專利名稱：發(fā)光系統(tǒng)的制作方法
背景技術：
1、發(fā)明領域本發(fā)明涉及使用發(fā)光元件的發(fā)光系統(tǒng)。
2、相關技術的描述發(fā)光元件是自發(fā)光元件并且試圖用作發(fā)光系統(tǒng)。發(fā)光元件是表面-發(fā)射體燈，而且通過使用用于發(fā)光的發(fā)光元件可以獲得能發(fā)出接近自然光的發(fā)光系統(tǒng)。
發(fā)光元件具有包含發(fā)光表面的層，發(fā)光表面通過應用到陽極和陰極的電場發(fā)光(電致發(fā)光)。在包含發(fā)光物質的層中將從陽極注射的空穴與從陰極注射的電子結合，從而獲得發(fā)光。從包含發(fā)光表面的層獲得的發(fā)光包括從單線激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時獲得的發(fā)光(熒光)，和從三線激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時獲得的發(fā)光(磷光)。
在使用此類發(fā)光元件的發(fā)光設備中，在發(fā)光方向的電極必須是透明的。但是，通常用作透明電極的透明導電膜常常具有相對高的電阻率，這樣在遠離電源終端的部分會引起電壓降。特別是發(fā)光系統(tǒng)常常以相同的亮度從整個表面發(fā)光；因此，亮度的在平面上的不均勻性會變得格外引人注意。
但是，當發(fā)光系統(tǒng)具有很大的面積時，亮度會在電流難于流經的部分降低。換言之，在發(fā)光系統(tǒng)的發(fā)光區(qū)域中的亮度是不均勻的。此外，與用作陰極的金屬(如鋁)相比，通常用作陽極的ITO電極具有較高的電阻率。因此，在遠離電源終端的部分造成電壓降，這會導致低亮度。為了解決該問題，參考文獻1報道了一種結構，其中至少一部分陽極裝配有比陽極電阻率低的的輔助電極(見參考文獻1日本專利公開No.2004-134282)。
在參考文獻1中，在發(fā)光元件的長邊或短邊配備輔助電極。但是，當發(fā)光系統(tǒng)具有很大面積時，在遠離輔助電極的部分(例如，在發(fā)光系統(tǒng)的中央部分)亮度會降低。然而，因為當輔助電極完全地配備在參考文獻1的結構中的陽極時從發(fā)光層發(fā)出的光不能散發(fā)到外面，所以輔助電極只能部分配備。
因為發(fā)光系統(tǒng)常常從整個表面以相同的亮度發(fā)光，因此亮度的不均勻性會變得格外引人注意。
發(fā)明概述考慮到上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種當發(fā)光系統(tǒng)具有很大面積時在發(fā)光區(qū)域具有良好亮度均勻性的發(fā)光系統(tǒng)。
根據本發(fā)明的發(fā)光系統(tǒng)的一個特征，包含發(fā)光物質的層在第一電極和第二電極之間形成，并形成第三電極以通過在第二電極和包含發(fā)光物質的層上形成的開口連接第一電極。
換句話說，發(fā)光系統(tǒng)具有包含發(fā)光物質的層和在第一電極和輔助電極之間的第二電極；輔助電極排列在第一電極的反面與第二電極之間，并且第一電極通過第二電極和包含發(fā)光物質的層上形成的開口與輔助電極電連接。注意第一電極和第二電極必須分別與第二電極和輔助電極電絕緣。
更具體地，根據本發(fā)明的另一特征，具有第一開口的包含發(fā)光物質的層和具有第二開口的第二電極排列在由透明導電膜形成的第一電極上，以使第二開口與第一開口重疊；絕緣層形成于第二電極上，覆蓋第一開口、第二開口和第二開口的側面，并提供第三開口以暴露第一電極且第三電極形成于絕緣層上，以通過第一到第三開口與第一電極接觸。
根據本發(fā)明的另一特征，多個開口形成于發(fā)光系統(tǒng)的發(fā)光區(qū)域。
在上述結構中，從包含發(fā)光物質的層發(fā)出的光從第一電極側發(fā)出。換句話說，第一電極傳送光并且其由透明導電膜形成。具體地，可以使用氧化錫銦(以下稱作ITO)、含硅氧化錫銦、含2％-20％氧化鋅(ZnO)的氧化銦等。
注意優(yōu)選使用低電阻率的材料作為輔助電極?？赏ㄟ^使用低電阻率的材料來降低由于第一電極的相對高的電阻率導致的電壓降作用。
在上述結構中，包含發(fā)光物質的層可具有各自包括發(fā)光物質的多個層的層疊結構。
此外在上述結構中，用于支撐發(fā)光系統(tǒng)的基底可以是柔性基底。
在上述結構中，除了在輔助電極和第一電極的連接部分之外沒有光損失，因為輔助電極不是放置在光發(fā)出的方向。因此，可以任意地調整輔助電極的材料、厚度或形成位置。
在輔助電極和第一個電極的連接部分的面積足夠小時，輔助電極的存在可以基本上忽略不計，即使當從光發(fā)射側面觀看時。因此，多個開口可形成于發(fā)光系統(tǒng)的發(fā)光區(qū)域。
根據本發(fā)明的另一個特征，發(fā)光系統(tǒng)包括第一電極、第二電極、形成于第一電極和第二電極之間的包含發(fā)光物質的層、形成于基底上的呈柵格形式且含有熒光物質的絕緣層、和形成于絕緣層上的布線，其中絕緣層和布線被第一電極覆蓋，由此第一電極和布線相互接觸。
根據本發(fā)明，可以獲得具有優(yōu)選的亮度平面均勻性的發(fā)光系統(tǒng)。因為輔助電極不是放置在光發(fā)出的方向，所以由輔助電極導致很少的光損失，且可以任意地調整輔助電極的材料、厚度或形成位置。
附圖簡介

