CN103681638B - 有机半导体照明装置 - Google Patents
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Abstract
一种有机半导体照明装置，包括第一有机发光元件及第二有机发光元件，其中每一有机发光元件包括透光基板、有机发光结构、第一电极结构及第二电极结构。透光基板，具有第一区与第二区；有机发光结构，位于透光基板第一区上方；第一电极结构具有位于透光基板与有机发光结构之间的第一电极主体，且具有自第一电极主体延伸至第二区的第一接触部；第二电极结构具有位于该有机发光结构上方的一第二电极主体，且具有自该第二电极主体延伸至该第二区的一第二接触部。另外，第二有机发光元件的第二区配置于第一有机发光元件的第一区上方而形成重迭区。本发明的有机半导体照明装置可消除照明装置的无光区，增加照明装置的美观性及单位面积的出光率。
Description
技术领域
本发明提供一种半导体照明装置，尤指应用于有机半导体照明装置。
背景技术
有机半导体照明装置，如有机发光二极体(organiclightemittingdevice,简称OLED)，为近几年照明产业积极研发的绿能光源，原料来源广且不含汞等有毒物质，因此制作环保，属于光色柔和、无炫光闪烁的扩散式面光源，具节能、高效、长寿命、轻薄、无高热、无紫外光，而且色温、明暗可调，若采用可挠式基板则可弯曲。
受限于目前的技术，每一片有机发光二极体照明面板大小为10cmx10cm至30cmx30cm之间，若要制作大面积照明装置，例如100cmx100cm以上，则必须并排好几片有机发光二极体照明面板。然而，现有的有机发光二极体照明面板10的周边为非发光区101，围绕着发光区102，当多片并排一起时，连接处会呈现无光区（如图1所示），使得大面积照明装置的出光面出现多条无光区，有碍美观，且需要更多的面积来达到所需的光源照度。
有鉴于此，如何制作大面积的有机半导体照明装置，并消除装置的无光区域，以改善美观性及提高其单位面积的出光率，为发展本发明的主要目的。
发明内容
本发明提出一种有机半导体照明装置，可消除照明装置的无光区，增加照明装置的美观性及单位面积的出光率。
为达前述目的，本发明一实施例提出一种有机半导体照明装置，其包括第一有机发光元件及第二有机发光元件，其中每一有机发光元件包括透光基板、有机发光结构、第一电极结构及第二电极结构。透光基板，具有第一区与第二区；有机发光结构，位于透光基板第一区上方；第一电极结构具有位于透光基板与有机发光结构之间的第一电极主体，且具有自第一电极主体延伸至第二区的第一接触部；第二电极结构具有位于该有机发光结构上方的一第二电极主体，且具有自该第二电极主体延伸至该第二区的一第二接触部。另外，第二有机发光元件的第二区配置于第一有机发光元件的第一区上方而形成重迭区。
在本发明的一实施例中，上述的有机发光元件更包括保护层及封装材料。保护层位于第二电极结构上方；封装材料位于透光基板与保护层之间，并位于第二区上方，具有封闭结构。
在本发明的一实施例中，上述每一有机发光元件的第一电极结构更包括金属绕线结构，围绕第一电极主体。
在本发明的一实施例中，上述的第一有机发光元件与第二有机发光元件的堆迭高度小于1公厘。
在本发明的一实施例中，上述每一有机发光元件的第一接触部与第二接触部位于第二区的同一侧或相对侧。
在本发明的一实施例中，上述的第一有机发光元件的第一区的边缘与第二有机发光元件的第一区的边缘相切齐。
在本发明的一实施例中，上述的有机半导体照明装置更包括第三有机发光元件，其与第一有机发光元件构造相同，且第三有机发光元件的第一区配置于第二有机发光元件的第二区下方。
在本发明的一实施例中，上述的第一有机发光元件与第三有机发光元件分别位于第二有机发光元件的相对两侧。
在本发明的一实施例中，上述每一有机发光元件的第一电极主体及第一接触部的材料包含透明金属氧化物。
在本发明的一实施例中，上述每一有机发光元件的第二电极结构的材料包含金属，且透光基板的材料包含玻璃、金属、钢料或塑胶。
在本发明的一实施例中，上述的有机半导体照明装置更包括灯具，灯具中配置第一有机发光元件与第二有机发光元件。
在本发明的一实施例中，上述每一有机发光元件的该第一接触部及该第二接触部位于该重迭区外。
在本发明的有机半导体照明装置中，利用有机发光元件非发光区与发光区相互堆迭的方式，以及纤细绕线结构的设计以减少电极接触部的数量，得以消除照明装置的无光区，增加照明装置的美观性，以及单位面积的出光率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为现有的有机发光二极体照明装置的上视示意图。
图2为本发明的一实施例所发展出有机发光元件的上视示意图。
图3为沿着图2的AA’线的剖面示意图。
图4为沿着图2的BB’线的剖面示意图。
图5为本发明的另一实施例所发展的有机发光元件的上视示意图。
