TW200845455A - Light emitting device - Google Patents

Description

200845455 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種發光裝置以及一種製造此種裝置之方 法。 【先前技術】 為了在一空間内產生一宜人的氣氛，需要大面積照明裝 置。現今通常使用氣體放電燈來產生一均句光，從而照明 大部分之空間。可惜的是，放電燈已知為昂貴且非常沒效 率的。為克服此不利點，有機發光二極體（〇LED)之使用 係適當的。OLED之優點在於其為一具有潛在地低成本及 高效率的均勻光源。有機發光裝置（材料及結構）於此技術 中為已知的，例如揭示於W02005/053053 A1者，其中之 揭示在此以引用之方式併入本文中用於所有之目的。 然而，大尺寸OLED遭遇亮度不均勻之問題。亮度不均 勻係由於OLED包括薄膜電極且其具有一約為數百個奈米 (nm)之厚度的事實所致。因此，薄膜電極具有一相對高的 薄片電阻。由於OLED係在低電壓及高電流下被驅動，高 薄片電阻導致一沿著電極之電壓降，從而造成亮度不均 勻。此不利點隨著OLED尺寸之增加而變得更糟。 【發明内容】 本發明之目的為去除以上所提及之不利點。具體言之， 本發明之一目的係提供一種具有一均勻亮度之大尺寸 OLED以及一種製造此種裝置之方法。 該目的係藉由如本發明之請求項丨所教導之一種發光裝 127966.doc 200845455 置而違成。該發光裝置之有利具體實施例係定義於附屬請 求項中。 本發明之目的係藉由一種發光裝置而達成，其包括一層 的堆疊，該層之堆疊包括一基本層、一第一電極層以及一 第二電極層，其中一有機發光層係夾在該第一與該第二電 極層之間，具有至少一個分路元件，該分路元件包括一連 接端與一自由端，其中該連接端係與該等電極層中之一者 連接，且其中該自由端係從該層之堆疊伸出。 本發明之主要構思係至少一個分路元件之使用，其包括 電極層大之剖面，且其係與該電極層連接，而因此包 括低薄片電阻。由於此優點，分路元件可傳輸所需電流 至OLED之所有部分而達成一均勻亮度。 發光裝置包括一充當一載體之基本層，其可由玻璃或有 幾材料製成’或從非透射材料例如金屬ϋ所製成。在此基 本層上，通常塗佈一薄層之透明氧化銦錫（ΙΤΟ)而形成第 電極層。再者，有機發光二極體由至少一個薄層所組 成其具有一約為5至500 nm的有機物質之層厚度。〇led 、、二吊以一如鋁之金屬層加以覆蓋而形成第二電極層，而金 屬曰之特徵為約為100 nm之厚度，及因此如同ITO層之厚 種厚度之鋁作用為一反射鏡，而使發射光僅通過 明 I 丁〇 Μ _ 電極層及透明基本層。可惜的是，ΙΤ〇之電阻率 比崔呂 Rr civ —、 率鬲約兩個數量級。因此，電流在第一電極層 L動係T%度地被削減的。為克服此不利點，第一電極 層可與分路元件連接。 127966.doc 200845455 在本發明中，有機發光層之用語包括-單層之有機材料 以及一由數個包括有機與無機材料之層所建立之元件。 使用於QLED裝置之薄電極層顯示—橫越電極區導致一 電壓降之薄片電阻，尤其對於大型〇led裝置而言導致一 不均勻亮度分布。此效應主要發生於第二電極，但亦發生 於第-電極。為克服此不利點，發光裝置之第一較佳具體 實施例包括一與第一t極層連接之第一分路元件以及一與 第一電極層連接之第二分路元件。因此嵌入於發光裝置之 電極層兩者皆各自與一個分路元件連接。 分路元件可為一箱狀之元件，其與電極層中之一者連 接。連接可透過在電極層與一分路元件之間達到一電子連 接之不同方法而完成，其中連接包括一低傳輸電阻。