專利名稱：用于照明的光發(fā)射器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)光發(fā)射器件領(lǐng)域，以及更一般而言涉及包括有機(jī)光發(fā)射器件的照明光源。
背景技術(shù)：
假設(shè)美國總電能產(chǎn)量超過20％用于照明應(yīng)用而消耗，通過引入新型，更高性能的照明源可以大大地節(jié)省電能。相比于廣泛應(yīng)用但是能量效率低、白熾光源，這種節(jié)省尤其能夠通過任何提供改進(jìn)的能量效率的可選光源而實(shí)現(xiàn)。例如，如果美國住宅，商業(yè)和工業(yè)部門用于照明的能量能夠減小5％，一年可以節(jié)省超過10億美元。
一種可替換的照明源是無機(jī)光發(fā)射二極管(LED)，如高亮度LED綜述和高功率LED照明進(jìn)展，Intertech會(huì)議，2001年10月。
已經(jīng)努力獲得了使用無機(jī)光發(fā)射器件的白光源，如在美國專利No.5851063，Doughty等，中所描述的。
有機(jī)光發(fā)射器件(OLED)由于許多原因正變得更加合宜。用于制造這種器件的許多材料相對(duì)便宜，因此有機(jī)光發(fā)射器件比無機(jī)LED具有潛在的成本優(yōu)勢。另外，有機(jī)材料的內(nèi)在特性例如它們的柔韌性，可以使得它們非常適合特殊應(yīng)用，例如在一個(gè)柔性襯底上來制造。另外，一個(gè)有機(jī)發(fā)射層發(fā)射光的波長一般可以通過適當(dāng)?shù)膿诫s劑很容易地調(diào)諧，而很難調(diào)諧用于LED的無機(jī)發(fā)射材料。
OLED使用當(dāng)在器件上加上電壓時(shí)便發(fā)光的有機(jī)薄膜。OLED正變成一個(gè)日益受歡迎的技術(shù)，應(yīng)用于例如平板顯示，照明，和背光照明。OLED的配置包括雙異質(zhì)結(jié)，單異質(zhì)結(jié)，以及單層，并且多種有機(jī)材料可以用于制造OLED。代表性的OLED材料和配置在美國專利5707745，5703436，5834893，5844363，6097147，和6303238中描述，在此完全引用作為參考。
在一個(gè)有機(jī)光電器件中一個(gè)或更多透明電極可以很有用。例如，OLED器件一般趨向于從至少一個(gè)電極發(fā)射光。對(duì)于光僅從器件底部發(fā)射，即僅從器件襯底一般發(fā)射出的OLED，一個(gè)透明的正極材料，例如銦錫氧化物(ITO)可以用作底電極。既然這樣器件底上電極不需要透明，這樣的電極典型是一個(gè)負(fù)極，可以包括一個(gè)含有高電導(dǎo)率的厚及反射金屬層。相反，對(duì)于透明或頂發(fā)射OLED，可以使用一個(gè)透明負(fù)極，例如美國專利No.5703436和5707745中公開的。與一個(gè)底發(fā)射OLED不同，一個(gè)頂發(fā)射OLED可以含有一個(gè)不透明和/或反射襯底，使得光產(chǎn)生僅從器件頂部出去，并不通過襯底。另外，一個(gè)完全透明OLED可以從頂部和底部發(fā)射。
如在這里使用的，術(shù)語“有機(jī)材料”包括可以用于制造有機(jī)光電器件的聚合物以及小分子有機(jī)材料。聚合物是包括一個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元鏈的有機(jī)材料。小分子有機(jī)材料可以基本上包括所有其它有機(jī)材料。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一個(gè)有機(jī)光發(fā)射器件。該器件含有多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域含有一個(gè)有機(jī)發(fā)射層，適合于發(fā)射一個(gè)不同的光譜。這些區(qū)域結(jié)合起來發(fā)射光，適合于照明用途?？梢赃x擇每個(gè)區(qū)域的面積，使得器件比其它含有相同面積的區(qū)域的等效器件更有效。這些區(qū)域可以具有至少約4的縱橫比。任何給定區(qū)域的所有部分可以以同樣電流驅(qū)動(dòng)。


圖1示出了含有一個(gè)條形配置的器件。
圖2示出了圖1器件的截面，使用一個(gè)漫射片。
圖3示出了基于結(jié)合一個(gè)熒光藍(lán)譜，一個(gè)熒光綠譜，以及磷光紅譜的計(jì)算的復(fù)合譜。
圖4示出了基于結(jié)合一個(gè)磷光藍(lán)譜，一個(gè)磷光綠譜，以及磷光紅譜的計(jì)算的復(fù)合譜。
圖5示出了基于結(jié)合一個(gè)熒光藍(lán)譜，一個(gè)磷光綠譜，以及磷光紅譜的計(jì)算的復(fù)合譜。
圖6示出了基于結(jié)合一個(gè)磷光藍(lán)譜，以及熒光紅譜的計(jì)算的復(fù)合譜。
具體實(shí)施例方式