圖1A和1B各自是根據本發(fā)明某一方面的發(fā)光系統(tǒng)的發(fā)光區(qū)域的橫截面圖和俯視圖；圖2A-2D各自說明了根據本發(fā)明某一方面的發(fā)光系統(tǒng)的生產方法；圖3A-3C各自說明了根據本發(fā)明某一方面的發(fā)光系統(tǒng)的生產方法；圖4A-4C各自說明了根據本發(fā)明某一方面的發(fā)光系統(tǒng)的生產方法；圖5A和5B各自是根據本發(fā)明某一方面的發(fā)光系統(tǒng)的發(fā)光區(qū)域的橫截面圖和俯視圖；圖6A-6C各自說明了根據本發(fā)明某一方面的發(fā)光系統(tǒng)的生產方法；圖7A和7B各自說明了根據本發(fā)明某一方面的發(fā)光系統(tǒng)的生產方法；圖8A和8B各自是根據本發(fā)明某一方面的發(fā)光系統(tǒng)的俯視圖和橫截面圖9說明了使用根據本發(fā)明某一方面的發(fā)光系統(tǒng)的設備的實施例；圖10A-10C各自說明了使用根據本發(fā)明某一方面的發(fā)光系統(tǒng)的設備的實施例；圖11說明了根據本發(fā)明某一方面的發(fā)光系統(tǒng)的含發(fā)光物質層的實施例；圖12說明了根據本發(fā)明某一方面的發(fā)光系統(tǒng)的含發(fā)光物質層的實施例；圖13A和13B各自解釋了根據本發(fā)明某一方面的發(fā)光系統(tǒng)的模式；圖14A-14C各自解釋了根據本發(fā)明某一方面的發(fā)光系統(tǒng)的生產方法；圖15A-15C各自解釋了根據本發(fā)明某一方面的發(fā)光系統(tǒng)的生產方法；圖16A和16B各自解釋了根據本發(fā)明某一方面的發(fā)光系統(tǒng)的模式；發(fā)明詳述本發(fā)明的實施方式將參考附圖進行詳細地描述。但是，本發(fā)明不局限于下述描述。如本領域熟練技術人員容易知道的，在不脫離本發(fā)明目的和范圍的前提下可對本發(fā)明的方式和細節(jié)進行各種改進。因此，本發(fā)明不解釋為限制于實施方式的下述描述。
實施方式1根據本發(fā)明的發(fā)光系統(tǒng)的結構參考圖1A和1B進行描述。圖1A和1B中的所示的發(fā)光系統(tǒng)是一種從基底側發(fā)光的底部發(fā)射發(fā)光系統(tǒng)。注意圖1B是本發(fā)明發(fā)光系統(tǒng)的發(fā)光區(qū)域的俯視圖，圖1A是發(fā)光區(qū)域中開口附近的橫截面圖(沿著圖1B的A-A’線)。
圖1A和1B中，基底101用作導光基底。具體地，可以使用諸如玻璃、塑料、聚酯或丙烯酸樹脂的導光材料。基底101可以是柔性的。
透明導電膜形成于基底101上，其作為第一電極102。例如，氧化錫銦(以下稱作ITO)、含硅氧化錫銦、含2％-20％氧化鋅(ZnO)的氧化銦等可用作透明導電膜。
包含發(fā)光物質的層103形成于第一電極102上。包含發(fā)光物質的層103可使用已知的材料制成，并且還可以使用低分子量材料或高分子量材料。用于形成包含發(fā)光物質的層的材料不僅包括僅僅由有機化合物形成的材料，還包括部分含有無機化合物的材料。包含發(fā)光物質的層是通過適當地將空穴注射層、空穴傳遞層、空穴阻擋層、發(fā)光層、電子傳遞層、電子注射層等等組合而形成。包含發(fā)光物質的層可以是單一層或具有多個層的層疊結構。圖11說明了一種結構的實施例，其中包含發(fā)光物質的層包括空穴注射層、空穴傳遞層、發(fā)光層、電子傳遞層、電子注射層。在圖11中，在基底1100上形成了第一電極(陽極)1101、包含發(fā)光物質的層1102、和第二電極(陰極)1103。包含發(fā)光物質的層1102包括空穴注射層1111、空穴傳遞層1112、發(fā)光層1113、電子傳遞層1114、電子注射層1115。提示本發(fā)明發(fā)光系統(tǒng)中的包含發(fā)光物質的層不局限于圖11的結構。以下描述用于空穴注射層、空穴傳遞層、發(fā)光層、電子傳遞層、電子注射層的具體材料。
在其它有機化合物中，卟啉類化合物能有效的用作形成空穴注射層的具有空穴注射能力的材料，并且可以使用酞菁(以下稱為H2-Pc)、銅酞菁(以下稱為Cu-Pc)等。此外，可使用化學摻雜的高分子量導電物質，例如摻雜了聚苯乙烯磺酸酯(以下稱為PSS)的聚亞乙基二氧噻吩(以下稱為PEDOT)。苯并噁唑衍生物和TCQn、FeCl3、C60和F4TCNQ中的任何一種或多種也包括在內。
芳香胺類化合物(換句話說，具有苯環(huán)-氮鍵的化合物)優(yōu)選用作形成空穴傳遞層的具有空穴傳遞能力的材料。下面給出的是廣泛使用的材料的例子N，N′-二(3-甲基苯基)-N，N′-二苯基-[1，1′-聯(lián)苯基]-4，4′-二胺(以下稱為TPD)、其衍生物如4，4，-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯基(以下稱為α-NPD)、或星爆式(star burst)芳香胺化合物如4，4′，4″-三(N-咔唑基)-三苯基胺(以下稱為TCTA)、4，4′，4″-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯基胺(以下稱為TDATA)或4，4′，4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯基胺(以下稱為MTDATA)。
