CN109244264A - 使用有机发光二极管的发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使用有机发光二极管的发光装置。具体地，本公开的发光装置划分多个像素并配置辅助电极，该辅助电极利用金属纳米墨向第一基底发送信号，使得从第一基底和外部空气层之间的界面反射以待入射的光再次被反射和散射，以改进发光装置的发光效率。

Description

使用有机发光二极管的发光装置
技术领域
本公开涉及具有改善的发光效率的发光装置。
背景技术
目前，主要使用荧光灯或白炽灯作为发光装置。其中，白炽灯具有良好的显色指数(CRI)，但具有非常低的能量效率。此外，荧光灯具有良好的效率，但具有低显色指数并含有可能导致环境问题的汞。
为了解决发光装置的问题，最近，建议使用发光二极管(LED)作为发光装置。发光二极管由无机发光材料构成。发光效率在蓝色波长范围内最高，并且发光效率朝向红色波长范围和具有最高可见度的绿色波长范围降低。因此，存在如下问题：当红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管被组合以发射白光时，发光效率降低。此外，还存在另一问题：当使用红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管时，由于发射峰的宽度窄，所以显色(color rendering)特性也劣化。
为了解决上述问题，已经提出了一种发光装置，其通过将蓝色发光二极管和黄色荧光材料组合，而不是将红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管组合来输出白光。提出如上所述配置的发光二极管的原因在于，相比于使用具有低发光效率的绿色发光二极管，仅使用具有高效率的蓝色发光二极管和接收蓝光以发射黄光而用于其余颜色的荧光材料更有效。
然而，在组合蓝色发光二极管和黄色荧光物质以输出白光的发光装置的情况下，由于发射黄光的荧光材料具有低发光效率，因此在发光装置的发光效率的改善方面存在限制。
为了解决发光效率劣化的问题，已经提出了使用由有机发光材料形成的有机发光二极管的发光装置。通常，与无机发光二极管相比，有机发光二极管具有相对优异的红光和绿光的发光效率。此外，有机发光二极管的蓝色、红色和绿色光的发射峰宽度比无机发光二极管的发射峰宽度宽，从而显色特性得以改善。因此，该发光装置的光具有与太阳光更加相似的优点。
然而，如上所述的使用有机发光二极管的发光装置具有以下问题。
由于包括输出白光的有机发光二极管的发光装置由具有不同折射率的多个层构成，所以发射光穿过多个层以输出至外部空气层。因此，当光穿过多个层时，光被折射而导致光损失，从而光学效率降低。
发明内容
因此，本公开的一个方面旨在提供一种发光装置，其中辅助电极由具有良好反射性并且散射光的金属纳米墨构成，以将从有机发光二极管输出的将从基底与外部空气层的界面反射的光再次被反射和散射，以改进光提取效率。
另外，本公开不限于上述目的，并且本领域技术人员可以从以下描述中清楚地理解上文未提及的其他目的。
在根据本公开的一个示例性方面的发光装置中，划分多个像素并向第一基底传输信号的辅助电极由金属纳米墨构成，使得从第一基底与外部空气层的界面反射而入射的光再次被反射和散射，从而改善发光装置的发光效率。
在本公开的另一方面中，有机发光器件包括限定在第一基底和第二基底处的多个像素；光提取增强图案，其设置在第一基底上并且限定多个像素，并且电信号通过光提取增强图案被施加至多个像素；以及有机发光二极管，其设置在第一基底的每个像素中并包括第一电极、有机发光层和第二电极，其中光提取增强图案通过使从有机发光二极管发射并从第一基底和外部空气层之间的界面反射的光反复地被反射和散射来改善光提取。
第一基底的多个像素通过连接至第一电极的辅助电极划分。辅助电极被设置为具有设定宽度的矩阵型、网格型、八边形、六边形或圆形形状之一。
金属纳米墨可以由墨和分散在墨中的金属纳米颗粒构成，并且金属纳米颗粒包括选自金、银、铂、铜、镍、铁、钴、锌、铬和锰中的至少一种金属。
发光装置还可以包括设置在第一电极和第一基底之间的光提取层，并且可以在每个像素中设置连接图案，该连接图案位于辅助电极和第一电极之间以将辅助电极和第一电极电连接并且具有预定大小(magnitude)的电阻值。
在具体实施方式和附图中包括这些方面的其他详细内容。
根据本公开的一个或更多个实施方案，向第一电极传输信号的辅助电极由含有金属纳米颗粒的金属纳米墨构成，以将从第一基底和外部空气的界面反射的光再次反射和散射，以使第一基底和外部空气层之间的光损失最小化，从而改善发光装置的光学效率和功率效率。
根据本公开的效果不限于以上例示的内容，并且在本说明书中包括更多各种各样的效果。
附图说明
根据以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本公开的上述和其他方面、特征和其他优点，其中：
图1是示出根据本公开的第一示例性方面的发光装置的结构的平面图；
图2是沿着图1的线I-I′截取的截面图；
图3是示出由辅助电极反射和散射的光的图；
图4A至图4D是示出根据本公开的一个实施方案的发光装置的制造方法的平面图；
图5A至图5D是示出根据本公开的一个实施方案的发光装置的制造方法的截面图；
图6是示出根据本公开的第二示例性方面的发光装置的结构的截面图；
