双功能电致发光器件及其驱动方法
专利名称：双功能电致发光器件及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种驱动双功能发光和感光器件的方法，该器件包含一个夹在第一和第二电极之间的有机电致发光层，例如聚合物层或小分子化合物层。本发明还涉及一个双功能发光和感光器件。此外，本发明涉及这种显示器的多种应用。
背景技术：
有机电致发光显示器和器件是较新发现的技术，这种技术基于以下认识，即某些有机材料，例如某些聚合物，在发光二极管中用作半导体。这些器件能引起人们的注意，原因是有机材料例如聚合物材料的使用使这些器件轻便、灵活、且制造较为便宜。
近来，还发现这种发光器件可被用作测量入射光的工具。例如，这种器件已在专利文献US-5,504,323中描述。此文献描述了一种具有双功能的发光二极管。当所述二极管的有机聚合物层正向偏置时，该二极管起发光器的作用，以及当所述层负向偏置时，该二极管起光电二极管的作用。所述负向偏置最好是在2.5至15V之间的负向电压。还描述了，因为所述层的感光性随着反向偏置电压增加，所以在光电二极管模式中，有机聚合物层两端最好具有相当大的负向偏置。
但是，上述双功能二极管具有许多缺点。首先，US-5,504,323所述的器件展示了在0V附近的非对称漏电流特性，并且因此该漏电流被发现是不稳定的。此外，高负向电压的施加导致了该器件损坏可能性的增加，而且暗电流是高度不稳定的因为其直接与有机电致发光层的损坏和短路有关。这就导致了反向操作中用于光电流探测的低信噪比。但是，更重要的是，由于大的驱动电压，现有的器件耗费大量的能量。因此需要一种替换的器件。
发明内容
依据本发明，这些和其它目标可通过下面介绍的方法实现，所述方法进一步包含下述步骤在发射状态期间(t1)，向所述有机电致发光层(1)施加第一驱动信号(V1，J1)，所述第一驱动信号使光从所述有机电致发光层(1)中产生并发射出来，和在感应状态期间(t2)，向所述有机电致发光层(1)施加第二驱动信号(V2，J2)，所述第二驱动信号使所述第二驱动信号的功率值基本上为零，以便精确探测当所述有机电致发光层受到外部光照射时所述有机电致发光层中产生的电流。
从而，一种对于双功能有机器件来说非常经济的驱动方法可通过极小化显示器的功耗获得。例如，本发明在一种蜂窝设备中的应用相当大地延长了电池的寿命。
优选地，所述第二驱动信号是作用于所述有机电致发光层两端的电压，所述电压值基本上为0伏特。借助于此可以实现没有漏电流的显示器。
可选地，所述第二驱动信号是通过所述有机电致发光层馈送的电流密度，所述电流密度值基本上为0A/m2。这就使简单的实现成为可能，因为有机显示器件是电流驱动的。
优选地，所述方法进一步包含在所述感应状态期间测量与所述有机电致发光层串联的负载两端的电压或通过该负载的电流的步骤，从而提供代表当所述有机电致发光层受到某一入射光功率照射时产生的信号的测量值。
此外，所述方法适当地包含在所述发射状态和所述感应状态中交替地驱动所述器件的步骤，所述交替状态各自的持续时间约为0-20ms，从而使在显示器件中合并所述方法且没有人眼可觉察到的差异成为可能。
此外，每个电极2，3最好具有功函数，并且各功函数之间的差大于1eV，最好在2-3.5eV之间。通过使所述功函数之间具有最好是较大的差异，就可能在感应状态获得良好的感应和显示器的发射状态获得最佳的发射。
此外，所述方法适当地包含下述步骤在两个不同的时刻比较测量值，如果测量值之间的差异大于预定值，则向一个判断器件发射开关信号，以便设定所述第一驱动电压为开或关状态。例如，这就使有可能使用所述器件，仅当其照射环境发生变化，例如当使用者从口袋中拿出显示器观看时，才在器件上显示图象。因此与持续显示图象相比，功耗可减少。
可选择地，所述方法进一步包含下述步骤在所述感应状态至少测量所述器件的一部分上的入射光功率，在所述发射状态根据所述入射功率的测量值至少调整器件的所述部分的发射。
因此，所述方法可用于，例如，维持器件处于独立于显示器上外部入射光的恒定的对比度。
依据本发明的另一实施例，所述方法进一步包含在所述器件的附近放置外部发光元件的步骤，目的是能够照亮所述显示器以便在所述感应状态下产生通过该显示器的电流。因此所述方法可用于产生一种交互式的显示。
最后，所述方法可进一步包含将所述感应状态中产生的所述电流作用于储能元件，来为其提供能量的步骤，由此所述感应状态可用于，例如，当便携器件受到外部光照射时为其电池提供能量。
本发明的上述目标还通过双功能发光和感光器件实现，包含一个有机电致发光层，例如一个聚合体层或一个小分子化合物层，将用来产生发射状态的第一驱动信号(V1，J1)和用来产生感应状态的第二驱动信号(V2，J2)交替作用于所述电致发光层的装置(2、3、6)，所述第二驱动信号的功率值基本上为零以便当所述有机电致发光层受到外部光照射时精确探测在所述有机电致发光层中产生的电流。
通过极小化显示器的功耗，可获得用于双功能有机器件的非常经济的驱动方法。例如，本发明在蜂窝器件中的应用在相当程度上延长了电池的寿命。
优选地，所述第二驱动信号是作用于所述有机电致发光层两端的电压，所述电压值基本上为0伏特。因此可实现没有漏电流的显示器。
依据本发明的另一实施例，所述第二驱动信号是馈送给所述有机电致发光层的电流，所述电流值基本上为0A/m2。因为有机显示器件是电流驱动的，就使简单的实现成为可能。
优选地，所述器件进一步包含与所述有机电致发光层串联的负载，以及用来测量感应状态期间所述负载两端的电压或通过所述负载的电流的装置，从而提供了代表所述有机电致发光层受到某些入射光功率撞击时产生的信号的测量值。
所述器件适当安排为在所述第一状态和第二状态中被交替驱动，所述状态的各自持续时间在0-20ms之间，这就使将所述器件结合于显示器件中且不存在人眼可见的差异成为可能。
最后，所述有机电致发光层最好夹在第一和第二电极之间，电极2、3各有一个功函数，并且所述功函数差大于1eV，最好在2-3.5eV之间。所述功函数之间这样大的差使在显示器的感应状态获得良好的感应和在其发射状态得到最优的发射成为可能。
下面参考附图对本发明进行更加详细的描述。
图1a示出双功能光电二极管处于发光状态的示意图。
图1b示出双功能光电二极管处于感光状态的示意图。
图2示出作为入射光函数的零电压驱动(短路配置)时的电流响应以及零电流驱动(开路配置)时的电压响应的框图。
图3示出光产生的电流密度与零电压驱动(短路配置)时的暗电流密度的比例。
具体实施例方式
