TWI381769B - 磚塊狀平坦面板發光系統 - Google Patents

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Description

磚塊狀平坦面板發光系統
本發明係關於平坦面板光源，且更特定言之，本發明係關於用以電連接複數個平坦面板光源之結構。
平坦面板光源為新技術且遭受到阻礙其用於商業產品中之眾多限制。舉例而言，當前製造技術由於管理缺陷中之問題而限制了經濟地生產大面板的能力。製造及庫存管理問題亦導致可用之平坦面板光尺寸之種類的限制。缺少足夠可撓性阻障及基板材料引入了另一限制。此限制之後果在於不能容易地製造出可適合不同特殊形狀之燈管。
與現有可購得之諸如白熾及螢光燈泡的發光源(其具有用於插口及基座之經良好建立之標準)不同，平坦面板光源無用於連接至電源的廣泛接受之構件。美國專利6,565,231提供於平坦面板光源上包含一插口及接點之系統的首次描述。此系統之限制之處在於：其提供平坦面板光源之極窄範圍的可能之組態。
因此需要一平坦面板發光裝置之改良設計以提供藉由具有大面板、多種尺寸之面板及可形成為多種形狀之面板加以提供的設計可撓性。
根據一實施例，本發明係針對於一種用於磚塊狀平坦面板發光系統中之平坦面板發光單元，該單元包含一發光區域及至少兩對第一及第二電接點(其對於該單元而言為外部可觸及的)，其中該等對之第一電接點電連接於該單元內，該等對之第二電接點電連接於該單元內，且該發光區域係電連接至該等已連接之第一接點及電連接至該等已連接之第二接點。根據一進一步實施例，本發明係針對於一種磚塊狀平坦面板發光系統，其包含複數個此等平坦面板發光單元，其中每一單元具有預定尺寸及形狀且其中該等複數個單元經由位於每一單元之一或多個相鄰邊緣處之外部可觸及之第一及第二電接點而得以電互連。在另一實施例中，本發明係針對於一種包含複數個平坦面板發光單元之磚塊狀平坦面板發光系統，其中每一單元具有預定尺寸及形狀且其中至少兩個該等平坦面板發光單元包含控制器，其中該等複數個單元係經由位於每一單元之一或多個相鄰邊緣處的電接點得以互連，其中該等互連提供該等控制器之間的通信訊號。
在其各種實施例中，本發明提供一種平坦面板發光磚塊，其具有一互連及終端系統以促進具有多種尺寸選擇之大平坦面板光之總成以及促進製造三維表面之能力。本發明之磚塊狀平坦面板發光系統允許以多種尺寸及形狀製造平坦面板光而不會為每一新尺寸招致額外製造成本。此外，本發明使得能夠以三維形式製造光。該磚塊狀平坦面板發光系統亦提供一穩固構件，其藉由提供一允許大系統內之故障元件之移除及替換的構件而產生大面積光源。該系統進一步允許將個別元件重組態成其他形狀。該系統亦藉由永久地組合發光元件(磚塊)與連接器而提供製造發光產品。
參看圖1，磚塊狀平坦面板發光系統之單一磚塊5包含一基板35，一組接點10及一發光區域15產生於該基板35上。雖然在此圖中以圖解法進行圖示，但熟習此項技術者將良好地瞭解，該等接點可呈多種形式。舉例而言，若發光區域為OLED，則接點可為該OLED裝置之陽極及陰極之曝露區域。或者，接點可為電連接至發光區域之彈簧金屬。雖然將磚塊展示為正方形，但磚塊可為長方形、三角形、六角形或任何其他形狀。另外，雖然磚塊上必須存在至少兩組接點，但該等接點可僅出現在一子組邊緣上。多組接點可出現在一邊緣上以允許將較大磚塊連接至多個較小磚塊。發光區域可含有多個發光元件，諸如US 6,693,296中所揭示之離散LED或OLED。
圖2為單一磚塊5內之電連接的示意圖。該示意圖說明位於磚塊之相對邊緣上之電接點10經由導體70彼此連接以允許將功率自一磚塊傳輸至下一磚塊。此處展示為OLED 15之發光區域連接至該等導體使得在打開狀態中出現故障之裝置不影響磚塊將功率傳導至相鄰磚塊的能力。熟習此項技術者將明顯看出於一邊緣上具有多組接點之磚塊或具有除四側之外之磚塊的此示意圖之普遍化。普通熟習此項技術者將進一步瞭解，可利用其他電路配置以提供相同電氣效能。