图7A和7B分别是示出根据本公开的第三示例性方面的发光装置的结构的平面图和截面图；
图8A是示意性地示出设置在发光装置中的有机发光二极管的电路的图；
图8B是示出在第一电极和第二电极中发生电短路时有机发光二极管的电路的图；以及
图9A和图9B是根据本公开的第三示例性方面的发光装置的有机发光二极管的电路图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开。
在本公开的一个实施方案中，提供了一种包括含有有机发光材料的有机发光二极管的发光装置，而不是包括含有无机发光材料的无机发光二极管的发光装置。
与无机发光二极管相比，由有机发光材料形成的有机发光二极管具有相对优异的红光和绿光的发光效率。此外，有机发光二极管的蓝色、红色和绿色光的发射峰宽度比无机发光二极管的发射峰宽度宽，从而显色特性得以改善。因此，具有发光装置的光与太阳光更加相似的优点。
具体地，本公开提供了一种可以改善发光效率和功率效率的发光装置。
通常，由于在发光装置中设置具有不同折射率的多个层并且从发光层发射的光在穿过多个层时被折射和反射使得造成光损失，所以发光装置的发光效率降低。这种光损失主要是由实际发光的有机发光层和电极之间的折射和反射，电极和基底之间的折射和反射，以及基底和外部空气层之间的折射和反射引起。
因此，用于改进发光装置的发光效率的一个合理方法是在有机发光层与电极之间的界面，电极与基底之间的界面和/或在基底和外部空气层之间的界面上设置单独的光提取层，以改变有机发光层和基底之间的折射率以及基底和外部空气层之间的折射率，由此使有机发光层和基底之间以及基底和外部空气层之间的光的反射最小化并且改变它们之间的折射。
然而，当在电极和基底之间设置上述光提取层(通常，这种光提取层被称为内部光提取层)时，可能需要增加用于形成单独的层的过程。因此，存在发光装置的制造过程变得相对复杂，制造成本可能增加，发光装置的厚度增加的问题。
此外，纳米颗粒分散在内部光提取层中以使输入光散射，从而改进光提取效率。然而，纳米颗粒吸收在作为形成内部光提取层之后的过程的湿法蚀刻过程期间产生的水分。因此，水分可能渗透到有机发光层中，导致包括内部光提取层的发光装置发生故障。然而，在本公开中，优选地不设置单独的内部光提取层，从而可以避免由于水分渗透而导致的故障。
在本公开中，可以在不形成单独的光提取层的情况下改进发光装置的光学效率。单独的光提取层不是必需的，使得在本公开的发光装置中，抑制了由于制造过程的增加而导致的制造成本的增加，并且抑制了增加的厚度以及由于水分渗透而导致的有机发光层的故障。
图1是示出根据本公开的第一示例性方面的使用有机发光二极管的发光装置的结构的图。
如图1所示，根据本公开的第一示例性方面的发光装置100是表面发光装置，并且第一电极124和第二电极126设置在第一基底110的整个表面上，并且有机发光层130设置在第一电极124和第二电极126之间以形成有机发光二极管。在具有上述结构的发光装置100中，信号被施加至有机发光二极管的第一电极124和第二电极126，以使有机发光层130发光，使得光从整个基底110输出。
在第一基底110上以矩阵形式设置有辅助电极122。辅助电极122由具有良好电导率的金属构成，以向设置在第一基底110的整个区域中的第一电极124施加均匀电压，使得大尺寸发光装置100可以以均匀亮度发光。
有机发光层130由输出白光的有机发光材料构成。例如，有机发光层130可以由蓝色有机发光层、红色有机发光层和绿色有机发光层构成，或者可以由包括蓝色发光层和黄绿色发光层的串叠结构(tandem structure)构成。然而，本公开的有机发光层130不限于上述结构，并且可以为其应用各种不同的结构。
此外，本公开的有机发光层130还可以包括分别向有机发光层130注入电子和空穴的电子注入层和空穴注入层，将注入的电子和空穴分别传输至有机发光层的电子传输层和空穴传输层，以及产生诸如电子和空穴的电荷的电荷产生层。
尽管未在附图中示出，但是在第一基底110上设置有分别连接至第一电极124和第二电极126以被从外部施加电压的第一焊盘和第二焊盘。在这种情况下，第一焊盘和第二焊盘可以形成在第一基底110的一个边缘处，或者可以分别形成在两个边缘处。此外，可以设置多个第一焊盘和第二焊盘以设置在第一基底110的四个边缘处。
图2是沿着图1的线I-I′截取的截面图，将参照图2更详细地描述根据本公开的第一示例性方面的发光装置100。
如图2所示，第一电极124设置在第一基底110上，第一基底110由诸如塑料的具有柔性的可弯曲透明材料和/或诸如玻璃的刚性透明材料形成。第一电极124可以由诸如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)的透明金属氧化物构成。
尽管未在图中示出，但是第一焊盘和第二焊盘可以设置在第一基底110的边缘区域处。在这种情况下，第一焊盘和第二焊盘可以由与第一电极124相同的材料通过相同的工艺形成。
辅助电极122设置在第一基底110上以电连接至第一电极124。第一电极124由透明导电材料形成，以具有发射的光可以穿过第一电极的优点，但是还具有与金属相比电阻非常高的缺点。因此，当制造大尺寸的发光装置100时，由于透明导电材料的高电阻，施加至大发光区域的电流的分布可能不均匀，并且大尺寸发光装置100可能由于不均匀的电流分布而不以均匀的亮度发光。
