CN102396063A - 具有高强度的透明oled器件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有机发光器件（OLED）（100；200；400；800；900；1000；1100；1200），其包括第一衬底层（101；201；401；501；701；1004；1104；1205）和第二衬底层（102；202；402；502；704；1005；1105；1206）。该器件（100；200；400；800；900；1000；1100；1200）还至少包括布置在第一和第二衬底层之间的第一OLED组件（103；403；503；901；1001；1101；1202）和第二OLED组件（104；404；504；902；1002；1102；1203）。第一和第二OLED组件中的每一个包括第一导电层（105；505；703）、第二导电层（106；506；706）以及布置在第一和第二导电层之间的有机发光层（107；507；507’；707）。本发明的有机发光器件（100；200；400；800；900；1000；1100；1200）允许增强的光强度且适于大面积应用。
Description
技术领域
本发明涉及有机发光器件（OLED）。
背景技术
由于有机发光器件（OLED）的高分辨率、高质量图像且独立于背光源，有机发光器件（OLED）在显示和照明应用中吸引了相当的注意。
OLED典型地包括阳极层、阴极层以及布置在阳极和阴极层之间的有机电致发光层。当施加电势时，从器件发射光。
单独的OLED发射的光的强度可能不适于要求较高强度发射的某些应用。
为了改善光的强度且因此改善器件的性能，单独的OLED可以以叠层布置。
这种布置在US 6,693,296中公开，其中公开了包括衬底和多个OLED器件的OLED设备。多个OLED器件中的每一个包括在相应空间隔开的下电极的边缘之上延伸的至少一个有机层。
与US 6,693,296的OLED设备相关的一个问题在于，由于电极的高吸收，在叠层内可能发生过度的光吸收。因此，整体光强度可能减小。
因此，在本领域中存在提供一种OLED器件的需要：该OLED器件提供发射光的增强的光强度，尤其用于在大面积应用中使用。
发明内容
本发明的目的是至少部分地克服上述问题且解决本领域中的需要。
尤其是，本发明的目的是提供一种允许增强的光强度的有机发光器件。
根据一个方面，本发明涉及一种包括第一衬底层和第二衬底层的有机发光器件（OLED）。该器件还至少包括布置在第一和第二衬底层之间的第一OLED组件和第二OLED组件。第一和第二OLED组件中的每一个包括第一导电层、第二导电层以及布置在第一和第二导电层之间的有机发光层。第一和第二OLED组件中的每一个布置为相对于第一和第二衬底层中的至少一个形成非零角度。
本发明基于这种认识：因为若干OLED组件可以平行布置以与衬底层形成非零角度，这种器件允许更高密度的发光结构，且因此允许每单位表面积的改善的光强度。
再者，在这种布置中，避免了与垂直堆叠OLED相关的缺点，诸如叠层内的光的吸收。
从OLED组件中的至少一个发射的光或通过第一衬底层或通过第二衬底层或通过两者发射。因此，第一和第二衬底层中的至少一个可以是透明的。
因此，光可以从单个表面或从若干表面发射，由此增强OLED器件的总光强度。还可以从不同表面获得光发射的各种比例。
再者，OLED组件和（多个）衬底之间的角度决定了可以在OLED器件中实现的OLED组件的密度。密度可以以OLED组件的长度和相邻OLED组件之间的距离之间的比例表达。该比例有利地可以大于1，且更有利地介于2至5之间。
此外，通过选择衬底和OLED组件之间的合适的大角度，可以实现组合了高输出强度和高透明度的OLED器件。这使得可以在开启状态中看穿器件，而不被高光强度遮光。备选地，这种布置允许来自外部源的光（诸如日光）仅在受控方向进入，同时能够在其它受控方向发射受控数量的光。
为此，第一和第二OLED组件中的每一个可以布置为相对于第一和第二衬底层中的至少一个形成大于30°的角度。
衬底层典型地平行布置，且通过改变OLED组件和衬底层之间的角度，可以调节发射光的方向。因此，光发射可以被定向和控制。
优选地，第一和第二OLED组件中的每一个可以布置为相对于第一和第二衬底层中的至少一个形成90°的角度。
因为若干OLED组件可以平行布置，这允许每单位表面积的增加的光强度。
因而，第一和第二OLED组件的发光层分别典型地布置为彼此面对且光可以平行于发光层发射。
这允许多种光发射结构；即，将要布置在衬底层之间的OLED组件，且输出光的光强度因而得到改善。