磚塊之平面配置可位於各種表面(例如天花板、牆壁及地板)上，以提供周圍區域照明或執行裝飾功能。磚塊5可如圖3a中所示的以完全柵格對準。圖3b說明在柵格中留有空隙之能力。在其中如圖2中所描繪的磚塊包含電連接之另一實例中，相鄰磚塊之間的電接點之對準提供該等磚塊並行連接。或者，在各種組態中，列或行可關於彼此偏移，例如圖3c及3d中所示的。在圖3c中，一替代電氣示意圖(未圖示)可用於提供磚塊之間的並行連接。
在額外實施例中，可將一磚塊陣列連接至多個電路以為眾多磚塊提供足夠功率。亦可將一磚塊陣列分成多個子集，每一子集唯一地連接至該等電路中的一個。在此狀況下，一公用陣列中之磚塊在連接至不同電路之磚塊之間可能不具有磚內電連接。在此狀況下，磚塊子集之間的鄰接邊緣可能不具有電接觸點。或者，經電連接之磚塊陣列可連接至兩個獨立電路，藉此經由該磚塊陣列將該等獨立電路連接於共用電路中。在各種實施例中，可將多群磚塊(其中每一群連接至一不同公用電路)機械連接於一大整合磚塊陣列中。
圖3a及3b進一步顯示磚塊狀平坦面板燈管65，其包含多個磚塊5及一終端負載(Terminator)20。該終端負載經由電源線25在磚塊與電源之間提供一介面。該終端負載可視需要含有諸如通斷開關、調光器(Dimmer)或其他控制設備之其他控制特徵部分。電源可位於終端負載之內部，尤其呈電池之形式。另一選擇將包括用於將電源電感耦合至終端負載之設備。舉例而言，傳輸電感迴路可嵌入於牆壁或其他表面之多個位置處。接收電感迴路可接著倂入負載終端20中(或下文中關於圖12所討論的底板85中)，從而消除對電源線或電池之需要。所得之組合增加了有用之本質可撓性。該終端負載可視需要含有功率調節功能，諸如用於平坦面板光源之鎮流器(Ballast)。藉由使用不同尺寸及形狀之磚塊，可利用本發明產生任何圖案。對於磚塊陣列而言亦可包括多個終端負載，具有或不具有電源。亦即，磚塊狀陣列可於多個點處連接至電源且具有一或多個實體終端負載裝置。視產品之性質而定，磚塊可彼此永久連接或可以容易可逆之方式進行該連接，從而允許容易地置換出現故障之面板。
圖4A及4B展示磚塊5之一實施例，其中該磚塊5包含經由密封件30而接合之基板35及保護層40。該基板及該保護層係以一方式關於彼此進行移位，該移位方式使得接點10曝露於基板與保護層上，其中基板上之接點與相對邊緣上之保護層上的接點對準。可將磚塊彼此鄰接置放，其中將一磚塊之曝露基板接點與相鄰磚塊之曝露保護層接點相重疊，從而形成自一裝置向下一裝置傳輸功率的電路。注意，此等接點之對準與圖1及2中之接點對準相同。在OLED狀況下，此排除了陽極層及陰極層之直接使用以形成接點從而在相鄰磚塊之間提供並行電連接。在此實施例中，可在此狀況下採用額外導體(未圖示)以在適當曝露之基板接點之間提供電接觸來啟用並行電連接。
圖5A及5B展示一替代實施例，其中發光區域15係藉由延伸超出該發光區域以外之框架45加以圍繞。該框架可由諸如塑料或陶瓷之多種材料製成。使用非傳導材料來產生可能為最容易的，但非必要。在此實施例中，框架含有接點10。框架包含一凹入區域75及一突出區域80，其經設計以致可將該突出區域插入該凹入區域中以進行電接觸。除了提供電接觸之外，框架可提供機械支撐、對準及附著。框架可含有額外特徵部分，諸如用以提供相鄰磚塊之正機械互鎖之構件或用以將框架及磚塊安裝至支撐件的構件。框架式磚塊方法對於其中發光媒體為可撓性的或脆弱的及難以操作的彼等狀況而言可尤為適當。製造於可撓性基板上之發光裝置可尤其受益於利用框架之系統。可撓性框架可為可撓性OLED之良好匹配。
圖6為一替代實施例之示意圖，其中磚塊5含有一控制器50。控制器介面51提供一外部構件以判定該控制器之運作模式。該控制器介面可為眾多形式中之任何形式。舉例而言，其可為固定至磚塊的開關或旋轉撥盤。其可為類似於TV遠端之IR遠端。其可為RF介面。其可為感應器，諸如能夠量測周圍光強度或裝置輸入端之電壓位準的感應器。控制器之運作效應可呈許多形式。實例包括使磚塊變暗、在經由介面程式化時切換磚塊使其開啟或關閉、以經由介面進行程式化之速率使磚塊閃爍、改變磚塊發出光之色彩、回應感應器輸入而調節磚塊輸出等等。