辅助电极122设置在整个第一基底110上方以具有厚度小的矩阵型、网格型、六边形或八边形或圆形形状，以允许均匀电压施加至整个第一基底110的第一电极124。因此，可以从大尺寸发光装置100发射具有均匀亮度的光。虽然辅助电极122在附图中设置在第一电极124下方，但是辅助电极122可以设置在第一电极124上方。
辅助电极122设置成矩阵以将第一基底110分成多个像素单元。即，与第一电极124相比，辅助电极122具有非常低的电阻，使得第一电极124的电压基本上不通过第一焊盘被直接施加至第一电极124，而是通过辅助电极122被施加。因此，虽然第一电极124形成在整个第一基底110上方，第一电极124也被辅助电极122分成多个像素。
在本公开中，辅助电极122被形成为具有大约2μm至60μm的宽度，但是辅助电极122可以由各种各样的因素(例如，要使用的金属的类型、发光装置100的面积或像素的尺寸)确定。
辅助电极122将信号传输至像素中的第一电极124，使得对于辅助电极122需要使用电阻低于形成第一电极124的ITO或IZO的电阻的导电材料。例如，金属可以用于辅助电极122，但是在本公开中，使用金属纳米墨代替金属。
图3是示出本公开的辅助电极122的图。如图3所示，辅助电极122由金属纳米墨构成，金属纳米墨由墨122a和分散在墨122a中的金属纳米颗粒122b构成。
包括萜品醇、乙醇、甲醇、异丙醇、2-甲氧基乙醇、丙醇、戊醇、己醇、丁醇或辛醇的基于醇的墨，包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、己二醇、三甘醇单甲醚(TGME)或丙二醇甲醚乙酸酯的基于二醇的墨；包括甘油、丙酮、甲酰胺、甲乙酮、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷或十二烷和环己酮的基于烷(alkyl based)的墨可以用于墨122a。
此外，金、银、铂、铜、镍、铁、钴、锌、铬或锰可以用于金属纳米颗粒122b。
如上所述，由其中分散有金属纳米颗粒122b的墨122a构成的金属纳米墨具有比金属更好的反射率。因此，如图所示，从有机发光层130发出的将从第一基底110和外部空气层之间的界面反射从而入射至辅助电极122的下表面上的光通过辅助电极122被再次反射到第一基底110上。
由于金属纳米颗粒122b分散在辅助电极122中，所以辅助电极122的下部因金属纳米颗粒122b而具有预定照度(illumination)，并且入射至辅助电极122上的光由于该照度而被散射和反射。
在第一基底110的第一电极124上方层叠有保护层112。保护层112被配置成覆盖辅助电极122和辅助电极122上方的第一电极124。由于辅助电极122包含不透明金属，因此光不被输出至形成辅助电极122的区域。因此，保护层112仅设置在辅助电极122的上方并且不设置在实际发光区域(即，像素)中，使得光仅从要输出的像素的发光区域发射。
此外，保护层112形成为包围辅助电极122以减少由辅助电极122引起的台阶，使得之后形成的各种不同的层稳定地形成而不断开。
保护层112由诸如SiOx和SiNx的无机层构成。然而，保护层112可以由诸如光丙烯酸类的有机层构成，并且还可以由无机层和有机层的多个层构成。
有机发光层130和第二电极126设置在第一电极124和保护层112上方。
有机发光层130是白色发光层并且可以由红色发光层、蓝色发光层和绿色发光层构成，或者可以由包括蓝色发光层和黄绿色发光层的串叠结构构成。此外，有机发光层130还可以包括分别向有机发光层注入电子和空穴的电子注入层和空穴注入层，将注入的电子和空穴分别传送至有机发光层的电子传输层和空穴传输层，以及产生诸如电子和空穴的电荷的电荷产生层。
对于有机发光层130所期望的是从空穴传输层和电子传输层接收空穴和电子以耦合空穴和电子来在可见光区中发射光并且具有对于荧光或磷光的良好量子效率的材料。这种有机材料的实例可以包括8-羟基-喹啉铝配合物(Alq3)、咔唑类化合物、二聚苯乙烯基(dimerized styryl)化合物、BAlq、10-羟基苯并喹啉-金属化合物、苯并恶唑、苯并噻唑和苯并咪唑类化合物和聚(对亚苯基亚乙烯基)(poly(p-phenylenevinylene)PPV)，但不限于此。
此外，第二电极126可以由诸如Ca、Ba、Mg、Al和Ag或其合金的金属构成。尽管未在附图中示出，但是在第一基底110的外边缘上方设置有连接至第二电极126以将电压施加至第二电极126的第二焊盘。
第一电极124、有机发光层130和第二电极126构成有机发光二极管。在这种情况下，第一电极124用作有机发光二极管的阳极并且第二电极126用作阴极。当电压被施加至第一电极124和第二电极126时，来自第二电极126的电子被注入到有机发光层130中，并且来自第一电极124的空穴被注入到有机发光层130中。此后，在有机发光层130中产生激子。随着激子衰减，产生对应于发光层的最低未占据分子轨道(LUMO)和最高占据分子轨道(HOMO)的能量差的光，以在向下的方向上(在附图中朝向基底110)照射。
保护层112设置在辅助电极122上方，使得辅助电极122上方的有机发光层130不与第一电极124直接接触。因此，有机发光二极管不形成在辅助电极122上方。换句话说，照明单元EA中的有机发光二极管仅形成在形成为矩阵的辅助电极122之间的像素中。
粘合剂118被施加在配备有有机发光二极管的第一基底110上，并且第二基底170被设置在其上，使得第二基底170通过粘合剂118被附接。通过这样做，发光装置100被封装。粘合剂118可以使用光固化粘合剂或热固性粘合剂。第二基底170可以由各种各样的材料构成。如图所示，粘合剂118也设置在有机发光二极管的侧面上以完全密封有机发光二极管。
