專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光器件，特別涉及電發(fā)光器件及結(jié)合這種器件的顯示器。電發(fā)光器件的電發(fā)光可借助于有機(jī)發(fā)光材料提供(例如參見(jiàn)國(guó)際公開(kāi)WO90/13148，該文獻(xiàn)描述了電發(fā)光半導(dǎo)體共軛聚合物，諸如PPV)。
就背景而言，

圖1示出典型的有機(jī)發(fā)光器件的剖面結(jié)構(gòu)。該器件是在以透明第一電極(2)諸如銦-錫氧化物涂敷的基片(1)上制成的。涂敷的基片以至少一層電發(fā)光有機(jī)材料(3)薄膜，以及形成第二電極(4)一般是金屬的最終層覆蓋。使用透明的基片(例如玻璃或塑料材料)，膜(3)中產(chǎn)生的光能夠通過(guò)第一電極(2)離開(kāi)器件。
電發(fā)光器件的性能在過(guò)去幾年有迅速的進(jìn)展。由于它們的高效能，這種器件對(duì)于從簡(jiǎn)單的背光到圖形顯示，諸如可能由數(shù)百萬(wàn)象素組成的電視屏幕，計(jì)算機(jī)監(jiān)視器及掌上裝置，這些范圍廣泛的顯示應(yīng)用表現(xiàn)出潛力。然而，在包括聚合物系統(tǒng)的紅色、綠色和藍(lán)色有機(jī)電發(fā)光系統(tǒng)的有效壽命有相當(dāng)?shù)淖兓?。?duì)于本說(shuō)明書(shū)的目的，電發(fā)光元件的有效壽命定義為，當(dāng)在給定的驅(qū)動(dòng)模式下工作時(shí)，元件能夠產(chǎn)生至少顯示-監(jiān)視器亮度水平(例如設(shè)置為100cd/m2)的最大時(shí)間。例如，使用紅色光發(fā)光聚合物的電發(fā)光器件在5伏特下可能有30,000小時(shí)的有效壽命，而使用藍(lán)色光發(fā)光聚合物的器件在相同電壓下可能只有1500小時(shí)的有效壽命(參見(jiàn)表1)。
有機(jī)發(fā)光材料的有效壽命差別顯著，因?yàn)闆Q定配有這種材料的圖形顯示器使用壽命或服務(wù)壽命的一個(gè)因素，取決于所采用的不同聚合物最短的有效壽命。(另一因素涉及引起色偏移的衰減率，這能夠降低整個(gè)顏色的純度，即‘白色’變?yōu)槠频陌咨?，并還能產(chǎn)生顯示的不均勻性)。于是，已試圖改進(jìn)圖形顯示器的服務(wù)壽命。例如，已經(jīng)對(duì)提升這種顯示器中‘薄弱環(huán)節(jié)’的有效壽命進(jìn)行了研究；就是說(shuō)，相對(duì)短壽命的藍(lán)色發(fā)光聚合物。而且，已經(jīng)設(shè)計(jì)出一些系統(tǒng)以補(bǔ)償器件驅(qū)動(dòng)電流-在復(fù)合驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償電子學(xué)中或者通過(guò)使用檢測(cè)機(jī)制或者通過(guò)預(yù)測(cè)效能衰減率-以維持隨時(shí)間優(yōu)化的性能。然而，補(bǔ)償機(jī)制需要復(fù)雜而昂貴的電路，這還可能強(qiáng)加對(duì)可用圖形長(zhǎng)寬比的限制。
本發(fā)明的目的是要改進(jìn)配用有機(jī)發(fā)光材料的圖形顯示器的服務(wù)壽命。
根據(jù)本發(fā)明的第一方式，提供了一種發(fā)光器件，包括在加電時(shí)發(fā)射第一顏色光的第一電發(fā)光元件；及在加電時(shí)發(fā)射第二顏色光的第二電發(fā)光元件，第一電發(fā)光元件有效壽命大于第二電發(fā)光元件有效壽命，其特征在于，第二元件配置為操作在低于第一元件的亮度。
由物體發(fā)的光的亮度或光通量可按每平方米燭光測(cè)量，并且是每秒鐘每單位立體角每單位面積發(fā)射的光(光子數(shù))的量的度量，作為對(duì)眼睛感覺(jué)的校正。瞬時(shí)亮度可以是變化的-故意的或其它方式-從一瞬間到另一瞬間。當(dāng)考慮在圖形顯示器中使用的發(fā)光器件時(shí)，瞬時(shí)亮度的變化可能發(fā)生得太快以至人的眼睛檢測(cè)不出來(lái)。于是，本發(fā)明要涉及的“亮度”是時(shí)間平均到必須平滑瞬時(shí)亮度的局部或高速變化的程度。
第一和第二電發(fā)光元件可包括有機(jī)發(fā)光材料，并可以是聚合物材料，諸如在WO90/13148或WO092/03490中討論的那些材料。
本申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，采用有機(jī)發(fā)光材料的器件亮度與服務(wù)壽命之間的關(guān)系的本質(zhì)含義。對(duì)于采用不同有機(jī)發(fā)光材料，例如具有不同有效壽命的紅光發(fā)射體(R)和藍(lán)光發(fā)射體(B)的兩種電發(fā)光元件，這種關(guān)系圖示在圖2中。對(duì)每一個(gè)的關(guān)系可以概括為相對(duì)高的亮度預(yù)示著相對(duì)短的服務(wù)壽命，且反之也然。如果兩種有機(jī)發(fā)光材料以相同的亮度水平連續(xù)工作，有效壽命最短的材料將首先(在該例子中藍(lán)色將先于紅色失效)失效(即達(dá)到其有效壽命終點(diǎn))，且該期間將被判別為在t1已過(guò)早失效。然而如果最短有效壽命的材料以低于其它材料的亮度水平連續(xù)工作，則器件的服務(wù)壽命將延長(zhǎng)到t2。
第一電發(fā)光元件亮度(B1)與第二電發(fā)光元件亮度(B2)之間的比值可能基本上等于第一元件的有效壽命(τ1)與第二元件的有效壽命(τ2)之間的比值(即B1/B2＝τ1/τ2)。例如假設(shè)兩種元件的有效壽命中存在量級(jí)差(例如，第一元件的有效壽命為30,000hrs及第二元件的有效壽命為3,000hrs)。如果兩種元件大體在相同時(shí)間失效，則可能必須使第二元件以第一元件十分之一的亮度工作。