可將多種發光效應用於商業、住宅、娛樂及商務環境中以建立氣氛、通信資訊、引起情緒回應、激起興趣或其他方面影響位於燈周圍的人。實際上，可使用包括LED、OLED或該等兩者之組合的平坦面板固態發光源來建構可能與目前之白熾及螢光技術及其相關聯控制器一起之任何效應。該等效應之實例包括跨越大面板或經照明牆壁之梯度及諸如閃光、圖案移動及定向指示之動態效應。其他效應涉及空間及時間的色彩或強度變化。回應環境之光亦包括在此類中，其中燈管可回應周圍照明位準、空間佔據、時間，或可藉由感應器量測之幾乎任何其他現象。發光效應亦可在直接程式控制(如在劇院中)下。光及相關聯效應之置放可位於室內、室外或位於過渡區中。
圖7為具有控制器之磚塊之一替代實施例的示意圖。在此實施例中，控制器50能夠經由接點55與相鄰磚塊中之控制器進行通信。除了能夠與相鄰磚塊進行通信之外，通信接點或控制器介面可連接至外部電腦以用於下載指令之目的，或提供諸如音樂訊號之其他輸入，該音樂訊號可充當控制器之輸入以產生與該音樂同步之顯示。此實施例提供一用於協調磚塊之間的行為之構件。除了關於圖6中實施例所述之功能之外，此實施例可提供諸如跨越一列磚塊之光掃描、經協調之色彩變化等等之效應。此外，此實施例為完善行為提供了機會，該行為諸如程式化一磚塊柵格以模擬基於其他磚塊狀態之現象。此等類型之行為通常稱為單元自動機(cellular automata)。單元自動機之一熟知及較早實例為Conway's Game of Life(參考：Martin Gardner,Mathematical Games：The fantastic combinations of John Conway's new solitaire game"life",Scientific American 223(1970年10月)：120－123.)。通常將如此產生有控制器之磚塊製成玩具或娛樂裝置。可藉由控制器提供之額外功能為用以補償控制面板或系統中之其他面板中之故障或缺陷的特殊行為。舉例而言，若一面板出現故障，則剩餘面板可藉由其控制器加以命令以發出更亮光，從而維持整個磚塊陣列之恆定發光輸出。
圖8為含有控制器之磚塊之另一實施例的示意圖。此實施例強調該磚塊可含有可藉由控制器50獨立啟動之多個發光區域15。因此，對於經設計以作為單元自動機運作之磚塊狀平坦面板發光系統而言，可將自動機之多個單元製造於單一磚塊上。當裝置充當娛樂裝置或玩具時，此尤為重要。此實施例亦藉由利用大量磚塊而促進了顯示器總成。
圖9為磚塊狀平坦面板發光系統之一替代實施例的透視圖，其中磚塊5經由外部連接器60而彼此連接。該外部連接器可由多種材料製成，最普通材料為塑料及陶瓷。連接器提供一用以在附著至該連接器之相鄰磚塊之間傳輸功率及訊號的構件。連接器可為硬質的、可撓性的或鉸接式的。鉸接可為平移的、旋轉的或該等兩者之組合。除了提供電連接之外，連接器可為磚塊提供結構連接及支撐。至連接器之磚塊附著可為出現故障之磚塊的可逆之、容許之替代或替代具有一或不同特徵之磚塊。或者，該附著可為永久的。圖10說明三個經由硬質的傾斜連接器60而連接之磚塊5。用於產生發光區域之一些可用技術可能難以提供一用以將功率自磚塊之一邊緣傳輸至另一邊緣的可靠路徑。可能亦難以在不引起大成本的情況下在磚塊上提供訊號導體。在此等狀況下，連接器60可具有一電導體61以提供一替代方式來投送功率或訊號以增加可靠性或降低成本。在其他狀況下，甚至當高品質導體不具有發光區域之功能關係時，可將該等高品質導體直接倂入磚塊中。圖11注意到連接器並不限於連接兩個磚塊之事實。在此狀況下，每一連接器60接合四個磚塊5。此外，該圖說明使用連接器作為一具有電源線25之終端負載以連接至電源的能力。如在圖3中之較早終端負載的狀況下，終端負載可含有一電源，諸如電池。圖11中所示之配置藉由提供具電源線25之兩個連接器而展示電源至磚塊的冗餘連接。此配置顯示系統之提供多電源路徑以確保在連接器或磚塊中面對潛在故障之穩固性的能力。
本發明可用以提供擴展之照明區域。舉例而言，磚塊狀平坦面板發光系統可在一平面中提供經照明之磚塊狀表面，如圖3a至3d所示。或者，該系統可提供如圖10中所示之曲線段。多種固體之三維幾何結構或圖案可如圖11所建議一般形成，例如立方體或四面體或其之部分。一些磚塊元件可具有不同色彩，從而使結構及形狀之組合在審美上令人滿意。