作为发光二极管，电致发光聚合物器件具有如现有技术所描述的固有的低效率。聚合物材料在发光二极管中的应用与所述聚合物材料在正向操作中的发射特性直接竞争。已经提出例如通过加入受主来提高所述发光二极管的效率，但是这会不可避免地导致正向驱动时发射效率的降低。但是，本发明是基于以下认识即使在对发射优化的聚合物材料中，光电流也足够大，能够被探测到。本发明提出了两种使用聚合物发光二极管器件作为具有低功耗和最优信噪比的传感器的方法。而且还公开并讨论了这种传感器的多种具体应用。
图1a和图1b示出了一种双功能发光二极管，即，在此描述的发光和感光器件的示意图。这种发光二极管5包含夹在第一和第二电极2、3之间的有源有机电致发光层1，例如，电致发光聚合物材料。第一电极2起所谓的空穴注入层的作用，第二电极3起所谓的电子注入层的作用。此外，所述发光二极管可以包含或不包含前基片4，具有稳定发光二极管和分离有机发光二极管部分与潜在用户的作用。
如上所述，本发明的发光二极管具有双功能并可在两种模式或状态下驱动。
在发光状态t1(图1a)，第一驱动信号，例如第一电压V1，通过电源6作用于所述有机电致发光层1的两端，由此光从所述有机电致发光层1发射出来。上述第一和第二电极2、3具有不同的功函数。因为功函数是分别从第一和第二电极2、3的表面去除电子所需能量的量度，所以在发射期间可实现向聚合物层的最佳电荷注入。第一电极2(空穴注入层)具有高的功函数(φ1-5.2eV)，并且此电极的作用是用高结合能从价状态移动电子，并在这些状态中留下空穴。第二电极3(电子注入层)具有低的功函数(φ2-2eV)，并且电子被松散地束缚在所述材料中。所述功函数差设计为大于带隙(即发射能加斯托克司频移)以便获得最优的注入。因此功函数差依赖于带隙，并且对于红色约为2eV，对于蓝色约为3.2eV。在此例中，阳-阴极组合的功函数差约为3.2eV，足够确保对于所有颜色的最优注入。此外，在本发明的实施例中功函数差可大于3eV以便确保对于蓝色材料的最优注入。第二电极用来在材料的导电状态中注入带负电的电子，其中所述电子也具有低束缚能。在正向驱动中(其中第一电极为正且第二电极为负)，所述空穴与电子相互靠近，电子填充空穴，且束缚能的增加导致光子的释放，即，光被发射出来。当器件在发光状态被驱动时，特定的电压，称为器件固有的电压，需在任何电流开始流经所述器件之前施加。达到此固有电压Vb-i之后，流经显示器的电流大小会迅速增加。所述固有电压值和第一第二电极的功函数差成比例。
在光电二极管状态t2中，也就是感应状态(图1b)，第二驱动信号，例如第二电压V2，被作用于所述有机电致发光层1两端，所述电压由电源6或独立的电源(未示出)提供，且层1上的入射光将引起有机电致发光层1中光电流Jphoto的产生。
根据本发明的第一实施例，所述第二驱动信号为电压V2＝0V(短路配置)，即零电压被作用于所述有机层1的两端。在这种状态中，现在具有相同的电压的两个电极被绝缘的有机电致发光层1例如聚合物层隔离。但是，只要有驱动力，则在所述层中始终存在小的泄漏路径，少量电荷可流经此路径。上述第一和第二电极功函数之间的差导致所述层1中的电子经历第一电极2的高束缚能和第二电极3的低束缚能。电子将从第二电极向第一电极移动，并且将有小的瞬态电流(仅在短时间内出现)流过直到到达平衡状态。最初两个电极均为中性，但由于所述瞬态电流使第一电极带负电荷且第二电极带正电荷，导致一个负电场穿过有机层1。如上所述，0作用电压具有感应状态所需的泄漏电流和低功耗的优点。在0V作用电压下，电极2、3设置为相同电压，且因为没有外部场施加在有机层1两端，所以漏电流也强制为0。但是，上述瞬态电流产生了负内部电场，此电场用来驱动感应状态中外部光照射器件时产生的光电流。在上述实例中，内部场的大小由下述公式给出Eint＝Vb-i/tlayer其中Eint为内部场，Vb-i为上述固有电压，且tlayer为有机层1的厚度。当照射器件时，处于价状态的电子被激发进入导电状态，负内部电场破坏电子-空穴对，将电子推向第二电极3(阴极)并将空穴推向第一电极2(阳极)。从而，产生出小的、可测量的光电流。此外，因为固有电压Vb-i与第一电极和第二电极的功函数差成比例，内部电场也与所述功函数差成比例，即该功函数差越大，作用电压为0时内部电场越大。此外，大的功函数差也要求最优化的发射状态，并因此获得对发射优化且具有有效、高功效感应状态的器件。
对于目前的电极，可使所述功函数差增大，使得固有电压Vb-i的高值处于1.4与3.1伏特之间。此外，已经发现有机层1的最优厚度在60至90nm之间，最好为70nm，才能获得高效发射状态。
为了与现有技术的器件进行比较，在所引用的US-5,504,323中所述器件使用A1阴极和ITO阳极，使得功函数差约为0V。因为需要高电压，发射状态就不可能是最优化的，且负偏置需要应用于有机层两端以便产生如上所述用来破坏电子-空穴对的足够的电场。同样，所述负偏置导致感应状态更高的功耗和与不稳定泄漏电流竞争的光电流。
由本发明产生的光电流可被测量，例如，通过测量与电源6串联在所述第一和第二电极2、3之间的测量电路7两端的压降。这种测量电路7的实施例包含与放大器并联的高欧姆电阻，该电阻和该放大器与所述有机电致发光层串联。所述放大器的输出端电压等于产生的光电流乘以并联电阻。此外，因为要测量小电流，所以需要高输入阻抗器件(例如CMOS)。基于所述入射光功率，测量信号可被传送给用来判断第一驱动信号适当值的判断器件(未示出)。因此，如下所述，基于感应状态期间入射光的功率信息，本发明器件可被用于调整由处于发光状态的显示器发射的光。
本发明的一个重要方面是上述两种状态是时间上隔离的。在无源矩阵显示中，例如，每条线仅在有限的时间阶段被寻址(典型为1/(N*f)秒，其中N为显示器中线的总数，f为刷新速率，典型为100Hz)。在更短的时间内测量入射光(在感应状态)也是可能的。这将使把感应状态集成在普通的显示器件中且使潜在的使用者注意不到成为可能。
在本发明的第二实施例(图1a)中，第一驱动信号，在此为第一电流密度J1，通过第一发光状态t1的有机电致发光层1馈送，以及第二驱动信号，在此第二感应模式中为第二感应电流密度J2，被设为0，即J2＝0[A/m2](开路配置)。当所述第二电流J2设为0[A/m2]时，由入射光引起的通过有机电致发光层1的电流可用已知的方式测量。对于第二实施例，其中通过电致发光层的电流是固定的，在照射下将会产生电压且漏电流将因此流过。实际上，在照射下出现的电压是由漏电流与光电流之间的直接竞争引起的。
当涉及到功耗(功率P～V·I～0·1～V·0～0W)时，上述两个感应实施例都是非常经济的。因此，本发明显示器可方便地用于，例如移动应用，其中功耗是非常重要的。
