CN110660927B - 使用有机发光二极管的照明装置 - Google Patents

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Abstract

根据本公开的一个方面，一种使用有机发光二极管的照明装置包括：有机发光二极管单元，其包括设置在基板上的有机层，并且发射光，该光与有机物的法线方向成一角度；以及外部光提取层，其将有机发光二极管单元产生的光折射到法线方向，从而提高照明装置的正面亮度。

Description

使用有机发光二极管的照明装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年6月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0075391的优先权，其公开内容通过引用方式并入本文中。
技术领域
本公开内容涉及一种使用有机发光二极管的照明装置，并且更具体地，涉及一种具有提高的正面亮度(front luminance)的使用有机发光二极管的照明装置。
背景技术
目前，荧光灯或白炽灯主要用作照明装置。在它们当中，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汞，这可能引起环境问题。
显色指数是表示颜色再现的指标。换言之，显色指数表示对由特定光源照射的物体的颜色的感受与对由参考光源照射的物体的颜色的感受相似的程度。太阳的CRI是100。
为了解决相关技术的照明装置的问题，近来，建议将发光二极管(LED)用作照明装置。发光二极管由无机发光材料构成。发光二极管的发光效率在蓝色波长范围内最高，并且朝着红色波长范围和绿色波长范围(其具有最高可见度)，发光二极管的发光效率降低。因此，存在如下缺点：当红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管组合以发射白光时，发光效率降低。
作为另一替代方案，已经开发了使用有机发光二极管(OLED)的照明装置。使用有机发光二极管的照明装置发射各个角度的光，使得照明装置的亮度不仅分散到正面，而且也分散到侧面。
因此，像车辆的照明装置一样，当需要集中正面亮度时，如果将使用有机发光二极管的照明装置用作车辆的照明装置，则存在的问题在于正面亮度未达到参考值。
发明内容
本公开内容要实现的一个目的是提供一种具有提高的正面亮度的使用有机发光二极管的照明装置。
本公开内容要实现的另一个目的是提供一种适合于车辆的照明装置的使用有机发光二极管的照明装置。
本公开内容的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员根据以下描述可以清楚地理解上面未提及的其他目的。
根据本公开内容的一个方面，一种使用有机发光二极管的照明装置包括：有机发光二极管单元，其包括设置在基板上的有机层，并且发射光，其中该光与有机层的法线方向成一角度；以及外部光提取层，其将有机发光二极管单元产生的光折射到法线方向，从而提高照明装置的正面亮度。
示例性实施例的其他详细内容包括在具体实施方式和附图中。
根据本公开内容，将第一电极形成为三层，以偏转由有机发光二极管单元产生的光。
根据本公开内容，外部光提取层的单元结构被形成为具有规则的四面金字塔形状，以提高照明装置的正面亮度。
根据本公开内容的效果不限于上面例举的内容，并且在本说明书中包括更多种效果。
附图说明
通过以下结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解本公开内容的上述和其他方面、特征和其他优点，在附图中：
图1是根据本公开内容的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置的透视图；
图2是根据本公开内容的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置的截面图；
图3A至图3C是示出了根据本公开内容的示例性实施例的有机层的叠层结构的截面图；
图4A是根据本公开内容的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置的正视图；
图4B是根据本公开内容的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置的照明单元的放大图；
图5是沿图4A中的线I-I'和II-II'截取的截面图；
图6A至图6F是沿图4B中的线III-III'截取的截面图；