在所呈現之許多實施例中，使磚塊陣列邊緣處之接點於左側曝露，從而產生電擊危險。圖13說明絕緣邊緣保護器100。該絕緣邊緣保護器覆蓋一或多個磚塊之邊緣處之接點。視磚塊之設計而定，絕緣邊緣連接器可不含有電接點。或者，其可為控制器之電源接觸或訊號接觸提供電氣終端。電源或訊號導體終端可包括在磚塊之邊緣處之兩個或兩個以上接點之間進行電連接。絕緣邊緣保護器之使用並非用於在陣列邊緣處提供電氣安全之僅有構件。系統考慮特定邊緣及在陣列邊緣處不含有曝露接點之角磚塊(corner tile)。此等邊緣及角磚塊將具有無接點之一或多個邊緣。一般而言，雖然在諸如線性磚塊陣列之一些特殊狀況下，末端磚塊可具有僅兩個接點(如教示於US6565231中的)，但此等邊緣及角磚塊將仍具有兩組或兩組以上接點。
圖12為利用底板85來支撐磚塊5及向其提供電接點之一替代實施例。該底板上之導體及接點向位於至少一磚塊上之接點提供電流。接點96提供自一磚塊至一相鄰磚塊之電連接。在圖12中，僅展示水平互連。然而，普通熟習此項技術者將容易理解磚塊之間或之中的其他連接模式。底板可為硬質的、可撓性的或鉸接式的。鉸接可為旋轉的、平移的或該等兩者之組合。固持器90向底板提供磚塊之機械保持。可以多種形式提供此等固持器。其可為閂鎖於磚塊上或閂鎖至磚塊上之匹配特徵部分的彈簧夾片(snap－clip)。對於其中經常重新排列磚塊之應用而言，固持器可為卡鉤及環圈構造(例如，Velcro)。在某些應用中，磚塊可永久地膠合至底板。存在眾多其他固持系統，諸如推扭式固持器、螺桿等等。如在此應用中較早揭示之實施例中，磚塊可含有多個發光區域，每一區域可能具有個別控制。磚塊可含有一控制器及控制器介面且可經由底板上之訊號進行個別定址。在具有控制器之磚塊的狀況下，底板可供應額外導體以與磚塊上之控制器接點進行接觸來提供不同磚塊上之控制器之間的通信或與可選底板控制器95之通信。雖然此處所示之底板為正方形且利用正方形磚塊，但將瞭解，底板可具有其他形狀以支撐對應之磚塊形狀，或甚至可經設計以容許與多個不同磚塊形狀一同使用。
圖14為另一實施例之示意圖，其中個別磚塊含有一電池56。此實施例在磚塊狀平坦面板發光系統係由孩子使用時尤為有用，此係因為其移除了危險牆壁電流電源之出現。此實施例亦適用於其中線路功率不可用之位置的應用中。相鄰磚塊之接點10可用以共用磚塊之間的電源，特別在其中不是所有磚塊含有電池的狀況下。此外，若存在，則可經由接點自外部源施加電源以對可再充電之電池進行再充電。圖15為包含電池56、控制器50及控制器接點55之磚塊之一替代實施例的示意圖，其中在此實施例中，在磚塊邊緣處不存在接點來提供磚塊之間的功率分配。
圖16展示本發明如何用以提供攜帶型光源。在此實施例中，三個磚塊5及一電池56經由鉸鏈連接器60連接在一起，該鉸鏈連接器60允許將總成折疊成容易於錢包或衣袋中載運之緊密平坦形式。此折疊組態可擴展至大數目之面板，或減至較少。電池可倂入發光磚塊中(如圖14所示)，或可經由連接器而臨時與發光磚塊背靠背附著，或可藉由具有與連接器相容之外形尺寸及接點的電池取代整個磚塊。若圖10中之連接器為鉸鏈式的，則可將該組態類似地視為三折疊組態。允許折疊攜帶型光源之連接器可包括一鉸鏈式連接器、一可撓性連接器、一鉸鏈式底板，或甚至一可撓性底板(其上安裝有磚塊)。可安裝該等磚塊使得自攜帶型光源之兩側發射光。折疊機構可進一步含有一導致攜帶型燈管在展開組態中為硬質的鎖定機構。
圖17a、17b及17c顯示一替代折疊實施例，其中攜帶型燈管包含以一方式進行鉸接之四個磚塊，該鉸接方式允許將總成折疊成(很像遊戲板)為展開總成面積四分之一的面積。雖然為清晰起見此圖式省略了連接器，但該等連接器如圖16之鉸鏈式連接器。此單元之電池可整合入磚塊或連接器中，其可背靠背夾入一或多個磚塊之間，或可藉由該等磚塊中的一個加以取代。如圖16中關於折疊式組態所指出的，存在許多可能之方式來建構此組態，其包括鉸鏈式連接器、可撓性連接器、鉸鏈式底板或可撓性底板。同樣地，此組態可自兩面發光且可含有一鎖定機構以保持展開之面板為打開的。