除了下述金屬復合物三(8-羥基喹啉)鋁(以下稱為Alq3)、三(4-甲基-8-羥基喹啉合)鋁(以下稱為Almq3)、二(10-羥基苯并[h]-喹啉合)鋁(以下稱為BeBq2)、二(2-甲基-8-喹啉合)(4-苯基酚合)鋁(以下稱為BAlq)、二[2-(2-羥基苯基)-苯并噁唑]鋅(以下稱為Zn(BOX)2)、二[2-(2-羥基苯基)-苯并噻唑]鋅(以下稱為Zn(BTZ)2)等之外，各種熒光顏料特別有用于作為形成發(fā)光層的發(fā)光材料。
在形成與客體材料組合的發(fā)光層的情況下，下述材料可用作客體材料喹吖啶酮(quinacridon)、二乙基喹吖啶酮(以下稱為DEQD)、二甲基喹吖啶酮(以下稱為DMQD)、紅熒烯、苝、香豆素、香豆素545T(以下稱為C545T)、DPT、Co-6、PMDFB、BTX、ABTX、DCM、DCJT、或三線態(tài)發(fā)光材料(磷光材料)例如三(2-苯基吡啶)銥(以下稱為Ir(ppy)3)、或2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉-鉑(以下稱為PtOEP)。
除了上述金屬復合物如Alq3、Almq3、二(2-甲基-8-喹啉合)(4-苯基酚合)鋁(簡稱為BAlq)、BeBq2、Zn(BOX)2、Zn(BTZ)2、或金屬復合物如三(8-羥基喹啉合)鎵(簡稱為Gaq3)或二(2-甲基-8-喹啉合)-4-苯基酚-鎵(簡稱為BGaq)之外，下述材料可用作能用于電子傳遞層的具有電子傳遞能力的材料2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(簡稱為PBD)、1，3-二[5-(對叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(簡稱為OXD-7)、3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(簡稱為TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(簡稱為p-EtTAZ)、紅菲繞啉(簡稱為Bphen)、紅亞銅試劑(bathocuproin)(簡稱為BCP)等。
具體地，絕緣材料的超薄膜例如鹵化堿金屬如LiF或CsF、鹵化堿土金屬如CaF2、堿金屬氧化物如Li2O等常被用作形成電子注射層的具有電子注射能力的材料。此外，可也使用堿金屬復合物例如乙酰丙酮化鋰(簡稱為Li(acac))或8-喹啉合-鋰(簡稱為Liq)。苯并噁唑衍生物以及任何一種或多種堿金屬、堿土金屬和過渡金屬也包括在內。
注意包含發(fā)光物質的層103可具有各自包含發(fā)光物質的多個層的層疊結構。圖1 2說明了各自包含發(fā)光物質的多個層的層疊結構的實施例。圖12說明了一種結構，其中第一電極1201、包含發(fā)光物質的第一層1202、電荷產生層1203、包含發(fā)光物質的第二層1204、和第二電極1205層疊于基底1200上。電荷產生層1203必須由具有注射載體功能的高度導光材料形成。雖然圖12圖示了各自包含發(fā)光物質的兩層的層疊結構，但是包含發(fā)光物質的層的結構不局限于此，并且還可以采用各自包含發(fā)光物質的三層或更多層的層疊結構。此外，在圖12中，第一電極用作基底側上的電極；但是第二電極也可以用作基底側上的電極。
通過采用各自包含發(fā)光物質的層的層疊結構來提高亮度。堆積的層越多，甚至在相同的電流量下可增強的亮度就越多。特別是，各自包含發(fā)光物質的層的層疊結構適合用于需要高亮度的照明應用。在形成各自包含發(fā)光物質的多個層的層疊結構情況下，各自包含發(fā)光物質的層可由相同材料或不同材料形成。
例如，將由發(fā)射紅光(R)、綠光(G)、和藍光(B)的材料形成的各自包含發(fā)光物質的層進行層疊時，總體上可獲得白光發(fā)射。發(fā)射紅光(R)、綠光(G)、和藍光(B)的材料可各自通過使用汽相沉積掩模的汽相沉積法、液滴排放法(droplet discharging method)(也稱為噴墨法)等制成。具體地，CuPc或PEDOT可用作空穴注射層；α-NPD用于空穴傳遞層；BCP或Alq3用于電子傳遞層；以及BCPLi或CaF2用于電子注射層。此外，發(fā)光層可使用摻雜了例如對應于各個R、G和B光發(fā)射的摻雜劑(R情況下的DCM等或G情況下的DMQD等)的Alq3形成。在獲得白光發(fā)射的情況下，不僅可以采用上述三種顏色的發(fā)光材料的層疊結構，而且可以采用兩種顏色的發(fā)光材料的層疊結構。例如，白光發(fā)射還可以通過層疊發(fā)射藍光和黃光的材料而獲得。
提示含發(fā)光物質的層的結構不局限于上述層疊結構。例如，含發(fā)光物質的層可以是單一層型、層疊層型、和無層間界面的混合型中的任何一種。此外，可使用熒光材料、磷光材料、或它們的組合材料。例如，磷光材料可用于發(fā)射紅光(R)的材料，熒光材料可用于發(fā)射綠光(G)和藍光(B)的材料。另外，可使用下列任何一種包括低分子量材料、高分子量材料、和中等分子量材料的有機材料；以在電子注射能力等方面優(yōu)異的氧化鉬為代表的無機材料；和所述有機材料和所述無機材料的復合材料。
本發(fā)明的發(fā)光系統(tǒng)可被制成不僅用來提供白光還提供所需顏色的光。此外，可分別裝備濾色器和/或顏色轉換層。
第二電極104形成于包含發(fā)光物質的層103上面。已知的材料可用于第二電極104。在陰極的情況下，第二電極104優(yōu)選使用具有低功函數的導電材料制成。具體地，除堿金屬如Li或Cs、堿土金屬如Mg、Ca或Sr或它們的合金(Mg:Ag、Al:Li等)之外，稀土金屬如Yb或Er可用來形成陰極。當使用由LiF、CsF、CaF2、LiO等形成的電子注入層時，可以使用鋁或其類似物的導電薄膜。在陽極的情況下，第二電極104優(yōu)選使用具有高功函數的導電材料制成。具體地，除了TiN、ZrN、Ti、W、Ni、Pt、Cr等的單層膜之外，可采用氮化鈦膜和主要含鋁的膜的層疊層結構，氮化鈦膜、主要含鋁的膜和氮化鈦膜的三層結構等。