图7是示出了根据本公开内容的示例性实施例的包括有机发光二极管的照明装置的发光路径的视图；
图8是用于解释根据本公开内容的示例性实施例的包括有机发光二极管的照明装置的光分布的曲线图；
图9A是示出了正面亮度与本公开内容的示例性实施例的中间电极的厚度的关系的曲线图，并且图9B是示出了正面亮度与本公开内容的示例性实施例的第一电极的反射率的关系的曲线图；
图10A是示出了正面亮度与本公开内容的示例性实施例的下电极的折射率的关系的曲线图；以及
图10B是示出了正面亮度与本公开内容的示例性实施例的下电极的厚度的关系的曲线图。
具体实施方式
通过参考下面详细描述的示例性实施例以及附图，本公开内容的优点和特征以及实现这些优点和特征的方法将变得清楚。然而，本公开内容不限于本文公开的示例性实施例，而是本公开内容将会以各种形式来进行实施。示例性实施例仅作为示例提供，使得本领域技术人员可以完全理解本公开内容的公开内容和本公开内容的范围。因此，本公开内容将仅由所附权利要求的范围限定。
用于描述本公开内容的示例性实施例的附图中示出的形状、尺寸、比例、角度、数量等仅仅是示例，并且本公开内容不限于此。在整个说明书中，相同的附图标记通常表示相同的元件。此外，在本公开内容的以下描述中，可以省略对已知相关技术的详细解释，以避免不必要地模糊本公开内容的客体。本文使用的诸如“包括”、“具有”和“由......构成”之类的术语通常要允许添加其他部件，除非这些术语与术语“仅”一起使用。除非另有明确说明，否则对单数的任何引用可以包括复数。
即使没有明确说明，部件也被解释为包括普通误差范围。
当使用诸如“上”、“上方”、“下方”和“挨着”等术语描述两个部件之间的位置关系时，除非将这些术语与术语“紧”或“直接”一起使用，否则一个或多个部件可以位于这两个部件之间。
当元件或层设置在另一元件或层“上”时，另一层或另一元件可以直接设置在另一元件上或插入二者之间。
尽管术语“第一”、“第二”等用于描述各种部件，但是这些部件不受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个部件与其他部件。因此，下面提到的第一部件可以是本公开内容的技术构思中的第二部件。
在整个说明书中，相同的附图标记通常表示相同的元件。
为了便于描述，示出了附图中示出的每个部件的尺寸和厚度，并且本公开内容不限于所示部件的尺寸和厚度。
本公开内容的各种实施例的特征可以部分地或完全地彼此结合或组合，并且本公开内容的各种实施例的特征可以以技术上的各种方式互锁和操作，并且这些实施例可以彼此独立地执行或相互关联地执行。
在下文中，将参照附图详细描述根据本公开内容的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置。
图1是根据本公开内容的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置的透视图，并且图2是根据本公开内容的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置的截面图。
参照图1，根据本公开内容的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置100包括进行表面发光的有机发光二极管单元110、封装有机发光二极管单元110的封装单元120、以及将从有机发光二极管单元110发射的光折射到前侧的外部光提取层130。
具体地，参照图2，从下侧开始，有机发光二极管单元110可以依次包括基板111、内部光提取层112、平坦化层113、阻挡层114、第一电极115、有机层116和第二电极117。
另外，如下面将参考图5所描述的那样，有机发光二极管单元110还可以包括用于补偿第一电极115的导电性的辅助线AL和用于抑制第一电极115和第二电极117的短路的绝缘层INS。
基板111可以由透明玻璃构成。此外，基板111可以由具有柔性的聚合物材料构成。
这里，发光的有机层116以及设置在有机层116下方和上方以向有机层116供应电荷的第一电极115和第二电极117形成有机发光二极管(OLED)。
例如，第一电极115可以是向有机层116供应空穴的阳极，而第二电极117可以是向有机层116供应电子的阴极，但不限于此，并且可以交换第一电极115和第二电极117的功能。
通常，第一电极115按照期望由氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)形成，氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)是具有高功函数和良好导电性的透明金属氧化物材料，以便容易地注入空穴。