在一較佳實施例中，將本發明用於一包括有機發光二級體(OLED)之裝置中，該等OLED包含如(但不限於)揭示於1988年9月6日頒予Tang等人之題為"Electroluminescent Device with Modified Thin Film Luminescent Zone"的共同讓渡之第4,769,292號美國專利及1991年10月29日頒予VanSlyke等人之題為"Electroluminescent Device with Organic Electroluminescent Medium"的共同讓渡之第5,061,569號美國專利中之小分子或聚合OLED材料。有機發光材料之許多組合及變化可用於製造此裝置。
基板
本發明之OLED設備通常提供於一支撐基板上，其中陰極或陽極可與該基板相接觸。將與基板相接觸之電極便利地稱為底部電極。習知地，下電極為陽極，但本發明並不限於該組態。基板視所要之發光方向可為透光的或不透明的。透光性質對於觀察穿過基板之EL發射而言為需要的。通常將透明玻璃或塑料用於此狀況下。對於觀察穿過頂部電極之EL發射的應用而言，底部支撐件之透光特徵為不重要的，且因此可為透光的、光吸收的或光反射的。用於此狀況之基板包括(但不限於)玻璃、塑料、半導體材料、矽、陶瓷及電路板材料。基板、陽極或陰極中任一者或多者可為透明的。
陽極
當EL發射穿過陽極時，對於所關心之發射而言，陽極應為透明或大體上透明的。用於本發明中之共用透明陽極材料為氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)及氧化錫，但其他金屬氧化物亦可行，其包括(但不限於)摻雜有鋁或銦之氧化鋅、氧化鎂銦，及氧化鎳鎢。除了此等氧化物之外，可將金屬氮化物(諸如氮化鎵)及金屬硒化物(諸如硒化鋅)及金屬硫化物(諸如硫化鋅)用作陽極。對於其中EL發射僅穿過陰極電極之應用而言，陽極之透射特徵為不重要的且可使用任何傳導材料，透明的、不透明的或反射的。用於此應用之例示性導體包括(但不限於)金、銥、鉬、鈀及鉑。透射及其他典型陽極材料具有4.1 eV或更大之功函數。所要陽極材料通常係藉由諸如蒸發、濺鍍、化學汽相沈積或電化學構件之任何合適構件加以沉積。可使用熟知光微影處理或在製備期間藉由使用遮蔽罩來圖案化陽極。
電洞注入層(HIL)
在陽極與發射層之間提供電洞注入層通常為有用的。電洞注入材料可用以改良隨後有機層之膜形成性質且促進將電洞注入至電洞傳遞層中。用於電洞注入層之合適材料包括(但不限於)如共同讓渡之第4,720,432號美國專利中所述之卟啉系化合物及如共同讓渡之第6,208,075號美國專利中所述之經電漿沉積之碳氟聚合物。據報告在有機EL裝置中有用之替代電洞注入材料係描述於第0 891 121 A1號歐洲專利及第1 029 909 A1號歐洲專利中。
電洞傳遞層(HTL)
電洞傳遞層含有至少一電洞傳遞化合物，諸如芳族三級胺，其中將後者理解為含有僅與碳原子鍵結之至少一三價氮原子的化合物，該等碳原子中至少一者為芳香環成員。在一形式中，芳族三級胺可為芳基胺，諸如單芳基胺、二芳基胺、三芳基胺或聚合芳基胺。例示性單體三芳基胺係由Klupfel等人之第3,180,730號美國專利加以說明。藉由一或多個乙烯基加以取代及/或包含至少一活性氫(其含有基團)的其他合適三芳基胺係由Brantley等人之共同讓渡之第3,567,450及3,658,520號美國專利加以揭示。
一更佳類別之芳族三級胺為包括如描述於共同讓渡之第4,720,432及5,061,569號美國專利中之至少兩個芳族三級胺半族的彼等芳族三級胺。可由芳族三級胺化合物之單一或混合物形成電洞傳遞層。有用之芳族三級胺之說明如下：1,1－雙(4－二－對甲苯基胺基苯基)環己烷1,1－雙(4－二－對甲苯基胺基苯基)－4－苯基環己烷4,4'－雙(二苯胺基)聯四苯雙(4－二甲胺基－2－甲基苯基)－苯基甲烷N,N,N－三(對甲苯基)胺4－(二－對甲苯胺基)－4'－[4(雙－對甲苯胺基)－苯乙烯基]芪N,N,N',N'－四－對甲苯基－4－4'－二胺基聯苯N,N,N',N'－四苯基－4,4'－二胺基聯苯N,N,N',N'－四－1－萘基－4,4'－二胺基聯苯N,N,N',N'－四－2－萘基－4,4'－二胺基聯苯N－苯基咔唑4,4'－雙[N－(1－萘基)－N－苯胺基]聯苯4,4'－雙[N－(1－萘基)－N－(2－萘基)胺基]聯苯4,4"－雙[N－(1－萘基