在实施例中，第一和第二衬底层中的至少一个可以是导电的。
衬底层本身可以是导电的，或者它可以设置有电极或导电膜。
典型地，第一衬底层可以设置有与第一导电层电接触的第一电极，且第二衬底层可以设置有与第二导电层电接触的第二电极。
因此，至少一个阳极和至少一个阴极在衬底层上形成。
在实施例中，第一和第二电极中的至少一个可以被形成图案。
这允许串联连接多个OLED组件，使得器件的整体性能得到改善。再者，这允许各个OELD组件中的一个或多个被单独地寻址。
在本发明的备选实施例中，器件还可以包括布置为漫射发光层发射的光的至少一部分的至少一个漫射层。
漫射层漫射发光层发射的光，且来自第一和/或第二衬底层的光输出由此得以改善。因此，输出光将是均匀和漫射的。
器件还可以包括布置为将发光层发射的光的至少一部分重定向在朝向第一或第二衬底层的方向中的至少一个光重定向结构。
光重定向结构允许光的增强的再分布以及来自至少一个衬底层的增强的光输出。
为了提供具有期望波长分布的光的输出，本发明的有机发光器件还可以包括布置在第一OLED组件和第二OLED组件之间的波长转换元件。
波长转换元件可以布置在OLED组件之间并且与OLED组件空间隔开，允许所谓的“非接触式磷光体（remote phosphor）”应用。这种布置允许光质量（不悦的峰值亮度、颜色控制）得到改善，且颜色可以通过改变（多种）波长转换材料的属性而被控制。再者，不直接附连到光源的波长转换元件的使用减轻了对于波长转换材料可以承受的温度和光通量的要求。
在实施例中，器件还可以包括布置为将第一或第二OLED组件发射的光的至少一部分引导到波长转换元件中的光导。
光导用于将光引导到波长转换元件且捕获和再循环来自（多个）波长转换元件的光。
本发明的有机发光器件例如可以用在装饰性照明、商店照明和用于气氛营造的照明中且适于大面积应用。
本发明的这些和其它方面将参考此后描述的（多个）实施例而显见并得到阐述。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的有机发光器件的垂直剖面图。
图2是图1中的有机发光器件的顶视图。
图3a-c示出根据本发明实施例的有机发光器件的实例，其中至少一个衬底层的至少一部分是反射的。
图4a-4d说明本发明的有机发光器件的OLED组件的各种配置。
图5a-f说明本发明的备选实施例，其中来自每一个OLED组件中的光发射被引导在不同的方向中。
图6a-c示出本发明的实施例的实例性OLED组件配置的顶视图。
图7说明本发明的实施例，其中第一和第二导电层分别与第一和第二导电层电接触。
图8a-d说明本发明的实例性实施例，其中所述第一和所述第二衬底层中的至少一个被形成图案。
图9说明包括至少一个漫射层的本发明的有机发光器件的实施例。
图10说明包括至少一个反射层的本发明的有机发光器件的实施例。
图11说明包括至少一个分束器的本发明的有机发光器件的实施例。
图12说明本发明的另一实施例，其中有机发光器件包括波长转换元件和光导。
具体实施方式
根据本发明的有机发光器件100的一个实施例在图1中示出且包括第一衬底层101和第二衬底层102。该器件还至少包括布置在第一衬底层101和第二衬底层102之间的第一OLED组件103和第二OLED组件104。第一OLED组件103和第二OLED组件104中的每一个包括第一导电层105、第二导电层106以及布置在第一导电层105和第二导电层106之间的有机发光层107。
在图1中，仅示出用于第一OLED组件103的第一导电层105和第二导电层106以及有机发光层107，尽管第二OLED组件104具有相同的结构。
第一OLED组件103和第二OLED组件104中的每一个分别布置为相对于第一衬底层101和第二衬底层102中的至少一个形成非零角度。
此处，OLED组件103和104垂直于衬底层101和102布置。
当施加电压时，电流开始流过器件100。电流从第一导电层105流到第二导电层106。因此，带负电荷的电子从第二导电层106移动到发光层107。同时，正电荷（典型地被称为空穴）从第一导电层105移动到发光层107。当正和负电荷相遇时，它们复合且产生光子（光）。
在该实施例中，第一导电层105用作阳极层，第二导电层106用作阴极层。然而，第一导电层105可以用作阴极，第二导电层106可以用作阳极。
导电层105和106中的至少一个对于产生的光子是透明的，且光将从一个OLED组件向另一个OLED组件发射。
典型地，第一和第二OLED组件可以彼此以距离d布置。该距离可根据将要实现的期望光效果和应用而变化。
从OLED组件103和104中的至少一个发射的光在OLED之间限定的区域中混合，并且通过第一衬底层101或通过第二衬底层102或通过两者发射。