但是，可以看出开路配置具有比短路配置慢的响应时间。响应时间在交互应用中是特别重要的特性。响应时间之所以重要的原因是最好能在器件的多路驱动操作中包含传感器动作。仿真已证明使用短路配置的显示器的响应时间达到10μs。此数值足够小以便在发射状态和放大之间结合感应状态。因此可能获得具有不明显发射中断的即时反馈的发射交互显示器。
但是，不是所有应用都要求如此快速的响应。第二实施例相应的仿真，即开路实施例，已给出的响应时间达到10ms。因为快速多路感应对于入射光总量的测量来说不是强制性的，所以对于这种应用不需要快速响应，如下所述，原则上可用不同的方法解决。
此外，短路配置展示了比开路配置更好的光信号与暗电流的比例，如图3所示，由于作用于有机层1两端的电压的缘故，在开路配置中总是存在漏电流。图3示出作为驱动电压Vappl的函数，器件在短路配置中的产生光的电流密度Jphoto与暗电流密度Jdark的比例。可以看出此比例与信噪比成正比。显然，在零伏特驱动电压附近可找到最大值。因为光电流密度值与更高的反向电压具有相同数量级且附加暗电流已知是不稳定的，所以最佳信噪比可在零伏特驱动条件下达到，即短路配置。
图2示出作为入射光函数的上述零电压驱动(短路配置)的电流响应以及零电流驱动(开路配置)的电压响应。根据图2明显可见电流响应Jphoto线性依赖于入射光功率Lincident，并与相应的电压响应Velec相反。其原因是，对于开路实施例，在照射下可达到的最大电压等于器件的固有电压。因此光信号在相对低的照度水平下将已经达到饱和。另一方面，例如在PCBM搀杂系统中，光电流表示出在比0电压驱动下出现的值高若干数量级的值才饱和。如图2所示，所述两个实施例之间的这种不同表现为感应电压与照度的半线性关系和电流与照度的线性关系的比较。考虑到上述优点，对于大多数实际的应用来说短路配置是首选的。
本发明的感应显示器件的多个应用实施例将在下面详细描述。首先描述涉及强度定标的第一应用实施例。如上所述，使用本发明的方法和器件来产生显示的是可能的，该显示利用测量的光电流来控制发射。由此获得一个可用于降低显示器功耗的有源反馈器件。基于显示器的瞬时亮度，获得来自显示器的不同的发射是可能的，目的是在任何时间获得可接受的显示对比度。先前，对于没有强度定标的器件，制造者必须实现默认值，以便在所有环境下都能提供充足的对比度，即甚至在不适宜的环境下也是足够的。本发明使得对比度保持恒定值，或仅对于在预设边界之间的改变对比度成为可能，因此降低了器件的功耗。
下面将比较带有本发明的强度定标的器件和没有本发明的强度定标的器件。在此实施例中使用70nm厚的有机层(PPV)。分为三种典型照明条件来比较i.室外阴天(10k lux＝3183Cd/m2)ii.室内靠近窗户(1.5k lux＝477Cd/m2)iii.室内远离窗户管状白炽灯照明(300lux＝95Cd/m2)可以计算在这些条件下的对比度，即CRi＝1+0.0157*LintPLEDmax，，CRii＝1+0.105*LintPLEDmax，，CRiii＝1+0.526*LintPLEDmax，。在此实施例中我们选择CRi＝10。LintPLEDmax，＝573Cd/m2。在多路速率64，此为聚合物发光二极管显示器的典型值，在电流脉冲的作用期间给出一个数值LintPLEDmaxi＝64*573＝36700Cd/m2。这就使CRii＝60.2且CRiii＝301。调整光输出使CR比保持恒定值10将使得LintpulsePLEDmaxii＝5490Cd/m2且LintpulsePLEDmaxiii＝1100Cd/m2。
在操作期间光输出和功耗之间的关系须已知，才能对由感应函数的应用而产生的功耗降低进行估计。对于每平方米的功耗(Pcons)我们分为四种情况(1)通过聚合物层的电流。
(2)由于PEDOT和ITO引线引起的电阻性损耗。
(3)在“开”和“关”状态的电容充电。
(4)在电流源中的功率耗散。
然后就可计算三种照明条件下的Pcons/m2，为Pcons/m2|i＝735W/m2、Pcons/m2|ii＝88W/m2、Pcons/m2|iii＝29.5W/m2。
在显示器的使用期间，三种不同条件不会在相等时间段内发生。对于西欧，我们可假定时间分配ti:tii:tiii为10:10:80。现在我们可比较对于5.4cm264×96的矩阵显示具有强度定标和没有强度定标的显示器之间的功耗差异。没有调整，所述显示器功耗Pcons＝397mW，但带有调整时功耗为Pcons＝57mW。在此实施例中，可降低显示器的功耗7倍。这就显著提高了电池在两次充电之间的操作时间。这些数值是在较极端的条件下计算出来的，但是，的确指出了可能改善的数量级。
最好能够使用有限数量的照明等级而不是连续反馈系统。通过确保与所选时间间隔的中点相应的不同的标准条件，可防止等级之间的快速变化。
依据本发明的感应显示器的或多或少的附加可能性是引入依赖于位置的发射强度。当屏幕不同位置的外部光强度不同时，屏幕上的发射也和在某种程度上变化，以维持显示器不同位置的恒定的CR。甚至还可以给使用者提供一些如何改善他或她对于显示器的感觉的信息，例如用指示使用者应旋转的小箭头来降低入射光强度。
下面将讨论第二应用实施例，例如涉及在蜂窝电话单元上显示提供商的名字。
无源液晶显示器的低功耗便于实现供给者即使当显示器没有使用时也将他们的名字显示在显示器上的要求。对于具有明显较高功耗的技术，例如有机发光二极管和有源矩阵液晶显示器，这种要求提出了重大的挑战。延长提供商名字的显示将导致电池的快速消耗。因此，需要可供选择的方法来满足电信提供商。这些供选择的方法之一是使用两种独立的技术，一种用于实际显示，以及一个标准无源反射液晶显示器用于显示提供商的名字。但是，除了损失了部分显示区域的事实以外，在一个显示器中使用两种独立的显示技术也不是我们所期望的。另一种供选择的方法是仅当器件周围有实际的动作时才显示提供商的名字。这种方法需要使用动作探测器。
聚合物液晶显示器的感应能力可用于探测显示器直接环境的变化。这可被用作例如提供商名字显示的开关，但也可作为多种其它应用的开关。提供商名字的显示可依靠外部照明的特性及时“打开”或“关闭”。一旦探测到变化，提供商名字的显示可被激活，以及作为选择地，当该状况持续了一定时间时，提供商名字显示可再次被关闭。在或多或少相同的方式中，这种动作探测器可用于当不使用显示器时将其关闭。当探测不到变化时，显示器会自动转入睡眠状态，直至最后自动关闭。