)－N－苯胺基]p－聯三苯4,4'－雙[N－(2－萘基)－N－苯胺基]聯苯4,4'－雙[N－(3－二氫苊基)－N－苯胺基]聯苯1,5－雙[N－(1－萘基)－N－苯胺基]萘4,4'－雙[N－(9－蒽基)－N－苯胺基]聯苯4,4"－雙[N－(1－蒽基)－N－苯胺基]－p－聯三苯4,4'－雙[N－(2－菲基)－N－苯胺基]聯苯4,4'－雙[N－(8－螢蒽基)－N－苯胺基]聯苯4,4'－雙[N－(2－芘基)－N－苯胺基]聯苯4,4'－雙[N－(2－稠四苯基)－N－苯胺基]聯苯4,4'－雙[N－(2－苝基)－N－苯胺基]聯苯4,4'－雙[N－(1－蔻基)－N－苯胺基]聯苯2,6－雙(二－對甲苯胺基)萘2,6－雙[二－(1－萘基)胺基]萘2,6－雙[N－(1－萘基)－N－(2－萘基)胺基]萘N,N,N',N'－四(2－萘基)－4,4"－二胺基－對聯三苯4,4'－雙{N－苯基－N－[4－(1－萘基)－苯基]胺基}聯苯4,4'－雙[N苯基－N－(2－芘基)胺基]聯苯2,6－雙[N,N－二(2－萘基)胺基]茀1,5－雙[N－(1－萘基)－N－苯胺基]萘另一類有用電洞傳遞材料包括如描述於第1 009 041號歐洲專利中之多環芳香族化合物。此外，聚合電洞傳遞材料可用於諸如聚(N－乙烯基咔唑)(PVK)、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺，及亦稱為PEDOT/PSS之諸如聚(3,4－伸乙二氧基噻吩)/聚(4－苯乙烯磺酸鹽)的共聚物。
發光層(LEL)
如在共同讓渡之第4,769,292號及第5,935,721號美國專利中更全面描述的，有機EL元件之發光層(LEL)包括發光或螢光材料，其中電致發光係由於此區域中之電子電洞對重組而產生的。發光層可包括單一材料，但更通常地由摻雜有客體化合物或其中主要自摻雜劑發光之化合物的宿主材料組成且可為任何顏色。發光層中之宿主材料可為如以下界定之電子傳遞材料、如以上界定之電洞傳遞材料，或用以支持電洞電子重組之另一材料或材料組合。摻雜劑通常選自高螢光染料，但如描述於WO 98/55561、WO 00/1885、WO 00/57676及WO 00/70655中之過渡金屬錯合物的磷光化合物亦為適用的。通常按0.01%至10%之重量比將摻雜劑塗布至宿主材料中。亦可將諸如聚茀及芳基聚乙烯(例如，聚(對－伸苯基伸乙烯基)、PPV)之聚合材料用作宿主材料。在此狀況下，可將小分子摻雜劑分子地分散入聚合宿主中，或可藉由共聚合微量組份而將摻雜劑添加入宿主聚合物中。
選擇染料作為摻雜劑之重要關係為帶隙勢能之比較，該帶隙勢能係界定為分子之最高佔據分子軌道與最低未佔據分子軌道之間的能量差。為將有效能量自宿主傳遞至摻雜劑分子，必要條件為摻雜劑之能帶隙小於宿主材料之能帶隙。
已知為有用之宿主及發射分子包括(但不限於)揭示於共同讓渡之第4,768,292、5,141,671、5,150,006、5,151,629、5,405,709、5,484,922、5,593,788、5,645,948、5,683,823、5,755,999、5,928,802、5,935,720、5,935,721及6,020,078號美國專利中之彼等分子。
8－羥基喹啉(咢辛)及類似衍生物之金屬錯合物構成了能夠支持電致發光的一類有用宿主化合物。有用螯合類咢辛化合物之說明如下：CO－1：三喔星鋁[別名,參(8－喹啉根基)鋁(III)]CO－2：雙喔星鎂[別名,雙(8－喹啉根基)鎂(II)]CO－3：雙[苯幷{f}－8－喹啉根基]鋅(II)CO－4：雙(2－甲基－8－喹啉根基)鋁(III)－μ－氧代－雙(2－甲基－8－喹啉根基)鋁(III)CO－5：三喔星銦[別名,參(8－喹啉根基)銦]CO－6：鋁參(5－甲咢辛)[別名,參(5－甲基－8－喹啉根基)鋁(III)]CO－7：喔星鋰[別名,(8－喹啉根基)鋰(I)]CO－8：喔星鎵[別名,參(8－喹啉根基)鎵(III)]CO－9：喔星鋯[別名,四(8－喹啉根基)鋯(IV)]其他類有用宿主材料包括(但不限於)：蒽衍生物，諸如9,10－二－(2－萘基)蒽及其衍生物；如第5,121,029號美國專利中所述之雙芪類(distyrylarylene)衍生物；及苯幷吡咯衍生物，例如，2,2',2"－(1,3,5－伸苯基)參[1－苯基－1H－苯幷咪唑])。