絕緣層105被制成用來覆蓋第二電極104和包含發(fā)光物質的層103。根據絕緣層105，第一電極102和第二電極104、以及第二電極104和輔助電極106各自是電絕緣的。絕緣層105可具有作為保護膜的功能，用來防止促進包含發(fā)光物質的層退化的物質例如濕氣或氧氣的傳送。
部分絕緣膜105具有開口107，通過該開口第一電極102與輔助電極106電連接。具有低電阻率的材料優(yōu)選用于輔助電極106；具體地，可以使用諸如鋁、銅或銀之類的材料。此外，開口的直徑設定在10μm-500μm，優(yōu)選50μm-200μm。
此外，發(fā)光區(qū)域108具有多個開口107。由于輔助電極106通過該開口107與第一電極102電連接，故而可減少由于透明導電膜相對高的電阻率導致的電壓降作用。換句話說，由于輔助電極106通過形成于發(fā)光區(qū)域108中的多個開口107與第一電極102電連接，實際上降低了第一電極102的電阻率。這可以減少遠離電源終端部分為黑暗的亮度不均勻性。當開口的大小足夠小時，當從光發(fā)射側(換句話說從導光基底側)觀看發(fā)光系統(tǒng)時輔助電極的存在可以基本上忽略不計。由于輔助電極不是放置在光發(fā)出的方向，故而可以任意地調整輔助電極的材料、厚度或形成位置。因此，輔助電極可以選擇性的位于電壓趨向于下降的位置，或者可以完全形成于發(fā)光系統(tǒng)的發(fā)光區(qū)域上。
因為本發(fā)明的發(fā)光系統(tǒng)可以減少由于第一電極引起的電壓降導致的亮度不均勻性，所以可以獲得具有良好平面亮度均勻性的發(fā)光系統(tǒng)。具體地，發(fā)光系統(tǒng)優(yōu)選應用于大型的發(fā)光系統(tǒng)。
實施方式2根據本發(fā)明的發(fā)光系統(tǒng)的結構參考圖5A和5B進行描述。圖5A和5B中所示發(fā)光系統(tǒng)是一種從基底對側發(fā)光的頂部發(fā)射發(fā)光系統(tǒng)。注意圖5B是發(fā)光系統(tǒng)的發(fā)光區(qū)域的俯視圖，圖5A是發(fā)光區(qū)域中開口附近的橫截面圖(沿著圖5B的A-A’線)。
在圖5A和5B中，由柔性材料制成的薄基底被用作基底501。具體地，可以使用諸如塑料基底、聚酯膜或丙烯酸樹脂膜的柔性基底。
第二電極502形成于基底501上方。已知的材料可用于第二電極502。在陰極的情況下，第二電極502優(yōu)選使用具有低功函數的導電材料制成。具體地，除堿金屬如Li或Cs、堿土金屬如Mg、Ca或Sr或它們的合金(Mg:Ag、Al:Li等)之外，還可使用稀土金屬如Yb或Er。當使用LiF、CsF、CaF2、Li2O等電子注射層時，可使用鋁導電薄膜。在陽極的情況下，第二電極502優(yōu)選使用具有高功函數的導電材料制成。具體地，除了TiN、ZrN、Ti、W、Ni、Pt、Cr等的單層膜之外，還可采用氮化鈦膜和主要含鋁的膜的層疊層結構，氮化鈦膜、主要含鋁的膜和氮化鈦膜的三層結構等。另外，還可采用將透明導電膜層疊于反射電極如Ti或Al上的方法。
包含發(fā)光物質的層503形成于第二電極502上。包含發(fā)光物質的層503可使用已知的材料制成，并且還可以使用低分子量材料或高分子量材料。用于形成包含發(fā)光物質的層的材料不僅包括僅僅有機化合物材料還包括部分含有無機化合物的材料。此外，包含發(fā)光物質的層是通過適當地將空穴注射層、空穴傳遞層、空穴阻擋層、發(fā)光層、電子傳遞層、電子注射層等等組合而形成。但是，包含發(fā)光物質的層可以制成單一層或通過層疊多個層制成。
包含發(fā)光物質的層503可以具有各自包含發(fā)光物質的多個層的層疊結構。通過采用各自包含發(fā)光物質的層的層疊結構來提高亮度。堆積的層越多，甚至在相同的電流量下可增強的亮度就越多。特別是，各自包含發(fā)光物質的層的層疊結構適合用于需要高亮度的照明應用。在形成各自包含發(fā)光物質的多個層的層疊結構情況下，各自包含發(fā)光物質的層可由相同材料或不同材料形成。
透明導電膜形成于包含發(fā)光物質的層503上，其作為第一電極504。例如，氧化錫銦(以下稱作ITO)、含硅氧化錫銦、含2％-20％氧化鋅(ZnO)的氧化銦等可用作透明導電膜。
基底501、第二電極502、包含發(fā)光物質的層503、和第一電極504具有開口507，并且絕緣膜505被制成用來覆蓋第一電極和基底501開口附近和開口側壁。根據絕緣膜505，第一電極504和第二電極502、以及第二電極502和輔助電極506各自是電絕緣的。絕緣層505可具有作為保護膜的功能，用來防止促進包含發(fā)光物質的層退化的物質例如濕氣或氧氣的傳送。
輔助電極506形成于基底的下表面上、開口中、和第一電極的開口附近，并且其與開口附近中的第一電極電連接。具有低電阻率的材料優(yōu)選用于輔助電極106；具體地，可以使用諸如鋁、銅或銀之類的材料。此外，開口的直徑設定在10μm-500μm，優(yōu)選50μm-200μm。