然而，在本公开内容的示例性实施例中，第一电极115是三层，并且第一电极115可以用于将有机发光二极管单元110产生的光相对于有机层116的法线方向(垂直方向)形成为预定角度。将在下面参考图6C至图6F对其进行详细描述。
此外，第二电极117按照期望由具有低功函数的导电材料构成，以便容易地将电子注入到有机层116。作为用于第二电极117的材料的具体示例，可以使用金属，例如镁(Mg)、钙(Ca)、钠(Na)、钛(Ti)、铟(In)、钇(Y)、锂(Li)、钆(Gd)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)和铅(Pb)或其合金。
有机层116可以由包括红色有机发光层EML的单叠层结构构成，或者有机层116可以被形成为具有：包括多个红色有机发光层EML的多叠层串联结构，或者包括红绿色有机发光层EML和天蓝色有机发光层EML的多叠层串联结构。
此外，有机层116可以包括：电子注入层EIL和空穴注入层HIL，其分别向有机发光层EML注入电子和空穴；电子传输层ETL和空穴传输层HTL，其分别向发光层传输所注入的电子和空穴；以及电荷产生层CGL，其产生诸如电子和空穴等电荷。下面将参考图3A至图3C描述其具体结构。
当电流施加到第一电极115和第二电极117时，电子从第二电极117注入到有机层116，并且空穴从第一电极115注入到有机层116。此后，激子由有机层116产生。当激子衰变时，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。
这里，根据第一电极115和第二电极117的透射率和反射率，确定由有机层116产生的光是发射到前侧还是发射到后侧。
在本公开内容的示例性实施例中，如上所述，第一电极115用作透明电极，并且第二电极117用作反射电极。因此，从有机层116发射的光被第二电极117反射，以透射穿过第一电极115，使得所产生光被发送到有机发光二极管单元110的下部。即，根据本公开内容的示例性实施例的有机发光二极管单元110可以执行底部发光。然而，其不限于此，并且第一电极115用作反射电极，而第二电极117用作透明电极，使得有机发光二极管单元110可以执行顶部发光。
阻挡层114设置在第一电极115下方，以阻挡从基板111和内部光提取层112渗透的湿气和空气。
为了执行上述功能，阻挡层114可以由单层无机材料形成，例如氧化硅SiOx或氮化硅SiNx。如果需要，阻挡层114可以由无机材料和有机材料的复合层形成。
内部光提取层112设置在基板111和阻挡层114之间，以增大从执行底部发光的有机发光二极管产生的光的外部提取效率。
内部光提取层112将氧化钛TiO2颗粒插入到树脂中以增大内部光散射并增大表面粗糙度，从而增大光学提取效率。具体地，可以通过喷墨涂覆方法将内部光提取层112形成为具有450nm的厚度，并且氧化钛TiO2颗粒的直径可以为200nm至300nm。然而，取决于照明装置100的设计需求，具体值可以改变为各种值。
平坦化层113设置在内部光提取层112上，以补偿内部光提取层112的表面粗糙度，从而提高有机发光二极管单元110的可靠性。
通过将氧化锆颗粒插入到树脂中来制造平坦化层113，并且平坦化层113补偿内部光提取层112的表面粗糙度。具体地，可以通过喷墨涂覆方法将平坦化层113形成为具有150nm的厚度，并且氧化锆颗粒的直径可以是50nm。然而，取决于照明装置100的设计需求，具体值可以改变为各种值。
封装单元120覆盖有机发光二极管单元110，以通过阻挡来自外部的影响来保护有机发光二极管单元110。封装单元120包括与第二电极117接触的粘合层121、与粘合层121接触的金属膜122、以及附着到金属膜122上的保护膜123。
粘合层121可以由压敏粘合剂(PSA)构成，该压敏粘合剂粘合金属膜122和有机发光二极管单元110。粘合层121的厚度可以是30μm，但不限于此，并且根据照明装置100的设计需求，粘合层121的厚度可以改变为各种值。
金属膜122设置在粘合层121上以保持照明装置100的刚性。为此目的，金属膜122可以由厚度为20μm的铜(Cu)形成，但是不限于此，并且根据照明装置100的设计需求，金属膜122可以变化为各种形式。
