用于生成光的照明装置制造方法

用于生成光的照明装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及用于生成光的照明装置（1）。所述照明装置包括：包括光发射材料（9）的光发射结构（2）、包括至少两个电容器电极膜（11，12）和电容器电极薄膜之间的介电膜（14）的电容器结构（3），以及包括用于封装并且从而保护至少光发射材料的至少一个膜的膜封装（30）。电容器结构被集成在照明设备中使得电容器电极膜和介电膜被至少部分地设置成平行于光发射结构。由于膜（特别地，薄膜）被用于电容器结构和封装并且由于电容器结构被集成在照明装置中，因此照明装置可以相对薄。
【专利说明】用于生成光的照明装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于生成光的照明装置和照明方法。本发明还涉及用于制造照明装置 的制造装置和制造方法。

【背景技术】
[0002] 有机发光二极管（0LED)装置一般需要用于将市电能量转换成如由0LED装置所需 要的形式的转换器。转换工具包括用于在时间相位期间递送能量的电容器，其中市电电压 低于0LED装置所需要的电压，以便减少可以由市电能量的周期性时间变化和0LED装置的 快速电气时间常数所导致的可感知的光闪烁。电容器相对庞大，这使总体0LED装置相对 大。


【发明内容】

[0003] 本发明的一个目的是提供可以不太庞大的、用于生成光的照明装置。本发明的另 外的目的是提供用于生成光的对应的照明方法，以及提供用于制造照明装置的制造装置和 制造方法。
[0004] 在本发明的第一方面中，呈现了用于生成光的照明装置，其中所述照明装置包 括： -包括至少两个光发射电极和设置在光发射电极之间的光发射材料的光发射结构，其 中光发射材料被适配成如果向光发射电极施加电压则发射光， -包括至少两个电容器电极膜和电容器电极膜之间的介电膜的电容器结构，电容器结 构被集成在照明装置中使得电容器电极膜和介电膜被至少部分地设置成平行于光发射结 构，以及 -包括至少一个膜的膜封装，其中至少一个膜至少封装光发射材料以用于至少保护光 发射材料。
[0005] 由于电容器结构包括至少两个电容器电极膜和电容器电极膜之间的介电膜，因此 电容器结构可以相对薄。而且，由于封装是包括用于至少封装光发射材料以用于优选地至 少保护光发射材料以抵挡湿气和/或氧气的至少一个膜的膜封装，因此膜封装也可以相对 薄。出于这些原因并且由于相对薄的电容器结构被集成在照明装置中使得电容器电极膜和 介电膜被至少部分地设置成平行于光发射结构，因此照明装置可以不太庞大。
[0006] 电容器电极膜和介电膜优选地被至少部分地设置成平行于光发射结构意味着电 容器电极膜和介电膜可以覆盖光发射结构的整个区域或者光发射结构的仅一部分。
[0007] 电容器结构可以集成在膜封装中使得电容器结构由膜封装的膜形成。特别地，膜 封装的膜可以形成电容器电极膜和介电膜。这可以进一步增加结果得到的照明装置的紧凑 性。而且，电容器结构和膜封装可以通过类似的方法并且由此通过类似的制造元件来制造， 从而简化照明装置的制造。
[0008] 具有集成电容器结构的膜封装可以是薄膜封装（TFE)，其中膜封装的不同膜以及 由此的电容器结构的膜可以具有大约lOOnm的厚度。优选地，薄膜封装被配置使得不需要 并且由此优选地不存在可以由附加的玻璃板或者箔提供的抵挡例如湿气和氧气的另外的 保护。
[0009] 照明装置优选地是OLED照明装置，其中光发射材料包括有机材料。
[0010] 术语"光发射电极"被用于指示这些电极被用于向光发射材料施加电压使得光发 射材料发射光。
[0011] 电容器电极膜优选地是具有大约l〇〇nm的厚度的薄膜。它们可以包括金属和/ 或透明导电氧化物（TC0)。介电膜优选地是绝缘的。它优选地包括氧化物和氮化物中的至 少一个。特别地，介电膜可以包括无机氧化物。例如，介电膜可以包括以下中的至少一个： AlWyAlTiC^PZrC^。在实施例中，介电膜是纳米层压体，其中它可以包括变换次序的A1203 和Zr02。介电膜可以通过原子层沉积（ALD)进行沉积。
[0012] 电容器结构可以电气连接到光发射结构，或者它可以从光发射结构电气分离，其 中光发射结构和电容器结构优选地集成在发射光的单个集成单元中。
[0013] 膜封装优选地包括用于保护光发射结构以抵挡湿气和氧气的第一湿气和氧气阻 挡。第一湿气和氧气层优选地位于光发射结构与电容器结构之间。在优选实施例中，第一 湿气和氧气阻挡以及介电膜由相同材料制成。这允许通过使用相同或者类似的制造单元和 制造技术来产生第一湿气和氧气阻挡以及介电膜，从而简化照明装置的制造。
[0014] 膜封装优选地还包括用于至少保护电容器结构以抵挡湿气和氧气的第二湿气和 氧气阻挡。特别地，如果电容器结构和光发射结构被电气连接，那么第二湿气和氧气阻挡以 及介电膜也可以由相同材料制成。
[0015] 由于相同材料可以被用于形成电容器结构的介电膜并且用于提供抵挡湿气和氧 气的保护，因此湿气和氧气阻挡也可以是介电膜，特别是大约l〇〇nm的薄介电膜。在实施例 中，湿气和氧气阻挡也是纳米层压体。
[0016] 在优选实施例中，照明装置还包括电气连接至光发射结构和电容器结构的电阻 器。电阻器可以是设置在第二湿气和氧气层上的电阻层。