现在论述本发明的第三应用实施例。在此，安排有外部有源照明器件，其可被用于与基于本发明的器件通讯。例如，照明器件可能是以特定波长发光的光笔(也可能是有机发光器件)。当这种照明器件被用来指向显示器时，指向的位置可被感应显示器识别并可在交互显示器件中用作可选的鼠标器件。作为一个实施例，光笔可被用来“点击”显示器上的图标，并因此驱动显示器上的一些动作。对于现有技术的具有高漏电流的器件来说，可能发生同时在另一个“图标”上的像素具有高漏电流的情况。因此，另一种动作将代替所期望的动作。这种冲突对于处于短路配置中本发明的显示器是不可能的，因为在这种情况下不存在漏电流。
上述有源照明器件也可被用于以光的方式传递数据，并且用这种方法，蜂窝电话显示器可用来加载数据，例如商店中的价格。甚至可用来在的矩阵显示器中并行加载数据。
本发明的第四种应用实施例是使用显示器件来为蜂窝电话的电池充电，例如当光照射在显示器上时。
总之，本发明提供了一种在感应状态具有低功耗的双功能有机器件。此外，在优选的短路条件下，有机器件的漏电流等于零。因此，漏电流典型的不稳定特性不会与所述器件的感应特性发生冲突。而且，本发明特别适合在例如交互式器件(例如，使用上述光笔)中使用，此种器件的漏电流的变化会导致不期望的结果。应该指出，本领域的技术人员可对本发明进行多种变化和修改。例如，依据本发明的方法和器件可应用于单段器件(照明器件)，分段节器件，或矩阵显示器。本发明也可用在无源矩阵配置和有源矩阵配置中。应该指出，此应用中的“零电压”和“零电流”应解释为基本上等于零的指示值。
权利要求
1.一种用来驱动双功能发光和感光器件(5)的方法，该器件包含一个夹在第一和第二电极(2，3)之间的有机电致发光层(1)，例如聚合物层或小分子化合物层，该方法包含下述步骤在发射状态(t1)期间，向所述有机电致发光层(1)施加第一驱动信号(V1，J1)，所述第一驱动信号可使光从所述有机电致发光层(1)中产生并发射出来，和在感应状态期间(t2)，向所述有机电致发光层(1)施加第二驱动信号(V2，J2)，所述第二驱动信号使所述第二驱动信号的功率值基本上为零，以便精确探测当所述有机电致发光层受到外部光照射时在所述有机电致发光层中产生的电流。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第二驱动信号(V2)为作用于所述电致发光层(1)两端的电压，所述电压值基本上为0伏特
3.如权利要求1所述方法，其中所述第二驱动信号为通过所述有机电致发光层(1)馈送的电流密度，所述电流密度值基本上为0A/m2。
4.如权利要求1所述的方法，进一步包含下述步骤在所述感应状态(t2)期间，测量与所述有机电致发光层(1)串联的负载(7)两端的电压(V2)或通过负载(7)的电流密度(J2)，从而提供代表当所述有机电致发光层(1)受到一定入射光功率照射时产生的信号的测量值。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包含下述步骤在所述发射状态(t1)和所述感应状态(t2)间交替驱动所述器件(5)，所述交替的状态各自的持续时间约为0至20ms。
6.如权利要求1所述方法，其中每个电极(2，3)，具有功函数(Φ1，Φ2)，且所述功函数间的差大于1eV，并最好在2至3.5eV之间。
7.如权利要求4所述方法，进一步包含下述步骤比较在两个不同时刻测量的值，如果两个测量值之差超过预定的数值，则向判断器件发送开关信号来设定所述第一驱动电压为开或关状态。
8.如前述任何一项权利要求所述的方法，进一步包含下述步骤在所述感应状态中测量所述器件的至少一部分上的入射光功率，基于所述入射光功率的测量值，在所述发射状态中调整所述器件的至少部分的发射。
9.如权利要求1至7的任何一项所述的方法，进一步包含下述步骤安排一个位于所述器件附近的外部发光单元以便能够照射所述显示器以便在所述感应状态中产生通过显示器的电流。
10.如权利要求1至7的任何一项所述的方法，进一步包含下述步骤将所述感应状态中产生的电流作用于所述功率存储单元来为所述存储单元供电。
11.一种双功能发光和感光器件(5)，包含一个有机电致发光层(1)，例如聚合物层或小分子化合物层，用来向所述电致发光层交替施加产生发射状态的第一驱动信号(V1，J1)和产生感应状态的第二驱动信号(V2，J2)的装置(2，3，6)，所述第二驱动信号的功率值基本上为零，以便精确探测当所述有机电致发光层受到外部光照射时所述有机电致发光层中产生的电流。
12.如权利要求11所述的器件，其中所述第二驱动信号(V2)为作用于所述有机电致发光层(1)两端的电压，所述电压值基本上为0伏特。
13.如权利要求11所述的器件，其中所述第二驱动信号(J2)为通过所述有机电致发光层(1)馈送的电流密度，所述电流密度值基本上为0A/m2。
14.如权利要求11所述的器件，进一步包含与所述有机电致发光层串联的负载(7)，和用来测量感应状态期间所述负载两端的电压或通过所述负载(7)的电流的装置，从而提供了代表当所述有机电致发光层受到一定入射光功率照射时产生的信号的测量值。
15.如权利要求11所述的器件，其中所述器件被安排交替地在所述第一和第二状态(t1，t2)间驱动，所述状态各自的持续时间在0至20ms之内。
16.如权利要求11所述的器件，其中所述有机电致发光层(1)夹在第一和第二电极(2，3)之间，各电极(2，3)具有功函数(Φ1，Φ2)，且所述功函数的差大于1eV，最好在2至3.5eV之间。
全文摘要
本发明涉及用来驱动双功能发光和感光器件(5)的方法，该器件包含夹在第一和第二电极(2，3)之间的有机电致发光层(1)，例如聚合物层或小分子化合物层，该方法包含下述步骤在发射状态期间(t1)，施加第一发射信号(V1，J1)于所述有机电致发光层(1)，所述第一信号使光由所述有机电致发光层(1)产生并发射出来，和在感应状态期间(t2)，施加第二驱动信号(V2，J2)于所述有机电致发光层(1)，所述第二驱动信号使所述第二驱动信号的功率值基本上为零，以便精确探测当所述有机电致发光层受到外部光照射时所述有机电致发光层中产生的电流。本发明还涉及双功能发光和感光器件及其应用。
文档编号G09G3/20GK1605094SQ02825359
公开日2005年4月6日 申请日期2002年12月16日 优先权日2001年12月20日
发明者J·N·休伯特斯, A·塞佩, P·J·斯尼德, H·F·J·J·范汤格恩, C·T·H·F·里登鲍姆, G·F·A·范德沃尔勒 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司
