方向 120 基板 122 光 124 照明裝置 146367.doc -14- 201044910 128， 電致發光層 130' 電極層

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Claims (1)

1. 201044910 七、申請專利範圍： ι_ 一種電致發光裝置，其包括： 第—電致發光層（102 ; 102,，102”，·），一第一電極 層G〇4，1〇4’，1〇4”，··.）配置在該電致發光層之一第一 側上且一第二電極層（1〇6 ; 106,，106"，…）配置在該電 致發光層之相對於該第一側的一第二側上，該等電極層 用於供應電荷給該電致發光層，該第一電極層由一不透 明材料組成且該第二電極層由一透明材料組成， 一單一第一接觸元件（108)，其用於使該第一電極層接 觸一電荷供應器，及一單一第二接觸元件（114),其用於 使該第二電極層接觸該電荷供應器， 其中5亥第一接觸元件沿該第一電極層之一第一邊緣 (110)延伸’其中該第二接觸元件沿該第二電極層之一第 二邊緣（115)延伸，其中該第一邊緣及該第二邊緣係相互 平行， 該第一電極層具有一第一方塊電阻，且該第二電極層 具有一第二方塊電阻，該第一方塊電阻係該第二方塊電 阻的0.1倍至3倍。 2.如清求項1之電致發光裝置’該第一方塊電阻係該第二 方塊電阻的0.9倍至1.1倍。 3 ·如请求項1或2之電致發光裝置’該第一方塊電阻等於該 第二方塊電阻。 4.如請求項1之電致發光裝置，其中該等電極層構成用於 將該電致發光裝置直接連接至一電源的一電阻鎮流器， 146367.doc 201044910 該第—方塊電阻及該第二方塊電阻較佳的是介於3〇歐姆 至100歐姆之間。 5‘如請求項1之電致發光裝置，該第一方塊電阻及該第二 方塊電阻為50歐姆或70歐姆。 6·如請求項1之電致發光裝置，該第一方塊電阻及該第二 方塊電阻係經選擇使得當供應電荷給該電致發光層時該 第二電極層上之照度變動低於60%。 7. 如凊求項〖之電致發光裝置，該電致發光裝置具有一條 形’該條形具有大於1:2的一縱橫比，其中該第一接觸元 件及该第二接觸元件沿該條形之長度延伸。 8. 如請求項1之電致發光裝置，其進一步包括一第二電致 电光層（128’，128”，…），該第二電致發光層之一第一側 係配置在該第一電極層上且一第三電極層（130'， 130 ，··.）係配置在該第二電致發光層之一第二側上，該 第一包致發光層之該第二側與該第二電致發光層之該第 -側相對’該第三電極層具有一第三方塊電p且，該第一 方塊電阻係該第三方塊電阻的0 · 1倍至3倍。 士 3求項8之電致發光裝置，該第一方塊電阻係該第三 方塊電阻的0.9倍至hl倍。 10.如明求項8或9之電致發光裝置該第一方塊電阻、該第 一方塊電阻及該第三方塊電阻相等。 月求員8或9之電致發光裝置，其係共享一共用電極的 堆叠式裝置（100，，100")。 12 ·如請求項1| 、1之電致發光裝置，其係一 OLED裝置。 146367.doc 201044910 13. —種分段照明裝_置，其包括複數個如前述請求項中任一 項之電致發光裝置（100·，1〇〇"，...）。 I4·如請求項13之分段照明裝置，該等電致發光裝置係以一 串聯連接而電耦合。 I5·如請求項13或I4之分段照明裝置，該等第一電極層 (104，i 04" ’構成用於將該分段照明裝置直接連接至 市電電源的一分佈式鎮流器。 〇

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