此外，發(fā)光區(qū)域508具有多個開口507。由于輔助電極506通過該開口507與第一電極504電連接，故而可減少由于透明導電膜相對高的電阻率導致的電壓降作用。換句話說，由于輔助電極506通過形成于發(fā)光區(qū)域508中的多個開口507與第一電極504電連接，實際上降低了第一電極504的電阻率。這可以減少遠離電源終端部分為黑暗的亮度不均勻性。當開口足夠小時，當從光發(fā)射側(換句話說從導光基底側)觀看發(fā)光系統(tǒng)時輔助電極的存在可以基本上忽略不計。由于輔助電極不是放置在光發(fā)出的方向，故而可以任意地調整輔助電極的材料、厚度或形成位置。因此，輔助電極可以選擇性的位于電壓趨向于下降的位置，或者可以完全形成于發(fā)光系統(tǒng)的發(fā)光區(qū)域上。
因為本發(fā)明的發(fā)光系統(tǒng)可以減少由于第一電極引起的電壓降導致的亮度不均勻性，所以可以獲得具有良好平面亮度均勻性的發(fā)光系統(tǒng)。具體地，發(fā)光系統(tǒng)優(yōu)選應用于大型的發(fā)光系統(tǒng)。
實施方式3參考圖13A和13B對根據本發(fā)明的發(fā)光系統(tǒng)的一種模式進行描述。注意圖13A是沿著A-A’線的圖13B俯視圖中所示發(fā)光系統(tǒng)的橫截面圖。
在圖13A和13B中，絕緣層11形成于基底10上。如圖13B所示，絕緣層11被制成基底10上方的柵格形式。此外，絕緣層11包含熒光物質。然后，布線13形成于絕緣層11上方。
第一電極12形成于絕緣層11和布線13上方，由此將絕緣層11和布線13覆蓋。然后，包含發(fā)光物質的層14形成于第一電極12上。此外，第二電極15形成于包含發(fā)光物質的層14上。
這里，對第一電極12沒有特別地限定，但優(yōu)選是能傳送可見光的電極，并且可以使用與實施方式1中所述的第一電極102相同的電極。此外，對第二電極15也沒有地特別限定，并且可以使用與實施方式1中所述的第二電極104相同的電極。另外，對包含發(fā)光物質的層14沒有特別地限定，并且可以使用與實施方式1中所述的包含發(fā)光物質的層103相同的層。
對布線13沒有特別地限定，但優(yōu)選是由具有小電阻的金屬如鋁或銅制成。
此外，包含于絕緣層11中的熒光物質也沒有被特別限定，可以使用下列材料聚芳香化合物例9，10-二苯基蒽、9，10-二-2-萘基蒽、9，10-二(4-二苯基氨基苯基)蒽、紅熒烯、1，2，3，4，5-五苯基環(huán)戊二烯、p-聯(lián)六苯、苝、或2，5，8，11-四-叔丁基苝；雜芳香化合物例如2，5-二苯基噁唑、1，4-二(5-苯基噁唑-2-基)苯、1，4-二(4-甲基-5-苯基噁唑-2-基)苯、2-(1-萘基)-5-苯基噁唑、2-(4-聯(lián)苯基)-6-苯基苯并噁唑、2，5-二(5-叔丁基苯并噁唑-2-基)噻吩、2-(4-聯(lián)苯基)-6-苯基苯并噁唑、2-(4-聯(lián)苯基)-5-phyenyl-1，3，4-噁二唑、2-(4-叔丁基苯基)-5-(4-聯(lián)苯基)1，3，4-噁二唑、2，4-二苯基-1，3，4-噁二唑、或洛粉堿、香豆素類化合物如香豆素6、香豆素6H、香豆素7、香豆素30、香豆素102、香豆素120、香豆素151、香豆素152、香豆素153、香豆素314、香豆素334、香豆素337、香豆素343、香豆素480D、香豆素545T；吡喃類化合物例如4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-[2-(4-二甲基氨基苯基)乙烯基]-4H-吡喃、4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-[2-久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃、4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-[2-(2，2，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃、4-(二氰基亞甲基)-2-叔丁基-6-[2-(2，2，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃、或4-(二氰基亞甲基)-2-異丙基-6-[2-(2，2，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃；苯乙烯類化合物例如1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯、1，4-二(2-甲基苯乙烯基)苯、或4，4’-二(2，2-二苯基乙烯基)聯(lián)苯；或氧雜蒽類化合物例如若丹明B、若丹明6G、若丹明575、熒光素或Nile紅。
這里，包含發(fā)光物質的層14的表面高度(當基底10的表面、即是基底表面被認為是參照表面時，由參照表面到包含發(fā)光物質的層14的表面的高度)優(yōu)選小于絕緣層11的表面高度。因此，包含發(fā)光物質的層14中的發(fā)光能更容易地進入絕緣層11。
另外，包含氮化硅或氧化硅的絕緣層可形成于第一電極12和基底10之間。通過形成上述絕緣層可以阻止通過傳過基底10混合的濕氣滲透入包含發(fā)光物質的層14。
通過在上述發(fā)光系統(tǒng)中安裝布線13降低了第一電極12的電壓降。
此外，當由從第一電極12注射的空穴和從第二電極15注射的電子重組激發(fā)的發(fā)光物質返回基態(tài)時，具有上述結構的發(fā)光系統(tǒng)發(fā)射出光。另外，在根據本實施方式的發(fā)光系統(tǒng)中，光隨著波導以與基底表面平行的方向進入絕緣層11，并且絕緣層11中所含的熒光物質發(fā)射出光。