使第二元件(較短有效壽命)以比第一元件低的亮度工作，可能會(huì)有其它的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)連續(xù)工作時(shí)，第一和第二元件每單位時(shí)間發(fā)射的光量可能是隨時(shí)間下降或衰減的，第二元件的衰減速率大概比較大。這樣，帶有兩種加電元件的發(fā)光器件感覺(jué)色彩將隨時(shí)間漂移，因?yàn)榈诙?duì)整個(gè)的光線輸出的貢獻(xiàn)緩慢降低。然而，通過(guò)使第二元件以低于第一元件的亮度工作，可能有延遲每單位時(shí)間發(fā)光量衰減速率的效果。換言之，第一與第二元件每單位時(shí)間發(fā)光量的衰減率可以變得較為一致。因而，感覺(jué)色彩隨時(shí)間漂移的問(wèn)題可被減輕。
第一和第二電發(fā)光元件可以共同的電位差加電，例如使用共同的陰極。對(duì)于采用不同材料的兩個(gè)電發(fā)光元件，例如具有不同驅(qū)動(dòng)電壓特性的紅光發(fā)射體(RED)與藍(lán)光發(fā)射體(BLUE)，亮度(或以cd/m2表示的光通量)與電壓之間的相互關(guān)系圖示以圖3中。實(shí)際上，紅光發(fā)射體(RED)比藍(lán)光發(fā)射體(BLUE)具有較低的驅(qū)動(dòng)電壓特性。這樣，通過(guò)以共同電位(V1)驅(qū)動(dòng)兩種元件，紅光發(fā)射體將以比藍(lán)光發(fā)射體較高的亮度工作(B1＞B2)。于是，通過(guò)工作在共同的電位可實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)器件服務(wù)壽命的目的。
在另一實(shí)施例中，第一與第二元件可按不同的電位加電。對(duì)第二元件可以高于第一元件的電位加電。參見(jiàn)圖3，以V2驅(qū)動(dòng)藍(lán)光發(fā)射體(BLUE)將產(chǎn)生大于B2的亮度B3。當(dāng)然，如果在圖3中性能特性相反，或RED與BLUE曲線驅(qū)動(dòng)電位方式時(shí)交換，則第一元件可以高于第二元件的電位加電。
第二元件可以脈沖加電。脈沖加電與連續(xù)例如以恒定電位工作相比，具有降低時(shí)間平均亮度的效果。這樣，即使藍(lán)光發(fā)射體(BLUE)工作在比以前更高的電位(V2＞V1)，器件的服務(wù)壽命仍然大于t1，因?yàn)榘l(fā)射體只是以整個(gè)時(shí)間的一個(gè)分?jǐn)?shù)部分(例如小于1/10)加電。第二元件可以超過(guò)50Hz，并大概可達(dá)100Hz的頻率加脈沖。雖然較低的頻率也將有降低時(shí)間平均亮度的效果，但在某些應(yīng)用中希望以比眼睛響應(yīng)功能更快的速率加脈沖。每一脈沖持續(xù)大約200微秒，脈沖之間有大約20毫秒。
第一與第二元件可以這樣加脈沖，使第一元件的時(shí)間平均亮度大于第二元件時(shí)間平均亮度。這樣，如果第一和第二元件工作在共同的電位，則第一元件可比第二元件加電較長(zhǎng)周期。通過(guò)對(duì)第一元件加脈沖比第二元件頻率高，或通過(guò)對(duì)第一元件相對(duì)于第二元件增加每一脈沖(脈寬)持續(xù)時(shí)間即可實(shí)現(xiàn)。兩種元件的加脈沖可用于配備在被動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)顯示器中的發(fā)光器件。
可使第二元件適應(yīng)于在比第一元件較大面積上發(fā)光。發(fā)光面積的差可以是這樣，即在可比時(shí)間幀上從第一元件輸出的全部光基本上等于從第二元件的光。例如，如果激發(fā)的持續(xù)時(shí)間沒(méi)有差別，則等于元件的發(fā)光面積(A1)與第二元件發(fā)光面積(A2)之間的比值可基本上等于第二元件亮度(B2)與第一發(fā)光元件亮度(B1)之間的比值(即A1/A2≈B2/B1)。通過(guò)使第二元件工作在低于第一元件的時(shí)間平均亮度，如果元件是相等尺寸，則觀察者從元件觀察到的光量將不同(假設(shè)激發(fā)持續(xù)的時(shí)間相等)。這是因?yàn)橐酝ǔ５难劬Φ南拗?例如采樣與分辨率因素)從元件接收的光量與時(shí)間平均亮度和發(fā)光面積的乘積相關(guān)聯(lián)。然而，相對(duì)于第一元件增加第二元件的尺寸，可以抵消某些或甚至完全補(bǔ)償這種差別。
可選擇第一和第二電發(fā)光元件的亮度，使得第一和第二電發(fā)光元件的半壽命基本相等。
對(duì)于兩種電發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)條件的選擇可通過(guò)材料的性質(zhì)決定。圖4示出分別對(duì)于第一和第二電發(fā)光元件中紅色和藍(lán)色發(fā)光聚合物效率對(duì)電流密度的曲線圖。如果器件工作在優(yōu)化的效率下，則第一電發(fā)光元件將需要工作在第一電流密度σ1，而第二電發(fā)光元件將需要工作在第二電流密度σ2，σ1＞σ2。電流密度σ2例如可以通過(guò)使第二元件工作在高于第一元件的電位而實(shí)現(xiàn)，并對(duì)第二元件加脈沖實(shí)現(xiàn)較低的亮度。
器件可進(jìn)而包括用于在加電時(shí)發(fā)射第三顏色光的第三電發(fā)光元件，第三電發(fā)光元件有效壽命介于第一和第二電發(fā)光元件之間。所有元件可由有機(jī)發(fā)光材料組成，并可以是諸如在WO90/13148或WO92/03490中公開(kāi)的聚合物材料。所有元件可以共同的電位差加電，或以不同的電位，大約對(duì)第二元件加最高電位，而對(duì)第一元件加最低電位，并大約對(duì)第二元件加脈沖。