有機(jī)光發(fā)射器件(OLED)的幾個(gè)特征可以使它們尤其適合用于照明，作為替代傳統(tǒng)白熾光源，熒光光源，以及其它光源。一些特殊應(yīng)用包括背光照明，內(nèi)部signage，內(nèi)部照明，以及外部照明。另外，相信OLED在這種應(yīng)用中可以優(yōu)于另一種新興技術(shù)，無機(jī)LED。
磷光OLED可以具有高的內(nèi)和外量子效率。正確地使用，這種效率可以轉(zhuǎn)換成高的墻裝插頭效率，高于傳統(tǒng)的白熾燈泡，并且可能最終與傳統(tǒng)熒光燈泡競爭。OLED可以獲得寬范圍的強(qiáng)度，范圍從10到10000cd/m2，使得寬動(dòng)態(tài)范圍發(fā)光而沒有閃爍成為可能。此外，OLED可以具有驅(qū)動(dòng)電壓低至幾伏，這意味著可以使用簡單，有效的驅(qū)動(dòng)器對(duì)OLED器件供電。
OLED可以含有波形因子和顏色補(bǔ)償，這優(yōu)于傳統(tǒng)光源例如白熾和熒光燈泡。OLED可以制造成一個(gè)非常薄，輕重量，柔韌的薄片，這使得它們可安裝于新方式和位置，并更容易運(yùn)輸和存儲(chǔ)。OLED提供了可以在很大區(qū)域均勻的漫射，朗伯發(fā)射，提供了比粗熒光更舒適的發(fā)光。OLED可以提供寬區(qū)域的發(fā)射，對(duì)比于是點(diǎn)源的無機(jī)LED。通過在大范圍提供光，對(duì)比于傳統(tǒng)燈泡，OLED可以降低陰影。例如，整個(gè)墻壁或者天花板都可以發(fā)射光。一個(gè)透明OLED可以用于例如產(chǎn)生一個(gè)也能夠發(fā)射光的窗口。這樣一個(gè)窗口能夠例如在白天用作一個(gè)實(shí)際的窗口，在晚上用作一個(gè)光源。OLED一般具有一個(gè)寬的發(fā)射譜，這在盡量獲得白光時(shí)是有利的。使用OLED的光源可以含有顏色分量，它們可以單獨(dú)調(diào)諧，使得可以獲得優(yōu)良的CIE和CRI白色。另外，一個(gè)由OLED發(fā)射譜組合構(gòu)成的光源可以由使用者調(diào)諧以產(chǎn)生用戶情緒型的發(fā)光。例如，可以提供例如刻度盤的控制使得用戶可以增加或減小光中每個(gè)分量的量，例如產(chǎn)生含有一種藍(lán)或紅的色調(diào)。還可以提供控制使得用戶可以調(diào)節(jié)光強(qiáng)。開關(guān)，色調(diào)控制，和/或強(qiáng)度設(shè)置還可聲控。
OLED由便宜材料制成，使得它們可以潛在地具有與傳統(tǒng)白熾和熒光燈泡類似的制造成本。由于OLED可以具有一個(gè)薄膜固態(tài)結(jié)構(gòu)，它們可以更粗糙，更抗震動(dòng)，以及比傳統(tǒng)燈泡更安全。
當(dāng)評(píng)價(jià)照明技術(shù)時(shí)一般考慮的因素包括容易制造、有用的壽命、功率效率以及光源的質(zhì)量。這些許多的因素具有成本含義。容易制造和有用的壽命影響購買以及取代或維護(hù)一個(gè)光源的成本。功率效率影響一個(gè)光源工作的成本。光源質(zhì)量影響在特殊應(yīng)用中的適用性。質(zhì)量的一些方面可以使用本領(lǐng)域已經(jīng)熟知的方法來量化。例如，CIE(“Commission Internationale d’Eclairage”)是一個(gè)公認(rèn)的二坐標(biāo)光色測量。理想白光含有CIE為(0.33，0.33)。對(duì)白光源，CRI(“彩色再現(xiàn)指數(shù)”)是一個(gè)公認(rèn)的當(dāng)由光源照明時(shí)一個(gè)物體經(jīng)歷的顏色偏移，相比于當(dāng)用一個(gè)與日光相比的參考光源照明時(shí)同一物體的顏色。CRI值的范圍是從0到100，100代表沒有顏色偏移。明亮的日光可以具有100的CRI。熒光燈泡具有60-99的CRI。汞燈接近50。高壓鈉燈能具有約20的CRI。用于例如家庭或辦公室照明的燈一般必須滿足非常嚴(yán)格的CIE和CRI要求，而用于例如街道照明的燈可以經(jīng)受較寬的CIE和CRI要求。
基于傳統(tǒng)光源建立的標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)OLED用于傳統(tǒng)照明的目標(biāo)包括CIE優(yōu)選約(0.33，0.33)，CRI優(yōu)選大于75，更優(yōu)大于約80，更優(yōu)大于約85，最優(yōu)大于約90，照明效率優(yōu)選大于約50lm/W，亮度約800cd/m2，以及/或20000小時(shí)的工作壽命。
磷光OLED技術(shù)，如在美國專利no.6303238，Thompson等公開的，在此完全引用作為參考，使能夠制造高效率的OLED。在一個(gè)磷光OLED中，接近100％的激子可以轉(zhuǎn)化成光，而在一個(gè)熒光OLED中僅約25％的激子可以轉(zhuǎn)化為光。使用這種技術(shù)內(nèi)量子效率達(dá)到100％是可能的，這對(duì)綠OLED已經(jīng)展示了，如Adachi等報(bào)告的“使用雙[2-苯基吡啶]銥摻進(jìn)電子傳輸材料的高效率有機(jī)電致磷光器件”，J.App.Phys.vol.90 no.10，5048-51，2001年11月(“Adachi”)，在此完全引用作為參考。由于這種高的內(nèi)量子效率，磷光OLED可以適合用于功率效率是一個(gè)因素的照明應(yīng)用中。熒光OLED獲得的效率一般不能與傳統(tǒng)照明技術(shù)的效率相競爭，使得它們不適合許多應(yīng)用。但是，可以有適合OLED作照明使用的場合。