在該方式下，通過來自絕緣層11中所含的熒光物質的光發(fā)射，從基底10的整個基底表面獲得了光。
實施方式4參照圖14A-14C和圖15A-15C，本實施方式描述了實施方式3中所述的發(fā)光系統(tǒng)的生產方法。注意圖14A-14C是分別沿著A-A’線的圖15A-15C的俯視圖中所示發(fā)光系統(tǒng)的橫截面圖。
首先，在基底10上相繼形成絕緣層和導電層之后，將該絕緣層和導電層加工成所需形狀，以形成絕緣層11和布線13。對絕緣層11沒有特別地限定且可以使用含有熒光物質的絕緣層。例如硅氧烷、丙烯酸或聚酰亞胺可作為上述絕緣層。此外，對布線13沒有特別地限定，但優(yōu)選使用低電阻率的材料入鋁或銅制成。另外，所述鋁可以含有鎳、硅等。
然后，第一電極12形成于絕緣層11和布線13上方，由此將絕緣層11和布線13覆蓋。對第一電極12沒有特別地限定并優(yōu)選使用與實施方式1中所述第一電極102相同的材料制成。此外，對第一電極12的生產方法沒有特別地限定，并且可以通過使用濺射法等制成。
在該實施方式中，通過使用相同抗蝕掩模(resist mask)連續(xù)蝕刻加工處理絕緣層11和布線13。但是，沒有限定的是，在形成所需形狀的絕緣層11之后，布線13可例如由下述步驟制得形成覆蓋絕緣層11的導電層并將該導電層加工成所需的形狀。在該實施方式中，絕緣層11被制成如圖15B所示的柵格形式。
然后，形成包含發(fā)光物質的層14，以便將第一電極12、絕緣層11、和布線13覆蓋。對包含發(fā)光物質的層14沒有特別地限定，并且具有與實施方式1中所述包含發(fā)光物質的層103相同結構的層可以通過使用汽相沉積法、噴墨法等制成。
此后，在包含發(fā)光物質的層14上形成第二電極15。對第二電極15沒有特別地限定，并優(yōu)選使用與實施方式1中所述第二電極104相同的材料制成。此外，對第二電極14的生產方法沒有特別地限定，并且可以通過使用濺射法、汽相沉積法等制成。
另外，優(yōu)選將第一電極12和第二電極15層疊放置但不相互接觸。例如，第一電極12和第二電極15被制成這兩種電極的一邊均比包含發(fā)光物質的層1 4更加向內。由此，避免了第一電極12和第二電極15彼此接觸。
實施方式5參照圖16A和16B對本發(fā)明發(fā)光系統(tǒng)的一種模式進行描述。注意圖16A是沿著A-A’線的圖16B俯視圖中所示發(fā)光系統(tǒng)的橫截面圖。
在圖1 6A和16B中，第一電極31形成于基底30上。具有凹陷的絕緣層32形成于第一電極31上。如圖16B所示，絕緣層32以柵格的形式形成于第一電極31上。此外，絕緣層32含有熒光物質。然后，在絕緣層32的凹陷內形成布線33。另外，在絕緣層32的凹陷內形成開口且布線33通過該開口與第一電極31連接。
用包含發(fā)光物質的層34覆蓋第一電極31、絕緣層32、和布線33。另外，第二電極35形成于包含發(fā)光物質的層34上。
這里，對布線33沒有特別地限定，但優(yōu)選是由具有小電阻的金屬如鋁或銅制成。
另外，包含發(fā)光物質的層34的表面高度優(yōu)選小于絕緣層32的表面高度。
此外，對熒光物質沒有特別地限定，并且可以使用如實施方式3中所述的熒光物質等。
對第一電極31沒有特別地限定，但優(yōu)選是能傳送可見光的電極，并且可以使用與實施方式1中所述的第一電極102相同的電極。此外，對第二電極35也沒有特別地限定，并且可以使用與實施方式1中所述的第二電極104相同的電極。另外，對包含發(fā)光物質的層34沒有特別地限定，并且可以使用與實施方式1中所述的包含發(fā)光物質的層103相同的層。
通過在上述發(fā)光系統(tǒng)中安裝布線33降低了第一電極31的電壓降。
此外，當由從第一電極31注射的空穴和從第二電極35注射的電子重組激發(fā)的發(fā)光物質返回基態(tài)時，具有上述結構的發(fā)光系統(tǒng)發(fā)射出光。另外，在根據本實施方式的發(fā)光系統(tǒng)中，光隨著波導以與基底表面平行的方向進入絕緣層32，并且絕緣層32中所含的熒光物質發(fā)射出光。
在該方式下，通過來自絕緣層32中所含的熒光物質的光發(fā)射，從基底30的整個基底表面獲得了光。
實施例1參照圖2A-2D，本實施例描述了圖1A和1B所示的根據本發(fā)明的發(fā)光系統(tǒng)的生產方法。
透明導電膜(第一電極202)形成于導光基底201上。在該實施例中，玻璃基底被用作導光基底201，ITO被制成第一電極202。
然后，在第一電極202上形成包含發(fā)光物質的層203。已知的材料可用于包含發(fā)光物質的層203。包含發(fā)光物質的層203可以具有各自包含發(fā)光物質的多個層的層疊結構。
第二電極204形成于包含發(fā)光物質的層203上(圖2A)。第二電極204具有開口。在包含發(fā)光物質的層上完整地制成了第二電極之后，可通過照相制版法對第二電極做圖案來形成開口，或者使用掩模形成開口。在該實施例中，鋁被用作第二電極204。在包含發(fā)光物質的層203上完整地制成了第二電極204之后，利用照相制版法對第二電極進行制圖。然后，使用已做圖案的第二電極作為掩模，在包含發(fā)光物質的層中形成開口(圖2B)。
形成絕緣膜205來覆蓋包含發(fā)光物質的層203和第二電極204(圖2C)。絕緣膜205也具有開口。在完整地形成了絕緣膜之后，可通過用照相制版法對絕緣層做圖案形成開口，或者使用掩模形成開口。在該實施例中，氧化硅用于絕緣層205。
此后，形成輔助電極206(圖2D)。希望輔助電極206具有低電阻率，并且在該實施例中使用鋁。輔助電極206通過開口207與第一電極202電連接且與第二電極204絕緣。