[0017] 优选的是，电容器结构被适配成影响发射光。特别地，电容器结构对于发射光而言 可以至少部分透明，其中照明装置被适配使得发射光在离开照明装置之前穿过透明电容器 结构的至少一部分。例如，照明装置可以是具有对于发射光而言至少部分透明的顶部光发 射电极的顶射式照明装置，其中电容器结构位于光发射结构的顶部上，并且其中电容器结 构对于发射光而言至少部分透明以用于允许光通过电容器结构离开照明装置，借此电容器 结构影响光。而且，照明装置可以是具有对于发射光而言至少部分透明的底部光发射电极 的底射式照明装置，其中光发射结构位于电容器结构的顶部上并且其中电容器结构对于发 射光而言至少部分透明以用于允许光通过电容器结构离开照明装置，借此电容器结构影响 光。在另外的示例中，照明装置是具有对于发射光而言至少部分透明的顶部光发射电极的 顶射式照明装置，其中光发射结构位于电容器结构的顶部上，其中底部电容器电极被适配 成朝照明装置的顶部反射发射光，并且其中电容器结构对于底部电容器电极上方的发射光 而言至少部分透明。因此，可以影响光的出耦合而不必需要另外的出耦合结构。这可以导 致照明装置的尺寸的进一步减小。
[0018] 在实施例中，对以下中的至少一个进行结构化以用于影响光：a)电容器电极膜中 的至少一个和b)介电膜。特别地，一个或若干电容器电极膜和/或一个或若干介电膜可以 不是平面的。例如，它们可以卷曲，或者它们可以包括嵌入矩阵系统中的微粒。
[0019] 照明装置可以包括涂敷有导电材料的衬底，所述导电材料形成至少两个光发射电 极中的第一个。衬底可以是比如玻璃之类的坚固衬底或者比如聚合物箔之类的柔性衬底。 所涂敷的导电材料优选地是比如铟锡氧化物（ΙΤ0)或者铝掺杂氧化锌(ΑΖ0)之类的TC0。 导电材料可以被视为形成0LED的接地光发射电极。在接地光发射电极的顶部上，可以提供 光发射材料，在其上可以应用比如金属或TC0之类的导电材料以用于形成相对的光发射电 极。
[0020] 在本发明的另一方面中，呈现了用于通过使用照明装置来生成光的照明方法，其 中所述照明方法包括a)经由光发射电极向设置在至少两个光发射电极之间的光发射材料 施加电压，其中包括至少两个电容器电极膜和电容器电极膜之间的介电膜的电容器结构减 少所施加电压的可能波动，其中电容器结构被集成在照明装置中使得电容器电极膜和介电 膜被至少部分地设置成平行于光发射结构，并且其中至少光发射材料由用于提供至少保护 光发射材料的膜封装的至少一个膜封装，以及b)响应于所施加电压通过光发射材料发射 光。
[0021] 在本发明的另一方面中，呈现了用于制造用于生成光的照明装置的制造方法，其 中所述制造方法包括a)提供包括至少两个光发射电极和设置在光发射电极之间的光发射 材料的光发射结构，其中光发射材料被适配成如果向光发射电极施加电压则发射光，b)提 供包括至少两个电容器电极膜和电容器电极膜之间的介电膜的电容器结构，其中电容器结 构被集成在照明装置中使得电容器电极膜和介电膜被至少部分地设置成平行于光发射结 构，c)通过用于提供至少保护光发射材料的膜封装的至少一个膜至少封装光发射材料。在 实施例中，以集成的方式执行步骤b)和c)，其中随着沉积膜封装的膜，电容器结构的膜也 被沉积，以便形成具有集成电容器结构的膜封装。介电膜可以通过以下技术中的至少一个 来提供：ALD、等离子体增强ALD、化学气相沉积（CVD)、等离子体增强CVD (PECVD)、溅射、相 位气相沉积（PVD)。
[0022] 在本发明的另一方面中，呈现了用于制造用于生成光的照明装置的制造装置，其 中所述制造装置包括a)光发射结构提供单元，其用于提供包括至少两个光发射电极和设置 在光发射电极之间的光发射材料的光发射结构，其中光发射材料被适配成如果向光发射电 极施加电压则发射光，b)电容器结构提供单元，其用于提供包括至少两个电容器电极膜和 电容器电极膜之间的介电膜的电容器结构，其中电容器结构提供单元被适配成将电容器结 构集成在照明装置中使得电容器电极膜和介电膜被至少部分地设置成平行于光发射结构， 以及c)膜封装提供单元，其用于提供包括用于至少封装光发射材料以用于至少保护光发射 材料的至少一个膜的膜封装。电容器结构提供单元和膜封装提供单元可以形成用于提供集 成电容器结构和膜封装结构的单个集成单元，其中该集成结构优选地形成薄膜封装以用于 至少保护光发射材料以抵挡例如湿气和氧气。
[0023] 应当理解，权利要求1的照明装置、权利要求12的照明方法、权利要求13的制造 方法和权利要求15的制造装置具有类似和/或同样的优选实施例，特别地，如从属权利要 求中所限定的那样。
[0024] 应当理解，本发明的优选实施例还可以是从属权利要求与相应的独立权利要求的 任何组合。
[0025] 本发明的这些和其它方面从下文所描述的实施例将是显而易见的并且参考所述 实施例加以阐述。

【专利附图】

【附图说明】
[0026] 在以下附图中： 图1示意性和示例性地示出了用于生成光的照明装置的实施例，其中照明装置是底射 式照明装置， 图2示意性和示例性地示出了图1中所示的照明装置的等效电路， 图3示意性和示例性地示出了底射式照明装置的另一实施例，其中电阻器设置在电容 器结构的顶部上， 图4示意性和示例性地示出了图3中所示的照明装置的等效电路， 图5示出了底射式照明装置的另一实施例，其中照明装置包括具有若干电容器的电容 器结构， 图6示意性和示例性地示出了图5中所示的照明装置的等效电路， 图7示意性和示例性地示出了利用图5中所示的照明装置的一级市电驱动器的实施 例， 图8示意性和示例性地示出了利用图5中所示的照明装置的二级市电驱动器， 图9示出了底射式照明装置的另一实施例，其中照明装置包括电气分离的光发射和电 容器结构， 图10示意性和示例性地示出了图9中所示的照明装置的等效电路， 图11示出了用于生成光的照明装置的另一实施例，其中照明装置是具有透明电容器 结构的顶射式照明装置， 图12示意性和示例性地示出了图11中所示的照明装置的等效电路， 图13示意性和示例性地示出了用于生成光的照明装置的另一实施例，其中照明装置 是包括位于光发射结构下方的透明电容器结构的底射式照明装置， 图14示意性和示例性地示出了图13中所示的照明装置的等效电路， 图15示出了示例性地图示用于生成光的照明方法的实施例的流程图， 图16示出了示例性地图示用于制造用于生成光的照明装置的制造方法的流程图，以 及 图17示意性和示例性地示出了用于制造用于生成光的照明装置的制造装置的实施 例。