至少三個(gè)主要因素決定一個(gè)OLED的凈效率內(nèi)量子效率，外量子效率，以及驅(qū)動(dòng)電壓。內(nèi)量子效率是測量一個(gè)OLED發(fā)射層中載流子結(jié)合形成激子然后發(fā)射光的部分，與由不發(fā)光機(jī)制而衰減的相反。使用磷光材料使得內(nèi)量子效率能夠達(dá)到100％。外量子效率是測量由發(fā)射層發(fā)射從器件到一個(gè)觀察者的光的部分。由于光子由波導(dǎo)，光吸收，以及其它因素而損耗，外量子效率可以降低。改進(jìn)的外耦合可以用于改進(jìn)外量子效率。對(duì)外量子效率的一個(gè)目標(biāo)是約40％，是Adachi展示的接近18％量子效率的約兩倍因子?？梢允褂酶鞣N技術(shù)來獲得改進(jìn)的外量子效率，包括花紋狀界面和表面，衍射光學(xué)元件，波紋或粗糙界面/表面，成形器件，以及簡單光學(xué)元件，包括透鏡，低折射率襯底，以及結(jié)合透鏡的高折射率襯底。這些技術(shù)用于照明的器件比用于顯示的器件具有更大的優(yōu)勢。例如當(dāng)透鏡用于顯示時(shí)可以使圖像扭曲，但是圖像扭曲并不是照明應(yīng)用的一個(gè)問題。驅(qū)動(dòng)電壓很重要，因?yàn)镺LED中大于發(fā)射光子能量的任何壓降基本上代表浪費(fèi)的功率。驅(qū)動(dòng)電壓可以通過使用某些技術(shù)來降低，例如摻雜傳輸層以及增強(qiáng)載流子注入層。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，使用一個(gè)條形配置來獲得優(yōu)秀的質(zhì)量，由測量光源的CRI和CIE給出。條形配置還能夠優(yōu)化用于產(chǎn)生希望的CRI和CIE結(jié)果的各自顏色分量，例如適合于在照明應(yīng)用中使用的白光。例如，可以使用不同的技術(shù)各自優(yōu)化每個(gè)顏色的內(nèi)量子效率，外量子效率，以及驅(qū)動(dòng)電壓。
圖1示出了一個(gè)器件100，含有一個(gè)條形配置，可以用于產(chǎn)生適合發(fā)射白光的高效率光源。第一區(qū)域120制作在一個(gè)襯底110上，包括一個(gè)OLED，含有一個(gè)適合發(fā)射第一光譜的發(fā)射層。第一區(qū)域120的OLED可以為本領(lǐng)域熟知的任何合適的OLED，使用本領(lǐng)域熟知的任何技術(shù)制作。例如，可以使用單層，單異質(zhì)結(jié)，以及雙異質(zhì)結(jié)OLED?？梢允褂美缱钃鯇雍湍軌蛟鰪?qiáng)載流子注入的層的特征。在效率是一個(gè)因素的應(yīng)用中優(yōu)選使用一個(gè)磷光OLED。有機(jī)氣相淀積(OVPD)由于它的低成本，是制造OLED區(qū)域120的一個(gè)方法，例如在美國專利No.6337102中公開的，在此完全引用作為參考。第二區(qū)域130和第四區(qū)域140可以分別適合發(fā)射第二和第三光譜，并且可以具有類似第一區(qū)域120的特征。區(qū)域120，130和140的長度(垂直于寬度125，135和145的尺寸)可以較大，僅局限于制造技術(shù)和器件100希望的尺寸。例如，如果器件100使用設(shè)計(jì)處理6英寸襯底的設(shè)備來制造，就可以使用達(dá)6英寸的長度。對(duì)二英尺天花板面板可以使用合適設(shè)備，使用長至兩英尺的長度。還可以使用更長的長度。
第一區(qū)域120的寬度125，第二區(qū)域130的寬度135，以及第三區(qū)域140的厚度145可以基于許多考慮來選擇。一個(gè)考慮是成本。一般，較寬的區(qū)域更容易并更便宜制造。對(duì)在約0.5mm之上的寬度，可以使用相對(duì)便宜的陰影掩模技術(shù)用于器件制造，它不需要復(fù)雜的對(duì)準(zhǔn)。寬條還可以使得能夠使用其它技術(shù)，例如沖壓，在美國專利申請no.6294398公開，在此完全引用作為參考，或者使用圖形噴嘴的有機(jī)氣噴淀積(OVJD)，在美國專利申請no.60/317215，公開于2001年9月4日，在此完全引用作為參考。優(yōu)選地，互相分開區(qū)域120，130和140的距離要盡量小，考慮使用的圖形化技術(shù)的限制和費(fèi)用，認(rèn)識(shí)到在成本和獲得高填充因子之間可能有一個(gè)折中。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)區(qū)域使用相同材料制造并使用相同工藝，除了有機(jī)發(fā)射層可以為不同材料或含有不同摻雜劑。