在該方式中，第一電極202-ITO通過開口207與第一電極202連接。并且可以減少由于第一電極的相對高的電阻率導致的電壓降作用。因此，當該發(fā)光系統(tǒng)應用于大型發(fā)光系統(tǒng)時，可以減少亮度的平面不均勻性。當開口207的大小足夠小時，當從光發(fā)射側(換句話說從導光基底側)觀看發(fā)光系統(tǒng)時輔助電極的存在可以基本上忽略不計。
在該實施例中，雖然在包含發(fā)光物質的層完整地形成之后，使用鋁作為掩模對包含發(fā)光物質的層做圖案，但是可以使用具有開口的掩模制造包含發(fā)光物質的層。
此外，圖3A-3C圖示了使用掩模制造各個包含發(fā)光物質的層303和第二電極304的方法。換句話說，在完全形成第一電極302之后，使用掩模制造各個包含發(fā)光物質的層303和第二電極304。絕緣膜305、輔助電極306、和開口307可以按照上述方法相同的方式制成。這時，通過將第二電極304的開口做得比包含發(fā)光物質的層303的開口大一些，使得第一電極更顯然地與第二電極絕緣。
實施例2參照圖4A-4C，本實施例描述了圖1A和1B所示的根據本發(fā)明的發(fā)光系統(tǒng)的生產方法。
透明導電膜(第一電極402)形成于導光基底401上。在該實施例中，玻璃基底被用作導光基底401，ITO被制成第一電極402。
相繼制成包含發(fā)光物質的層403和第二電極404(圖4A)。在該實施例中，鋁被制成第二電極404。
此后，通過向導光基底401側放出激光束制成開口(圖4B)。具有足以能夠透過玻璃基底403和ITO并被包含發(fā)光物質的層403和第二電極404吸收的波長的激光束可用作所述激光束。在該實施例中，使用532nm波長的激光束。532nm波長的激光束可通過利用非線性光學元件將YAG激光、YVO4激光等的主波(1064nm波長)轉換為第二諧波。在吸收激光之后，包含發(fā)光物質的層和第二電極受熱并升華，由此形成開口。在形成開口之后，按照如實施例1相同的方式制造絕緣膜405和輔助電極406，從而第一電極402通過開口407與輔助電極406電連接。
實施例3參照圖6A-6C和圖7A-7B，本實施例描述了圖5A和5B所示的根據本發(fā)明的發(fā)光系統(tǒng)的生產方法。
在由柔性材料制成的薄基底601上形成第二電極602、包含發(fā)光物質的層603、和第一電極604。在該實施例中，鋁被制成第二電極602，在聚酯膜上ITO被制成第一電極604(圖6A)。
然后，將基底601、第二電極602、包含發(fā)光物質的層603、和第一電極604配備上開口(圖6B)。由于基底601是由柔性材料制成的，可通過應用體力容易地形成開口。
氧化硅膜被制成絕緣膜605。通過濺射法或汽相沉積法使用掩模形成氧化硅膜(圖6C)。通過使用濺射法或汽相沉積法將氧化硅膜制成經過開口回繞到預定表面的反面。由此，第二電極602更顯然地與輔助電極606絕緣。
然后，形成輔助電極606。首先，通過印刷方法在第一電極604側形成銀。這時，通過印刷方法用銀填滿開口607(圖7A)。接下來，在基底601側上完整地形成銀(圖7B)。由此，第一電極604與輔助電極606電連接。因而，可以減少由于第一電極的相對高的電阻率導致的電壓降作用。因此，當發(fā)光系統(tǒng)應用于大型的發(fā)光系統(tǒng)時，可以獲得具有良好平面亮度均勻性的發(fā)光系統(tǒng)。
在該實施例結構中，第一電極ITO與光發(fā)射方向上的輔助電極銀連接。但是，在開口607足夠小的情況下，當從光發(fā)射側(換句話說從第一電極側)觀看發(fā)光系統(tǒng)時輔助電極的存在可以基本上忽略不計。
實施例4參照圖8A和8B，本實施例描述了根據本發(fā)明的發(fā)光系統(tǒng)的整個結構的實例。
圖8A和8B分別為本發(fā)明發(fā)光系統(tǒng)的俯視圖和橫截面圖。本發(fā)明發(fā)光系統(tǒng)包括基底801、第一電極802、包含發(fā)光物質的層803、第二電極804、絕緣膜805、和輔助電極806。第一電極802通過開口807與輔助電極806電連接。發(fā)光區(qū)域具有多個開口807。此外，第二絕緣膜808形成于發(fā)光區(qū)域末端，這防止了第一電極802和第二電極804短路。電源終端809各自與第二電極804和輔助電極806連接。然后，發(fā)光區(qū)域由密封劑810密封。希望的密封劑是傳遞盡可能少的濕氣和氧氣的材料，從而防止包含發(fā)光物質的層退化。此外，由密封劑包圍的內部充滿了填料811。惰性氣體(氮氣、氬氣等)可以代替填料填充于由密封劑包圍的內部?？梢蕴畛渑c密封劑相同的材料。
雖然圖8A和8B各自示例說明了實施例1中所述的結構，但是也可以采用實施例2和實施例3中所述的結構通過相同的密封方式用作發(fā)光系統(tǒng)。
實施例5參照圖9和圖10A-10C，本實施例描述了使用本發(fā)明發(fā)光系統(tǒng)的設備的實例。
圖9是使用本發(fā)明發(fā)光系統(tǒng)作為背光的液晶顯示設備的實例。圖9所示的液晶顯示設備包括外殼901、液晶層902、背光903、和外殼904。液晶層902與設備IC905相連。此外，本發(fā)明發(fā)光系統(tǒng)被用作背光903并且通過終端906供給電流。
通過使用本發(fā)明發(fā)光系統(tǒng)作為液晶顯示設備的背光，可以獲得具有良好平面亮度均勻性的背光；因此，提高了液晶顯示設備的質量。由于背光可具有大面積，液晶顯示設備也可以具有大面積。另外，發(fā)光元件是薄的且消耗較少的能量；因此，液晶顯示設備也可以是薄的并且消耗較少的能量。