【具体实施方式】
[0027] 图1示意性和示例性地示出了用于生成光的照明装置1。在该实施例中，照明装 置1是包括光发射结构2、电容器结构3和膜封装30的0LED照明装置，其中电容器结构3 被集成在膜封装30中。光发射结构2包括若干对光发射电极8、10,其中在光发射电极8、 10之间设置光发射材料9。光发射材料9被适配成如果向光发射电极8、10施加电压则发 射光。光发射材料9包括发射光的有机材料。
[0028] 电容器结构3包括两个电容器电极膜11、12和电容器电极膜之间的介电膜14。电 容器结构3被集成在照明装置1中使得电容器电极膜11、12和介电膜14被设置成平行于 光发射结构。电容器电极膜11、12和介电膜14是具有大约100nm的厚度的薄膜。电容器 电极膜可以包括金属和/或透明导电氧化物。介电膜优选地是绝缘的并且包括氧化物或者 氮化物中的至少一个。特别地，介电膜14可以包括无机氧化物。例如，介电膜14可以包括 以下中的至少一个：A1 203、AlTiOx和Zr02。其优选为包括变换次序的不同氧化物和/或氮 化物的纳米层压体。例如，介电膜14可以包括变换次序的A1 203和Zr02。光发射结构2和 电容器结构3被集成在发射光的单个集成单元中，其中，在该实施例中，光发射结构2和电 容器结构3被电气连接。
[0029] 膜封装30是包括用于保护光发射结构2以抵挡湿气和氧气的第一湿气和氧气阻 挡15的薄膜封装。第一湿气和氧气阻挡15位于光发射结构2和电容器结构3之间。第一 湿气和氧气阻挡15以及电容器电极膜11、12之间的介电膜14由相同材料制成。
[0030] 膜封装30 (S卩，在该实施例中，薄膜封装）还包括用于至少保护电容器结构3以抵 挡湿气和氧气的第二湿气和氧气阻挡6。在该实施例中，第二湿气和氧气阻挡以及介电膜也 由相同材料制成。因此，相同材料可以被用于形成电容器结构3的介电膜14并且用于提供 抵挡湿气和氧气的保护。特别地，湿气和氧气阻挡也可以是介电膜(特别地，大约l〇〇nm的 薄介电膜)，并且它们也可以是纳米层压体。
[0031] 照明装置1还包括电阻器13,其在该实施例中是TC0电阻器并且电气连接至光发 射结构2和电容器结构3。
[0032] 在图1中所不的取向中，每一对光发射电极包括底部光发射电极和顶部光发射电 极。照明装置1包括涂敷有结构化的导电层5的衬底4,结构化的导电层5在该实施例中是 ΙΤ0层。结构化的导电层5提供通过无源元件7分离的底部光发射电极8,以及用于使照明 装置1接触到电压源的接触垫16、17。顶部光发射电极10可以包括比如银或者铜之类的金 属。图1中所示的照明装置1的电路可以通过图2中示意性和示例性所示的等效电路来图 /_J、1 〇
[0033] 如图2中可以看到的，串联连接顶部和底部光发射电极的对，从而形成光发射结 构2。电阻器13与光发射结构2串联连接，并且电容器结构3与光发射结构2并联连接。
[0034] 在该实施例中，第一湿气和氧气阻挡15是沉积在光发射结构2上的薄膜封装30 的一部分。如果在制造照明装置1期间薄膜封装30被沉积，那么薄膜封装的该沉积被执行 使得底部和顶部光发射电极8、10通过接触对应的接触垫16、17仍可连接。
[0035] 在制造照明装置1期间，在第一湿气和氧气阻挡15的顶部上沉积导电层，其可以 包括例如金属或者透明导电氧化物并且其形成电容器电极膜12。沉积过程可以是例如真 空蒸发、溅射、等离子体增强激光沉积或者原子层沉积。第一湿气和氧气阻挡15上的导电 层12接触顶部电极接触垫16并且形成电容器结构3的第一板，即形成直接放置到第一湿 气和氧气阻挡15上的第一电容器电极膜。留下光发射结构2的底部电极垫和电容器结构3 不连接，即夹入相应光发射材料的光发射电极对形成串联连接的0LED，其中相应底部电极 8与相应邻近的0LED的顶部电极连接，并且其中例如接触垫17与第一 0LED的顶部电极连 接，但是在第一电容器电极膜12的沉积之后仍不与电容器结构3连接。
[0036] 在该实施例中，在形成底部电容器电极膜12的导电层的顶部上，可以沉积另一薄 膜以用于形成介电膜14,其中电极端口（S卩，接触垫16、17)仍保持未被涂敷以用于与附加 的电容器板(即与附加的电容器电极膜11)的另外的连接。
[0037] 而且，在该实施例中，包括金属或者透明导电氧化物的第二导电层被沉积在介电 层14上以用于形成顶部电容器电极膜11。在其它实施例中，介电层和导电层的交替沉积可 以执行若干次，以便生成具有期望的电容的电容器结构。最后，电容器结构由形成第二湿气 和氧气阻挡6的最终薄膜来保护。
[0038] 取决于特定应用，0LED (即夹入相应的光发射材料的光发射电极对)可以设计为底 射式或者顶射式光源以及在两个方向上进行发射的透明设备。光发射结构2上方的若干膜 (特别地，电容器结构3的膜以及湿气和氧气阻挡15、16)形成用于封装光发射结构和电容 器结构的膜封装30。
[0039] 在照明装置1中，基于薄膜的电容器结构3被集成在0LED堆叠的薄膜封装中，即 在光发射结构2的薄膜封装中，以便作为电滤波器元件进行工作。然而，电容器结构可以被 适配成影响发射光，使得电容器结构不仅作为电滤波器进行工作，而且具有伴随地改进或 者至少修改光出耦合的功能。