因此，第一和第二衬底层101和102中的至少一个可以是透明的，即，包括具有良好光学透射率的材料。
因此，光可以从单个表面或从若干表面发射，由此增强OLED器件的总光强度。还可以从不同的表面获得光发射的各种比例。
如图2所述，在本发明的器件200中，光可以从第一衬底层201和第二衬底层202两者发射并且可以在横向方向（即，垂直于从衬底层201和202发射的光的方向）中发射。
衬底层201和202的长度以及因此OLED器件200的长度l取决于期望的应用且可以处于从10cm到几米的范围内。
OLED组件的长度，即第一衬底层201和第二衬底层202之间的距离可以处于1至20cm的范围内，例如为5至15cm。
OLED组件长度与单独的OLED组件之间的距离d之间的比例典型地大于1，例如从2到5。OLED组件长度和距离d的比例在确定光的强度以及确定通过这种组件传输的光的角度范围中是重要的。
所述第一和所述第二衬底层101和102中的至少一个的至少一部分是反射的，如图3所示。
这允许光发射根据期望的光效果和应用而被定向和控制。
在期望较不透明的高强度发光器件的情形中，第二衬底层102可以是透明的；且第一衬底层101可以设置有反射材料301，其在可见范围的特定部分中仍是部分透明的，例如50％透射性的或反射性的（图3a）。这样，来自该器件的光发射在一个方向中被优化。
在实施例中，第二衬底层102可以是透明的且第一衬底层101可以包括反射部分301和透射部分302（图3b）。备选地，第一和第二衬底层101和102可以包括反射部分301和透射部分302（图3c）。
因此，光发射可以根据应用和期望透明度而被定向和变化。
如上所述，第一和第二OLED组件应当布置为相对于第一和第二衬底层中的至少一个形成非零角度。
典型地，第一和第二OLED组件中的每一个可以布置为相对于第一和第二衬底层中的至少一个形成大于30°的角度。这种布置在图4中说明，其中OLED组件403和404没有垂直对准于衬底层401和402。
在这种布置中，发射光的方向可以相对于（多个）衬底层调节。再者，相对于衬底层401和402的传输角度可以受到控制。
例如，如果来自器件的最大发射角度基本不同于最大传输角度，则人们可以在开启状态中看穿器件，而不被高光强度遮光。备选地，这种布置允许来自外部源的光（诸如日光）仅在受控方向中进入，同时能够在其它受控方向中发射受控数量的光。因此，外部光源和器件相关光源被有效地集成。
在图5中说明的优选实施例中，OLED组件503和504布置为相对于衬底层501和502形成90°的角度。
因此，第一OLED 503、第二OLED 504的发光层507和507’分别布置为彼此面对，且光将平行于发光层507发射。
在这种实施例中，可以垂直于衬底层堆叠若干OLED组件，且实现每单位面积的更高的光强度。
来自OLED组件503和504的光发射可以在不同的方向中受控和定向。例如，第一和第二导电层505和506可以对于产生的光是透明的（图5a）。
备选地，仅第一和第二导电层505和506中的一个可布置为发射光，即，OLED组件503和504是单侧发射元件。因而，光可以在相同的方向（图5b）或相反的方向（图5c）中发射。因此，仅导电层505和506中的一个对于产生的光是透明的。
在实施例中，可以使用完全透明的OLED组件503（包括透明导电层）和单侧发射的OLED组件504（图5d）。
备选地，如图5e中说明，可以使用多色发光OLED组件503和504。因而可以实现各种颜色效果。
再者，可以使用像素化OLED器件503和504以显示诸如文本、图片或甚至电影这样的信息（图5f）。
图6说明垂直于衬底层（图6b）和不垂直于衬底层（图6a和c）布置的OLED组件的实例性配置的顶视图。
典型地，第一和第二衬底层中的至少一个是导电的。
因此，多个衬底层中的一个衬底层本身可以是导电的或可以设置有电极，例如，导电膜。
如图7所示，根据一个实例性实施例，第一衬底层701设置有与第一导电层703电接触的第一电极702，第二衬底层704设置有与第二导电层706电接触的第二电极705。
电极材料（或当衬底本身是导电时的衬底材料）的实例包括氧化铟锡（ITO）、氧化锡（例如，掺杂有氟或锑）、氧化锌（例如掺杂有铝）、聚乙撑二氧噻吩（PEDOT）、氧化铟锌、若干导电金属的叠层。可以使用很多材料和材料的组合且它们对于本领域技术人员是已知的。
因此，衬底701和704形成至少一个阳极和至少一个阴极。
在实施例中，阳极和阴极可以在每个衬底层上交替，使得连续的器件可以串联连接。因而，需要非常低的电流在衬底接触线之上传输。