可使第三元件適應(yīng)于在大于大于元件但小于第二元件的面積上發(fā)光。這樣作的原因又是為實(shí)現(xiàn)所需的每單位時(shí)間總的光輸出。這樣作的效果與在以第一元件為代價(jià)之下增加第二元件的服務(wù)壽命相同。這是因?yàn)閷?shí)際上，當(dāng)處理有限基片時(shí)，第三元件的發(fā)光面積將正?；谝缓偷诙拿娣e分別相對(duì)較小和較大。
還提供了一種配有根據(jù)本發(fā)明第一方式的發(fā)光器件的圖形顯示器，其中器件中每一電發(fā)光元件對(duì)應(yīng)于用于顯示圖形信息的象素。
根據(jù)本發(fā)明的第二方式，提供了一種發(fā)光器件，包括用于當(dāng)按預(yù)定電位加電時(shí)發(fā)射第一亮度(B1)光的第一電發(fā)光元件；用于當(dāng)按預(yù)定電位加電時(shí)發(fā)射第二亮度(B2)光的第二電發(fā)光元件，第二亮度小于第一亮度；其特征在于用于對(duì)第一元件和第二元件以預(yù)定電位加電的裝置，并在于第二電發(fā)光元件比第一電發(fā)光元件有較大的發(fā)光面積。
本發(fā)明的第二方式對(duì)于最低亮度的元件相對(duì)于最高亮度的元件增加發(fā)光面積，以便降低單位時(shí)間各元件的總發(fā)光的差。在沒(méi)有這種面積補(bǔ)償時(shí)，在工作在共同電位時(shí)，最亮的元件(即第一電發(fā)光元件)發(fā)射的光將比其它元件多。
第一或第二電發(fā)光元件可由有機(jī)發(fā)光材料組成。有機(jī)發(fā)光材料可以是聚合物。
加電裝置可包括兩個(gè)電發(fā)光元件共同的至少一個(gè)電極。例如，加電裝置可包括一個(gè)陽(yáng)極和一個(gè)陰極，每一對(duì)兩個(gè)電發(fā)光元件共同。
當(dāng)兩個(gè)電發(fā)光元件被加電時(shí)在任何給定的時(shí)段，由第一電發(fā)光元件發(fā)射的全部光，可基本上等于由第二電發(fā)光元件發(fā)射的全部光。第一亮度(B1)對(duì)第二亮度(B2)的比值可基本上等于第二電發(fā)光元件的發(fā)光面積(A2)對(duì)第一電發(fā)光元件的發(fā)光面積(A1)的比值，即B1/B2≈A2/A1。
當(dāng)加電時(shí)第一和第二電發(fā)光元件可分別發(fā)射第一和第二顏色光，第一和第二色是從由紅色、綠色與藍(lán)色組成的組中選擇的。
發(fā)光器件可進(jìn)而包括當(dāng)按預(yù)定電位加電時(shí)用于發(fā)射第三亮度光的第三電發(fā)光元件，第三亮度在第一和第二亮度之間；以及對(duì)第三電發(fā)光元件以預(yù)定電位加電的裝置。第三電發(fā)光元件的發(fā)光面積可大于第一元件的面積并小于第二元件的面積。
可提供包括根據(jù)本發(fā)明第二方式的發(fā)光器件的圖形顯示器，其中每一電發(fā)光元件對(duì)應(yīng)于用于顯示圖形信息的象素。
根據(jù)本發(fā)明的第三方式，提供了一種發(fā)光器件，包括用于在加電時(shí)發(fā)射第一顏色光的第一電發(fā)光元件；及用于在加電時(shí)發(fā)射第二顏色光的第二電發(fā)光元件；當(dāng)每一元件按優(yōu)化效率加電時(shí)，第一電發(fā)光元件以低于第二電發(fā)光元件的光通量發(fā)光；其特征在于，當(dāng)兩種電發(fā)光元件按優(yōu)化效率加電時(shí)，第一和第二電發(fā)光元件配置為工作在相同的感覺(jué)亮度工作。
本發(fā)明的第三方式使具有光通量對(duì)效率不同特性的發(fā)光元件工作在優(yōu)化效率狀態(tài)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了從每一元件輸出的光的一致性。這種光發(fā)射器件在壽命不成為問(wèn)題的場(chǎng)合是有價(jià)值的，在某些“用完即棄”的應(yīng)用中可能正是這種情形。
第一或第二電發(fā)光元件可包括有機(jī)發(fā)光材料。有機(jī)發(fā)光材料可以是聚合物。第一和第二電發(fā)光元件可通過(guò)共同電位加電。
第一和第二電發(fā)光元件可以由不同電位加電，且第二電發(fā)光元件可以比高于第一電發(fā)光元件的電位加電。施加到電發(fā)光元件之一或兩者的加電電位可形成脈沖，第一電發(fā)光元件加電大約比第二電發(fā)光元件加電較長(zhǎng)周期。例如，可對(duì)第一電發(fā)光元件比第二電發(fā)光元件更頻繁地或以更大的脈寬加脈沖。
第一電發(fā)光元件可以配置為比第二電發(fā)光元件較大的面積上發(fā)光。當(dāng)分別按優(yōu)化效率加電時(shí)，第一與第二電發(fā)光元件的發(fā)光面積(A1與A2)之間的比值，可基本上等于第二與第一電發(fā)光元件光通量(L1與L2)之間的比值，即A1/A2≈L2/L1。
從電發(fā)光元件發(fā)射的光的第一和第二顏色從紅色、綠色及藍(lán)色組成的組中選擇。該器件可進(jìn)而包括用于在加電時(shí)發(fā)射第三顏色光的第三電發(fā)光元件，第三電發(fā)光元件以介于當(dāng)按優(yōu)化效率加電時(shí)的第一和第二電發(fā)光元件之間的光通量發(fā)光。
還可提供一種包括根據(jù)本發(fā)明第三方式的發(fā)光器件的圖形顯示器，其中每一電發(fā)光元件對(duì)應(yīng)于用于顯示圖形信息的象素。
根據(jù)本發(fā)明第四方式，提供了一種發(fā)光器件，包括用于在加電時(shí)發(fā)射第一顏色光的第一電發(fā)光元件；及用于在加電時(shí)發(fā)射第二顏色光的第二電發(fā)光元件；當(dāng)每一元件按優(yōu)化效率加電時(shí)，第一電發(fā)光元件具有大于第二電發(fā)光元件的半壽命；其特征在于，當(dāng)兩者都按優(yōu)化效率加電時(shí)，第二電發(fā)光元件配置為工作在比第一電發(fā)光元件較低的亮度。