设置第二基底170以抑制水分或空气从外部渗透，使得可以使用执行上述功能的任何材料。例如，第二基底170可以由诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的聚合物以及诸如铝的薄金属箔构成。
此外，即使未在附图中示出，也可以在第二电极126上和在有机发光二极管的侧面上设置由有机层和/或无机层构成的保护层和由环氧化合物、丙烯酸酯/盐化合物或丙烯酸类化合物构成的封装剂。
在具有如上所述结构的发光装置中，当输入信号时，所述信号通过辅助电极122被发送至每个像素的第一电极124，以在第一电极124和第二电极126之间施加电流。通过这样做，有机发光层130发光。从有机发光层130发出的光经由第一电极124和第一基底110向下输出。光散射颗粒分散在第一电极124中以使从有机发光层130发射的光散射以传输。
通常，从有机发光层130发出的光不穿过界面，而是由于与第一电极和第一基底之间的界面以及第一基底和外部空气层之间的界面相邻的层的折射率之间的差异而被反射。所反射的光被引导至第一电极124和第一基底110中以传播至第一电极124和第一基底110的侧表面。通常，从有机发光层130发射的光的约80％从层的界面被反射，并且光的仅20％输出至外部。
为了抑制由界面的反射引起的发光效率的降低，可以在发光装置100中包括光提取层。光提取层减小与界面相邻的层(layers)的折射率之间的差异以减小使光被全反射的入射角。通过这样做，可以减少来自界面的反射。
光主要从发光装置100中的第一电极和第一基底之间的界面和/或第一基底和外部空气层之间的界面反射。因此，光提取层可以主要形成在第一电极与第一基底之间的界面处(内部光提取层)或者第一基底110与外部空气层之间的界面处，即，第一基底110的外表面(外部光提取层)。
然而，当光提取层设置在发光装置100中时，增加了形成光提取层的工艺，从而可能存在制造工艺变得复杂，制造成本增加以及发光装置的厚度增加的问题。
因此，在本公开中，通过在反射表面上形成具有良好反射率和良好散射特性的材料的辅助电极122而不是形成单独的光提取层，可以改进发光装置100的发光效率。
如图3所示，辅助电极122同时反射和散射从第一基底110和外部空气层之间的界面反射的光，以将反射光输出至外部，从而改进发光装置100的发光效率。对此，由于辅助电极122抑制因来自第一基底110与外部空气层之间的界面的反射导致的发光效率的降低，因而辅助电极122用作形成在第一基底110的外边缘表面上的外部光提取层。
然而，并非从第一基底110与外部空气层之间的界面反射的所有光均被根据本公开的一个实施方案的辅助电极122再次反射以从发光装置100输出，而是仅有一些光(入射至辅助电极122的下表面上的光)被反射。然而，在本公开中，从第一基底110与外部空气层之间的界面反射的光中的一些被反射而没有使用单独的光提取层，从而可以改善发光装置100的发光效率而不改变发光装置100的结构。
在下文中，将参照附图详细描述根据本公开的第一示例性方面的发光装置100的制造方法。
图4A至4D以及图5A至图5D是示出根据本公开的发光装置100的制造方法的图，其中图4A至图4D是平面图(或称顶视图)，图5A至5D是截面图。
首先，如图4A和图5A所示，制备透明的第一基底110，该第一基底110由具有柔性的材料(例如，塑料)和/或刚性材料(例如，玻璃)形成。
接下来，将金属纳米颗粒与墨混合以形成金属纳米墨。在这种情况下，包括萜品醇、乙醇、甲醇、异丙醇、2-甲氧基乙醇、丙醇、戊醇、己醇、丁醇或辛醇的基于醇的墨，包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、己二醇、三甘醇单甲醚(TGME)或丙二醇甲醚乙酸酯的基于二醇的墨，包括甘油、丙酮、甲酰胺、甲基乙基酮、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷或十二烷、以及环己酮的基于烷的墨可以用于墨。此外，金、银、铂、铜、镍、铁、钴、锌、铬或锰可以用于金属纳米颗粒。
此后，在使用喷墨方法或丝网印刷方法施加金属纳米墨之后，通过加热所施加的金属纳米墨来燃烧金属纳米墨，以在第一基底110上形成辅助电极122。
辅助电极122在水平方向和垂直方向上以矩阵形式设置为具有设置在整个第一基底110上方的条(strip)形状，但是辅助电极122可以形成为具有网格型、六边形、八边形或圆形形状。辅助电极122可以形成为具有大约45μm至55μm的宽度。然而，辅助电极122不限于具有特定宽度，而是辅助电极可以根据发光装置的面积、像素的尺寸和辅助电极122的材料而形成为具有各种各样的宽度。
此外，包括在辅助电极122中的金属纳米颗粒122b均匀地分散遍及整个辅助电极122，并且金属纳米颗粒122b的密度根据辅助电极122的厚度和宽度确定。
接下来，通过在第一基底110上层叠和蚀刻诸如铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)的透明金属氧化物而形成第一电极124。
同时，在以上描述中，可以在形成辅助电极122之后在包括辅助电极122的上表面的整个第一基底110上形成第一电极124，或者可以在首先形成第一电极124之后在第一电极124上形成辅助电极122。