例 如，此目標可藉由將箔狀之分路元件膠合或焊接至電極層 上而達成。尤其是’雷射焊接、熱封合、電阻焊接或電子 束焊接已顯示為有助益的。除此接合之外，分路元件可由 薄膜沈積技術所製造，例如離子束沈積、電子束沈積、化 學氣相沈積、熱蒸發、電漿束沈積、濺鍍沈積以及電流沈 積。如上所述，本發明之主要構想係一巨大的分路元件之 使用，而支援電極層之電流傳輸。因此，分路元件之尺寸 與電極層相比應為大型的。在_較佳具體實施例中，分路 疋件包括一介於50 0111至4 mm之間的寬度，較佳介於1〇〇 μιη至2mm之間，以及一介於2〇#111至8〇〇0111之間的高度， 杈佳介於50 μιη至500 μηι之間。與電極層之薄片厚度相 比，分路元件之高度係大高達三個數量級。因此，係藉由 127966.doc -8- 200845455 主要級由分路元件來分佈電流而大大地降低薄片電阻。橫 越在分路元件之間的小電極區之剩餘電壓降係可忽略的。 為增強此效應，分路元件較隹包括一高導電性，其較佳高 於3〇xl〇6 s/m。 分路元件可為一選自第Ιπ族或第IB族之金屬及過渡金 屬，例如銀、金、銅、鋁、鎢、鉬、鉻及類似者。此等金 屬之組合與合金係非常適合的，例如鉬鉻/鋁/鉬鉻 (MAM) 〇 由於分路元件之大型尺寸，其不嵌入於層之堆疊内，而 係從層之堆疊的平面伸出。因此，其在其他層之表面上方 係可見的且甚至可為可觸摸到的。雖然離基本層最遠之電 極層可以一保護層加以覆蓋，保護層亦可覆蓋分路元件。 如其名所指，保護層之任務係保護建立〇LED之層之堆 疊。因此，保護層可包括一金屬及/或一隔離聚合物之一 組合係適當的。此保護層之厚度不一，且視發光裝置之使 用類型而定。 在一較佳具體實施例中，一金屬化元件係與電極層中之 一者連接’其中金屬化S件係夾在電極層與分路元件之連 接端之間。因此，金屬化元件本身之作用類似於一分路 器，其係後入於層之堆疊中。由於其尺寸，金屬化元件本 身無法克服以上所提及之不利點。金屬化元件之用途不是 用於電流之傳冑，而是在分路元件及電極層之間的一連接 器之用途。較佳的是，分路元件具有一矩形剖面，因而使 整個底面被標示為連接端。金屬化元件之厚度係取決於其 127966.doc 200845455 做為分路層之-連接器的主要用it。在所述本發明之-較 佳八體實轭例中，金屬化元件包括一 ！ ^爪至丨之層厚 度。為沈積金屬化元件’可使用上述所列舉之該等薄膜沈 積技術。

在另個較佳具體實施例中，金屬化元件與分路元件係 :固焊接加以連接。已顯示最流行的固態焊接類型即超 音=焊接係較佳的。“，已顯示其它固態焊接處理亦係 適s的’包含共擠M焊接、冷焊接、擴散焊接、摩擦焊 接、高頻率焊接、熱壓蟬接、感應焊接及滾料接。選擇 性之金屬化元件可包括一金屬，例如銀、金、銅、鋁、 鶴翻、鉻及類似者。同樣地，此等金屬之組合與合金係 非常適合的，例如鉬鉻/鋁/鉬鉻（mam)。 在本發明之另一個較佳具體實施例中，分路元件及/或 至屬化7L件係經圖案化。圖案化之用語在本發明中音神 分路元件或分路元件與金屬化元件之—結合係以 _於層之堆疊上的。對於非常大面積之。LED而言， 分路7L件例如建立一網狀之結構並鐘在層之堆疊的表面上 可為實料。所列舉元件之此圖案化配置的目的係欲達 -均勻電流流過發光裝置之電極層的所有部分。分路元件 具有-梳狀結構可為適當的，而該等定義梳之梳齒^ 几件延伸進人發光裝置之表面。再者，分路元件可 - U型、V型及心型式樣。所選擇之組態種類大部俜 取決於發光裝置之整體結構。若發光裝置擁有-圓形的二 圍’分路元件可配置為一星狀圖案。由於本發明，形成餅 127966.doc 200845455 形切片狀之各個片段皆獲得充分的電流以產生一均勻之亮 度。 ^ 分路元件之圖案化組合係由本發明之另一個較佳具體實 把例所支持，其特徵在於第-電極層、第二電極層與有機 發光層形成-照明碑’彡中複數個照明碑係沈積於一個基 本層上。此具體實施例背後之構想係欲將一非常大型之 OLED分割成較小的、磚狀的區塊。但所有該等分離之照 明磚皆全部一起沈積於一個基本層上。因此，甚至非常大 型之發光裝置亦係容易處理的，且沒有單—照明磚中破裂 之危險。較佳的是，照明磚包括一介於2〇 mmx2〇 mm至 250 mmx250 mm之間的尺寸，較佳介於3〇 mmx3〇 至 150mmXl50mm之間，較佳介於4〇inmx4〇mn^8〇mmx8〇 mm之間。 為達到發光裝置之一均勻亮度，一均勻之電流分別流過 所有電極層及有機發光層係必要的。因此，照明磚係局部 地相互隔離的。因此，分路元件與照明磚之組合能達成穩 定且巨大之電流流過一大型發光裝置之較小次區塊，且因 此確保均勻之亮度。 在另一個具體實施例中，與一第一電極層連接之分路元 件從二侧圈住一矩形照明磚，而與第二電極層連接之分路 元件則從一侧將照明磚圍起。在最為人所熟知之〇LED 中，第一電極層由ITO所組成，其（如上所述）具有比鋁高 兩個數量級之電阻率，大部分係用於第二電極層。由於此 電阻，以及第一與第二電極層之薄片高度係大部分多少有 127966.doc -11 - 200845455 二完：相同之事實，沿著第一電極層之電麼降係遠遠地比 口者第_電極層者劇烈。為在__ 〇led之此具體實施例中 達到均勾之電流，主要以—與第—電極層連接之分路元 件圏住照明碑係適#的。第二電極層則可連接至—圍住照 明碑之一最後敞開側之分路元件。 本發明亦係關於一種製造一根據請求項丨之發光裝置之 方法’其包括將至少-個分路元件膠合或焊接至電極層之 步驟，°、在-較佳具體實施例巾，焊接係由下列所組成之群 中至乂之者.雷射焊接、熱封合、電阻焊接、電子束焊 接或固態焊接，較佳的是超音波焊接。 刖面提及之發光裝置’以及所請求之組件及欲根據所述 具體實施例中之本發明使用之組件，係不受到任何有關尺 寸$狀或材料選擇之特別例外的限制。可無限制地適用 相關領域中已知之技術概念。本發明之目標的額外細節、 特徵及優點係揭示於附屬請求項中，且各別圖式之下列說 明(其等僅為一範例式樣)顯示根據本發明之發光裝置的一 較佳具體實施例。 【實施方式】 在圖1中，顯示一發光裝置10之-剖面。發光裝置10包 括一具有一基本層20(例如一玻璃或一聚合物基板）之層之 堆$15。沈積在此基本層2〇上的是一第一電極層。一有 機發光層50與一第二電極層4〇、4〇,、4〇"在此第一電極層 30上方相互重疊。三個所列舉之層3〇、4〇、5〇皆各包括一 小於5〇〇 nm之厚度，較佳約為50 1^至20〇 nm。在施加一 127966.doc -12 - 200845455 從第二電極層40、40，、40，'流至第一電極層3〇之一電流 後，有機發光層50立即藉由有機材料中電子與電洞之重組 而散發光。在充當一反射鏡之一金屬第二電極4〇、4〇，、 4〇"之情況中，發射光散發穿過透明第—電極層％及基本 層20。在-透明第二電極之情況中，光亦發射穿過第二電 極至OLED之非基板側。 由於發光裝置10係在低電壓及高電流下被驅動，薄膜第 一電極層30與第二電極層40具有一高薄片電阻。因此，由 於此高薄片電阻與高電流之結合，沿著電極層之一電壓降 發生，從而導致一亮度不均勻，线著發光裝置1〇尺寸之 增加而變得更糟。為克服此不利點，本發明建議使用至少 一個分路元件60、60，。分路元件6〇、6〇，包括一連接端“ 及一自由端66。分路元件60、6〇，之連接端65係與電極層 30、40中之—者連接。