有用螢光摻雜劑包括(但不限於)蒽衍生物、幷四苯、二苯幷哌喃、苝、紅螢烯、香豆素、若丹明、喹吖啶酮、二氰基亞甲基哌喃化合物、硫哌喃化合物、聚甲川化合物、氧雜苯鎓及硫雜苯鎓化合物、茀衍生物、環弗辛(periflanthene)衍生物及羥喹啉基化合物。
電子傳遞層(ETL)
用於形成本發明之有機EL元件之電子傳遞層的較佳薄成膜材料為金屬螯合類咢辛化合物，其包括類咢辛本身(亦通常稱作8－喹啉醇或8－羥基喹啉)之螯合劑。此等化合物有助於注射或傳遞電子、顯示高位準效能及容易地以薄膜形式進行製造。先前列出了例示性類咢辛化合物。
其他電子傳遞材料包括如揭示於共同讓渡之第4,356,429號美國專利中之各種丁二烯衍生物及如描述於共同讓渡之第4,539,507號美國專利中之各種雜環式光學增亮劑。苯幷吡咯及三嗪亦為有用之電子傳遞材料。
在一些狀況下，可視需要將發光層及電子傳遞層壓縮為服務於支持光發射及電子傳遞之功能的單一層。可在小分子OLED系統與聚合OLED系統中壓縮此等層。舉例而言，在聚合系統中，通常採用諸如PEDOT－PSS之電洞傳遞層及諸如PPV之聚合發光層。在此系統中，PPV服務於支持光發射與電子傳遞之功能。
陰極
當光發射單獨穿過陽極時，用於本發明之陰極可包括幾乎任何傳導材料。所要材料具有良好成膜特性以確保與下層之良好接觸、促進低壓時的電子注入及具有良好穩定性。有用陰極材料通常含有低功重金屬(<4.0 eV)或金屬合金。一較佳陰極材料包含Mg：Ag合金，其中銀之百分比位於如共同讓渡之第4,885,221號美國專利中所述之1%至20%的範圍內。陰極材料之另一適合類別包括雙層，該等雙層包括一與藉由一較厚傳導金屬層覆蓋之有機層(例如，ETL)接觸之薄電子注入層(EIL)。此處，EIL較佳包括一低功量金屬或金屬鹽，且若如此，則較厚覆蓋層不需要具有低功量。一此陰極包括一LiF薄層，其後為一較厚Al層，如共同讓渡之第5,677,572號美國專利中所描述的。其他有用陰極材料組包括(但不限於)揭示於共同讓渡之第5,059,861號、第5,059,862號及第6,140,763號美國專利中之彼等材料。
當光發射穿過陰極時，該陰極須為透明的或幾乎為透明的。對於此等應用而言，金屬必須薄或一金屬必須使用透明傳導氧化物或此等材料之組合。光學透明陰極已更詳細地描述於第4,885,211、5,247,190、5,703,436、5,608,287、5,837,391、5,677,572、5,776,622、5,776,623、5,714,838、5,969,474、5,739,545、5,981,306、6,137,223、6,140,763、6,172,459、6,278,236號美國專利；第1076368號歐洲專利及第3,234,963號日本專利中。通常藉由蒸鍍、濺鍍或化學汽相沉積來沉積陰極材料。當需要時，可藉由眾所熟知之方法達成圖案化，該等方法包括(但不限於)透過遮罩沉積、如描述於共同讓渡之第5,276,380號美國專利及第0732868號歐洲專利中之一體式遮蔽罩、雷射切除及選擇性化學汽相沉積。
有機層之沉積
以上提及之有機材料係經由諸如昇華之汽相方法而適當地沉積，但其可自流體(例如，自具有可選黏合劑之溶劑)沉積，以改良膜形成。若材料為聚合體，則溶劑沉積為有用的但可使用其他方法，諸如濺鍍或自供體片之熱傳遞。可藉由通常包括鉭材料之昇華器"船"來昇華待藉由昇華沉積之材料，例如，如共同讓渡之第6,237,529號美國專利中描述的，或可將其首先塗布至供體片上且接著於接近基板處進行昇華。具有材料混合物之層可利用獨立昇華器船或可將該等材料自單一船或供體片預混合及塗布。可使用遮蔽罩、一體式遮蔽罩(共同讓渡之第5,294,870號美國專利)、自供體片之空間界定熱染料傳遞(共同讓渡之第5,851,709號及第6,066,357號美國專利)及噴墨方法(共同讓渡之第6,066,357號美國專利)達成圖案化沉積。
封裝