保护膜123设置在金属膜122上以吸收对照明装置100的外部冲击并保护照明装置100。为此目的，保护膜123可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜形成，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜是厚度为100μm的聚合物膜，但保护膜123不限于此，并且根据照明装置100的设计需求，保护膜123可以变化为各种形式。
图3A至图3C是示出了根据本公开内容的示例性实施例的有机层的叠层结构的截面图。
具体地，图3A示出了具有单叠层的有机层116，图3B示出了具有包括双叠层的串联结构的有机层116，并且图3C示出了具有包括三叠层的串联结构的有机层116。
参照图3A，有机层116包括依次层叠的空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子阻挡层(EBL)、有机发光层(EML)、电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)。
空穴注入层HIL是将来自第一电极115的空穴平滑地注入到有机发光层EML的有机层。空穴注入层HIL可以由包括以下中的任何一种或多种的材料形成：HAT-CN(dipyrazino[2,3-f:2',3'-h]quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile)、CuPc(phthalocyanine)、F4-TCNQ(2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyano-quinodimethane)、以及NPD(N,N'-bis(naphthalene-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidine)，但不限于此。
空穴传输层HTL是将来自空穴注入层HIL的空穴平滑地传送到有机发光层EML的有机层。例如，空穴传输层HTL可以由包括以下中的任何一种或多种的材料形成：NPD(N,N'-bis(naphthalene-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidine)、TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine)、s-TAD(2,2',7,7'-tetrakis(N,N-dimethylamino)-9,9-spirofluorene)、以及MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)–trip henylamine)，但不限于此。
电子阻挡层EBL是阻挡被注入到有机发光层EML中的电子越过空穴传输层HTL的有机层。电子阻挡层EBL阻挡电子的移动，以改善空穴和电子在有机发光层EML中的组合，并提高有机发光层EML的发光效率。即使电子阻挡层EBL可以由与空穴传输层HTL相同的材料形成，并且空穴传输层HTL和电子阻挡层EBL可以形成为不同的层，但是其不限于此，并且空穴传输层HTL和电子阻挡层EBL可以组合。
在有机发光层EML中，通过第一电极115供应的空穴和通过第二电极117供应的电子重新结合以产生激子。这里，将产生激子的区域称为发光区域(或发光区)或重新结合区。
有机发光层(EML)设置在空穴传输层HTL和电子传输层ETL之间，并且包括发射具有特定颜色的光的材料。在这种情况下，有机发光层EML可以包括发射红光的材料。
有机发光层EML可以具有宿主-掺杂剂系统，即，一种这样的系统，在该系统中，具有大重量比的宿主材料被掺杂有小重量比的发光掺杂剂材料。
在这种情况下，有机发光层EML可以包括多种宿主材料或包括单一宿主材料。包括多种宿主材料或单一宿主材料的有机发光层EML掺杂有红色磷光掺杂剂材料。也就是说，有机发光层EML是红色发光层，并且从有机发光层EML发射的光的波长范围可以是600nm至660nm。
红色磷光掺杂剂材料是能够发射红光的材料。从掺杂有红色磷光掺杂剂材料的有机发光层EML发射的光的EL光谱具有在红色波长区域中的峰值或者具有在对应于红色的波长区域中的峰值。