图6为本发明的一实施例所发展出有机半导体照明装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明适于应用有机半导体照明装置，例如，有机发光二极体灯具。有机半导体照明装置中可包括多个有机发光元件，以形成大面积的照明装置。有机发光元件的形状可为圆形或多边形，本实施例以多边形为例，但不限于此。请参见图2～图4，图2为本发明的一实施例所发展出有机发光元件的上视示意图，图3为沿着图2的AA’线的剖面示意图，图4为沿着图2的BB’线的剖面示意图。每个有机发光元件20包括透光基板21，在其上定义发光区（第一区）201，在发光区201周围为非发光区（第二区）202。于发光区201上方配置有机发光结构22，为有机发光元件20提供光源的主体。
在本实施例中，有机发光元件20还包括第一电极结构23及第二电极结构24。第一电极结构23包含有第一电极主体231及第一接触部232，第一电极主体231配置于透光基板21与有机发光结构22之间，可覆盖整个发光区201，而第一接触部232自第一电极主体231延伸至非发光区202，以接外界电压或与邻近有机发光元件电性连接。第二电极结构24包含有第二电极主体241及第二接触部242，前者配置于有机发光结构22上方，位置与第一电极主体231相对称，而第二接触部242自第二电极主体241延伸至非发光区202，以接外界电压或与邻近有机发光元件电性连接。
第一电极结构23可为阳极电极，第二电极结构24可为阴极电极。第二电极结构24的材料可为具低功函数(workfunction)的金属，才能有效将电子注入有机发光结构22，通常选用镁(Mg)、镁银合金、锂化合物、铝化合物等，但不限于此。另外，因为本实施例的第一电极结构23位于有机发光元件20的出光面那侧，通常选用透明且高功函数材料，例如铟锡氧化物(IndiumTinOxide，简称ITO)或铟锌氧化物(Indiumzincoxide，简称IZO)，但不限于此。
另外，位于电极结构23、24之间的有机发光结构22可包括电子传输层(electrontransportlayer，简称ETL)、有机半导体发光层(emissivelayer，简称EML)及电洞传输层(holetransportlayer，简称HTL)，其中有机半导体发光层位于电子传输层及电洞传输层之间（图未示），而有机半导体发光层中可包含掺杂质(dopant)。据此，当给予一外接电压，即会诱发有机发光结构22中的电子载体与电洞载体于有机半导体发光层中发生复合，复合的能量以光能的形式产生。
接着，为制作大面积的有机半导体照明装置，需堆迭多个有机发光元件20，不过，值得注意的是，本发明为从外观上消除多条如图1所示的无光区，可将至少两个构造皆相同的有机发光元件20彼此堆迭。请参考图4与图6，图6为本发明的一实施例所发展出有机半导体照明装置100的结构示意图。在本实施例中，以两个有机发光元件20为例，分别是第一有机发光元件20(1)、第二有机发光元件20(2)，有机半导体照明装置的照明面积扩大，可将第二有机发光元件20(2)的非发光区202堆迭在第一有机发光元件20(1)的发光区201上方，换言之，将第一有机发光元件20(1)的发光区201侧边41与第二有机发光元件20(2)的发光区201侧边42相靠近，或相切齐。
值得注意的是，从出光面观看，如同将两个有机发光元件20(1)、20(2)的发光区201拼接起来，使第二有机发光元件20(2)所产生的光线穿透过第一有机发光元件20(1)的非发光区202，因此从视觉上即容易忽略掉非发光区202。
若以三个有机发光元件20为例也可造成相同效果，将增加的第三有机发光元件20(3)堆迭在第二有机发光元件20(2)另一侧下方，使前者的发光区201位于后者的非发光区202下方，可将第三有机发光元件20(3)的发光区201侧边44与第二有机发光元件20(2)的发光区201侧边43相靠近或切齐。接着，再设置灯具30将该些有机发光元件20固定于内，并可露出出光面，以便于将该些有机发光元件20的光线L射出。藉由前述堆迭方式，可消除大面积有机半导体照明装置100的无光区，增加美观性，以及提升照明装置100的单位面积的出光率。
不过，因为本案的有机半导体照明装置100采堆迭结构，若非发光区202上电性连接的接线越多，则其透明度越低，邻近其他有机发光元件20的发光区201光线越难穿透过下方的非发光区202，从出光面观看，仍可明显看到无光区，而无法达到本案的目的。为使本案的堆迭结构能发挥其效益，因此非发光区202的透明度，即光线可穿透度趋显重要。
同时，申请人也发现，因为第一电极结构23的材料为阻抗高的金属氧化物，若第一电极结构23于非发光区202上只配置一个第一接触部232，当电流从第一接触部232流入第一电极主体231，因为本身阻抗高而无法使电流快速地流经整个第一电极主体231，而可能导致有机发光结构22的发光效能不彰。为改善此缺失，可配置多个第一接触部232，让电流从多个端点流入第一电极主体231。但是，若配置多个第一接触部232，非发光区202上则又会有太多布线而导致其透明度降低。