因為大多數OLED對濕氣或氧或該等兩者敏感，故其通常與乾燥劑一起封入於諸如氮或氬的惰性氣體中，該乾燥劑諸如鋁、礬土、硫酸鈣、黏土、矽膠、沸石、鹼性金屬氧化物、鹼土金屬氧化物、硫酸鹽或金屬鹵化物及高氯酸鹽。用於封裝及乾燥之方法包括(但不限於)描述於第6,226,890號美國專利中之彼等方法。此外，諸如SiOx、Teflon及交替無機/聚合層之障蔽層以為封裝技術所已知
5．．．平坦面板光源磚塊
10．．．電接點
15．．．發光區域
20．．．終端負載
25．．．電源線
30．．．密封件
35．．．基板
40．．．保護層
45．．．框架
50．．．控制器
51．．．控制器介面
55．．．控制器接點
56．．．電池
60．．．連接器
61．．．電導體
65．．．磚塊狀平坦面板燈管
70．．．導體
75．．．凹入區域
80．．．突出區域
85．．．底板
90．．．固持器
95．．．底板控制器
96．．．底板接點
100．．．絕緣邊緣保護器
圖1為根據本發明之一實施例的單一平坦面板光源磚塊；圖2為圖1中所示之磚塊的電氣示意圖；圖3a、3b、3c及3d展示圖1中所示之磚塊的潛在平面組態；圖4A及4B展示本發明之第二實施例的平面圖及剖視圖；圖5A及5B展示本發明之第三實施例的平面圖及剖視圖；圖6為本發明之第四實施例的示意圖；圖7為本發明之第五實施例的示意圖；圖8為本發明之第六實施例的示意圖；圖9為本發明之第七實施例的透視圖；圖10為本發明之第八實施例的透視圖；圖11為本發明之第九實施例的透視圖；圖12為本發明之第十實施例的平面圖；圖13為邊緣保護器之透視圖；圖14為本發明之第十一實施例的示意圖；圖15為本發明之第十二實施例的示意圖；圖16為作為攜帶型光源之本發明實施例之透視圖；圖17a、17b及17c為作為攜帶型光源之本發明之進一步實施例的透視圖。
5．．．平坦面板光源磚塊
20．．．終端負載
25．．．電源線
65．．．磚塊狀平坦面板燈管

Claims (10)

  1. 一種包含複數個平坦面板發光單元之磚塊狀平坦面板發光系統，每一該平坦面板發光單元包含一發光區域及對於該平坦面板發光單元而言為外部可觸及之至少兩對第一及第二電接點，其中該等對之該等第一電接點電連接於該平坦面板發光單元內，該等對之該等第二電接點電連接於該平坦面板發光單元內，且該發光區域電連接至該等已連接之第一接點及電連接至該等已連接之第二接點，且其中該等平坦面板發光單元係經由位於該等平坦面板發光單元中每一者之一或多個相鄰邊緣處的外部可觸及之該至少兩對第一及第二電接點而得以電互連。
  2. 如請求項1之發光系統，其中每一該平坦面板發光單元具有預定尺寸及形狀。
  3. 如請求項1之發光系統，進一步包含一沿至少一單元之一邊緣定位的終端單元，其中該終端單元為該等複數個互連單元提供一至一電功率源之介面。
  4. 如請求項1之發光系統，其中每一該平坦面板發光單元含有一基板及保護層，其中該保護層安置於該基板上，該保護層之安置方式使得該基板之一含有該基板之兩個相鄰邊緣之區域及一位於該保護層上之含有該保護層之兩個相鄰邊緣的類似區域曝露，且每一區域曝露該等外部可觸及之第一及第二電接點。
  5. 如請求項1之發光系統，其中每一該平坦面板發光單元包含一附著至一框架之平坦面板發光區域，且該等第一及 第二電接點對係位於該框架之外邊緣上，以致相鄰單元之該等框架在相鄰平坦面板發光單元之間傳導電流。
  6. 如請求項1之發光系統，其中該等平坦面板發光單元中之至少一者含有一控制器。
  7. 如請求項1之發光系統，其進一步包含一連接至少兩個相鄰單元之外部連接器，該外部連接器能夠在附著至該連接器之該等平坦面板發光單元之間傳導電流，且其中該外部連接器除了提供電連接之外，尚提供至少兩個單元之機械附著及對準。
  8. 如請求項1之發光系統，其中該等平坦面板發光單元中之至少一者含有一電池。
  9. 如請求項1之發光系統，其進一步包含一底板，該底板含有導體、接點及一用以固持該等平坦面板發光單元之構件，其中該等相鄰單元係藉由提供於該底板中之導體及接點而得以電互連。
  10. 如請求項9之發光系統，其中該底板含有一控制器及導體，以控制該等平坦面板發光單元之外觀。
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