技术领域：
本发明涉及一种驱动双功能发光和感光器件的方法，该器件包含一个夹在第一和第二电极之间的有机电致发光层，例如聚合物层或小分子化合物层。本发明还涉及一个双功能发光和感光器件。此外，本发明涉及这种显示器的多种应用。
背景技术：
有机电致发光显示器和器件是较新发现的技术，这种技术基于以下认识，即某些有机材料，例如某些聚合物，在发光二极管中用作半导体。这些器件能引起人们的注意，原因是有机材料例如聚合物材料的使用使这些器件轻便、灵活、且制造较为便宜。
近来，还发现这种发光器件可被用作测量入射光的工具。例如，这种器件已在专利文献US-5,504,323中描述。此文献描述了一种具有双功能的发光二极管。当所述二极管的有机聚合物层正向偏置时，该二极管起发光器的作用，以及当所述层负向偏置时，该二极管起光电二极管的作用。所述负向偏置最好是在2.5至15V之间的负向电压。还描述了，因为所述层的感光性随着反向偏置电压增加，所以在光电二极管模式中，有机聚合物层两端最好具有相当大的负向偏置。
但是，上述双功能二极管具有许多缺点。首先，US-5,504,323所述的器件展示了在0V附近的非对称漏电流特性，并且因此该漏电流被发现是不稳定的。此外，高负向电压的施加导致了该器件损坏可能性的增加，而且暗电流是高度不稳定的因为其直接与有机电致发光层的损坏和短路有关。这就导致了反向操作中用于光电流探测的低信噪比。但是，更重要的是，由于大的驱动电压，现有的器件耗费大量的能量。因此需要一种替换的器件。
发明内容
依据本发明，这些和其它目标可通过下面介绍的方法实现，所述方法进一步包含下述步骤在发射状态期间(t1)，向所述有机电致发光层(1)施加第一驱动信号(V1，J1)，所述第一驱动信号使光从所述有机电致发光层(1)中产生并发射出来，和在感应状态期间(t2)，向所述有机电致发光层(1)施加第二驱动信号(V2，J2)，所述第二驱动信号使所述第二驱动信号的功率值基本上为零，以便精确探测当所述有机电致发光层受到外部光照射时所述有机电致发光层中产生的电流。
从而，一种对于双功能有机器件来说非常经济的驱动方法可通过极小化显示器的功耗获得。例如，本发明在一种蜂窝设备中的应用相当大地延长了电池的寿命。
优选地，所述第二驱动信号是作用于所述有机电致发光层两端的电压，所述电压值基本上为0伏特。借助于此可以实现没有漏电流的显示器。
可选地，所述第二驱动信号是通过所述有机电致发光层馈送的电流密度，所述电流密度值基本上为0A/m2。这就使简单的实现成为可能，因为有机显示器件是电流驱动的。
优选地，所述方法进一步包含在所述感应状态期间测量与所述有机电致发光层串联的负载两端的电压或通过该负载的电流的步骤，从而提供代表当所述有机电致发光层受到某一入射光功率照射时产生的信号的测量值。
此外，所述方法适当地包含在所述发射状态和所述感应状态中交替地驱动所述器件的步骤，所述交替状态各自的持续时间约为0-20ms，从而使在显示器件中合并所述方法且没有人眼可觉察到的差异成为可能。
此外，每个电极2，3最好具有功函数，并且各功函数之间的差大于1eV，最好在2-3.5eV之间。通过使所述功函数之间具有最好是较大的差异，就可能在感应状态获得良好的感应和显示器的发射状态获得最佳的发射。
此外，所述方法适当地包含下述步骤在两个不同的时刻比较测量值，如果测量值之间的差异大于预定值，则向一个判断器件发射开关信号，以便设定所述第一驱动电压为开或关状态。例如，这就使有可能使用所述器件，仅当其照射环境发生变化，例如当使用者从口袋中拿出显示器观看时，才在器件上显示图象。因此与持续显示图象相比，功耗可减少。
可选择地，所述方法进一步包含下述步骤在所述感应状态至少测量所述器件的一部分上的入射光功率，在所述发射状态根据所述入射功率的测量值至少调整器件的所述部分的发射。
因此，所述方法可用于，例如，维持器件处于独立于显示器上外部入射光的恒定的对比度。
依据本发明的另一实施例，所述方法进一步包含在所述器件的附近放置外部发光元件的步骤，目的是能够照亮所述显示器以便在所述感应状态下产生通过该显示器的电流。因此所述方法可用于产生一种交互式的显示。
最后，所述方法可进一步包含将所述感应状态中产生的所述电流作用于储能元件，来为其提供能量的步骤，由此所述感应状态可用于，例如，当便携器件受到外部光照射时为其电池提供能量。
本发明的上述目标还通过双功能发光和感光器件实现，包含一个有机电致发光层，例如一个聚合体层或一个小分子化合物层，将用来产生发射状态的第一驱动信号(V1，J1)和用来产生感应状态的第二驱动信号(V2，J2)交替作用于所述电致发光层的装置(2、3、6)，所述第二驱动信号的功率值基本上为零以便当所述有机电致发光层受到外部光照射时精确探测在所述有机电致发光层中产生的电流。
通过极小化显示器的功耗，可获得用于双功能有机器件的非常经济的驱动方法。例如，本发明在蜂窝器件中的应用在相当程度上延长了电池的寿命。
优选地，所述第二驱动信号是作用于所述有机电致发光层两端的电压，所述电压值基本上为0伏特。因此可实现没有漏电流的显示器。
依据本发明的另一实施例，所述第二驱动信号是馈送给所述有机电致发光层的电流，所述电流值基本上为0A/m2。因为有机显示器件是电流驱动的，就使简单的实现成为可能。
优选地，所述器件进一步包含与所述有机电致发光层串联的负载，以及用来测量感应状态期间所述负载两端的电压或通过所述负载的电流的装置，从而提供了代表所述有机电致发光层受到某些入射光功率撞击时产生的信号的测量值。
所述器件适当安排为在所述第一状态和第二状态中被交替驱动，所述状态的各自持续时间在0-20ms之间，这就使将所述器件结合于显示器件中且不存在人眼可见的差异成为可能。
最后，所述有机电致发光层最好夹在第一和第二电极之间，电极2、3各有一个功函数，并且所述功函数差大于1eV，最好在2-3.5eV之间。所述功函数之间这样大的差使在显示器的感应状态获得良好的感应和在其发射状态得到最优的发射成为可能。
下面参考附图对本发明进行更加详细的描述。
图1a示出双功能光电二极管处于发光状态的示意图。
图1b示出双功能光电二极管处于感光状态的示意图。
图2示出作为入射光函数的零电压驱动(短路配置)时的电流响应以及零电流驱动(开路配置)时的电压响应的框图。
图3示出光产生的电流密度与零电压驱动(短路配置)时的暗电流密度的比例。
具体实施例方式