此后，无机绝缘材料或有机绝缘材料被层叠在第一电极124上，然后被蚀刻以在辅助电极122上方的第一电极124上形成保护层112。在这种情况下，保护层112可以由无机绝缘层或有机绝缘层的单层构成，或者可以由无机绝缘层和有机绝缘层的多个层构成。
接下来，如图4B和图5B所示，通过在第一基底110上方沉积有机发光材料来形成有机发光层130。在这种情况下，有机发光层130可以通过如下方式形成：在其上形成有多个发光装置的母基底上沉积掩模之后沉积有机发光材料。
接下来，如图4C和图5C所示，通过在有机发光层130上方沉积并且蚀刻诸如Ca、Ba、Mg、Al和Ag的金属而形成第二电极126。
此后，如图4D和图5D所示，在第一基底110上施加由光固化粘合材料或热固性粘合材料形成的粘合剂118，将第二基底170定位在其上，然后使粘合剂118硬化以将第二基底附接。此后，切割接合的第一基底110和第二基底170以将完成的发光装置100分开并完成各个发光装置100。诸如PET的聚合物膜、薄金属箔和玻璃可以用于第二基底170。
如上所述，在本公开中，辅助电极122由反射和散射光的金属纳米墨构成，从而可以在不另外改变结构的情况下改善发光装置100的发光效率。
图6是示出根据本公开的第二示例性方面的发光装置200的结构的截面图。
第二示例性方面的发光装置200具有与图2中所示的第一示例性方面的发光装置100类似的结构，因此，对于相同结构的描述将被省略或简要描述，并且可以仅详细描述不同的结构。
如图6所示，在具有该结构的发光装置200中，在第一基底210上形成辅助电极222。在这种情况下，辅助电极222由金属纳米墨构成，该金属纳米墨具有良好的反射率并散射所反射的光以使从第一基底210和外部空气层之间的界面反射的光反射。因此，发光装置200的发光效率得到改善。即，辅助电极222不仅用于向第一电极224施加信号，而且还用作外部光提取层以改善发光装置200的发光效率。
在第一电极224和第一基底210之间设置有光提取层211。光提取层211通过减小第一电极224和第一基底210之间的界面的光折射率来减少来自第一电极224和第一基底210之间的界面的光反射，以将从有机发光层230发射的光有效地提取至外部。
形成第一电极224的ITO或IZO的折射率为约1.8，形成第一基底210的玻璃的折射率为约1.5。因此，第一电极224和第一基底210的折射率之间存在差异，并且入射至第一电极224和第一基底210的界面上的光中的一些被完全地反射。
光提取层211可以被配置成具有各种各样的形状。例如，光提取层211可以由包括具有纳米结构的周期性凹入部和突起部的聚碳酸酯构成，并且由具有比玻璃的折射率低的折射率的材料构成，以减小第一电极224和第一基底210之间的折射率的差异。此外，光提取层211由其中分散有金属纳米颗粒以使输入光散射的基于树脂的层构成。因此，来自第一电极224与第一基底210之间的界面的光反射被最小化，以改进光提取效率。
然而，本公开的光提取层211不限于上述结构，并且能够将由于两层之间的折射率差导致的光反射最小化的任何材料用于光提取层211。即使未在图中示出，也可以在光提取层211的上表面和/或下表面上设置由至少一层构成的缓冲层。
如上所述，在示例性方面中，辅助电极222由具有良好反射率和良好散射特性的金属纳米墨形成，并且还设置单独的光提取层211。因此，通过使来自第一基底210和外部空气层之间的界面以及第一电极224和第一基底210之间的界面的光反射最小化，可以使光提取效率最大化。
图7A和图7B是示出根据本公开的第三示例性方面的发光装置300的结构的图。第三示例性方面的发光装置300具有与第一示例性方面的发光装置100类似的结构，因此将省略或简要描述相同结构的描述，并且可以仅详细描述不同的结构。
如图7A和图7B所示，在第一基底310上形成有辅助电极322。在这种情况下，辅助电极322由通过在墨中混合金属纳米颗粒制备的金属纳米墨构成，使得从第一基底310和外部空气层之间的界面反射的光被再次反射和散射以改善输出至外部的光的光提取效率。
在由辅助电极322划分的像素P中，第一电极324形成为与辅助电极322隔开预定距离，并且辅助电极322和第一电极324通过具有较高电阻的连接图案324a彼此电连接。
在具有上述结构的发光装置300中，连接图案324a形成在辅助电极322和第一电极324之间，使得施加至辅助电极322的信号经由连接图案324a被施加至第一电极324。在这种情况下，连接图案324a被形成为足够长(即，通过其信号流动足够长的路径)，以形成单独的短路减少电阻RSR1，RSR2，...，RSRn。以由于以下原因形成短路减少电阻RSR1，RSR2，...，RSRn。
图8A是示意性地示出设置在发光装置中的有机发光二极管的电路的图。如图8A所示，并参考图7A，电压V1和V2分别施加至第一电极324和第二电极326，并且有机发光层330的电阻器RE1，RE2，...，REn，第一电极324的电阻器R11，R12，...，R1n，第二电极326的电阻器R21，R22，...，R2n串联连接在第一电极324和第二电极326之间。
设置在发光装置中的有机发光二极管包括多个像素P1，P2，...，Pn，并且该像素与其他像素并联连接。