红色磷光掺杂剂材料可以由包括以下中的任何一种或多种的材料形成：铱(Ir)配体络合物，其包括Ir(ppy)3(fac-tris(2-phenylpyridine)iridium)(tris(2-phenylpyridine)iridium)、PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonateiridium)、PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium)、PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium)、Ir(piq)3(tris(1-pheny lisoquinoline)iridium)、以及Ir(piq)2(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)(acetylacetonate)iridium)；PtOEP(octaethylporphyrinporphine platinum)PBD：Eu(DBM)3(Phen)；以及二萘嵌苯(perylene)，但是不限于此。
从电子注入层EIL向电子传输层ETL供应电子。电子传输层ETL将供应的电子传送到有机发光层EML。
此外，电子传输层ETL执行与空穴阻挡层HBL相同的功能。空穴阻挡层可以抑制不参与重新结合的空穴从有机发光层EML泄漏。
例如，电子传输层ETL可以由以下中的任何一种或多种形成：Liq(8-hydroxyquinolinolato-lithium)、PBD(2-(4-biphenyl)-5-(4-tert-butylphe nyl)-1,3,4-oxadiazole)、TAZ(3-(4-biphenyl)4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole)、BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)、以及BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminum)，但不限于此。
电子注入层EIL是将来自第二电极117的电子平滑地注入到有机发光层EML的层。例如，电子注入层EIL可以由包括以下中的任何一种或多种的材料形成：碱金属或碱土金属离子形式，例如LiF、BaF2和CsF，但电子注入层EIL不限于此。
取决于使用有机发光二极管的照明装置100的结构或特性，可以省略电子注入层EIL和电子传输层ETL。
参照图3B，有机层116包括：第一叠层ST1，包括第一有机发光层EML1；第二叠层ST2，包括第二有机发光层EML2；以及电荷产生层CGL，设置在第一叠层ST1和第二叠层ST2之间。
这里，第一叠层ST1包括电子注入层EIL、第一电子传输层ETL1、第一有机发光层EML1、第一电子阻挡层EBL1和第一空穴传输层HTL1。第二叠层ST2包括第二电子传输层ETL2、第二有机发光层EML2、第二电子阻挡层EBL2、第二空穴传输层HTL2和空穴注入层HIL，并且每层的功能和配置均如上所述。
同时，电荷产生层CGL设置在第一叠层ST1和第二叠层ST2之间。电荷产生层CGL向第一叠层ST1和第二叠层ST2供应电荷，以控制第一叠层ST1和第二叠层ST2之间的电荷平衡。
电荷产生层CGL包括N型电荷产生层N-CGL和P型电荷产生层P-CGL。N型电荷产生层N-CGL与第二电子传输层ETL2接触，并且P型电荷产生层P-CGL设置在N型电荷产生层N-CGL和第一空穴传输层HTL1之间。电荷产生层CGL可以由多个层构成，该多个层包括N型电荷产生层N-CGL和P型电荷产生层P-CGL，但是电荷产生层CGL不限于此，并且可以由单层构成。
N型电荷产生层N-CGL将电子注入到第一叠层ST1。N型电荷产生层N-CGL可以包括N型掺杂剂材料和N型宿主材料。N型掺杂剂材料可以是元素周期表上的第1族和第2族中的金属、可注入电子的有机材料、或其混合物。例如，N型掺杂剂材料可以是碱金属和碱土金属中的任何一种。也就是说，N型电荷产生层N-CGL可以由掺杂有碱金属(例如，锂(Li)、钠(Na)、钾(K)或铯(Cs))或者碱土金属(例如，镁(Mg)、锶(Sr)、钡(Ba)或镭(Ra))的有机层116形成，但不限于此。N型宿主材料可以由能够传送电子的材料形成，例如，可以由以下中的任何一种或多种形成：Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)、Liq(8-hydroxyquinolinolato-lithium)、PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole)、TAZ3-(4-biphenyl)4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole)、螺环-PBD、BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium)、SAlq、TPBi(2,2’,2-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole)、恶二唑、三唑、菲咯啉、苯并恶唑和苯并噻唑，但N型宿主材料不限于此。