本發(fā)明的第三方式使具有不同半壽命對(duì)效率特性發(fā)光元件工作在優(yōu)化效率狀態(tài)，并且這樣的方式使器件的服務(wù)壽命增加。
第一或第二電發(fā)光元件可包括一種有機(jī)發(fā)光材料。該有機(jī)發(fā)光材料可以是聚合物。第一和第二電發(fā)光元件可由共同電位加電。
第一和第二電發(fā)光元件可由不同電位加電，且可對(duì)第二電發(fā)光元件以高于第一電發(fā)光元件的電位加電。施加到電發(fā)光元件之一或兩者的加電電位可被脈沖化，使得對(duì)第一電發(fā)光元件加電大約長(zhǎng)于對(duì)第二電發(fā)光元件的周期。例如，可對(duì)第二電發(fā)光元件只以短周期加電，而第一電發(fā)光元件則連續(xù)工作。第一和第二電發(fā)光元件的加電時(shí)間(t1與t2)之間的比值可基本上等于在按優(yōu)化效率加電時(shí)第二和第一電發(fā)光元件半壽命(T2與T1)之間的比值，即t1/t2≈T2/T1。
第一電發(fā)光元件可配置為在大于第二電發(fā)光元件的面積上發(fā)光。第一和第二電發(fā)光元件的發(fā)光面積(A1與A2)可基本上等于在分別按優(yōu)化效率加電時(shí)第二和第一電發(fā)光元件的亮度(B2與B1)之間的比值，即A1/A2≈B2/B1。
從電發(fā)光元件發(fā)射的光的第一和第二顏色從紅色、綠色及藍(lán)色組成的組中選擇。該器件可進(jìn)而包括用于在加電時(shí)發(fā)射第三顏色光的第三電發(fā)光元件，第三電發(fā)光元件以介于當(dāng)按優(yōu)化效率加電時(shí)的第一和第二電發(fā)光元件之間的光通量發(fā)光。
還可提供一種包括根據(jù)本發(fā)明第三方式的發(fā)光器件的圖形顯示器，其中每一電發(fā)光元件對(duì)應(yīng)于用于顯示圖形信息的象素。
現(xiàn)在將參照附圖通過(guò)一例子說(shuō)明本發(fā)明的一實(shí)施例，其中圖1是業(yè)內(nèi)所知的有機(jī)發(fā)光器件的示意圖；圖2是一示意圖，表示亮度如何影響工作在恒定驅(qū)動(dòng)條件下的圖1的器件服務(wù)壽命；圖3是對(duì)于兩個(gè)不同的電發(fā)光元件亮度對(duì)電壓的曲線圖；圖4是對(duì)于第一和第二元件效率對(duì)電流密度的曲線圖；圖5是表示作為對(duì)于顏色紅、綠、藍(lán)象素光通量的函數(shù)象素的半壽命的曲線圖；圖6是對(duì)于紅、綠、藍(lán)發(fā)光聚合物象素的光通量對(duì)電壓曲線的圖示；圖7是表示對(duì)于顏色紅、綠、藍(lán)效率對(duì)光通量的曲線圖；圖8是表示對(duì)于顏色紅、綠、藍(lán)半壽命對(duì)象素電壓的曲線圖；圖9是表示對(duì)于顏色紅、綠、藍(lán)半壽命對(duì)效率的曲線圖；圖10是實(shí)施本發(fā)明的圖形顯示器的示意圖；圖11表示對(duì)于圖10中“紅色”和綠色”元件的脈沖驅(qū)動(dòng)；圖12示意表示如何能夠?qū)崿F(xiàn)不同的象素面積；以及圖13表示向圖12中每一象素提供不同能量脈寬的一種可能的驅(qū)動(dòng)方式。
顯示器感覺(jué)的亮度取決于以下參數(shù)Luminancepereived＝Luminancepixel·Area_ratiopixel·Pulse_width_ratio在這一方程式中，Luminancepercived是假設(shè)象素尺寸在眼睛的分辨率極限之下且脈沖重復(fù)率比眼睛響應(yīng)快由眼睛所看見(jiàn)的光通量。象素的光通量取決于Luminancepixel＝f[Efficiencypixel(time_total，Vpixelor Ipixel)]于是，感覺(jué)的光通量取決于1.象素面積比率2.象素脈寬比率3.象素效率4.象素半壽命，或效率如何隨時(shí)間變化5.施加到象素的電流或電壓，即驅(qū)動(dòng)條件這五個(gè)參數(shù)中，效率和半壽命由器件/材料性質(zhì)規(guī)定且不能改變。然而其它參數(shù)可以改變。對(duì)于顯示器象素面積比率能夠被修改，但是不能在工作期間修改。對(duì)于一定的器件結(jié)構(gòu)，能夠選擇共同的陰極和陽(yáng)極，這將導(dǎo)致所有帶有不同顏色的象素加有相同的電壓。通過(guò)驅(qū)動(dòng)器電路在工作期間能夠改變脈寬比率。在表2中，針對(duì)面積比率與脈寬如何能夠優(yōu)化感覺(jué)的光通量、顯示壽命、顯示效率和共同電壓給出了概覽。
因而理論上有五個(gè)不同的優(yōu)化工作方式，概括如下1.1相等的(感覺(jué))光通量，不同的電壓，不同的效率，相等的半壽命；1.2相等的(感覺(jué))光通量，相等的電壓，不同的效率，不同的半壽命；1.3相等的(感覺(jué))光通量，不同的電壓，優(yōu)化的效率，不同的半壽命；1.4不同的(感覺(jué))光通量，相等的電壓，不同的效率，相等的半壽命；1.5不同的(感覺(jué))光通量，不同的電壓，優(yōu)化的效率，相等的半壽命；1.1相等的光通量，不同的電壓，不同的效率，相等的半壽命對(duì)于理想的三色顯示器，對(duì)于象素能夠使用所有的顯示面積。在標(biāo)準(zhǔn)的顯示器中，所有的象素有相同的面積，并因而對(duì)每一種顏色可得1/3的顯示面積。如果顯示器應(yīng)當(dāng)對(duì)每一顏色有例如100cd/m2的光通量，則需要每象素300cd/m2的象素光通量。在圖5的例子中，顯示器的壽命由最低半壽命控制，并在這例子中是333hrs。通過(guò)優(yōu)化象素面積，整個(gè)顯示器壽命能夠增加。例如到800hrs。[在圖5的例子中，假設(shè)最初的光通量乘以半壽命是常數(shù)]。然而，對(duì)其它的關(guān)系也能進(jìn)行優(yōu)化。為了感覺(jué)的光通量達(dá)到100cd/m2(象素面積比率)。從圖5看見(jiàn)，為了獲得相等的半壽命，藍(lán)色綠色和紅色象素所需的光通量值為125，625及2500cd/m2。因而，相對(duì)象素面積比率為A(blue)∶A(green)∶A(red)＝100/125∶100/625∶100/2500，即0.8∶0.16∶0.04而不是1/3∶1/3∶1/3。