在本发明的实施例中，如图8所示，第一和第二电极810和802中的至少一个被形成图案。
电极中的任一个可以被形成图案（图8a），使得每个OLED组件可以被分别寻址，或者两个电极均可以被形成图案（图8b）。在后一种情况中，一个以上的OLED组件可以被单独寻址。备选地，第一衬底层被阳极和阴极两者覆盖（图8c）。
在图8d中，电极以OLED串联连接的方式形成图案。
OLED组件可以使用DC或AC电流驱动。
现在参考图9，说明根据本发明的发光器件900的实例性实施例。
在该实施例中，器件900包括布置为漫射发光层发射的光的至少一部分的至少一个漫射层903。
这种漫射层903可以布置在第一OLED组件901或第二OLED组件902上或者布置在两者上。
漫射层903漫射发光层发射的光，且用于增加光提取，使得平行于发光层的光发射得到增强。
漫射层903还可以包括反射材料，该反射材料用于重定向以不平行于发光层的角度发射的光。
漫射层903可以布置为接收来自OLED组件901的第一导电层的光，或备选地接收来自第二导电层的光。
在实施例中，器件1000包括至少一个光重定向结构，该至少一个光重定向结构布置为将发光层发射的光的至少一部分重定向在朝向第一或第二衬底层1004和1005的方向中（图10）。
重定向结构可以是反射层1003。这种反射层1003可以是漫反射的、镜面反射的或角度相关反射的。例如，反射层1003可以包括表面浮雕图案；即，具有如图10中所示的分段反射结构。
反射层1003允许光的增强的再分布以及来自衬底层1004和1005中至少一个的增强的光输出。
代替或者除了反射层之外，器件可包括用作与反射层相同功能的分束器1103（图11）；即，用于重定向光且增强来自衬底层1104和1105的光输出。
为了增强装饰性光效果且提供具有期望波长分布的光输出，本发明的有机发光器件1200还可以包括布置在第一OLED组件1202和第二OLED组件1203之间的至少一个波长转换元件1201。
当在此使用时，术语“波长转换元件”表示吸收第一波长的光、导致第二较长波长的光的发射的元件。当吸收光时，材料中的电子变得激励到较高的能级。当从较高能级驰豫回来时，过剩的能量从材料中以具有比吸收波长更长波长的光的形式释放。因此，该术语涉及荧光和磷光波长转换两者。
波长转换元件1201布置在OLED组件1201和1202之间且典型地与OLED组件1201和1202空间隔开，以允许所谓的“非接触式磷光体”应用。在常规发光器件中，波长转换材料即磷光体嵌入在直接附连到光源或LED芯片的胶中。不直接附连到光源的波长转换材料的使用减轻了对波长转换材料可以承受的温度和光通量的要求。因此，这种所谓的非接触式磷光体实施例允许低色温和好的显色指数。再者，光质量（不悦的峰值亮度，颜色控制）可以得到改善且颜色可以通过改变（多种）波长转换材料的属性而被控制。再者，灯具制造商可以独立于（多个）LED选择颜色。
在实施例中，器件1200还包括光导1204，光导1204布置为将第一或第二OLED组件1202和1203发射的光的至少一部分引导到波长转换元件1203中。
光导1204还用于引导来自波长转换元件1201的光且将其汇聚到元件1201的边缘。这允许从衬底层1205和1206发射的光的增强的强度。
本发明的有机发光器件还可以包括附加光学部件。这种附加部件例如可以是布置在至少一个衬底层的顶部上，即布置在（多个）衬底层的光输出表面上的漫射或反射层。这种附加部件可以用于增强装饰性光效果。
除了上述各种配置，还可以将附加透明OLED组件放置在底部，甚至叠层的侧面，从而增加强度且获得各种装饰性效果。
根据本发明的有机发光器件可以在若干应用中使用，例如装饰性照明、商店照明以及用于气氛营造的照明。
在另一方面中，本发明涉及包括如上所述的有机发光器件的光传感器器件。
这种光传感器器件可以包括控制单元、光传感器以及本发明的有机发光器件。控制单元可以调适为使用光传感器执行至少一个测量且基于至少一个测量控制单独的OLED元件发射的光的强度。
光传感器可以布置在有机发光器件内部，或者作为经由诸如连接布线的连接器连接到器件的外部器件而布置在有机发光器件外部。
还可以连接其它类型的感测装置到本发明的器件，例如，用于测量环境中的人的存在和/或动作且根据测量的动作调适照明。
还可以基于日期或时间控制单独的OLED组件发射的光。
尽管已经在附图和上述描述中详细说明和描述了本发明，这种说明和描述应理解为说明性或实例性而非限制性的；本发明不限于公开的实施例。