P型电荷产生层P-CGL将空穴注入到第二叠层ST2。P型电荷产生层P-CGL可以包括P型掺杂剂材料和P型宿主材料。P型掺杂剂材料可以由金属氧化物、诸如F4-TCNQ(tetrafluoro-tetracyanoquinodimethane)、HAT-CN(Hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile)或三亚吡嗪(hexaazatriphenylene)等有机材料、或诸如V2O5、MoOx和WO3等金属材料形成，但不限于此。P型宿主材料可以由能够传送空穴的材料形成，例如，可以由包括以下中的任何一种或多种的材料形成：NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenylbenzidine)(N,N'-bis(naphthalene-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidine)、TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine)和MTDATA(4,4',4-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)，但P型宿主材料不限于此。
参照图3C，有机层116包括：第一叠层ST1，包括第一有机发光层EML1；第二叠层ST2，包括第二有机发光层EML2；第三叠层ST3，包括第三有机发光层EML3；第一电荷产生层CGL1，设置在第一叠层ST1和第二叠层ST2之间；以及第二电荷产生层CGL2，设置在第二叠层ST2和第三叠层ST3之间。
这里，第一叠层ST1包括电子注入层EIL、第一电子传输层ETL1、第一有机发光层EML1、第一电子阻挡层EBL1和第一空穴传输层HTL1。第二叠层ST2包括第二电子传输层ETL2、第二有机发光层EML2、第二电子阻挡层EBL2和第二空穴传输层HTL2。第三叠层ST3包括第三电子传输层ETL3、第三有机发光层EML3、第三电子阻挡层EBL3、第三空穴传输层HTL3和空穴注入层HIL。每层的功能和配置如上所述。
第一电荷产生层CGL1包括第一N型电荷产生层N-CGL1和第一P型电荷产生层P-CGL1，并且第一N型电荷产生层N-CGL1与第二电子传输层ETL2接触。第一P型电荷产生层P-CGL1设置在第一N型电荷产生层N-CGL1和第一空穴传输层HTL1之间。
第二电荷产生层CGL2包括第二N型电荷产生层N-CGL2和第二P型电荷产生层P-CGL2，并且第二N型电荷产生层N-CGL2与第三电子传输层ETL3接触。第二P型电荷产生层P-CGL2设置在第二N型电荷产生层N-CGL2和第二空穴传输层HTL2之间。第一电荷产生层CGL1和第二电荷产生层CGL2的功能和配置如上所述。
这里，第一有机发光层EML1和第三有机发光层EML3是红绿色有机发光层，并且从第一有机发光层EML1和第三有机发光层EML3发射的光的波长范围可以是520nm至580nm。第二有机发光层EML2是天蓝色有机发光层，并且从第二有机发光层EML2发射的光的波长范围可以是450nm至480nm。
图4A是根据本公开内容的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置的正视图，并且图4B是根据本公开内容的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置的照明单元的放大图。
图5是沿图4A中的线I-I'和II-II'截取的截面图。
具体地，图4A示出了第一电极115、第二电极117和封装单元120的布置关系。沿线I-I'截取的图5的截面图解释了第二电极117和第二接触电极117p之间的连接关系，并且沿线II-II'截取的图5的截面图解释了第一电极115和第一接触电极115p之间的连接关系。
如图4A和图5所示，第一电极115设置在基板111上，第二电极117设置在第一电极115上，并且封装单元120设置为覆盖第二电极117。