1.2相等的光通量，相等的電壓，不同的效率，不同的半壽命在某些顯示應(yīng)用中，可能需要共同的象素電壓，例如在共同的陽(yáng)極和陰極的情形下，例如為了生產(chǎn)廉價(jià)的白色背光。例如假設(shè)光通量電壓曲線如圖6所示。通過(guò)以相同的4V電壓驅(qū)動(dòng)所有的象素，每一不同著色象素將有不同的光通量。為了獲得均勻的感覺(jué)光通量，可有三個(gè)選擇1.優(yōu)化相對(duì)象素面積。
現(xiàn)在為了使感覺(jué)的亮度對(duì)每一顏色相等，可優(yōu)化相對(duì)象素面積。
Lumperceived＝Lumpixel·Relative pixel_area對(duì)于均勻的感覺(jué)的光通量，相對(duì)象素面積應(yīng)當(dāng)是A(blue)∶A(green)∶A(red)＝1/85∶1/200∶1/3666＝0.691∶0.293∶0.016(由于面積比率的和必須等于一)，結(jié)果對(duì)于每一顏色有58.7cd/m2感覺(jué)的光通量。這一解決方案的缺點(diǎn)在于，對(duì)于每一所需的顯示光通量需要另一象素面積比率。下一個(gè)解決方案克服了這個(gè)問(wèn)題。
2.優(yōu)化象素驅(qū)動(dòng)時(shí)間。
象素的光通量也能通過(guò)調(diào)節(jié)象素的驅(qū)動(dòng)脈寬來(lái)控制。對(duì)于藍(lán)色、綠色和紅色象素脈寬的比率等于點(diǎn)1。這一解決方案的優(yōu)點(diǎn)是，如果需要另一顯示光通量，則能夠調(diào)節(jié)脈沖寬。
3.優(yōu)化驅(qū)動(dòng)時(shí)間并優(yōu)化象素面積。
上述兩個(gè)即將方案都能夠被結(jié)合。選擇適當(dāng)?shù)南笏孛娣e比率結(jié)果得到非常相似的脈寬。這避免了需要高頻率脈沖，高頻率脈沖的結(jié)果是不良的性能和較高的驅(qū)動(dòng)器IC設(shè)計(jì)和制造成本。
1.3相等的光通量，不同的電壓，優(yōu)化的效率，不同的半壽命還能夠針對(duì)相等的光通量及每種顏色的優(yōu)化效率優(yōu)化顯示。在這例子中，由于脈沖驅(qū)動(dòng)的功率損失被忽略。從圖7可見(jiàn)，每種顏色在不同的光通量處有一優(yōu)化的效率。通過(guò)調(diào)節(jié)象素面積和/或脈寬可以使感覺(jué)的光通量相等。
1.優(yōu)化相對(duì)象素面積為了使感覺(jué)的亮度相等，象素面積不良優(yōu)點(diǎn)是光通量比率的倒數(shù)，或A(blue)∶A(green)∶A(red)＝1/100∶1/75∶1/10＝0.081∶0.108∶0.811。這將導(dǎo)致8.1cd/m2感覺(jué)的光通量。通過(guò)改變脈寬能夠在優(yōu)化效率之下達(dá)到較低的光通量值，雖然AC驅(qū)動(dòng)結(jié)果有額外的功率損失。對(duì)于較高的光通量值不能達(dá)到優(yōu)化的效率。
1.4不同的光通量，相等的電壓，不同的效率，相等的半壽命在某些應(yīng)用中，不同象素顏色的不同的感覺(jué)光通量是可接受的，例如在通信應(yīng)用中。象素面積比率不能用來(lái)使在相同象素電壓下半壽命相等，由于使用象素面積只能修改感覺(jué)的光通量。然而，脈寬比率卻能夠用來(lái)對(duì)于不同的象素實(shí)現(xiàn)相等的象素電壓和相等的半壽命。例如通過(guò)改變脈寬，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于所有顏色4V相等的電壓以及對(duì)于這些顏色相等的半壽命。在這例子中，圖8給出在4V對(duì)于所有顏色的半壽命為T(mén)1/2(red)＝10000hrs，T1/2(green)＝120hrs，及T1/2(blue)＝1000hrs。通過(guò)選擇脈寬反比于半壽命，可獲得相等的壽命，即，脈寬(red)∶脈寬(green)∶脈寬(blue)＝1∶0.012∶0.1。象素的光通量將不相等，并在這例子中Lum(red)＝200*1＝200cd/m2；Lum(green)＝4000*0.012＝48cd/m2；以及Lum(red)＝100*0.1＝10cd/m2。
1.5不同的光通量，不同的電壓，優(yōu)化的效率，相等的半壽命另一解決方案是要優(yōu)化脈寬以便對(duì)所有顏色實(shí)現(xiàn)最大效率，并對(duì)所有顏色實(shí)現(xiàn)相等半壽命。從圖9可見(jiàn)，對(duì)于紅色綠色和藍(lán)色工作在優(yōu)化效率值(參見(jiàn)圖7)分別給出半壽命50,000hrs，10,000hrs及2,000hrs。為了獲得相等的壽命，可對(duì)象素脈沖驅(qū)動(dòng)，自然導(dǎo)致不同的光通量。在這例子中，脈寬比率脈寬(red)∶脈寬(green)∶脈寬(blue)＝1∶0.2∶0.04將導(dǎo)致整個(gè)的半壽命為50,000hrs，然而對(duì)應(yīng)的光通量值為L(zhǎng)um(red)＝40cd/m2；Lum(green)＝10cd/m2；以及Lum(red)＝2cd/m2。
圖10示出配有實(shí)施本發(fā)明至少一種方式的的發(fā)光器件12的圖形顯示器10。發(fā)光器件12包括基于聚合物的電發(fā)光元件14，其第一個(gè)(14R)在加電時(shí)能夠發(fā)射紅光，其第二個(gè)(14B)在加電時(shí)能夠發(fā)射藍(lán)光，以及第三個(gè)(14G)在加電時(shí)能夠發(fā)射綠光。如圖1中所示，元件14安裝在涂敷透明電極(未示出)的透明基片16上。這三種不同元件的有效壽命及電壓驅(qū)動(dòng)特性列于表1中。