寬度涉及節(jié)距，它是特征例如條形的中心-中心間隔。節(jié)距是一個(gè)決定光如何在一個(gè)觀察者出現(xiàn)的因素。結(jié)合其它因素例如一個(gè)觀察者有多遠(yuǎn)，以及是否使用一個(gè)散射器，節(jié)距決定光如何在一個(gè)觀察者出現(xiàn)。在不同的區(qū)域發(fā)射不同的顏色，對(duì)每個(gè)區(qū)域由眼睛對(duì)著的角度是一個(gè)影響各自的顏色分量是否可以被辨別出的因素。對(duì)一些應(yīng)用，例如設(shè)計(jì)成代替墻壁的內(nèi)部照明，可以希望一個(gè)觀察者不能分辨各自的顏色分量，因此需要一個(gè)小的節(jié)距。一個(gè)光源需要節(jié)距顯示出的均勻性根據(jù)應(yīng)用而改變。例如，對(duì)體育場照明可以使用一個(gè)非常大的節(jié)距，而對(duì)內(nèi)部照明需要一個(gè)較小的節(jié)距。對(duì)其它的應(yīng)用，一個(gè)光源對(duì)一個(gè)觀察者看該光源的方式并不重要。例如，在一個(gè)工業(yè)設(shè)置中，一個(gè)觀察者看一個(gè)光源是否能分辨各自的顏色分量并不重要，只要光能夠足夠地被它到達(dá)被照明物體的時(shí)間所彌散就行。在這種情況下，可以希望使用更大的寬度和節(jié)距來節(jié)省制造成本。適合照明目的的光源依賴于應(yīng)用，但是一般意味著從不同區(qū)域發(fā)源出的光發(fā)射不同的譜，對(duì)一個(gè)觀察照明物體和區(qū)域的觀察者來說不是透明的。對(duì)一些應(yīng)用，可以有一個(gè)更苛刻的需要，一個(gè)看光源本身的觀察者不能區(qū)分各自的顏色分量。
不管是否使用一個(gè)條形幾何圖形，本發(fā)明的實(shí)施例可以制造成大縱橫比，例如4∶1或更大。縱橫比是一個(gè)單一光發(fā)射區(qū)域的最大尺寸與器件平面中最小尺寸的比率。例如，一個(gè)長度是它的寬4倍的條形將具有一個(gè)4∶1的縱橫比。一個(gè)正方形具有1∶1的縱橫比。使用大縱橫比是有利的，由于幾個(gè)原因，包括一個(gè)具有大縱橫比區(qū)域的器件比具有小縱橫比的器件例如顯示器，具有更少的互連和更容易制造?？梢允褂镁匦魏头叫我酝獾男螤睢４罂v橫比還能夠使用某些制造技術(shù)，例如使用OVJD淀積長條形，其中通過相對(duì)于襯底移動(dòng)一個(gè)噴嘴，當(dāng)噴嘴噴射有機(jī)材料時(shí)，將條形有效地“涂漆”在襯底上。顯示一般對(duì)單色顯示具有約1∶1的縱橫比，對(duì)全色顯示約3∶1的縱橫比，其中三個(gè)色素的每一個(gè)可以具有約1∶1的縱橫比，但是可以包括三個(gè)分立器件，每個(gè)具有約3∶1的縱橫比。大于約3∶1的縱橫比一般不適合于顯示，因?yàn)榇罂v橫比將與顯示分辨率在一個(gè)方向上產(chǎn)生干擾。
盡管使用大節(jié)距，對(duì)一個(gè)觀察者顯示含有均勻顏色的光可以通過使用一個(gè)漫射片得到。圖2示出了圖1器件100沿線2’的截面，一個(gè)漫射片210放置在區(qū)域120，130和140上，使得在到達(dá)觀察者之前光經(jīng)過該漫射片。經(jīng)過漫射片210的光被散射使得由區(qū)域120，130和140發(fā)射的各自光譜變?yōu)榛旌系牟⑶覍?duì)觀察者是不可區(qū)分的?？梢允褂靡粋€(gè)不同于圖2特殊示例的漫射片的實(shí)施例。例如，漫射片210可以與區(qū)域120，130和140接觸。光可以通過襯底110發(fā)射，然后通過一個(gè)放置在襯底110下面的漫射片到觀察者，襯底110本身可以是一個(gè)漫射片。
使用一個(gè)漫射片一般包括降低了外量子效率，額外的成本，以及如果集成漫射片的話包括額外的制造步驟。漫射片的優(yōu)點(diǎn)是使用較大的節(jié)距可以獲得顯示均勻的光。光是否顯示均勻依賴于涉及特殊應(yīng)用的許多因素，包括節(jié)距以及由眼睛對(duì)著的角度。較大的節(jié)距可以有利，例如較低的制造成本和較高的產(chǎn)量。
寬度125，135和145不需要都是相同的。因?yàn)閰^(qū)域120，130和140每個(gè)適合發(fā)射一個(gè)不同的光譜，并可以使用不同材料制作，希望每個(gè)區(qū)發(fā)射不同強(qiáng)度的光或使用不同的驅(qū)動(dòng)電流。例如，一個(gè)區(qū)域可以使用具有短工作壽命的材料，除非使用一個(gè)特別低的驅(qū)動(dòng)電流(相應(yīng)的較低的強(qiáng)度)。否則，對(duì)一個(gè)特殊顏色很難獲得一個(gè)高強(qiáng)度，但是對(duì)其它顏色很容易獲得高強(qiáng)度。但是，為了獲得希望的全部光譜，對(duì)每個(gè)區(qū)域需要一個(gè)特定的光通量(由一個(gè)區(qū)域發(fā)射光的總量)。不改變驅(qū)動(dòng)電流或光強(qiáng)(每單位面積的光量)，通過選擇區(qū)域?qū)挾龋總€(gè)區(qū)域的光通量可以調(diào)節(jié)。一般，可以希望選擇區(qū)域的寬度，使得最大寬度相應(yīng)于根據(jù)強(qiáng)度或壽命的“最弱”顏色，以補(bǔ)償一個(gè)相對(duì)低的強(qiáng)度。相比于其它區(qū)域，對(duì)降低一個(gè)區(qū)域的驅(qū)動(dòng)電流還可以具有相對(duì)較大的效率增益。這樣，通過使用不同寬度的區(qū)域，可以整體增強(qiáng)器件的效率和/或壽命。驅(qū)動(dòng)OLED的區(qū)域120，130和140的優(yōu)選模式包括從一個(gè)穩(wěn)流源的DC模式和AC模式。這些驅(qū)動(dòng)模式能夠增強(qiáng)壽命和效率。