[0040] 特别地，图1中所示的照明装置1可以被适配使得它是顶射式照明装置，其中电容 器结构3位于光发射结构2的顶部上，其中电容器结构3对于发射光而言至少部分透明以 用于允许光通过电容器结构3离开照明装置1，借此电容器结构影响光。在这种情况中，顶 部光发射电极对于发射光而言至少部分透明，并且底部光发射电极不透明。因此，图1中所 示的照明装置1可以包括串联连接并且包括不透明底部光发射电极8、包括形成光发射材 料9的有机和无机材料的多层0LED堆叠，以及可以完全透明或者半透明的透明顶部光发射 电极10的顶射式OLED。0LED与基于薄膜的电阻器13串联连接并且由在该实施例中透明 的薄膜15来封装。在该实施例中，在形成湿气和氧气阻挡的该薄膜15的顶部上，沉积形成 电容器结构3的基于透明薄膜的电容器。可替换地，电容器结构可以被分割在两个子单元 中，所述两个子单元可以并联或者串联连接来分别增加电容或击穿电压。电容器结构3包 括介电膜14和电容器电极膜11、12,其中，在该示例中，介电膜14透明并且同样地，电容器 电极膜半透明或者完全透明，如透明导电氧化物或者具有超薄金属层的多层电极所实现的 那样，以便对0LED的光学特性有影响。在该示例中，电容器结构3的顶部上的薄膜6也是 透明的。对光发射的相应效应取决于0LED堆叠（S卩，光发射结构2)和具有集成电容器结构 3的薄膜封装30二者并且可以归因于微腔和波导效应。这对于通过使底部光发射电极像顶 部光发射电极那样透明来实现的透明0LED设备同样适用。在这种情况中，基于薄膜的电容 器结构3确定与通过底部光发射电极所发射的光相比的通过顶部光发射电极所发射的光 的分数。光发射可以因此在某种程度上被引导到透明设备的一半空间中。
[0041] 图3示意性和示例性地示出了照明装置的另一实施例。除电阻器之外，图3中所 示的照明装置101类似于图1中所示的照明装置1。因此，照明装置101同样包括涂敷有 ΙΤ0层105的衬底104,所述ΙΤ0层105被结构化以形成底部光发射电极108。而且，照明装 置101同样包括顶部光发射电极110、光发射材料109、无源兀件107、第一湿气和氧气阻挡 115、具有电容器板（即电容器电极膜111U12)和介电膜114的电容器结构103以及第二湿 气和氧气阻挡106。然而，在第二湿气和氧气阻挡106的顶部上提供电阻层113,其由第三 湿气和氧气阻挡119 (优选地同样是包括介电材料以用于保护以抵挡湿气和氧气的薄膜)覆 盖。电阻器113可以是透明导电氧化物电阻器，其可以经由接触垫118电气连接。
[0042] 图4示意性和示例性地示出了图3中所示的照明装置101的等效电路。如图4中 可以看到的，光发射结构102并联到电容器结构103并且电阻器113与光发射结构102和 电容器结构103串联，其中可以经由接触垫117U18来接触照明装置101。
[0043] 因此，另一导电但电阻性的材料沉积到薄膜106上以充当用于0LED(即，光发射结 构102)和电容器结构103的并联电路的充电电阻器。因此，充电电阻器113连接至额外端 口（即电阻器接触垫118)，其不属于整个电路的其余部分。串联电路中的充电电阻器113与 光发射结构102和电容器结构103的并联电路的组合生成低通滤波器以使来到并联电路的 信号平滑。通过材料和电阻材料厚度的选择，充电电阻器113可以如期望般建立。这种低 通滤波器优选地例如被用于针对利用电阻镇流器的直接市电连接而设计的0LED。除作为 由薄膜提供的气体防护的第三氧气和湿气阻挡119之外，照明装置还可以被例如刮擦防护 (在图3中未示出）覆盖，所述刮擦防护例如由环氧化合物制成。电容器结构103、氧气和湿 气阻挡115、106、119和电阻器113形成膜封装130 (特别地，薄膜封装）以用于保护光发射 结构102以抵挡湿气和氧气，其中电容器结构103和电阻器113被集成到膜封装130中。
[0044] 图5示意性和示例性地示出了照明装置的另一实施例。除电容器结构203和缺少 的附加电阻器之外，图5中所示的照明装置201类似于图1中所示的照明装置1。特别地， 照明装置201包括预涂敷有形成底部光发射电极208的结构化的ΙΤ0层205的衬底204。 而且，照明装置201同样包括无源元件207、顶部光发射电极210和分别夹在底部和顶部光 发射电极208、210的对之间的光发射材料209 (其中具有相应夹入的光发射材料的每个光 发射电极对可以被视为形成0LED)、第一和第二湿气和氧气阻挡215、206以及用于使照明 装置接触到电压源的接触垫220、221、222。在该实施例中，电容器结构203包括多于两个的 电容器电极膜211、212、223、224，其也可以被视为电容器板，其中在这些电容器电极膜之间 提供介电膜214。电容器结构203被集成在照明装置201中，使得电容器电极膜211、212、 223、224和介电膜214被设置成平行于光发射结构202。形成电容器板的导电层可以分别 包括要么诸如铝或银之类的金属要么诸如ΙΤ0或ΑΖ0之类的透明导电氧化物。这些导电层 以这样的方式来沉积：它们具有到顶部光发射电极接地的电气接触。光发射结构202的接 地光发射电极接触垫220和电容器接触垫221保持不连接。特别地，在三维图中将会可见 的是，连接器220不完全被湿气和氧气阻挡215涂敷，使得连接器220仍可连接。介电层被 沉积，使得它们隔离导电电容器板211、212、223、224。电容器结构203以及湿气和氧气阻 挡215、206形成膜封装230 (特别地，薄膜封装)，其中电容器结构203被集成到膜封装230 中。图6示意性和示例性地示出了照明装置201的等效电路。如可以看到的，电容器结构 203并联到光发射结构202。
[0045] 照明装置可以被例如一级离线驱动器或者二级离线驱动器利用，其中照明装置可 以取代对于用于例如闪烁减少的额外电容器部件的需要。在图7中示意性和示例性地示出 了照明装置201在一级离线驱动器中的利用。
[0046] 在图7中，市电32与桥式整流器31和转换器30连接以便将相对恒定的电流施加 到照明装置201。图8示意性和示例性地示出了照明装置201在二级离线驱动器中的利用。