“紅色”元件14R位于中心，“綠色”和“藍(lán)色”元件14G，14B對(duì)稱(chēng)圍繞著該元件配置。某種顏色的這種外圍元件作為一個(gè)元件被操作，這樣保證顏色的形心在器件的物理中心。這例子中，由器件12中每一元件覆蓋的面積比率大約為三分之一紅色對(duì)一個(gè)綠色對(duì)三個(gè)藍(lán)色。(先選擇綠色元件的面積，然后分別減少和增加紅色及藍(lán)色元件的面積，雖然并不是必須按1.1或1.2優(yōu)化)。器件中不同的著色的元件可配置為工作在共同的電位，或不同的電位。順次就每一情形說(shuō)明共同電位在共同電位下(例如V1)，當(dāng)加電時(shí)從每一元件發(fā)射的光的亮度對(duì)不同顏色是有變化的，對(duì)于紅色覆蓋體最大，而對(duì)于藍(lán)色覆蓋體最低。在假設(shè)“綠色”覆蓋體落入由“紅色”和“藍(lán)色”覆蓋體設(shè)置的末端之間時(shí)從圖3可得出這一點(diǎn)。然而三種顏色產(chǎn)生的光量幾乎是相等的，由于總的發(fā)光還取決于光發(fā)射的面積。在圖形顯示器中對(duì)每一顏色實(shí)現(xiàn)均勻的發(fā)光是所希望的?！肮餐娢弧狈椒ㄍㄟ^(guò)相對(duì)于最高亮度元件面積增加最低亮度元件的面積實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。這與使用相等面積并通過(guò)以高于“紅色”元件的電位驅(qū)動(dòng)“藍(lán)色”元件實(shí)現(xiàn)亮度的均衡是頗為不同的。如圖2所示，有機(jī)電發(fā)光元件發(fā)射的亮度越高，服務(wù)壽命越短。這樣，通過(guò)使用面積補(bǔ)償而不是電壓補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)光輸出的均衡，“藍(lán)色”元件可比“紅色”元件工作在較低的亮度，以增加服務(wù)壽命(例如，圖2中從t1到t2)。
不同的電位就“紅色”，“綠色”和“藍(lán)色”元件電壓驅(qū)動(dòng)特性之間的差別來(lái)看(參見(jiàn)圖3)，可能希望以高于“紅色”和“綠色”元件的電位驅(qū)動(dòng)“藍(lán)色”元件。然而以較高的電位驅(qū)動(dòng)“藍(lán)色”元件將增加亮度，并會(huì)降低有效壽命及服務(wù)壽命，而不是增加這種壽命。這樣，必須使電位形成脈沖加到藍(lán)色”元件，使得雖然產(chǎn)生與其它元件相等的光輸出，但實(shí)際的時(shí)間平均亮度被降低，因而延長(zhǎng)了有效壽命。當(dāng)然，能夠以脈沖電位驅(qū)動(dòng)所有的元件，這種情形下通過(guò)對(duì)不同的元件以不同的方式加脈沖可實(shí)現(xiàn)所需的效果。例如，如果加相同頻率的脈沖，對(duì)于“紅色”元件的脈寬可大于“藍(lán)色”元件脈寬，如圖6所示。這樣，圖形顯示器的服務(wù)壽命可從1.5k小時(shí)增加到4.5k小時(shí)；這是對(duì)工作在傳統(tǒng)方式下藍(lán)色元件有效壽命的三倍的改進(jìn)。
表1
表權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件，包括在加電時(shí)發(fā)射第一顏色光的第一電發(fā)光元件；及在加電時(shí)發(fā)射第二顏色光的第二電發(fā)光元件，第一電發(fā)光元件有效壽命大于第二電發(fā)光元件有效壽命；其特征在于，第二元件配置為工作在低于第一元件的亮度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中第一或第二電發(fā)光元件包含有機(jī)發(fā)光材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的發(fā)光器件，其中有機(jī)發(fā)光材料是聚合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3任何之一的發(fā)光器件，其中第一或第二電發(fā)光元件由共同電位加電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的發(fā)光器件，其中共同電位通過(guò)兩個(gè)元件共同的電極施加。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的發(fā)光器件，其中共同電位施加在兩個(gè)元件共同的陽(yáng)極和陰極之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6任何之一的發(fā)光器件，其中第一與第二電發(fā)光元件按不同電位加電。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的發(fā)光器件，其中對(duì)第二電發(fā)光元件以高于對(duì)第一電發(fā)光元件的電位加電。
9.根據(jù)權(quán)利要求4、5、7或8的發(fā)光器件，其中施加到電發(fā)光元件之一或兩者的電位被脈沖化。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的發(fā)光器件，其中對(duì)第一電發(fā)光元件以長(zhǎng)于對(duì)第二電發(fā)光元件的周期加電。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的發(fā)光器件，其中對(duì)第一電發(fā)光元件比對(duì)第二電發(fā)光元件更頻繁地或以較大的脈寬加脈沖。
12.根據(jù)權(quán)利要求9到11任何之一的發(fā)光器件，其中在給定周期對(duì)于第一和第二電發(fā)光元件加電時(shí)間之間的比值基本上等于第二和第一電發(fā)光元件各自壽命之間的比值。