位於連接端65之對面的自由義係 從層之堆疊15突出。在-替代具體實施例中，連接端⑽ 伸進入層堆疊15中，如圖i所示。在另—個具體實施例 中’分路元件60、60’之連接端可經配置在與第二電極4〇、 40·、40"相同之高度上，或在第二電極4〇、、扣，之上 方或頂部。 在一個具體實施例中’-第-分路元㈣係與第一電極 層30連接，而-第二分路元件6〇，係與第二電極層4〇連接。 因此兩電極層皆與一分路元件60、6〇，連接，其使得所需電 流為可用的。分路元件之幾何形狀與尺寸可視此電流而變 化。較佳的是，分路元件60、60,將包括一矩形剖面，如圖 127966.doc 200845455 1所示。圓形、三角形或六角形的剖面亦為適當的。若使 用薄片狀的分路元件60、60,，較佳的是其等包括一介於5〇 μηι至4 mm之間的寬度61，以及一介於2〇 ]^111至8〇〇 μηι之間 的高度62。因此，與所示薄片狀分路元件6〇、6〇，相比，寬 度61可較高度62大。 為靈活地移動分路元件60、60,分別與第一 3〇及第二電 極層40之連接，一金屬化元件7〇、7〇，係被圈在電極層3〇、 4〇與分路元件60、60’之連接端65之間。分路元件6〇,係透 過金屬化元件70,而與兩個第二電極層4〇、4〇，連接。第二 電極層40"係與另一個（未顯示）分路元件6〇，連接。為防止 一短路，不允許第一30與第二電極層4〇之間的任何直接接 觸。因此，在層之堆疊15中嵌入一隔離構件9〇。隔離構件 90防止一直接電流從第二電極層4〇、4〇1流至第一電極層 3〇事只上，電流必須流過有機發光層5 0從而產生所期待 之光。 分流元件60係與第一電極層3〇連接。為防止在第二電極 層40' 40,與分路元件60之間的一短路，在層之堆疊15中嵌 入一間隙91。此間隙91可以一隔離層（其未顯示於此具體 實施例中）加以填滿。隔離層不僅可覆蓋住間隙91，亦可 覆蓋住整個層之堆疊15，其包含分路元件6〇、6〇，。 金屬化元件70、70,之主要用途係分路元件6〇、6〇，分別 連接至第一 30與第二電極層4〇之支援。因此，金屬化元件 70、70’之厚度在電極層3〇、4〇之範圍内係適當的。已顯示 甚至下至只有幾個nm之較小的高度係適合於金屬化元件 127966.doc -14- 200845455 70、70,與分路元件6〇、6 一 之~音波焊接。若未使用金屬 4件〇 7〇刀路疋件60、60,可直接膠合至電極層 另外；I m沈積技術可用&具體實施分路元件 60、60’至層之堆疊15中。 圖2顯示發光裝置10之一俯視圖，其具有圖！所示剖面之 剖面線w。由於發光裝置10係用—層之堆疊15所建立的， 在基本層20上方僅可看見頂部的第三電㈣4()。在所示且 體實施例中’分路元件60、6〇,包括一圖案化配置。金屬： 元件70、70·沈積在第_雷托jam 檟隹弟電極層2〇之上。分路元件6〇、6〇, 與此金屬化S件70、7〇,連接。與第—電極層3q連接之分路 件60包括-㈣結構’而與第二電極層辦接之分路元 件60,包括-線狀結構。如圖i所顯示，—隔離間隙Μ係在 第二電極層40與分路元件6〇之間嵌入於層之堆疊^中。再 者，第二電極40係與線狀分路元件6〇，連接。與分路元件⑼ 之梳狀配置結合，建立矩形照明磚8〇。此等照明磚8〇包括 -發光裝置1〇之形狀，該發光裝置包括第一電極㈣、第 二電極層40及有機發光層5〇。在所示具體實施例中，四個 照明磚80全《於-個基本層紙，進而增加發光裝置ι〇 之機械穩定度。 【圖式簡單說明】 以及 圖1顯示穿過一發光裝置之一剖面圖 圖2顯示該發光裝置之一俯視圖。 【主要元件符號說明】 10 發光裝置 127966.doc -15- 200845455 15 層之堆疊 20 基本層 30 第一電極層 40, 40，，40，， 第二電極層 50 有機發光層 60, 60f 分路元件 61 分路元件60、 60’之寬度 62 分路元件60、 6(V之高度 65 連接端 66 自由端 70, 7(V 金屬化元件 80 照明碑 90 隔離構件 91 隔離間隙 127966.doc - 16-