因?yàn)楸景l(fā)明的實(shí)施是用于示例，一個(gè)給定區(qū)域的每一部分可以以相同電流強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)。不像顯示屏一樣，不需要發(fā)射一個(gè)顏色，例如紅色，在器件的一部分相對(duì)于其它部分不需要更強(qiáng)烈地發(fā)射，因?yàn)椴恍枰纬梢粋€(gè)圖像。結(jié)果可以使用不要尋址的簡單控制電路。
有機(jī)光源的效率可以隨時(shí)間降低，并且不同的顏色以不同的速率退化。這種退化能夠?qū)е掠蒓LED產(chǎn)生的含有分立顏色分量的白光顏色隨時(shí)間漂移(“微分顏色老化”)。使用一個(gè)光探測器可以分立監(jiān)測每個(gè)區(qū)域的退化，從而調(diào)節(jié)每個(gè)區(qū)域的驅(qū)動(dòng)電流以補(bǔ)償退化。光探測器可以集成進(jìn)各個(gè)區(qū)域中，如未決專利申請代理人概要號(hào)10020/23101，公開于2002年8月16日所公開的，在此完全引用作為參考。也可以使用其它監(jiān)測每個(gè)顏色分量強(qiáng)度的方法，例如可以商業(yè)獲得的放置在靠近或器件100區(qū)域的外光探測器，“外”意思是它們不是作為區(qū)域集成部分而制作的。這樣可以隨時(shí)間維持希望的顏色。這種監(jiān)測可以在器件100中對(duì)每個(gè)顏色進(jìn)行一個(gè)，或?qū)ζ骷?00中每個(gè)條形進(jìn)行一個(gè)監(jiān)測，即使多個(gè)條形發(fā)射相同顏色。這種監(jiān)測可以導(dǎo)致器件100具有重大改進(jìn)的壽命。
器件100通過使用區(qū)域120，130和140各自發(fā)射紅，綠和藍(lán)，可以適合發(fā)射白光。其它組合是可能的，例如適合分別發(fā)射紅，黃和藍(lán)的區(qū)域。另外，可以使用多于或小于三個(gè)不同的區(qū)域。例如，一個(gè)發(fā)射白光的器件100可以通過使用分別發(fā)射藍(lán)和黃光的僅兩個(gè)不同區(qū)域來得到。如在這里使用的，術(shù)語“紅”，“黃”，“綠”，“藍(lán)”以及其它顏色在很廣意義上使用，指代不嚴(yán)格限制的寬波長范圍。例如，“紅”和“黃”可以重疊，都可以包括各種橙色色調(diào)。
也可以選擇寬度125，135和145以及每個(gè)顏色的驅(qū)動(dòng)電流，以獲得希望的光色。一個(gè)用于示例的優(yōu)選實(shí)施例發(fā)射的光，含有CIE約(0.33，0.33)以及CRI優(yōu)選大于75，更優(yōu)大于約80，更優(yōu)大于約85，最優(yōu)大于約90，其它實(shí)施例是可能的，例如情緒照明具有淺顏色色彩，或裝飾照明。通過分立地尋址器件100的區(qū)域120，130和140中的每一個(gè)，可以獲得全部顏色范圍，它們是從這些區(qū)域發(fā)射的混合顏色得到的。
如圖1所示，區(qū)域120，130和140可以重復(fù)多次以對(duì)器件100獲得希望的寬度。
已經(jīng)提議無機(jī)發(fā)光二極管(LED)可以適合于照明目的。見美國專利No.5851063，Doughty。OLED在許多方面優(yōu)于無機(jī)LED，并且當(dāng)使用不同類型的器件時(shí)必須進(jìn)行不同的考慮。無機(jī)LED一般是分立器件，必須各自以線連接，由于各自器件的尺寸可得到的填充因子上具有重大局限。這些局限還可以使它很難或不能避免對(duì)某些應(yīng)用與無機(jī)LED技術(shù)使用一個(gè)漫射片，例如頭頂照明，因?yàn)樗鼘⒑茈y獲得小、緊密間距區(qū)域的發(fā)射不同顏色。由于LED是硬連線的，很難使用某種有利的尋址方案，例如矩陣尋址。無機(jī)LED還是點(diǎn)光源，并且為了獲得朗伯發(fā)射，一個(gè)漫射片，安裝角調(diào)節(jié)，和/或一些其它額外測量是必須的，這一般對(duì)許多照明應(yīng)用是優(yōu)選的。