圖10A是使用本發(fā)明發(fā)光系統(tǒng)作為室內照明的實例。本發(fā)明發(fā)光系統(tǒng)是表面-發(fā)射發(fā)光系統(tǒng)，并且即使在其具有大面積時，也具有良好的平面亮度均勻性。因此，例如整個天花板可以裝備本發(fā)明發(fā)光系統(tǒng)。不僅天花板而且墻壁、地板、柱子等也可以裝備本發(fā)明發(fā)光系統(tǒng)。另外，由于本發(fā)明發(fā)光系統(tǒng)是柔性的，該發(fā)光系統(tǒng)可安裝于彎曲的表面上。并且，該發(fā)光系統(tǒng)不僅可以用于室內還可以用于室外，并可以安裝于建筑物壁上等作為室外光。
圖10B是使用本發(fā)明發(fā)光系統(tǒng)作為隧道內照明的一個例子。由于本發(fā)明發(fā)光系統(tǒng)是柔性的，可沿著隧道的彎曲內壁形成發(fā)光系統(tǒng)。
圖10C是使用本發(fā)明發(fā)光系統(tǒng)作為內部照明的一個例子。由于本發(fā)明發(fā)光系統(tǒng)薄而柔韌并且其是表面發(fā)射型，其可被加工成如圖10B所示的需要的形狀。
此外，本發(fā)明發(fā)光系統(tǒng)還可用于拍攝圖像中的照明。在拍攝圖像時，當被拍攝者由具有均勻亮度的大面積光照射時，可以獲得與自然光照射的被拍攝者所得圖像相似的圖像。
本申請基于2004年6月3日向日本專利局提交的日本專利申請第2004-166041號，該專利申請地整體內容引入本文作為參考。
權利要求
1.一種發(fā)光系統(tǒng)，其包括第一電極；第二電極；位于第一電極和第二電極之間的包含發(fā)光物質的層；位于第二電極和包含發(fā)光物質的層中的開口；和通過開口與第一電極連接的第三電極。
2.根據權利要求1的系統(tǒng)，其中從包含發(fā)光物質的層中發(fā)出的光從第一電極側發(fā)射出去。
3.根據權利要求1的系統(tǒng)，其中第一電極是由透明導電膜形成的。
4.根據權利要求1的系統(tǒng)，其中提供了開口以構成多個開口。
5.根據權利要求1的系統(tǒng)，其中包含發(fā)光物質的層具有多個層的層疊結構，所述層各自包含發(fā)光物質。
6.發(fā)光系統(tǒng)，第一電極；第二電極；位于第一電極和第二電極之間的包含發(fā)光物質的層；位于第二電極和包含發(fā)光物質的層中的開口；和第三電極，其通過開口與第一電極連接且與第二電極絕緣并位于第二電極側。
7.根據權利要求6的系統(tǒng)，其中從包含發(fā)光物質的層中發(fā)出的光從第一電極側發(fā)射出去。
8.根據權利要求6的系統(tǒng)，其中第一電極是由透明導電膜形成的。
9.根據權利要求6的系統(tǒng)，其中提供了開口以構成多個開口。
10.根據權利要求6的系統(tǒng)，其中包含發(fā)光物質的層具有多個層的層疊結構，其中所述層各自包含發(fā)光物質。
11.一種發(fā)光系統(tǒng)；包含透明導電膜的第一電極；具有第一開口且位于第一電極上面的包含發(fā)光物質的層；具有第二開口且位于第一電極上面的第二電極，第二開口重疊于第一開口上；位于第二電極上面并具有第三開口的絕緣層，其覆蓋了第一開口、第二開口和第二開口的側面；和位于絕緣層上面的第三電極，其通過第一到第三開口與第一電極接觸。
12.根據權利要求11的系統(tǒng)，其中從包含發(fā)光物質的層中發(fā)出的光從第一電極側發(fā)射出去。
13.根據權利要求11的系統(tǒng)，其中第一開口的寬度與第二開口的相同。
14.根據權利要求11的系統(tǒng)，其中第一開口與第二開口的寬度彼此不同。
15.根據權利要求11的系統(tǒng)，其中多個第一至第三開口形成于發(fā)光區(qū)域中。
16.根據權利要求11的系統(tǒng)，其中用于支撐發(fā)光系統(tǒng)的基底是柔性基底。
17.一種發(fā)光系統(tǒng)，其包括第一電極；第二電極；位于第一電極和第二電極之間的包含發(fā)光物質的層；以柵格形式位于基底上面的絕緣層，并且該絕緣層含有熒光物質；和位于絕緣層上面的布線；其中絕緣層和布線被第一電極覆蓋，由此第一電極和布線相互接觸。
18.根據權利要求17的系統(tǒng)，其中從基底表面到包含發(fā)光物質的層的表面的距離比從基底表面到絕緣層表面的距離短。
19.一種發(fā)光系統(tǒng)，其包括第一電極；第二電極；位于第一電極和第二電極之間的包含發(fā)光物質的層；以柵格形式形成于基底上面的絕緣層，并且該絕緣層含有熒光物質；以及布線；其中絕緣層包括凹陷部分和為凹陷部分而設置的開口；和其中為絕緣層的凹陷部分而設置布線并且該布線通過開口與第一電極連接。
全文摘要
本發(fā)明的一個目的是提供一種當發(fā)光系統(tǒng)具有很大面積時在發(fā)光區(qū)域具有良好亮度均勻性的發(fā)光系統(tǒng)。根據本發(fā)明的一個特征，發(fā)光系統(tǒng)包括第一電極、第二電極、形成于第一電極和第二電極之間的包含發(fā)光物質的層、形成于基底上的呈柵格形式且含有熒光物質的絕緣層、和形成于絕緣層上的布線。絕緣層和布線被第一電極覆蓋，由此第一電極和布線相互接觸。
文檔編號G02F1/13357GK1705418SQ200510076018
公開日2005年12月7日 申請日期2005年6月3日 優(yōu)先權日2004年6月3日
發(fā)明者瀨尾哲史, 荒井康行 申請人:株式會社半導體能源研究所