13.根據(jù)以上權(quán)利要求任何之一的發(fā)光器件，其中第二元件適應(yīng)于比第一元件在較大的面積上發(fā)光。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光器件，其中第一和第二電發(fā)光元件的發(fā)光面積之間的比值，基本上等于當(dāng)加電相等的周期時(shí)第二電發(fā)光元件的亮度與第一電發(fā)光元件的亮度之間的比值。
15.根據(jù)權(quán)利要求1到14任何之一的發(fā)光器件，其中第一和第二發(fā)光顏色從紅色、綠色和藍(lán)色組成的組中選擇。
16.根據(jù)以上權(quán)利要求任何之一的發(fā)光器件，其中第一電發(fā)光元件的亮度與第二電發(fā)光元件的亮度之間的比值基本上等于第一電發(fā)光元件的有效壽命與第二電發(fā)光元件的有效壽命之間的比值。
17.根據(jù)權(quán)利要求1到16任何之一的發(fā)光器件，其中還包括在加電時(shí)發(fā)射第三顏色光的第三電發(fā)光元件，第三電發(fā)光元件有效壽命介于第一和第二電發(fā)光元件之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的發(fā)光器件，其中對(duì)第三電發(fā)光元件以同第一電發(fā)光元件相同的電位加電。
19.當(dāng)附屬于權(quán)利要求13時(shí)根據(jù)權(quán)利要求17或18的發(fā)光器件，其中第三電發(fā)光元件適應(yīng)于在大于第一電發(fā)光元件但小于第二電發(fā)光元件的面積上發(fā)光。
20.一種圖形顯示器，包括根據(jù)權(quán)利要求1到19任何之一的發(fā)光器件，其中每一電發(fā)光元件對(duì)應(yīng)于顯示圖形信息的一個(gè)象素。
21.基本上參照附圖并如附圖中所示的上述的發(fā)光器件。
22.一種發(fā)光器件，包括用于當(dāng)按預(yù)定電位加電時(shí)發(fā)射第一亮度光的第一電發(fā)光元件；用于當(dāng)按預(yù)定電位加電時(shí)發(fā)射第二亮度光的第二電發(fā)光元件，第二亮度小于第一亮度；其特征在于用于對(duì)第一元件和第二元件以預(yù)定電位加電的裝置，并在于第二電發(fā)光元件比第一電發(fā)光元件有較大的發(fā)光面積。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的發(fā)光器件，其中第一或第二電發(fā)光元件包含有機(jī)發(fā)光材料。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的發(fā)光器件，其中有機(jī)發(fā)光材料是聚合物。
25.根據(jù)權(quán)利要求22到24任何之一的發(fā)光器件，其中加電裝置包括兩個(gè)電發(fā)光元件共同的至少一個(gè)電極。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的發(fā)光器件，其中其中加電裝置包括一個(gè)陽(yáng)極和一個(gè)陰極，每一個(gè)對(duì)兩個(gè)電發(fā)光元件是共同的。
27.根據(jù)權(quán)利要求22到26任何之一的發(fā)光器件，其中當(dāng)對(duì)兩個(gè)電發(fā)光元件加電時(shí)在任何給定的時(shí)間區(qū)間中，由第一電發(fā)光元件發(fā)射的全部光基本上等于由第二電發(fā)光元件發(fā)射的全部光。
28.根據(jù)權(quán)利要求22到27任何之一的發(fā)光器件，其中第一亮度對(duì)第二亮度的比值基本上等于第二電發(fā)光元件的發(fā)光面積對(duì)第一電發(fā)光元件的發(fā)光面積的比值。
29.根據(jù)權(quán)利要求22到28任何之一的發(fā)光器件，其中當(dāng)加電時(shí)第一和第二電發(fā)光元件分別發(fā)射第一和第二顏色的光，第一和第二顏色從紅色、綠色和藍(lán)色組成的組中選擇。
30.根據(jù)權(quán)利要求22到29任何之一的發(fā)光器件，還包括用于在以預(yù)定電位加電時(shí)發(fā)射第三亮度的光的第三電發(fā)光元件，第三亮度介于第一和第二亮度之間；以及用于以預(yù)定電位對(duì)第三電發(fā)光元件加電的裝置。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的發(fā)光器件，其中第三電發(fā)光元件發(fā)光面積大于第一元件發(fā)光面積并小于第二元件發(fā)光面積。
32.一種圖形顯示器，包括根據(jù)權(quán)利要求22到31任何之一的發(fā)光器件，其中每一電發(fā)光元件對(duì)應(yīng)于顯示圖形信息的一個(gè)象素。
33.一種發(fā)光器件，包括用于在加電時(shí)發(fā)射第一顏色光的第一電發(fā)光元件；及用于在加電時(shí)發(fā)射第二顏色光的第二電發(fā)光元件；當(dāng)每一元件按優(yōu)化效率加電時(shí)，第一電發(fā)光元件以低于第二電發(fā)光元件的光通量發(fā)光；其特征在于，當(dāng)兩種電發(fā)光元件按優(yōu)化效率加電時(shí)，第一和第二電發(fā)光元件配置為工作在相同的感覺(jué)亮度。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的發(fā)光器件，其中第一或第二電發(fā)光元件包含有機(jī)發(fā)光材料。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的發(fā)光器件，其中有機(jī)發(fā)光材料是聚合物。
36.根據(jù)權(quán)利要求33到35任何之一的發(fā)光器件，其中第一或第二電發(fā)光元件由共同電位加電。