OLED作為對(duì)比是薄膜器件，提供優(yōu)秀的波形因子，尤其當(dāng)構(gòu)建在柔韌的塑料襯底或金屬片上時(shí)，OLED是明亮和多色的朗伯發(fā)射體，具有高功率效率和低電壓。OLED可以使用各種方法圖形化，導(dǎo)致在較低的成本下比LED具有更好的分辨率和更高的填充因子。例如，OLED可以互相緊密地隔開，可以獲得波形因子優(yōu)選超過50％，更優(yōu)超過70％。這些填充因子代表實(shí)際發(fā)射光的面積百分比，并可以避免使用光學(xué)元件的需要，例如透鏡，來增強(qiáng)對(duì)觀察者出現(xiàn)的作為被照明表面積百分比。這些填充年可以在底發(fā)射器件得到。相信對(duì)一個(gè)底發(fā)射顯示器件來說50％的填充因子是不實(shí)際的，一個(gè)底發(fā)射顯示器件70％的填充因子不能得到，由于需要互連以及象素間在水平和垂直方向的間距。然而，依賴于應(yīng)用，較低的填充因子可以用于照明目的。發(fā)射不同顏色的OLED可以很容易地放置在靠近高填充因子處(以及低節(jié)距)，使得不使用一個(gè)漫射片就可以獲得白光。OLED可以通過集成總線控制，例如在美國專利No.6407408中公開的，在此完全引用作為參考，它在許多方面優(yōu)于無機(jī)LED的各自連線。OLED從一個(gè)寬的面積發(fā)光，相比于從無機(jī)LED的點(diǎn)光源發(fā)射，使得一般用于分散無機(jī)LED發(fā)射光的光學(xué)元件對(duì)OLED可以是不必要的。另外，認(rèn)為OLED一般比無機(jī)LED具有更寬的發(fā)射譜，這使得OLED具有高的CRI值。例如，聯(lián)系本發(fā)明的圖3，對(duì)一個(gè)三區(qū)域有機(jī)器件計(jì)算約98的CRI，而在美國專利No.5851063，Doughty等公開的一個(gè)實(shí)例中，在此完全引用作為參考，公開了對(duì)一個(gè)三無機(jī)LED器件CRI約86.3，對(duì)一個(gè)四無機(jī)LED器件約96.0。
結(jié)合柔韌OLED和OVPD技術(shù)的一個(gè)簡單器件結(jié)構(gòu)(如上描述的)，更高的產(chǎn)量，滾動(dòng)(R/R)工藝將意味著從照明應(yīng)用的制造角度來看，OLED也可以節(jié)省成本。
適合發(fā)射白光的OLED結(jié)構(gòu)已經(jīng)在文獻(xiàn)中公開。然而，這些結(jié)構(gòu)一般不允許本發(fā)明實(shí)施例可以獲得的優(yōu)化類型。結(jié)果，先前公開的OLED結(jié)構(gòu)可能不如本發(fā)明實(shí)施例有效，以及/或者可能沒有本發(fā)明實(shí)施例獲得的更優(yōu)的CIE和CRI值。
實(shí)驗(yàn)一個(gè)圖形濾波器放置在一個(gè)白照明源上，以模擬圖1的條形配置。濾波器將光分成紅，綠和藍(lán)相間的條形。具有0.5mm寬條形的濾波器導(dǎo)致光顯示均勻灰色的光，觀察者在同一個(gè)房間中不能分辨各個(gè)顏色分量。使用一個(gè)具有5mm寬條形的濾波器，同一個(gè)房間的觀察者可以容易地分辨各個(gè)紅，綠和藍(lán)條形。當(dāng)一個(gè)漫射片放置在一個(gè)具有5mm寬條形的濾波器上時(shí)，光再次顯示均勻灰色。
已經(jīng)獲得了各種OLED的已知光譜。特別地，從下面OLED發(fā)射材料獲得光譜NPD熒光藍(lán)4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]聯(lián)苯BAlq熒光藍(lán)鋁(III)雙(2-甲基-8-喹啉)4-苯酚鹽ppy7磷光藍(lán)雙{2[2，4-二氟-5-三氟甲基苯基]-吡啶}銥(III)乙酰丙酮化物Alq熒光綠三-(8-羥基喹啉)鋁BOIr磷光綠二(2-苯基苯并惡唑)銥乙酰丙酮化物PQ14磷光紅二[(苯基)-3甲基喹啉](乙酰乙酸)銥(III)PQ5磷光紅二[2-(m-甲氧苯基)喹啉](乙酰乙酸)銥(III)圖3示出了基于結(jié)合一個(gè)熒光藍(lán)(NPD)譜320，一個(gè)熒光綠(Alq)譜330以及一個(gè)磷光紅(PQ14)譜340計(jì)算的復(fù)合譜310。藍(lán)、綠和紅譜分別是復(fù)合譜310的31％，45％和24％。曲線350示出了一個(gè)適應(yīng)光區(qū)域，一種人眼可以探測的光波長的度量。復(fù)合譜310具有CRI為98，以及CIE為(0.345，0.349)。
圖4示出了基于結(jié)合一個(gè)磷光藍(lán)(NPD)譜420，一個(gè)磷光綠(BOIr)譜430，以及磷光紅(PQ14)譜440的計(jì)算的復(fù)合譜410。藍(lán)、綠和紅譜分別是復(fù)合譜410的36％，31％和33％。曲線450示出了一個(gè)適應(yīng)光區(qū)域，一種人眼可以探測的光波長的度量。復(fù)合譜410具有CRI為94，以及CIE為(0.343，0.330)。
圖5示出了基于結(jié)合一個(gè)磷光藍(lán)(ppy7)譜520，一個(gè)磷光綠(BOIr)譜530，以及磷光紅(PQ5)譜540的計(jì)算的復(fù)合譜510。藍(lán)、綠和紅譜分別是復(fù)合譜510的35％，22％和43％。曲線550示出了一個(gè)適應(yīng)光區(qū)域，一種人眼可以探測的光波長的度量。復(fù)合譜510具有CRI為85，以及CIE為(0.313，0.386)。