[0047] 在图8中，市电32连接到桥式整流器31、预调节器34和第二级33。预调节器34 被用于减小电源的功率因数，以便基于比如EN 61000-3-2或者能源之星（Energy Star)规 范之类的各种市场中的现有和即将到来的国家规定读取功率因数限制。
[0048] 图9示意性和示例性地示出了照明装置的另一实施例。图9中所示的照明装置301 同样包括涂敷有用于形成通过无源元件307分离的底部光发射电极308的结构化的ΙΤ0层 305的衬底304,其中每个底部光发射电极308连同对应的顶部光发射电极310和位于相应 的底部和顶部光发射电极308、310之间的光发射材料309 -起形成0LED，并且其中结果得 到的0LED系列形成光发射结构302。该光发射结构302被湿气和氧气阻挡315覆盖，其中 在湿气和氧气阻挡315的顶部上提供电容器结构303。电容器结构303包括还可以被视为 电容器板的电容器电极膜311、312,以及部分设置在电容器电极膜311、312之间的介电膜 314。同样在该实施例中，电容器结构303被集成在照明装置301中使得电容器电极膜311、 312和介电膜314被设置成平行于光发射结构302。照明装置301还包括用于接触顶部和 底部光发射电极310、308的两个接触垫322、320,以及用于接触电容器结构303的电容器接 触垫316、317。电容器结构303位于由湿气和氧气阻挡315提供的封装的顶部上，但是被电 气隔离。在该实施例中，形成电容器结构303的介电膜314的介电材料可以包括任何绝缘 材料并且可以不同于被用于提供湿气和氧气阻挡315的薄膜封装材料。电容器结构303连 同湿气和氧气阻挡315 -起形成用于保护光发射结构302以抵挡湿气的膜封装330。
[0049] 图10示意性和示例性地示出了图9中所示的照明装置301中的等效电路。特别 地，图10图示了光发射结构302和电容器结构303的电路被电气隔离。
[0050] 图11示意性和示例性地示出了照明装置的另一实施例。图11中所示的照明装置 401包括涂敷有透明导电氧化物405的衬底404,其中透明导电氧化物405被结构化以用于 形成通过无源元件407分离的底部光发射电极408。提供了底部光发射电极408和顶部光 发射电极410的对，其中这些光发射电极408、410中的每一对夹入光发射材料409以用于 形成0LED。因此，形成了串联电气连接的若干0LED，从而形成光发射结构402。光发射结 构402被湿气和氧气阻挡415覆盖，并且在湿气和氧气阻挡415的顶部上提供电容器结构 403。电容器结构403由另外的、第二湿气和氧气阻挡406封装。电容器结构403包括还可 以被视为电容器板的两个电容器电极膜411、412,以及电容器电极膜411、412之间的介电 膜414。电容器结构403被集成在照明装置401中使得电容器电极膜411、412和介电膜414 被设置成平行于光发射结构402。照明装置401还包括透明导电氧化物电阻器413和接触 垫416、417。介电膜414被结构化以用于影响光。例如，它可以是卷曲的，或者它可以包括 嵌入矩阵系统中的微粒。
[0051] 除电路和电介质的设计之外，图11中所示的照明装置401类似于上文参照图1所 描述的顶射式照明装置。电路由于可选电阻器413与光发射结构402和电容器结构403的 整个电路串联连接而不同，如图12中所示的等效电路中所示意性和示例性图示的那样。而 且，电介质不再是平面的，使得在集成解决方案中基于薄膜的电容器结构403被用作电滤 波器并且还影响离开照明装置401的光的出耦合的光学特性。取决于介电膜414的相应形 式，可以支持光散射和/或分布式布拉格反射器的特定属性，以便修改如已知0LED的外部 出耦合结构中已实现的光发射的出耦合效率或者角依赖特性。同时，介电膜414的厚度和 形式对电容器结构403的尺寸有影响。按照平行板电容器的简化图，较小的厚度导致较高 的电容，但是导致较低的击穿电压。介电膜414的形式还确定电容密度，因为卷曲的介电膜 连同平面或者卷曲的电容器电极膜一起导致相比于平行板电容器更大的表面。电容器结构 403和比如湿气和氧气阻挡415、406之类的光发射结构402上方的另外的层形成用于封装 光发射结构402以抵挡湿气的膜封装430。同样在该实施例中，电容器结构403被集成到膜 封装430中。
[0052] 图13示意性和示例性地示出了照明装置的另一实施例。图13中所示的照明装置 501包括涂敷有形成底部电容器电极膜512的透明导电氧化物505的衬底504。在电容器 电极膜512上提供介电膜514,其中介电膜514被结构化成例如卷曲状。在介电膜514的顶 部上，提供形成顶部电容器电极膜的导电层511。电容器电极膜511、512和介电膜514形成 电容器结构503。电容器结构503由湿气和氧气阻挡506封装，并且在湿气和氧气阻挡506 的顶部上提供光发射结构502。光发射结构502进而还被可以被视为膜封装的湿气和氧气 阻挡515覆盖。光发射结构502包括夹入光发射材料509的底部光发射电极508和顶部光 发射电极510的对。每一对光发射电极和夹入的光发射材料形成0LED，其中0LED串联连 接。同样在该实施例中，电容器结构503被集成在照明装置501中使得电容器电极膜511、 512和介电膜514被设置成平行于光发射结构502。
[0053] 照明装置501是底射式照明装置，其中光发射结构502位于电容器结构503的顶 部上，其中电容器结构503对于发射光而言至少部分透明以用于允许光通过电容器结构 503离开照明装置501，借此电容器结构503影响光，并且其中底部光发射电极508对于发 射光而言至少部分透明。顶部光发射电极510是不透明的。