这里，第一电极115和第二电极117的重叠区域可以被定义为照明单元EA，其中从设置在第一电极115和第二电极117之间的有机层116产生光。
第一电极115由透明导电层形成，以具有发射光透射穿过第一电极的优点，但是也具有与不透明金属相比电阻非常高的缺点。因此，当制造大尺寸照明装置100时，由于透明高电阻导电层的高电阻，施加到大的照明单元EA的电流分布不均匀，并且由于不均匀的电流分布，大尺寸照明装置不能发射具有均匀亮度的光。
因此，参照图4B和图5，为了大尺寸照明装置100的均匀亮度发光，可以设置电连接到第一电极115的辅助线AL，这使得施加到照明单元EA的电流的分布均匀。
辅助线AL设置在整个照明单元EA上方，该辅助线AL具有小的厚度，具有网状、网格形状、六边形或八边形形状或圆形形状。辅助线AL可以由具有良好导电性的金属构成，例如铝(Al)、金(Au)、铜(Cu)、钛(Ti)、钨(W)、钼(Mo)或其合金。即使未在图中示出，辅助线AL可以被配置为具有由上辅助线AL和下辅助线AL构成的双层结构，但是本公开内容不限于此，并且辅助线可以由单层构成。
这里，在图5中，示出了电连接到第一电极115的辅助线AL设置在第一电极115下方以与第一电极115电接触。然而，本公开内容不限于此，并且辅助线AL可以设置在第一电极115上方。
此外，当将第一电极115形成为三层时，辅助线AL可以设置在第一电极115的三层之间，并且下面将参考6C至6F对其进行详细描述。
此外，如图4A所示，第一电极115可以由电极层构成，其中在一侧的中心部分处形成凹部，并且通过辅助线AL电连接到第一电极115的第一接触电极115p可以延伸到被设置在一侧的两端。然而，第一电极115的形状不限于此，相反第一电极115可以形成为其中形成有凹部的各种形状。
此外，与第一电极115分开的第二接触电极117p可以设置在第一电极115的一侧的凹部中。如图5所示，第二接触电极117p通过连接孔CNT电连接到第二电极117。
具体地，如图5所示，第一接触电极115p通过辅助线AL连接到第一电极115，以与第一电极115形成等电位面。因此，第一接触电极115p、辅助线AL和第一电极115彼此电连接。此外，如图5所示，第二接触电极117p电连接到第二电极117和虚设电极DM。
上述虚设电极DM与辅助线AL一样由同一层上的相同材料形成，并且设置在凹部中以与辅助线AL电隔离。因此，第一电极115和第二电极117并不电连接，从而将电流供应到有机层116。
这里，第一接触电极115p和第二接触电极117p可以由具有高导电性的金属形成，并且具体地，第一接触电极115p和第二接触电极117p可以与第一电极115一样由同一层上的相同材料形成。因此，如下所述，第一电极115可以由三层电极图案形成，使得第一接触电极115p和第二接触电极117p也可以与第一电极115一样由三层电极图案形成。
封装单元120形成为覆盖第一电极115和第二电极117二者，但是暴露出第一接触电极115p和第二接触电极117p。通过这样做，第一接触电极115p和第二接触电极117p可以电连接到外部。因此，可以通过连接到外部的第一接触电极115p向第一电极115施加信号，并且第二电极117可以通过连接到外部的第二接触电极117p连接到外部。
绝缘层INS设置在非发光区域上的第一电极115和第二电极117之间，在非发光区域中设置发光单元EA的辅助线AL以抑制由于有机层116的损坏而导致的第一电极115和第二电极117之间的短路。
具体地，绝缘层INS被配置为覆盖非发光区域的辅助线AL和该辅助线上方的第一电极115。如上所述，形成绝缘层INS以包围辅助线AL，以减小由于辅助线AL引起的台阶。因此，之后形成的各种层可以被可靠地形成而不会短路。绝缘层INS可以由诸如氧化硅SiOx或氮化硅SiNx等无机材料构成。然而，绝缘层INS可以由诸如光丙烯酸(photoacryl)等有机材料构成，并且还可以由多层无机材料和有机材料构成。
此外，如图4B所示，绝缘层INS在被供给电流的第一电极115中形成短路防止图案，以实现窄路径，并且第一电极115被绝缘以覆盖短路防止图案，从而抑制短路。也就是说，将短路防止图案形成为包围各个像素的发光区域的外边缘，并且将电阻器添加到各个像素，以限制在产生短路的区域中流动的电流。
图6A至图6F是沿图4B中的线III-III'截取的截面图。
具体地，图6A和图6B示出了作为单层的第一电极115，并且图6C至图6F示出了作为三层的第一电极115。