圖6示出了基于結(jié)合一個(gè)熒光藍(lán)譜620，以及磷光紅譜640的計(jì)算的復(fù)合譜610。藍(lán)和紅譜分別是復(fù)合譜610的56％和44％。曲線650示出了一個(gè)適應(yīng)光區(qū)域，一種人眼可以探測的光波長的度量。復(fù)合譜610具有CRI為80，以及CIE為(0.371，0.392)。
圖3-6的實(shí)例表明，通過結(jié)合采用當(dāng)前可獲得的有機(jī)發(fā)射材料的各種OLED器件發(fā)射譜，可以獲得白光顯著的CIE和CRI值。新的有機(jī)發(fā)射材料，尤其是磷光材料的重要發(fā)展目前正在進(jìn)行。隨著可以獲得新的材料，預(yù)期可以獲得更好的CRI和CIE值。在任何情況下，基于目前可獲得的材料計(jì)算得到的CIE和CRI值是顯著的，例如所有磷光器件的CRI為85，以及CIE為(0.313，0.386)。計(jì)算表明結(jié)合三個(gè)不同OLED光譜獲得CRI為98和CIE為(0.33±0.02，0.33±0.02)的白光是可能的。當(dāng)然，低的CRI值可以很容易獲得，例如CRI大于優(yōu)選的85，更優(yōu)的90，以及更優(yōu)的95。盡管一般更希望一個(gè)更高的CRI，CRI為85及以上一般認(rèn)為對(duì)照明是極好的，因此為了為了獲得其它好處，可以希望使用比上面所示的極高值98低的CRI，例如更高的效率，降低的制造成本，或者發(fā)射材料更大范圍的選擇。
類似地，計(jì)算表明結(jié)合二個(gè)不同OLED光譜獲得CRI至少為80和CIE為(0.33±0.04，0.33±0.07)的白光是可能的。這兩個(gè)光譜器件對(duì)照明應(yīng)用是有用的，因?yàn)镃RI和CIE值是可接受的，以及預(yù)期一個(gè)雙色器件將比三色器件具有更低的制造成本。
盡管本發(fā)明是描述關(guān)于特殊實(shí)例和優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本發(fā)明并不局限于這些實(shí)例和實(shí)施例。因此要求的本發(fā)明包括從在此描述的特殊實(shí)例和優(yōu)選實(shí)施例的各種變化，這對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員是很明顯的。盡管一些特殊實(shí)施例可以分別描述和要求，應(yīng)該理解在此所述和所要求實(shí)施例的各種特征可以結(jié)合使用。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)光發(fā)射器件，包括多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域含有一個(gè)有機(jī)發(fā)射層，適合于發(fā)射不同的光譜；其中這些區(qū)域結(jié)合起來發(fā)射適合于照明用途的光；以及其中選擇每個(gè)區(qū)域的面積，使得該器件比其它含有相同大小區(qū)域的等效器件更有效。
2.權(quán)利要求1的器件，其中存在適合發(fā)射三種不同光譜的各個(gè)區(qū)域，并且由這些區(qū)域結(jié)合發(fā)射的光譜具有至少80的CRI。
3.權(quán)利要求2的器件，由這些區(qū)域結(jié)合發(fā)射的光譜具有至少95的CRI和(0.33±0.02，0.33±0.02)的CIE。
4.權(quán)利要求2的器件，由這些區(qū)域結(jié)合發(fā)射的光譜具有至少98的CRI。
5.權(quán)利要求1的器件，其中存在適合發(fā)射二個(gè)不同光譜的各個(gè)區(qū)域，并且由這些區(qū)域結(jié)合發(fā)射的光譜具有至少80的CRI，和(0.33±0.04，0.33±0.07)的CIE。
6.權(quán)利要求1的器件，其中由所有區(qū)域發(fā)射的光譜的結(jié)合導(dǎo)致對(duì)不使用漫射片的觀察者顯示為白色的光。
7.權(quán)利要求1的器件，進(jìn)一步包括放置在靠近該多個(gè)區(qū)域的一個(gè)漫射片。
8.權(quán)利要求1的器件，其中選擇各區(qū)域的相對(duì)面積，以增強(qiáng)有最低預(yù)期壽命區(qū)域的壽命。
9.權(quán)利要求1的器件，其中選擇各區(qū)域的相對(duì)面積，以增強(qiáng)最低效率區(qū)域的光通量。
10.權(quán)利要求2的器件，其中第一光譜是紅，第二光譜是綠，以及第三光譜是藍(lán)。
11.權(quán)利要求2的器件，其中各區(qū)域含有這樣的面積，使得當(dāng)每個(gè)區(qū)域的有機(jī)發(fā)射層在選擇為優(yōu)化器件效率的電流下驅(qū)動(dòng)，由這些區(qū)域發(fā)射的光譜的結(jié)合導(dǎo)致至少95的CRI和(0.33±0.02，0.33±0.02)的CIE的光。
12.權(quán)利要求1的器件，進(jìn)一步包括適合于單個(gè)控制流過每個(gè)區(qū)域電流的顏色校正電路，以校正該區(qū)域的任何微分老化。
13.權(quán)利要求12的器件，其中顏色校正電路包括集成到不同區(qū)域上的光探測器。