Claims (1)

1. 200845455 、申請專利範圍： 一種發光裝置（ίο)，其包括一層之堆疊（15)， 該層之堆疊包括一基本層（2〇)、 势 V } 一弟一電極層（30)以 及一第二電極層（40)， 其中一有機發光層（50)係夾在兮笛 人社篇苐一（30)與該第二電 極層（40)之間， 具有至少一個分路元件（6〇、6〇,、 Κ 60 )，其包括一連接端 (65)以及一自由端（66)，

   其中該連接端（65)係與該等電極層（3〇、4〇)中之一者 連接，以及 其中該自由端（66)係從該層之堆疊（15)伸出。 2·如請求項1之發光裝置（1〇)， 其特徵在於-第-分路元件（6G、6G，)係與該第一電極 層（3〇)連接，而—第二分路元件⑽、60,)係與該第二電 極層（40)連接。 3·如請求項1或2中任一項之發光裝置（1〇)， 4 mm之間的寬度（61)，較佳介於1〇〇 至2之間， 且該分路元件（60、60，）包括一介於2〇 pmS8〇〇 之間 的高度（62)，較佳介於5〇 ]11111至5〇() μπι之間。 4·如前述請求項中任一項之發光裝置（1〇)， 其特徵在於該分路元件（6〇、60，）包括一高於30χ1〇6 S/m之導電性。 5.如前述請求項中任一項之發光裝置（1〇)， 鑛及/或蒸鍍及/或焊接至該電極層（3 0、40)上。 127966.doc 200845455 6. 如前述請求項中任一項之發光裝置（10)， 其特徵在於一金屬化元件（70、70’）係與該等電極層 (3 0、40)中之一者連接，其中該金屬化元件（70、70’）係 夾在該電極層（30、40)與該分路元件（60、601)之連接端 (65)之間。 7. 如請求項6之發光裝置（10)， 其特徵在於該金屬化元件（70、70’）包括一 1 nm至100 nm之層厚度。 8. 如請求項6或7之發光裝置（10)， 其特徵在於該金屬化元件（70、70’）及該分路元件（60、 60f)係藉由超音波焊接而連接，較佳該分路元件（60、 60’）及/或該金屬化元件（70、70’）係經圖案化的。 9. 如前述請求項中任一項之發光裝置（10)， 其特徵在於該第一電極層（30)、該第二電極層（40)以 及該有機發光層（50)為一照明磚（80)，其中複數個照明 磚（80)係沈積在一個基本層（20)上，較佳該照明磚（80)包 括一介於20 mmx20 mm至250 mmx250 mm之間的尺寸， 較佳介於30 mmx30 mm至150 mmxl50 mm之間，較佳介 於 40 mmx40 mm至 80 mmx80 mm之間。 10. 如請求項9之發光裝置（10)， 其特徵在於與該第一電極層（30)連接之分路元件（60、 60’）從三側圈住該照明磚（80)，而與該第二電極層（40)連 接之分路元件（60、60’）則從一側將該照明碑（80)圍起。 11. 一種製造如請求項1之一發光裝置（10)之方法，其包括下 127966.doc 200845455 列步顿 6〇，)至讀電極層 膠合或烊接該至少一個分路元件(6〇 (30、4〇)。 12. 如請求項11之方法， 其特徵在於該焊接係由下列所組成之群中至小之 者·雷射焊接、熱封合、電阻焊接、電子束焊接或固態 焊接，較佳的是超音波焊接。 127966.doc