作为发光二极管，电致发光聚合物器件具有如现有技术所描述的固有的低效率。聚合物材料在发光二极管中的应用与所述聚合物材料在正向操作中的发射特性直接竞争。已经提出例如通过加入受主来提高所述发光二极管的效率，但是这会不可避免地导致正向驱动时发射效率的降低。但是，本发明是基于以下认识即使在对发射优化的聚合物材料中，光电流也足够大，能够被探测到。本发明提出了两种使用聚合物发光二极管器件作为具有低功耗和最优信噪比的传感器的方法。而且还公开并讨论了这种传感器的多种具体应用。
图1a和图1b示出了一种双功能发光二极管，即，在此描述的发光和感光器件的示意图。这种发光二极管5包含夹在第一和第二电极2、3之间的有源有机电致发光层1，例如，电致发光聚合物材料。第一电极2起所谓的空穴注入层的作用，第二电极3起所谓的电子注入层的作用。此外，所述发光二极管可以包含或不包含前基片4，具有稳定发光二极管和分离有机发光二极管部分与潜在用户的作用。
如上所述，本发明的发光二极管具有双功能并可在两种模式或状态下驱动。
在发光状态t1(图1a)，第一驱动信号，例如第一电压V1，通过电源6作用于所述有机电致发光层1的两端，由此光从所述有机电致发光层1发射出来。上述第一和第二电极2、3具有不同的功函数。因为功函数是分别从第一和第二电极2、3的表面去除电子所需能量的量度，所以在发射期间可实现向聚合物层的最佳电荷注入。第一电极2(空穴注入层)具有高的功函数(φ1-5.2eV)，并且此电极的作用是用高结合能从价状态移动电子，并在这些状态中留下空穴。第二电极3(电子注入层)具有低的功函数(φ2-2eV)，并且电子被松散地束缚在所述材料中。所述功函数差设计为大于带隙(即发射能加斯托克司频移)以便获得最优的注入。因此功函数差依赖于带隙，并且对于红色约为2eV，对于蓝色约为3.2eV。在此例中，阳-阴极组合的功函数差约为3.2eV，足够确保对于所有颜色的最优注入。此外，在本发明的实施例中功函数差可大于3eV以便确保对于蓝色材料的最优注入。第二电极用来在材料的导电状态中注入带负电的电子，其中所述电子也具有低束缚能。在正向驱动中(其中第一电极为正且第二电极为负)，所述空穴与电子相互靠近，电子填充空穴，且束缚能的增加导致光子的释放，即，光被发射出来。当器件在发光状态被驱动时，特定的电压，称为器件固有的电压，需在任何电流开始流经所述器件之前施加。达到此固有电压Vb-i之后，流经显示器的电流大小会迅速增加。所述固有电压值和第一第二电极的功函数差成比例。
在光电二极管状态t2中，也就是感应状态(图1b)，第二驱动信号，例如第二电压V2，被作用于所述有机电致发光层1两端，所述电压由电源6或独立的电源(未示出)提供，且层1上的入射光将引起有机电致发光层1中光电流Jphoto的产生。
根据本发明的第一实施例，所述第二驱动信号为电压V2＝0V(短路配置)，即零电压被作用于所述有机层1的两端。在这种状态中，现在具有相同的电压的两个电极被绝缘的有机电致发光层1例如聚合物层隔离。但是，只要有驱动力，则在所述层中始终存在小的泄漏路径，少量电荷可流经此路径。上述第一和第二电极功函数之间的差导致所述层1中的电子经历第一电极2的高束缚能和第二电极3的低束缚能。电子将从第二电极向第一电极移动，并且将有小的瞬态电流(仅在短时间内出现)流过直到到达平衡状态。最初两个电极均为中性，但由于所述瞬态电流使第一电极带负电荷且第二电极带正电荷，导致一个负电场穿过有机层1。如上所述，0作用电压具有感应状态所需的泄漏电流和低功耗的优点。在0V作用电压下，电极2、3设置为相同电压，且因为没有外部场施加在有机层1两端，所以漏电流也强制为0。但是，上述瞬态电流产生了负内部电场，此电场用来驱动感应状态中外部光照射器件时产生的光电流。在上述实例中，内部场的大小由下述公式给出Eint＝Vb-i/tlayer其中Eint为内部场，Vb-i为上述固有电压，且tlayer为有机层1的厚度。当照射器件时，处于价状态的电子被激发进入导电状态，负内部电场破坏电子-空穴对，将电子推向第二电极3(阴极)并将空穴推向第一电极2(阳极)。从而，产生出小的、可测量的光电流。此外，因为固有电压Vb-i与第一电极和第二电极的功函数差成比例，内部电场也与所述功函数差成比例，即该功函数差越大，作用电压为0时内部电场越大。此外，大的功函数差也要求最优化的发射状态，并因此获得对发射优化且具有有效、高功效感应状态的器件。
对于目前的电极，可使所述功函数差增大，使得固有电压Vb-i的高值处于1.4与3.1伏特之间。此外，已经发现有机层1的最优厚度在60至90nm之间，最好为70nm，才能获得高效发射状态。
为了与现有技术的器件进行比较，在所引用的US-5,504,323中所述器件使用A1阴极和ITO阳极，使得功函数差约为0V。因为需要高电压，发射状态就不可能是最优化的，且负偏置需要应用于有机层两端以便产生如上所述用来破坏电子-空穴对的足够的电场。同样，所述负偏置导致感应状态更高的功耗和与不稳定泄漏电流竞争的光电流。
由本发明产生的光电流可被测量，例如，通过测量与电源6串联在所述第一和第二电极2、3之间的测量电路7两端的压降。这种测量电路7的实施例包含与放大器并联的高欧姆电阻，该电阻和该放大器与所述有机电致发光层串联。所述放大器的输出端电压等于产生的光电流乘以并联电阻。此外，因为要测量小电流，所以需要高输入阻抗器件(例如CMOS)。基于所述入射光功率，测量信号可被传送给用来判断第一驱动信号适当值的判断器件(未示出)。因此，如下所述，基于感应状态期间入射光的功率信息，本发明器件可被用于调整由处于发光状态的显示器发射的光。
本发明的一个重要方面是上述两种状态是时间上隔离的。在无源矩阵显示中，例如，每条线仅在有限的时间阶段被寻址(典型为1/(N*f)秒，其中N为显示器中线的总数，f为刷新速率，典型为100Hz)。在更短的时间内测量入射光(在感应状态)也是可能的。这将使把感应状态集成在普通的显示器件中且使潜在的使用者注意不到成为可能。
在本发明的第二实施例(图1a)中，第一驱动信号，在此为第一电流密度J1，通过第一发光状态t1的有机电致发光层1馈送，以及第二驱动信号，在此第二感应模式中为第二感应电流密度J2，被设为0，即J2＝0[A/m2](开路配置)。当所述第二电流J2设为0[A/m2]时，由入射光引起的通过有机电致发光层1的电流可用已知的方式测量。对于第二实施例，其中通过电致发光层的电流是固定的，在照射下将会产生电压且漏电流将因此流过。实际上，在照射下出现的电压是由漏电流与光电流之间的直接竞争引起的。
当涉及到功耗(功率P～V·I～0·1～V·0～0W)时，上述两个感应实施例都是非常经济的。因此，本发明显示器可方便地用于，例如移动应用，其中功耗是非常重要的。