在具有上述结构的有机发光二极管中，多个像素并联连接以分别向第一电极324和第二电极326施加电压V1和V2。因此，电流I1，I2，...，In被施加至像素P1，P2，...，Pn的有机发光层LED1，LED2，...，LEDn，使得有机发光层LED1，LED2，...，LEDn发光。在这种情况下，具有预定大小的电压V1被施加至第一电极324并且第二电极326可以被接地。
在多个像素中形成大致相同的电阻(即使电阻可以根据形成在每个像素P1，P2，...，Pn中的电极324和326以及有机发光层330的厚度误差而变化，差异也不显著)。因此，在多个像素中发出亮度大致相同的光，从而对于整个发光装置输出均匀的光。
同时，有机发光二极管的有机发光层330形成为具有几百埃的薄的厚度。因此，当异物由于工艺故障而渗透到有机发光层330中时，在有机发光层330中产生小孔或开裂。因此，第一电极324和第二电极326通过有机发光层330彼此接触，这可能导致短路。此外，在发光装置的情况下，在有机发光层330下方形成各种各样的金属层和绝缘层。在这种情况下，由于金属层和绝缘层的台阶，有机发光层330开裂，使得第一电极324和第二电极326可以彼此接触。此外，由于有机发光材料因在有机发光层330的层叠过程期间的工艺故障或工艺误差而被不均匀地施加，所以第一电极324和第二电极326可能彼此电连接。
图8B是示出当可以在第一电极324和第二电极326中引起电短路时有机发光二极管的电路的图。
如图8B所示，在有机发光二极管的多个像素P1，P2，......，Pn中的一个像素P2中，第一电极324和第二电极326彼此接触或彼此电连接，因有机发光层330产生的电阻RE2从像素去除，使得仅保留因第一电极324和第二电极326的导电材料产生的电阻R12和R22。
当第一电极324由诸如铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)的具有相对良好的电导率的透明金属氧化物材料形成时，第一电极324的电阻R11，R12，...，R1n为约20Ω。此外，由金属形成的第二电极326的电阻R21，R22，...，R2n为约0.1Ω。相比之下，有机发光层330的电阻RE1，RE2，...，REn为约1MΩ。因此，有机发光层330的电阻RE1，RE2和REn远高于第一电极324的电阻R11，R12，...，R1n和第二电极326的电阻R21，R22，...，R2n。因此，像素P1，P2，...，Pn中的每一个的总电阻Rt1，Rt2，...，Rn基本上等于有机发光层330的电阻RE1，RE2，...，REn(Rt≈RE)。
因此，当第二像素P2的第一电极324和第二电极326彼此接触以使得第二像素P2短路时，第二像素P2的有机发光二极管的电阻RE2被去除为零。因此，第二像素P2的总电阻Rt2远低于其他像素P1，...，Pn的总电阻Rt1，...，Rtn(Rt2＜＜Rt1...Rtn)。
因此，第一电极324和第二电极326之间的电流Ie大部分流过短路像素P2并且几乎不流过其他像素P1，...，Pn。因此，像素P1，...，Pn的有机发光层的亮度快速降低或者有机发光层不发光。在发光装置中设置具有良好导电性的辅助电极322，并且信号基本上通过辅助电极322被施加至像素P1，P2，...，Pn中的每一个的第一电极324。因此，即使特定像素P2被短路，其它像素P1，...，Pn中的电流的减小也可以通过辅助电极322被最小化。然而，在这种情况下，其他像素P1，...，Pn受到短路像素P2的影响，使得整个发光装置的亮度降低。
此外，过电流Ie在短路像素P2中流动，使得短路区域的温度升高，从而使有机发光层330的有机发光材料劣化。
为了抑制上述故障，在本示例性的方面中，在第一电极324和辅助电极322之间设置连接图案324a以在有机发光二极管的像素P1，P2，...，Pn中设置短路减少电阻。
图9A和图9B是根据第三示例性方面的包括单独的短路减少电阻的有机发光二极管的电路图。
如图9A所示，在并联连接的多个像素P1，P2，...，Pn中，不仅有机发光层330的电阻器RE1，RE2，...，REn，第一电极324的电阻器R11，R12，...，R1n以及第二电极326的电阻器R21，R22，...，R2n被连接，而且短路减少电阻RSR1，RSR2，...，RSRn被串联连接。在这种情况下，短路减少电阻RSR1，RSR2，...，RSRn由连接图案324a形成。
在具有上述结构的有机发光二极管中，电压V1和V2分别被施加至第一电极324和第二电极326。因此，电流被施加至像素P1，P2，...，Pn的有机发光层LED1，LED2，...，LEDn，使得有机发光层LED1，LED2，...，LEDn发光。
由于在多个像素P1，P2，...，Pn中形成大致相同的电阻，所以具有大致相同亮度的光被发射到多个像素，使得对于整个发光装置可以输出均匀的光。
如图9B所示，当有机发光二极管的多个像素P1，P2，...，Pn中的一个像素P2的第一电极324和第二电极326彼此接触时，因有机发光层330产生的电阻RE2被去除，使得仅保留因第一电极324和第二电极326的导电材料产生的电阻R12和R22以及因连接图案324a产生的短路减少电阻RSR2。