14.權(quán)利要求12的器件，其中顏色校正電路包括不同區(qū)域外部的光探測器。
15.權(quán)利要求1的器件，其中每個(gè)區(qū)域由一個(gè)穩(wěn)流源以DC模式驅(qū)動(dòng)。
16.權(quán)利要求1的器件，其中該器件結(jié)合到一個(gè)適合提供照明的光源上。
17.權(quán)利要求1的器件，其中至少一個(gè)有機(jī)光發(fā)射層是磷光的。
18.權(quán)利要求1的器件，其中器件發(fā)射的光可以通過聲音命令控制。
19.權(quán)利要求1的器件，其中器件是透明的。
20.權(quán)利要求1的器件，進(jìn)一步包括用戶可以用來調(diào)節(jié)發(fā)射光強(qiáng)度的控制器。
21.權(quán)利要求1的器件，進(jìn)一步包括用戶可以用來調(diào)節(jié)發(fā)射光色調(diào)的控制器。
22.權(quán)利要求1的器件，其中有機(jī)氣噴淀積用來淀積有機(jī)光發(fā)射器件的有機(jī)層。
23.權(quán)利要求1的器件，其中，除了每個(gè)區(qū)域的有機(jī)發(fā)射層以外每個(gè)區(qū)域使用相同的材料和工藝制造。
24.權(quán)利要求1的器件，其中該器件是一個(gè)底發(fā)射器件，以及該器件表面積的至少50％發(fā)光。
25.權(quán)利要求24的器件，其中該器件表面積的至少70％發(fā)光。
26.一種有機(jī)光發(fā)射器件，包括(a)第一區(qū)域，含有適合發(fā)射第一光譜的有機(jī)發(fā)射層；(b)第二區(qū)域，含有適合發(fā)射第二光譜的有機(jī)發(fā)射層；(c)第三區(qū)域，含有適合發(fā)射第三光譜的有機(jī)發(fā)射層；其中結(jié)合的各區(qū)域發(fā)射適合于照明目的的光。
27.一種有機(jī)光發(fā)射器件，包括(a)第一區(qū)域，含有適合發(fā)射第一光譜的有機(jī)發(fā)射層；(b)第二區(qū)域，含有適合發(fā)射第二光譜的有機(jī)發(fā)射層；其中結(jié)合的各區(qū)域發(fā)射適合于照明目的的光。
28.權(quán)利要求27的器件，其中由第一和第二區(qū)域發(fā)射的光譜的結(jié)合導(dǎo)致至少80的CRI和(0.33±0.04，0.33±0.07)的CIE的光。
29.權(quán)利要求27的器件，其中第一光譜是藍(lán)，第二光譜是黃。
30.一種有機(jī)光發(fā)射器件，包括多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域含有一個(gè)有機(jī)發(fā)射層，適合于發(fā)射不同的光譜；其中這些區(qū)域結(jié)合起來發(fā)射適合于照明用途的光；以及這些區(qū)域具有至少4∶1的縱橫比。
31.一種有機(jī)光發(fā)射器件，包括多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域含有一個(gè)有機(jī)發(fā)射層，適合于發(fā)射不同的光譜；其中這些區(qū)域結(jié)合起來發(fā)射適合于照明用途的光；以及任何給定區(qū)域的所有部分基本上以同樣的電流密度驅(qū)動(dòng)。
32.一種有機(jī)光發(fā)射器件，包括多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域含有一個(gè)有機(jī)發(fā)射層，適合于發(fā)射不同的光譜；其中這些區(qū)域結(jié)合起來發(fā)射適合于照明用途的光；以及其中該器件是一個(gè)底部發(fā)射器件，并且該器件表面積的至少70％發(fā)光。
33.一種器件，包括放置在一個(gè)襯底上的多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域含有一個(gè)有機(jī)發(fā)射層，適合于發(fā)射不同的光譜；以及放置在一個(gè)襯底上的裝置，用于調(diào)節(jié)來自多個(gè)區(qū)域每一個(gè)中的相對(duì)光輸出。
全文摘要
提供了一種有機(jī)光發(fā)射器件。該器件含有多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域含有一個(gè)有機(jī)發(fā)射層，適合于發(fā)射一個(gè)不同的光譜。這些區(qū)域結(jié)合起來發(fā)射光，適合于照明用途?？梢赃x擇每個(gè)區(qū)域的面積，使得器件比其它含有相同面積的區(qū)域的等效器件更有效。這些區(qū)域可以具有至少約4的縱橫比。任何給定區(qū)域的所有部分可以以同樣電流驅(qū)動(dòng)。
文檔編號(hào)H01J63/04GK1754242SQ03819358
公開日2006年3月29日 申請日期2003年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月16日
發(fā)明者邁克爾·哈克, 邁爾爾·陸旻昊, S·W·邁克爾 申請人:通用顯示公司