本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，通过研究附图、公开的内容和所附权利要求可以理解和想到所公开实施例的其它变形。例如，取决于使用的OLED组件、OLED元件配置、附加光学部件和衬底层，可以获得各种有机发光器件。本发明不限于特定有机发光成分或特定波长转换材料。
Claims (12)
1.一种有机发光器件（OLED）（100；200；400；800；900；1000；1100；1200），包括第一衬底层（101；201；401；501；701；1004；1104；1205）和第二衬底层（102；202；402；502；704；1005；1105；1206）；所述器件（100；200；400；800；900；1000；1100；1200）还至少包括布置在所述第一和所述第二衬底层之间的第一OLED组件（103；403；503；901；1001；1101；1202）和第二OLED组件（104；404；504；902；1002；1102；1203）；其中所述第一和第二OLED组件中的每一个包括第一导电层（105；505；703）、第二导电层（106；506；706）以及布置在所述第一和所述第二导电层之间的有机发光层（107；507；507’；707）；其中所述第一和所述第二OLED组件中的每一个布置为相对于所述第一和所述第二衬底层中的至少一个形成非零角度。
2.根据权利要求1所述的有机发光器件（100；200；400；800；900；1000；1100；1200），其中所述第一和所述第二衬底层中的至少一个是透明的。
3.根据前述权利要求中任一项所述的有机发光器件（100；200；400；800；900；1000；1100；1200），其中所述第一和所述第二OLED组件中的每一个布置为相对于所述第一和所述第二衬底层中的至少一个形成大于30°的角度。
4.根据权利要求3所述的有机发光器件（100；200；400；800；900；1000；1100；1200），其中所述第一和所述第二OLED组件中的每一个布置为相对于所述第一和所述第二衬底层中的至少一个形成90°的角度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的有机发光器件（100；200；400；800；900；1000；1100；1200），其中所述第一和所述第二衬底层中的至少一个是导电的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的有机发光器件（100；200；400；800；900；1000；1100；1200），其中所述第一衬底层（101；201；401；501；701；1004；1104；1205）设置有与所述第一导电层（105；505；703）电接触的第一电极（702；801），且所述第二衬底层（102；202；402；502；704；1005；1105；1206）设置有与所述第二导电层（106；506；706）电接触的第二电极（705；802）。
7.根据前述权利要求中任一项所述的有机发光器件（100；200；400；800；900；1000；1100；1200），其中所述第一和所述第二电极中的至少一个被形成图案。
8.根据前述权利要求中任一项所述的有机发光器件（100；200；400；800；900；1000；1100；1200），还包括布置为漫射所述发光层（107；507；507’；707）发射的光的至少一部分的至少一个漫射层（903）。
9.根据前述权利要求中任一项所述的有机发光器件（100；200；400；800；900；1000；1100；1200），还包括布置为将所述发光层（107；507；507’；707）发射的光的至少一部分重定向在朝向所述第一或所述第二衬底层的方向中的至少一个光重定向结构（1003）。
10.根据前述权利要求中任一项所述的有机发光器件（100；200；400；800；900；1000；1100；1200），还包括布置在所述第一OLED组件（103；403；503；901；1001；1101；1202）和所述第二OLED组件（104；404；504；902；1002；1102；1203）之间的波长转换元件（1201）。
11.根据权利要求10所述的有机发光器件（100；200；400；800；900；1000；1100；1200），还包括布置为将所述第一或所述第二OLED组件发射的光的至少一部分引导到所述波长转换元件（1201）中的光导（1204）。
12.一种光传感器器件，包括根据权利要求1-11中任一项的有机发光器件。
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