但是，可以看出开路配置具有比短路配置慢的响应时间。响应时间在交互应用中是特别重要的特性。响应时间之所以重要的原因是最好能在器件的多路驱动操作中包含传感器动作。仿真已证明使用短路配置的显示器的响应时间达到10μs。此数值足够小以便在发射状态和放大之间结合感应状态。因此可能获得具有不明显发射中断的即时反馈的发射交互显示器。
但是，不是所有应用都要求如此快速的响应。第二实施例相应的仿真，即开路实施例，已给出的响应时间达到10ms。因为快速多路感应对于入射光总量的测量来说不是强制性的，所以对于这种应用不需要快速响应，如下所述，原则上可用不同的方法解决。
此外，短路配置展示了比开路配置更好的光信号与暗电流的比例，如图3所示，由于作用于有机层1两端的电压的缘故，在开路配置中总是存在漏电流。图3示出作为驱动电压Vappl的函数，器件在短路配置中的产生光的电流密度Jphoto与暗电流密度Jdark的比例。可以看出此比例与信噪比成正比。显然，在零伏特驱动电压附近可找到最大值。因为光电流密度值与更高的反向电压具有相同数量级且附加暗电流已知是不稳定的，所以最佳信噪比可在零伏特驱动条件下达到，即短路配置。
图2示出作为入射光函数的上述零电压驱动(短路配置)的电流响应以及零电流驱动(开路配置)的电压响应。根据图2明显可见电流响应Jphoto线性依赖于入射光功率Lincident，并与相应的电压响应Velec相反。其原因是，对于开路实施例，在照射下可达到的最大电压等于器件的固有电压。因此光信号在相对低的照度水平下将已经达到饱和。另一方面，例如在PCBM搀杂系统中，光电流表示出在比0电压驱动下出现的值高若干数量级的值才饱和。如图2所示，所述两个实施例之间的这种不同表现为感应电压与照度的半线性关系和电流与照度的线性关系的比较。考虑到上述优点，对于大多数实际的应用来说短路配置是首选的。
本发明的感应显示器件的多个应用实施例将在下面详细描述。首先描述涉及强度定标的第一应用实施例。如上所述，使用本发明的方法和器件来产生显示的是可能的，该显示利用测量的光电流来控制发射。由此获得一个可用于降低显示器功耗的有源反馈器件。基于显示器的瞬时亮度，获得来自显示器的不同的发射是可能的，目的是在任何时间获得可接受的显示对比度。先前，对于没有强度定标的器件，制造者必须实现默认值，以便在所有环境下都能提供充足的对比度，即甚至在不适宜的环境下也是足够的。本发明使得对比度保持恒定值，或仅对于在预设边界之间的改变对比度成为可能，因此降低了器件的功耗。
下面将比较带有本发明的强度定标的器件和没有本发明的强度定标的器件。在此实施例中使用70nm厚的有机层(PPV)。分为三种典型照明条件来比较i.室外阴天(10k lux＝3183Cd/m2)ii.室内靠近窗户(1.5k lux＝477Cd/m2)iii.室内远离窗户管状白炽灯照明(300lux＝95Cd/m2)可以计算在这些条件下的对比度，即CRi＝1+0.0157*LintPLEDmax，，CRii＝1+0.105*LintPLEDmax，，CRiii＝1+0.526*LintPLEDmax，。在此实施例中我们选择CRi＝10。LintPLEDmax，＝573Cd/m2。在多路速率64，此为聚合物发光二极管显示器的典型值，在电流脉冲的作用期间给出一个数值LintPLEDmaxi＝64*573＝36700Cd/m2。这就使CRii＝60.2且CRiii＝301。调整光输出使CR比保持恒定值10将使得LintpulsePLEDmaxii＝5490Cd/m2且LintpulsePLEDmaxiii＝1100Cd/m2。
在操作期间光输出和功耗之间的关系须已知，才能对由感应函数的应用而产生的功耗降低进行估计。对于每平方米的功耗(Pcons)我们分为四种情况(1)通过聚合物层的电流。
(2)由于PEDOT和ITO引线引起的电阻性损耗。
(3)在“开”和“关”状态的电容充电。
(4)在电流源中的功率耗散。
然后就可计算三种照明条件下的Pcons/m2，为Pcons/m2|i＝735W/m2、Pcons/m2|ii＝88W/m2、Pcons/m2|iii＝29.5W/m2。
在显示器的使用期间，三种不同条件不会在相等时间段内发生。对于西欧，我们可假定时间分配ti:tii:tiii为10:10:80。现在我们可比较对于5.4cm264×96的矩阵显示具有强度定标和没有强度定标的显示器之间的功耗差异。没有调整，所述显示器功耗Pcons＝397mW，但带有调整时功耗为Pcons＝57mW。在此实施例中，可降低显示器的功耗7倍。这就显著提高了电池在两次充电之间的操作时间。这些数值是在较极端的条件下计算出来的，但是，的确指出了可能改善的数量级。
最好能够使用有限数量的照明等级而不是连续反馈系统。通过确保与所选时间间隔的中点相应的不同的标准条件，可防止等级之间的快速变化。
依据本发明的感应显示器的或多或少的附加可能性是引入依赖于位置的发射强度。当屏幕不同位置的外部光强度不同时，屏幕上的发射也和在某种程度上变化，以维持显示器不同位置的恒定的CR。甚至还可以给使用者提供一些如何改善他或她对于显示器的感觉的信息，例如用指示使用者应旋转的小箭头来降低入射光强度。
下面将讨论第二应用实施例，例如涉及在蜂窝电话单元上显示提供商的名字。
无源液晶显示器的低功耗便于实现供给者即使当显示器没有使用时也将他们的名字显示在显示器上的要求。对于具有明显较高功耗的技术，例如有机发光二极管和有源矩阵液晶显示器，这种要求提出了重大的挑战。延长提供商名字的显示将导致电池的快速消耗。因此，需要可供选择的方法来满足电信提供商。这些供选择的方法之一是使用两种独立的技术，一种用于实际显示，以及一个标准无源反射液晶显示器用于显示提供商的名字。但是，除了损失了部分显示区域的事实以外，在一个显示器中使用两种独立的显示技术也不是我们所期望的。另一种供选择的方法是仅当器件周围有实际的动作时才显示提供商的名字。这种方法需要使用动作探测器。
聚合物液晶显示器的感应能力可用于探测显示器直接环境的变化。这可被用作例如提供商名字显示的开关，但也可作为多种其它应用的开关。提供商名字的显示可依靠外部照明的特性及时“打开”或“关闭”。一旦探测到变化，提供商名字的显示可被激活，以及作为选择地，当该状况持续了一定时间时，提供商名字显示可再次被关闭。在或多或少相同的方式中，这种动作探测器可用于当不使用显示器时将其关闭。当探测不到变化时，显示器会自动转入睡眠状态，直至最后自动关闭。