为解决前述问题，降低第一接触部232的数量，可如图2中所示，仅配置一个，另外，在第一电极结构23中增加纤细的绕线结构233，其自第一接触部232延伸并围绕第一电极主体231的边缘（如图2、图4所示），其材料可为金属，据此，电流从第一电极结构23的第一接触部232流入，并透过阻抗极低的绕线结构233，使电流几乎同时从第一电极结构23的周围流入第一电极主体231，因此绕线结构233可取代多个第一接触部，不仅效果更好，又可减少非发光区202上的布线面积，以提升非发光区202的透明比例，例如，提升光线可穿透度达70%以上。
据此，透过绕线结构233的设计，可大为提升第二有机发光元件20(2)的光线穿透过第一有机发光元件20(1)的非发光区202以及第三有机发光元件20(3)的非发光区202的比例。从出光面观看，可有效将堆迭处的无光区缩小或消失，并增加单位面积的出光率，在视觉上会产生发光区相互连接的感觉，以呈现大面积的有机半导体照明装置。
另外，在有机发光元件20中，可设置保护层26于该第二电极结构24上方，并利用封装材料25将保护层26与透光基板21相固定，封装材料25的材质可为UV胶或玻璃胶（如图3、图4所示），据以完成有机发光元件20。
值得注意的是，因为每个有机发光元件20的厚度很薄，虽然利用堆迭的方式消除无光区域，但复数个有机发光元件20堆迭的总体厚度仍可小于1公厘，相较于整体照明装置100的大面积，总体厚度显得相当微小。
另外，如图6所示，第一有机发光元件20(1)与第三有机发光元件20(3)可分别堆迭于第二有机发光元件20(2)的相对侧边下方，据此，为便于有机发光元件20之间的电性连接，每个有机发光元件的电极接触部可配置于非堆迭的侧边，如图2所示，因为侧边b、d为与其他有机发光元件20相堆迭之处，所以有机发光元件20的第一电极结构23的第一接触部232与第二电极结构24的第二接触部242分可别位于非发光区202的相对侧a、c。另外，也可参考图5，图5为本发明的另一实施例所发展的有机发光元件的上视示意图（主要表现第一接触部与第二接触部的位置，所以其他元件省略未画出），其中，有机发光元件20’的第一接触部232’与第二接触部242’可共同位于非发光区202的侧边a（如图5），也可共同位于侧边c（图未示）。
综上，本发明利用有机发光元件非发光区与发光区相互堆迭的方式，以及纤细绕线结构的设计以减少电极接触部的数量，得以消除照明装置的无光区，增加照明装置的美观性，以及单位面积的出光率，达到本案发明的目的。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (12)
1.一种有机半导体照明装置，其特征在于，包括：
一第一有机发光元件及一第二有机发光元件，其中每一有机发光元件包括：
一透光基板，具有一第一区与一第二区；
一有机发光结构，位于该透光基板第一区上方；
一第一电极结构，具有位于该透光基板与该有机发光结构之间的一第一电极主体，且具有自该第一电极主体延伸至该第二区的一第一接触部；以及
一第二电极结构，具有位于该有机发光结构上方的一第二电极主体，且具有自该第二电极主体延伸至该第二区的一第二接触部，
其中，该第二有机发光元件的第二区配置于该第一有机发光元件的第一区上方而形成一重迭区，且该第二有机发光元件的有机发光结构与该第一有机发光元件的有机发光结构彼此不重迭。
2.如权利要求1所述的有机半导体照明装置，其特征在于，每一有机发光元件更包括：
一保护层，位于该第二电极结构上方；以及
一封装材料，位于该透光基板与该保护层之间，并位于该第二区上方，具有一封闭结构。
3.如权利要求1所述的有机半导体照明装置，其特征在于，每一有机发光元件的该第一电极结构更包括一金属绕线结构，围绕该第一电极主体。
4.如权利要求1所述的有机半导体照明装置，其特征在于，该第一有机发光元件与该第二有机发光元件的堆迭高度小于1公厘。
5.如权利要求1所述的有机半导体照明装置，其特征在于，每一有机发光元件的该第一接触部与该第二接触部位于该第二区的同一侧或相对侧。
6.如权利要求1所述的有机半导体照明装置，其特征在于，该第一有机发光元件的第一区的边缘与该第二有机发光元件的第一区的边缘相切齐。
7.如权利要求1所述的有机半导体照明装置，其特征在于，更包括一第三有机发光元件，其与该第一有机发光元件构造相同，且该第三有机发光元件的第一区配置于该第二有机发光元件的第二区下方。
8.如权利要求7所述的有机半导体照明装置，其特征在于，该第一有机发光元件与该第三有机发光元件分别位于该第二有机发光元件的相对两侧。
9.如权利要求1所述的有机半导体照明装置，其特征在于，每一有机发光元件的该第一电极主体及该第一接触部的材料包含一透明金属氧化物。
10.如权利要求1所述的有机半导体照明装置，其特征在于，每一有机发光元件的该第二电极结构的材料包含金属，且该透光基板的材料包含玻璃、金属、钢料或塑胶。
11.如权利要求1所述的有机半导体照明装置，其特征在于，更包括一灯具，该灯具中配置该第一有机发光元件与该第二有机发光元件。
12.如权利要求1所述的有机半导体照明装置，其特征在于，每一有机发光元件的该第一接触部及该第二接触部位于该重迭区外。
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