37.根據(jù)權(quán)利要求33到36任何之一的發(fā)光器件，其中第一與第二電發(fā)光元件按不同電位加電。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的發(fā)光器件，其中對(duì)第二電發(fā)光元件以高于對(duì)第一電發(fā)光元件的電位加電。
39.根據(jù)權(quán)利要求36、37或38的發(fā)光器件，其中施加到電發(fā)光元件之一或兩者的電位被脈沖化。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的發(fā)光器件，其中對(duì)第一電發(fā)光元件以長(zhǎng)于對(duì)第二電發(fā)光元件的周期加電。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的發(fā)光器件，其中對(duì)第一電發(fā)光元件比對(duì)第二電發(fā)光元件更頻繁地或以較大的脈寬加脈沖。
42.根據(jù)以上權(quán)利要求33到41任何之一的發(fā)光器件，其中第一電發(fā)光元件配置為比第二電發(fā)光元件在較大的面積上發(fā)光。
43.根據(jù)權(quán)利要求42的發(fā)光器件，其中第一和第二電發(fā)光元件的發(fā)光面積之間的比值，基本上等于當(dāng)分別以?xún)?yōu)化效率加電時(shí)第二與第一電發(fā)光元件的光通量之間的比值。
44.根據(jù)權(quán)利要33到43任何之一的發(fā)光器件，其中第一和第二發(fā)光顏色從紅色、綠色和藍(lán)色組成的組中選擇。
45.根據(jù)權(quán)利要33到44任何之一的發(fā)光器件，還包括用于在加電時(shí)發(fā)射第三顏色的光的第三電發(fā)光元件，第三電發(fā)光元件當(dāng)按優(yōu)化效率加電時(shí)以介于第一和第二電發(fā)光元件之間的亮度發(fā)光。
46.一種圖形顯示器，包括根據(jù)權(quán)利要求33到45任何之一的發(fā)光器件，其中每一電發(fā)光元件對(duì)應(yīng)于顯示圖形信息的一個(gè)象素。
47.一種發(fā)光器件，包括用于在加電時(shí)發(fā)射第一顏色光的第一電發(fā)光元件；及用于在加電時(shí)發(fā)射第二顏色光的第二電發(fā)光元件，當(dāng)每一元件按優(yōu)化效率加電時(shí)，第一電發(fā)光元件具有大于第二電發(fā)光元件的半壽命；其特征在于，當(dāng)兩者都按優(yōu)化效率加電時(shí)，第二電發(fā)光元件配置為工作在比第一電發(fā)光元件較低的亮度。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的發(fā)光器件，其中第一或第二電發(fā)光元件包含有機(jī)發(fā)光材料。
49.根據(jù)權(quán)利要求48的發(fā)光器件，其中有機(jī)發(fā)光材料是聚合物。
50.根據(jù)權(quán)利要求47到49任何之一的發(fā)光器件，其中第一或第二電發(fā)光元件由共同電位加電。
51.根據(jù)權(quán)利要求47到49任何之一的發(fā)光器件，其中第一與第二電發(fā)光元件按不同電位加電。
52.根據(jù)權(quán)利要求51的發(fā)光器件，其中對(duì)第二電發(fā)光元件以高于對(duì)第一電發(fā)光元件的電位加電。
53.根據(jù)權(quán)利要求50、51或52的發(fā)光器件，其中施加到電發(fā)光元件之一或兩者的電位被脈沖化。
54.根據(jù)權(quán)利要求53的發(fā)光器件，其中對(duì)第一電發(fā)光元件以長(zhǎng)于對(duì)第二電發(fā)光元件的周期加電。
55.根據(jù)權(quán)利要求54的發(fā)光器件，其中對(duì)第一電發(fā)光元件比對(duì)第二電發(fā)光元件更頻繁地或以較大的脈寬加脈沖。
56.根據(jù)以上權(quán)利要求47到55任何之一的發(fā)光器件，其中第一電發(fā)光元件配置為比第二電發(fā)光元件在較大的面積上發(fā)光。
57.根據(jù)權(quán)利要求56的發(fā)光器件，其中第一和第二電發(fā)光元件的發(fā)光面積之間的比值，基本上等于當(dāng)分別以?xún)?yōu)化效率加電時(shí)第二與第一電發(fā)光元件的亮度之間的比值。
58.根據(jù)權(quán)利要47到57任何之一的發(fā)光器件，其中第一和第二發(fā)光顏色從紅色、綠色和藍(lán)色組成的組中選擇。
59.根據(jù)權(quán)利要47到58任何之一的發(fā)光器件，還包括用于在加電時(shí)發(fā)射第三顏色的光的第三電發(fā)光元件，第三電發(fā)光元件當(dāng)按優(yōu)化效率加電時(shí)以介于第一和第二電發(fā)光元件之間的光通量發(fā)光。
60.一種圖形顯示器，包括根據(jù)權(quán)利要求47到59任何之一的發(fā)光器件，其中每一電發(fā)光元件對(duì)應(yīng)于顯示圖形信息的一個(gè)象素。
全文摘要
一種發(fā)光器件包括在加電時(shí)發(fā)射第一顏色光的第一電發(fā)光元件；及在加電時(shí)發(fā)射第二顏色光的第二電發(fā)光元件，第一電發(fā)光元件比第二電發(fā)光有效壽命大；其特征在于，第二元件配置為以低于第一元件亮度操作。
文檔編號(hào)G09G3/30GK1437768SQ0181160
公開(kāi)日2003年8月20日 申請(qǐng)日期2001年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月23日
發(fā)明者簡(jiǎn)·瓊曼, 約翰·阿爾特里普, 戴維·拉塞 申請(qǐng)人:劍橋顯示技術(shù)有限公司