[0054] 在图13中，基于薄膜的电容器结构503直接被沉积在透明衬底504上并且由形成 氧气和湿气阻挡的薄膜506来封装。在该膜506上，具有限定0LED的有源区的钝化漆的元 件（即无源元件507)的结构化的底部光发射电极508可以独立于实际0LED工艺而被预涂 敷。结果，这样的预涂敷的衬底可以以较少努力和施加在形成光发射材料509的0LED堆叠 的有机材料上的较少应力简化0LED设备的加工。因此，具有基于薄膜的电容器结构的透明 0LED照明装置可以要么利用如例如在图1中所指示的沉积在光发射结构的顶部上的电容 器结构要么以如例如在图13中所指示的相反方式来加工。作为透明导电氧化物电阻器的 电阻器513与电容器结构503串联连接，如图14中所示的等效电路中示意性和示例性地指 示的那样。在图13和14中，参考数字516、517指示用于接触照明装置的接触垫。
[0055] 在另一实施例中，图13中所示的照明装置包括反射性底部电容器电极膜，其中底 部电容器电极膜上方的元件对于发射光而言至少部分透明。因此，照明装置可以是顶射式 照明装置，其中光发射结构位于电容器结构的顶部上，其中底部电容器电极膜被适配成朝 照明装置的顶部反射发射光，其中电容器结构对于底部电容器电极膜上方的发射光而言至 少部分透明，并且其中光发射电极对于发射光而言至少部分透明。预涂敷有基于薄膜的电 容器结构的衬底的想法因此也可以通过使用用于电容器结构的底部接触的不透明金属电 极被应用到顶射式0LED。
[0056] 由于出耦合结构（S卩，电容器结构）被嵌入在从底部电容器电极膜开始并且以顶部 上的照明装置的外薄膜结束的所有层一起形成的微腔结构内，因此光出耦合将显著地受电 容器结构所影响，特别地，受电容器结构的介电膜的厚度和设计所影响。
[0057] 在下文中，将参照图15中所示的流程图示例性地描述用于通过使用上文所描述 的照明装置中的至少一个来生成光的照明方法。
[0058] 在步骤601中，经由光发射电极将电压施加到至少两个光发射电极之间的光发射 材料，其中包括至少两个电容器电极膜和电容器电极膜之间的介电膜的电容器结构减少所 施加电压的可能波动，其中电容器结构被集成在照明装置中使得电容器电极膜和介电膜被 至少部分地设置成平行于光发射结构，并且其中至少光发射材料由用于提供至少保护光发 射材料的膜封装的至少一个膜来封装。
[0059] 在步骤602中，响应于所施加电压通过光发射材料发射光。
[0060] 在下文中，将参照图16中所示的流程图并且参照图17中示意性和示例性示出的 制造装置来示例性地描述用于制造用于生成光的照明装置的制造方法。
[0061] 制造装置801包括光发射结构提供单元802,其用于提供包括至少两个光发射电 极和设置在光发射电极之间的光发射材料的光发射结构，其中光发射材料被适配成如果向 光发射电极施加电压则发射光。因此，在步骤701中，光发射结构提供单元802在涂敷有形 成底部光发射电极的导电层的衬底上提供光发射材料和顶部光发射电极以用于形成夹入 相应的光发射材料的光发射电极对，从而生成一系列发光二极管，特别是一系列0LED。结果 得到的中间产品由参考数字804指示。在步骤702中，膜封装和电容器结构提供单元803 将若干薄膜沉积在光发射结构上，以便为膜封装提供集成电容器结构使得电容器结构由膜 封装的膜(特别地，薄膜）形成。电容器结构以以下方式来提供：它被集成在照明装置中使 得电容器电极膜和电容器电极膜之间的介电膜被至少部分地设置成平行于光发射结构。结 果得到的照明装置由图17中的参考数字805来指示。
[0062] 比如由一个或若干单元或设备执行的某些层的沉积之类的制造步骤可以由任何 其它数目的单元或设备执行。例如，步骤701和702可以由单个单元或者由任何其它数目 的不同单元执行，或者用于形成膜封装和电容器结构的若干膜的沉积(其中电容器结构优 选地被集成在膜封装中）可以由沉积不同膜的不同单元或设备执行。根据制造方法的制造 装置的控制可以实现为计算机程序的程序代码工具和/或实现为专用硬件。
[0063] 上文参照附图所描述的照明装置的实施例包括衬底上的OLED、0LED的薄膜封装 和基于薄膜的电容器以及可选电阻器的组合，其中基于薄膜的电容器和可选电阻器可以与 薄膜封装集成。作为湿气和氧气阻挡的薄膜优选地被用作跟随有电容器板(即，跟随有电容 器电极膜)的0LED的顶部接触上的第一电介质，其中优选地，相同材料被用于电容器结构的 电介质以及薄膜湿气和氧气阻挡。
[0064] 上文参照附图所描述的照明装置的实施例允许取代在已知照明装置中可以被用 于滤波和/或存储目的的庞大电容器。实施例允许节省成本并且维持0LED设备的形状因 子，即它们允许创建薄驱动器解决方案。优选地，不需要附加的部件、功能有机发光层和/ 或附加的薄膜衬底。照明装置可以包括单个0LED或者0LED的串联或并联电路，其被沉积 到用透明导电氧化物进行预涂敷的比如玻璃之类的坚固衬底或者比如聚合物箔之类的柔 性衬底上。透明导电氧化物可以是例如作为用于相应0LED的底部光发射电极和作为用于 另外的连接的导电材料的ΙΤ0或ΑΖ0。
[0065] 0LED像素形状由形成无源元件的钝化漆来限定。由湿气和氧气阻挡来保护0LED 电路（即，光发射结构）以抵挡诸如湿气和氧气之类的大气成分。湿气和氧气阻挡可以由包 括例如A120 3和Zr02的薄膜层(称为纳米层压体)来提供。相同薄膜层可以被用作电容器结 构的介电膜。因此，纳米层压体、A1 203或者另一介电材料可以被用作用于电容器结构的电 介质和保护光发射结构以抵挡湿气和氧气的封装层。
[0066] 在上文所描述的实施例中，照明装置提供在比如0LED之类的薄膜封装设备中连 同基于薄膜的电阻器一起的基于薄膜的电容器的集成。电容器和/或电阻器结构可以被集 成在薄膜封装设备的顶部上或其之下，即在具有湿气和氧气阻挡的光发射结构的顶部上或 其之下。该集成可以涉及一个或若干电容器和/或电阻器，其可以与彼此并且与薄膜封装 设备连接至任意电路。