当第一电极324由诸如铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)的具有相对良好导电性的透明金属氧化物材料形成时，第一电极324的电阻R11，R12，...，R1n为约20Ω。此外，由金属形成的第二电极326的电阻R21，R22，...，R2n为约0.1Ω。相比之下，有机发光层330的电阻RE1，RE2，...，REn为约1MΩ。因此，当没有设置短路减少电阻RSR1，RSR2，...，RSRn时，有机发光层330的电阻RE1，RE2和REn远高于第一电极324的电阻R11，R12，...，R1n以及第二电极326的电阻R21，R22，...，R2n。因此，像素P1，P2，...，Pn中的每一个的总电阻Rt1，Rt2，...，Rn基本上等于有机发光层330的电阻RE1，RE2，...，REn(Rt≈RE)。
然而，如图中所示，当在每个像素中设置单独的短路减少电阻RSR1，RSR2，...，RSRn时，像素P1，P2，...，Pn的总电阻Rt1，Rt2，...，Rn不会实质上等于有机发光层130的电阻RE1，RE2，...，REn。
类似于第一电极324的电阻R11，R12，......，R1n和第二电极326的电阻R21，R22，......，R2n，当短路减少电阻RSR1，RSR2，...，RSRn形成为数十Ω或更低使得短路减少电阻RSR1，RSR2，...，RSRn远低于有机发光层330的电阻RE1，RE2，...，REn时，像素P1，P2，...，Pn的总电阻Rt1，Rt2，...，Rn基本上等于有机发光层130的电阻RE1，RE2，...，REn。
然而，当短路减少电阻RSR1，RSR2，...，RSRn显著高于有机发光层130的电阻RE1，RE2，...，REn时，像素P1，P2，...，Pn的总电阻Rt1，Rt2，...，Rn基本上等于有机发光层330的电阻RE1，RE2，...，REn和短路减少电阻RSR1，RSR2，RSRn之和(Rt1，Rt2，...，Rn≈RE1，RE2，...，REn+RSR1，RSR2，...，RSRn)。
如上所述，当在像素P1，P2，...，Pn中的每一个中设置具有预定大小或更大的短路减少电阻RSR1，RSR2，...，RSRn时，如果第二像素P2的第一电极324和第二电极326彼此接触，则第二像素P2的有机发光二极管的电阻RE2被去除为零。因此，第二像素P2的总电阻Rt2基本上等于短路减少电阻RSR2(Rt2≈RSR2)。
然而，短路减少电阻RSR2并不需要低于有机发光层130的电阻RE2太多，而是具有相当数量的大小。因此，第一电极324和第二电极326之间的电流不会大部分流过短路像素P2，而是预定量的电流I2′流过像素P2。在这种情况下，即使由于第二像素P2和其他像素P1，...，Pn的总电阻的差异，流过第二像素P2的电流量和流过其他像素P1，...，Pn的电流量不同(I2′≠I1′，...，In′)，电流也流过整个像素P1，P2，...，Pn。因此，可以抑制如下现象：多个像素P1，P2，...，Pn的有机发光层的亮度急剧下降或者有机发光层不发光。
在该示例性方面中，短路减少电阻RSR1，RSR2，...，RSRn的大小被适当地设置，使得即使多个像素P1，P2，...，Pn中的一个像素的第一电极324和第二电极326彼此接触，过电流也不流过短路像素，而是流过设定的电流。因此，可以抑制有机发光二极管的亮度降低。
在该示例性方面中，当由多个像素P1，P2，...，Pn形成的有机发光二极管的短路减少电阻RSR1，RSR2，...，RSRn的大小为约2800Ω至5500Ω时，即使特定像素的第一电极324和第二电极326彼此接触，过电流也不流过短路像素，而是流过设定的电流。因此，有机发光二极管的所有像素P1，P2，...，Pn都可以发光。
为此，在该示例性方面中，连接图案324a形成为具有设定的宽度和长度，以形成具有大约2800Ω至5500Ω的大小的短路减少电阻RSR1，RSR2，...，RSRn。因此，可以抑制由像素P1，P2，...，Pn的短路引起的故障。
在这种情况下，连接图案324a通过如下方式形成：在包括辅助电极322的上部的整个发光装置上形成由ITO或IZO形成的第一电极324，并且形成通过去除第一电极324的一部分形成的开放区域325。然而，连接图案324a可以在单独形成第一电极324和辅助电极322之后通过与第一电极324不同的过程使用与第一电极324相同的材料或与第一电极不同的材料形成。
连接图案324a的宽度和长度可以被设置为使得像素的电阻值具有大约2800Ω至5500Ω的大小。然而，当连接图案324a的宽度太大时，像素P1，P2，...，Pn的分辨率劣化。因此，可以考虑上述条件设置连接图案324a的宽度和长度。
如上所述，根据本公开，将信号传输至第一电极的辅助电极由包含金属纳米颗粒的金属纳米墨构成，以使从第一基底和外部空气层之间的界面反射的光再次被反射和散射，以使第一基底和外部空气层之间的光损失最小化，从而改善发光装置的光学效率和功率效率。
此外，在本公开中，设置单独的光提取层以使来自第一基底和第一电极之间的界面的光反射最小化，从而进一步改善发光装置的光学效率。
同时，在以上详细描述中，已经公开了具有特定结构的发光装置，但是这是为了便于描述，本公开不限于特定结构。
例如，在上面的描述中，已经描述了向下输出光的底部发光型发光装置。然而，本公开不限于底部发光型发光装置，而是可以应用于向上输出光的顶部发光型发光装置。
本公开的示例性方面还可以描述如下：
根据本公开的一个方面，一种使用有机发光二极管的发光装置包括：第一基底，其包括多个像素；辅助电极，其设置在第一基底上以限定多个像素并且向像素施加信号；以及有机发光二极管，其设置在第一基底的每个像素中并且包括第一电极、有机发光层和第二电极，其中辅助电极由金属纳米墨制成以使从第一基底和外部空气层之间的界面反射而入射的光再次被反射和散射。