现在论述本发明的第三应用实施例。在此，安排有外部有源照明器件，其可被用于与基于本发明的器件通讯。例如，照明器件可能是以特定波长发光的光笔(也可能是有机发光器件)。当这种照明器件被用来指向显示器时，指向的位置可被感应显示器识别并可在交互显示器件中用作可选的鼠标器件。作为一个实施例，光笔可被用来“点击”显示器上的图标，并因此驱动显示器上的一些动作。对于现有技术的具有高漏电流的器件来说，可能发生同时在另一个“图标”上的像素具有高漏电流的情况。因此，另一种动作将代替所期望的动作。这种冲突对于处于短路配置中本发明的显示器是不可能的，因为在这种情况下不存在漏电流。
上述有源照明器件也可被用于以光的方式传递数据，并且用这种方法，蜂窝电话显示器可用来加载数据，例如商店中的价格。甚至可用来在的矩阵显示器中并行加载数据。
本发明的第四种应用实施例是使用显示器件来为蜂窝电话的电池充电，例如当光照射在显示器上时。
总之，本发明提供了一种在感应状态具有低功耗的双功能有机器件。此外，在优选的短路条件下，有机器件的漏电流等于零。因此，漏电流典型的不稳定特性不会与所述器件的感应特性发生冲突。而且，本发明特别适合在例如交互式器件(例如，使用上述光笔)中使用，此种器件的漏电流的变化会导致不期望的结果。应该指出，本领域的技术人员可对本发明进行多种变化和修改。例如，依据本发明的方法和器件可应用于单段器件(照明器件)，分段节器件，或矩阵显示器。本发明也可用在无源矩阵配置和有源矩阵配置中。应该指出，此应用中的“零电压”和“零电流”应解释为基本上等于零的指示值。
权利要求
1.一种用来驱动双功能发光和感光器件(5)的方法，该器件包含一个夹在第一和第二电极(2，3)之间的有机电致发光层(1)，例如聚合物层或小分子化合物层，该方法包含下述步骤在发射状态(t1)期间，向所述有机电致发光层(1)施加第一驱动信号(V1，J1)，所述第一驱动信号可使光从所述有机电致发光层(1)中产生并发射出来，和在感应状态期间(t2)，向所述有机电致发光层(1)施加第二驱动信号(V2，J2)，所述第二驱动信号使所述第二驱动信号的功率值基本上为零，以便精确探测当所述有机电致发光层受到外部光照射时在所述有机电致发光层中产生的电流。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第二驱动信号(V2)为作用于所述电致发光层(1)两端的电压，所述电压值基本上为0伏特
3.如权利要求1所述方法，其中所述第二驱动信号为通过所述有机电致发光层(1)馈送的电流密度，所述电流密度值基本上为0A/m2。
4.如权利要求1所述的方法，进一步包含下述步骤在所述感应状态(t2)期间，测量与所述有机电致发光层(1)串联的负载(7)两端的电压(V2)或通过负载(7)的电流密度(J2)，从而提供代表当所述有机电致发光层(1)受到一定入射光功率照射时产生的信号的测量值。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包含下述步骤在所述发射状态(t1)和所述感应状态(t2)间交替驱动所述器件(5)，所述交替的状态各自的持续时间约为0至20ms。
6.如权利要求1所述方法，其中每个电极(2，3)，具有功函数(Φ1，Φ2)，且所述功函数间的差大于1eV，并最好在2至3.5eV之间。
7.如权利要求4所述方法，进一步包含下述步骤比较在两个不同时刻测量的值，如果两个测量值之差超过预定的数值，则向判断器件发送开关信号来设定所述第一驱动电压为开或关状态。
8.如前述任何一项权利要求所述的方法，进一步包含下述步骤在所述感应状态中测量所述器件的至少一部分上的入射光功率，基于所述入射光功率的测量值，在所述发射状态中调整所述器件的至少部分的发射。
9.如权利要求1至7的任何一项所述的方法，进一步包含下述步骤安排一个位于所述器件附近的外部发光单元以便能够照射所述显示器以便在所述感应状态中产生通过显示器的电流。
10.如权利要求1至7的任何一项所述的方法，进一步包含下述步骤将所述感应状态中产生的电流作用于所述功率存储单元来为所述存储单元供电。
11.一种双功能发光和感光器件(5)，包含一个有机电致发光层(1)，例如聚合物层或小分子化合物层，用来向所述电致发光层交替施加产生发射状态的第一驱动信号(V1，J1)和产生感应状态的第二驱动信号(V2，J2)的装置(2，3，6)，所述第二驱动信号的功率值基本上为零，以便精确探测当所述有机电致发光层受到外部光照射时所述有机电致发光层中产生的电流。
12.如权利要求11所述的器件，其中所述第二驱动信号(V2)为作用于所述有机电致发光层(1)两端的电压，所述电压值基本上为0伏特。
13.如权利要求11所述的器件，其中所述第二驱动信号(J2)为通过所述有机电致发光层(1)馈送的电流密度，所述电流密度值基本上为0A/m2。
14.如权利要求11所述的器件，进一步包含与所述有机电致发光层串联的负载(7)，和用来测量感应状态期间所述负载两端的电压或通过所述负载(7)的电流的装置，从而提供了代表当所述有机电致发光层受到一定入射光功率照射时产生的信号的测量值。
15.如权利要求11所述的器件，其中所述器件被安排交替地在所述第一和第二状态(t1，t2)间驱动，所述状态各自的持续时间在0至20ms之内。
16.如权利要求11所述的器件，其中所述有机电致发光层(1)夹在第一和第二电极(2，3)之间，各电极(2，3)具有功函数(Φ1，Φ2)，且所述功函数的差大于1eV，最好在2至3.5eV之间。
全文摘要
本发明涉及用来驱动双功能发光和感光器件(5)的方法，该器件包含夹在第一和第二电极(2，3)之间的有机电致发光层(1)，例如聚合物层或小分子化合物层，该方法包含下述步骤在发射状态期间(t1)，施加第一发射信号(V1，J1)于所述有机电致发光层(1)，所述第一信号使光由所述有机电致发光层(1)产生并发射出来，和在感应状态期间(t2)，施加第二驱动信号(V2，J2)于所述有机电致发光层(1)，所述第二驱动信号使所述第二驱动信号的功率值基本上为零，以便精确探测当所述有机电致发光层受到外部光照射时所述有机电致发光层中产生的电流。本发明还涉及双功能发光和感光器件及其应用。
文档编号G09G3/20GK1605094SQ02825359
公开日2005年4月6日 申请日期2002年12月16日 优先权日2001年12月20日
发明者J·N·休伯特斯, A·塞佩, P·J·斯尼德, H·F·J·J·范汤格恩, C·T·H·F·里登鲍姆, G·F·A·范德沃尔勒 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司
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