[0067] 薄膜(特别地，用作抵挡湿气和氧气的保护的薄膜)可以包括比如Al203、Zr0 2、Ti02、 Si02、SiN等等之类的氧化物或者氮化物的纯净层或者它们作为纳米层压体的组合。封装 优选地充当电绝缘体并且保护封装设备以抵挡湿气和氧气。薄膜封装可以通过ALD、PALD、 CVD、PECVD、溅射和其它PVD技术来加工。电容器结构的电介质（即介电膜）可以包括比如 A1203、Zr02、Ti02、Si0 2、SiN、并五苯（pentacen)等等之类的氧化物或氮化物或有机物的纯 净层或者显示出高介电常数、高击穿电压和紧凑的层结构的它们的组合。同样地，电介质可 以通过ALD、PALD、CVD、PECVD、溅射和其它PVD技术来获取。电介质还可以通过热蒸发旋涂 和其它印刷方法来获取。为了较低复杂性的益处，电介质和薄膜封装可以通过使用相同方 法和通过使用相同材料系统来获取。
[0068] 而且，在上文所描述的实施例中，照明装置包括衬底上的薄膜封装0LED与作为电 滤波器元件并且作为出耦合结构的基于薄膜的电容器结构和可选电阻器的组合。特别地， 作为集成出耦合结构的基于薄膜的电容器结构的使用减小了照明装置的大小。而且，使用 特别结构化的材料作为电容器结构的电介质增加了电容并且伴随地修改了照明装置的光 发射特性。因此，电容器结构可以起电滤波器元件的作用，其减少可感知的光调制（即，减少 闪烁）并且修改出耦合效率和角依赖特性，从而维持最小空间需要和薄形状因子。特别地， 由于基于薄膜的电容器结构被集成到0LED设备中，因此现有技术的0LED设备的庞大滤波 器元件可以被代替并且电容器结构的功能性可以通过将电容器结构设置在光发射结构顶 部上或下面而得以升级，其中透明（特别地，半透明）电极可以被用于电容器结构，并且其中 这些电容器电极的厚度、介电层的厚度、0LED堆叠的厚度（S卩，光发射材料的厚度)、光发射 电极的厚度和/或薄膜封装的厚度可以被调节成如所期望的那样影响确定光的出耦合的 属性的微腔结构。照明装置因此不必需要附加的出耦合结构，从而减少用于制造0LED设备 的努力并且从而允许薄形状因子的0LED解决方案。
[0069] 电容器结构可以包括沉积到彼此之上以增加电容或击穿电压并且伴随地充当出 耦合结构的若干电容器。电容器结构可以取决于作为底部或者顶部发射器或者作为透明设 备的0LED的设计而显示出两个透明电极或者一个透明和一个不透明并且反射性的金属电 极。电容器的透明电极可以是包括比如ΙΤΟ、ΑΖ0等等之类的透明导电氧化物的透明电极 膜、具有比如IT0/Ag/IT0、ZT0/AL/CT0等等之类的超薄金属膜的多层电极、比如Ag、Au、A1 等等之类的半透明薄金属膜，或者这些材料的组合。电容器的介电膜和电极膜可以是平面 的或者卷曲的，并且介电膜可以是均匀的或者可以包括嵌入矩阵系统的微粒。电容器结构 的电介质可以由实现对光出耦合有影响的高介电常数、高击穿电压和紧凑的层结构的透明 氧化物或氮化物制成。特别地，它可以由八1 203、5102、1102、1&0、其它氧化物或者比如41 203/ Ti02之类的这些材料的纳米层压体制成。可替换地或者此外，电介质可以包括有机材料，像 是嵌入比如用于光散射的Ti0 2和Ce02之类的氧化物微粒的聚合物。聚合物可以是高折射 率聚合物。电介质还可以包括有机小分子。
[0070] 薄膜封装可以在光发射结构的顶部上和电容器结构和/或电阻器的顶部上被分 离地加工。电介质和透明电极可以通过ALD、PALD、CVD、PECVD、溅射和其它PVD技术以及通 过热蒸发、旋涂、其它印刷方法和这些技术的组合来获取。
[0071] 本领域技术人员在实践所要求保护的本发明中通过研究附图、公开内容和随附的 权利要求可以理解和实现对所公开的实施例的其它变型。
[0072] 在权利要求中，词语"包括"不排除其它元件或步骤，并且不定冠词"一"或"一个" 不排除多个。
[0073] 单个单元或设备可以实现权利要求中所陈述的若干项的功能。在相互不同的从属 权利要求中陈述某些措施的仅有事实不指示这些措施的组合不能被有利地使用。
[0074] 计算机程序可以存储/分布在连同其它硬件一起或者作为其它硬件的一部分供 应的适合介质(诸如光学存储介质或者固态介质）上，但是也可以以诸如经由因特网或者其 它有线或者无线电信系统之类的其它形式分布。
[0075] 权利要求中的任何参考标记不应解释为限制范围。
[0076] 本发明涉及用于生成光的照明装置。所述照明装置包括：包括光发射材料的光发 射结构、包括至少两个电容器电极膜和电容器电极膜之间的介电膜的电容器结构，以及包 括用于封装并且从而保护至少光发射材料的至少一个膜的膜封装。电容器结构被集成在照 明装置中使得电容器电极膜和介电膜被至少部分地设置成平行于光发射结构。由于膜(特 别地，薄膜）被用于电容器结构和封装并且由于电容器结构被集成在照明装置中，因此照明 装置可以相对薄。
【权利要求】
1. 一种用于生成光的照明装置，所述照明装置（1 ;1〇1 ;201 ;301 ;401 ;501)包括： -包括至少两个光发射电极（8, 10 ;108, 110 ;208,210 ;308,310 ;408,410 ;508,510) 和设置在光发射电极（8, 10 ;108, 110 ;208,210 ;308,310 ;408,410 ;508,510)之间的光发 射材料（9 ;109 ;209 ;309 ;409 ;509)的光发射结构（2 ;102 ;202 ;302 ;402 ;502)，其中光发 射材料（9 ;109 ;209 ;309 ;409 ;509)被适配成如果向光发射电极（8, 10 ;108, 110 ;208, 210 ; 308, 310 ;408, 410 ;508, 510)施加电压则发射光， -包括至少两个电容器电极膜（11，12;111，112;211，212;311，312 ;411，412; 511，512)和电容器电极膜（11，12;111，112;211，212;311，312 ;411，412;511，512)之间的 介电膜（14 ;114 ;214 ;314 ;414 ;514)的电容器结构（3 ;103 ;203 ;303 ;403 ;503)，电容器结 构被集成在照明装置中使得电容器电极膜（11，12 ;111，112 ;211，212 ;311，312 ;411，412 ; 511，512)和介电膜（14;114;214;314;414;514)被至少部分地设置成平行于光发射结构， 以及 -包括至少一个膜的膜封装（30 ;130 ;230 ;330 ;430 ;515)，其中至少一个膜至少封装 光发射材料（9 ;109 ;209 ;309 ;409 ;509)以用于至少保护光发射材料。
2. 如权利要求1中限定的照明装置，其中电容器结构（3 ;103 ;203 ;303 ;403)被集成在 膜封装（30 ;130 ;230 ;330 ;430)中使得电容器结构（3 ;103 ;203 ;303 ;403)由膜封装（30 ; 130 ;230 ;330 ;430)的膜形成。
3. 如权利要求1中限定的照明装置，其中介电膜（14 ;114 ;214 ;314 ;414 ;514)包括氧 化物或者氮化物中的至少一个。
4. 如权利要求1中限定的照明装置，其中膜封装（30 ;130 ;230 ;330 ;430 ;515)包括用 于保护光发射结构（2 ;102 ;202 ;302 ;402 ;502)以抵挡湿气和氧气的第一湿气和氧气阻挡 (15 ；115 ；215 ；315 ；415 ；515)〇
5. 如权利要求4中限定的照明装置，其中第一湿气和氧气阻挡（15 ;115 ;215 ;315 ; 415 ;515)和介电膜（14 ;114 ;214 ;314 ;414 ;514)由相同材料制成。
6. 如权利要求1中限定的照明装置，其中膜封装（30 ;130 ;230 ;430)还包括用于至 少保护电容器结构（3 ;103 ;203 ;403)以抵挡湿气和氧气的第二湿气和氧气阻挡（6 ;106 ; 206 ；406)〇
7. 如权利要求6中限定的照明装置，其中第二湿气和氧气阻挡（6 ;106 ;206 ;306 ;406) 和介电膜（14 ;114 ;214 ;314 ;414)由相同材料制成。
8. 如权利要求1中限定的照明装置，其中照明装置（1 ;101 ;401 ;501)还包括电气连接 至光发射结构（2 ;102 ;402 ;502)和电容器结构（3 ;103 ;403 ;503)的电阻器（13 ;113 ;413 ; 513)。
9. 如权利要求1中限定的照明装置，其中电容器结构（403 ;503)被适配成影响发射光。
10. 如权利要求9中限定的照明装置，其中电容器结构（403 ;503)对于发射光而言至少 部分透明，并且其中照明装置（401 ;501)被适配使得发射光在离开照明装置（401 ;501)之 前穿过透明电容器结构（403 ;503)的至少一部分。
11. 如权利要求9中限定的照明装置，其中对以下中的至少一个进行结构化以用于影 响光：a)电容器电极膜中的至少一个和b)介电膜（414 ;514)。
12. -种用于通过使用如权利要求1中限定的照明装置来生成光的照明方法，所述照 明方法包括： -经由光发射电极向设置在至少两个光发射电极之间的光发射材料施加电压，其中包 括至少两个电容器电极膜和电容器电极膜之间的介电膜的电容器结构减少所施加电压的 可能波动，其中电容器结构被集成在照明装置中使得电容器电极膜和介电膜被至少部分地 设置成平行于光发射结构，并且其中至少光发射材料由用于提供至少保护光发射材料的膜 封装的至少一个膜封装，以及 -响应于所施加电压通过光发射材料发射光。
13. -种用于制造用于生成光的照明装置的制造方法，所述制造方法包括： -提供包括至少两个光发射电极和设置在光发射电极之间的光发射材料的光发射结 构，其中光发射材料被适配成如果向光发射电极施加电压则发射光， -提供包括至少两个电容器电极膜和电容器电极膜之间的介电膜的电容器结构，其中 电容器结构被集成在照明装置中使得电容器电极膜和介电膜被至少部分地设置成平行于 光发射结构， -通过用于提供至少保护光发射材料的膜封装的至少一个膜至少封装光发射材料。
14. 如权利要求13中限定的制造方法，其中介电膜由以下技术中的至少一个提供：原 子层沉积、等离子体增强原子层沉积、化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、溅射、相 位气相沉积。
15. -种用于制造用于生成光的照明装置的制造装置，所述制造装置（801)包括： -光发射结构提供单元（802)，其用于提供包括至少两个光发射电极和设置在光发射 电极之间的光发射材料的光发射结构，其中光发射材料被适配成如果向光发射电极施加电 压则发射光， -电容器结构提供单元（803 )，其用于提供包括至少两个电容器电极膜和电容器电极 膜之间的介电膜的电容器结构，其中电容器结构提供单元被适配成将电容器结构集成在照 明装置中使得电容器电极膜和介电膜被至少部分地设置成平行于光发射结构， -膜封装提供单元（803)，其用于提供包括用于至少封装光发射材料以用于至少保护 光发射材料的至少一个膜的膜封装。
【文档编号】H01L51/52GK104094437SQ201380007667
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2013年1月18日 优先权日:2012年2月2日
【发明者】D.亨特, H.斯帕尔, S.哈姆维, A.罗尔, W.科瓦斯基, T.拉贝 申请人:皇家飞利浦有限公司