根据本公开的另一方面，第一电极可以由透明金属氧化物制成。
根据本公开的另一方面，金属纳米墨可以由墨和分散在墨中的金属纳米颗粒构成。
根据本公开的又一方面，金属纳米颗粒可以是选自金、银、铂、铜、镍、铁、钴、锌、铬和锰中的至少一种金属。
根据本公开的又一方面，第一电极可以设置在第一基底的上表面上。
根据本公开的又一方面，使用有机发光二极管的发光装置还可以包括设置在第一电极和第一基底之间的光提取层。
根据本公开的又一方面，使用有机发光二极管的发光装置还可以包括连接图案，该连接图案设置在每个像素中的辅助电极和第一电极之间，以将辅助电极和第一电极彼此电连接并具有预定大小的电阻值。
根据本公开的又一方面，第一基底可以由柔性膜或玻璃制成。
根据本公开的又一方面，使用有机发光二极管的发光装置还可以包括通过粘合剂附接至第一基底的第二基底。
虽然已经参照附图详细描述了本公开的示例性方面，但是本公开内容不限于此，并且可以在不脱离本公开的技术构思的情况下以许多不同的形式来实施。因此，提供本公开的示例性方面仅用于说明性目的，而不旨在限制本公开的技术构思。本公开的技术构思的范围不限于此。因此，应该理解的是，上述示例性方面在所有方面都是说明性的，并且不限制本公开。本公开的保护范围应基于权利要求进行解释，其等同范围内的全部技术构思应理解为落入本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种发光装置，包括：
第一基底，所述第一基底包括多个像素；
辅助电极，所述辅助电极设置在所述第一基底上并且限定所述多个像素，电信号通过所述辅助电极被施加至所述多个像素；以及
有机发光二极管，所述有机发光二极管设置在所述第一基底的每个像素中并且包括第一电极、有机发光层和第二电极，
其中，所述辅助电极由金属纳米墨形成，并且保持使从所述有机发光二极管发射并从所述第一基底和外部空气层之间的界面反射的光被反射和散射。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述第一电极由透明金属氧化物形成。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述金属纳米墨包括墨和分散在所述墨中的多个金属纳米颗粒。
4.根据权利要求3所述的发光装置，其中，所述多个金属纳米颗粒包括选自金、银、铂、铜、镍、铁、钴、锌、铬和锰中的至少一种金属。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述第一电极设置在所述第一基底的上表面上。
6.根据权利要求1所述的发光装置，还包括设置在所述第一电极和所述第一基底之间并改善光提取效率的光提取层。
7.根据权利要求1所述的发光装置，还包括连接图案，所述连接图案设置在所述辅助电极和每个像素的所述第一电极之间，将所述辅助电极和所述第一电极彼此电连接并且具有预定大小的电阻值。
8.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述第一基底包括柔性膜或玻璃。
9.根据权利要求1所述的发光装置，还包括通过粘合剂附接至所述第一基底的第二基底。
10.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述辅助电极具有矩阵形式、网格形式、六边形形状、八边形形状和圆形形状中的一种。
11.一种有机发光器件，包括：
限定在第一基底和第二基底处的多个像素；
光提取增强图案，所述光提取增强图案设置在所述第一基底上并且限定所述多个像素，电信号通过所述光提取增强图案被施加至所述多个像素；以及
有机发光二极管，所述有机发光二极管设置在所述第一基底的每个像素中并且包括第一电极、有机发光层和第二电极，
其中，所述光提取增强图案通过使从所述有机发光二极管发射并从所述第一基底和外部空气层之间的界面反射的光被反复地反射和散射来改善光提取。
12.根据权利要求11所述的有机发光器件，其中，所述光提取增强图案由分散在金属纳米墨中的多个金属纳米颗粒形成。
13.根据权利要求11所述的有机发光器件，其中，所述第一电极由透明金属氧化物形成。
14.根据权利要求J2所述的有机发光器件，其中，所述多个金属纳米颗粒包括选自金、银、铂、铜、镍、铁、钴、锌、铬和锰中的至少一种金属。
15.根据权利要求11所述的有机发光器件，其中，所述第一电极设置在所述第一基底的上表面上。
16.根据权利要求11所述的有机发光装置，还包括设置在所述第一电极和所述第一基底之间以改善光提取效率的光提取层。
17.根据权利要求11所述的有机发光装置，还包括连接图案，所述连接图案设置在所述光提取增强图案和每个像素的所述第一电极之间，将所述光提取增强图案和所述第一电极彼此电连接并且具有预定大小的电阻值。
18.根据权利要求11所述的有机发光器件，其中，所述第一基底包括柔性膜或玻璃。
19.根据权利要求11所述的有机发光器件，其中，所述第一基底和所述第二基底通过粘合剂彼此附接。
20.根据权利要求11所述的有机发光器件，其中，所述光提取增强图案具有矩阵形式、网格形式、六边形形状、八边形形状和圆形形状中的一种。
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