参照图6A，在根据本公开内容的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置100中，辅助线AL可以设置在基板111上，并且可以将作为单层的第一电极115形成为覆盖辅助线AL。此外，绝缘层INS可以形成在作为单层的第一电极115上，从而与辅助线AL重叠。
换言之，绝缘层INS和由不透明金属形成的辅助线AL设置在非发光区域中。
有机层116和第二电极117按照顺序设置在其中形成有绝缘层INS的第一电极115上。
参照图6B，根据本公开内容的另一示例性实施例，作为单层的第一电极115可以设置在整个基板111上，并且辅助线AL可以设置在第一电极115上。此外，绝缘层INS可以形成在辅助线AL上，从而与辅助线AL重叠。
这里，当第一电极115是单层时，第一电极115可以由氧化铟锡ITO或氧化铟锌IZO形成，氧化铟锡ITO或氧化铟锌IZO是具有良好导电性的透明金属氧化物材料。
此外，在图6C至图6F中，第一电极115可以形成为三层电极。
具体地，第一电极115可以被配置为包括顺序层叠在基板111上的下电极115a、中间电极115b和上电极115c。
换言之，第一电极115可以包括与有机层116接触的上电极115c、与上电极115c接触的中间电极115b、以及与中间电极115b接触的下电极115a。
此外，如图6C至图6F所示，辅助线AL可以设置在第一电极115的内部或外部，第一电极115是各种形式的三层。
根据本公开内容的示例性实施例，如图6C所示，辅助线AL设置在基板111上，并且下电极115a、中间电极115b和上电极115c顺序地设置在辅助线AL上。也就是说，辅助线AL可以设置在下电极115a和基板111之间。
此后，绝缘层INS、有机层116和第二电极117可以顺序地设置在上电极115c上。
根据本公开内容的另一示例性实施例，如图6D所示，下电极115a可以设置在基板111上，并且辅助线AL可以设置在下电极115a上。此外，中间电极115b和上电极115c可以顺序地设置以覆盖辅助线AL。也就是说，辅助线AL可以设置在中间电极115b和下电极115a之间。
此后，绝缘层INS、有机层116和第二电极117可以顺序地设置在上电极115c上。
根据本公开内容的又一示例性实施例，如图6E所示，下电极115a和中间电极115b顺序地设置在基板111上，并且辅助线AL设置在中间电极上。此外，上电极115c可以设置为覆盖辅助线AL。也就是说，辅助线AL可以设置在上电极115c和中间电极115b之间。
此后，绝缘层INS、有机层116和第二电极117可以顺序地设置在上电极115c上。
根据本公开内容的又一示例性实施例，如图6F所示，下电极115a、中间电极115b和上电极115c顺序地设置在基板111上，并且辅助线AL可以设置在上电极115c上。
此后，可以顺序地设置绝缘层INS、有机层116和第二电极117以覆盖辅助线AL。也就是说，辅助线AL可以设置在有机层116和上电极115c之间。
如上所述，第一电极115被形成为三层，使得可以从包括第一电极115、第二电极117和有机层116的有机发光二极管发射光，其中该光与有机层116的法线方向成一角度。
具体地，上电极115c是厚度小于
Figure BDA0002099744340000161
的氧化铟锡(ITO)，中间电极115b是银(Ag)，其是厚度为
Figure BDA0002099744340000162
to
Figure BDA0002099744340000163
的金属。此外，下电极115a可以是折射率为1.4至1.5的电介质。
在这种情况下，可以从有机发光二极管单元110发射光，以使光与有机层116的法线方向形成15°至20°的角度。下面将参考图7描述其细节。
图7是示出了根据本公开内容的示例性实施例的包括有机发光二极管的照明装置的发光路径的视图。图8是用于解释根据本公开内容的示例性实施例的包括有机发光二极管的照明装置的光分布的曲线图。
外部光提取层130折射由有机发光二极管单元110产生的光，同时保持光与正面的预定角度，从而提高正面亮度。
具体地，如图1和图7所示，外部光提取层130附接到有机发光二极管单元110的后表面(其为光提取表面)，并且外部光提取层130包括具有规则的四面金字塔形状的至少一个单元结构。具体地，具有规则的四面金字塔形状的单元结构的横截面可以是三角形。
具有规则的四面金字塔形状的单元结构的顶角是90°，并且下底部的一个边的长度L是1μm到500μm。
如果单元结构的下底部的一个边的长度小于1μm，则单元结构的图案密度增大，从而可以产生从发光装置100发出的光看起来像波的莫尔现象。
相反，当单元结构的下底部的一个边的长度L为500μm或更大时，设置在非发光区域中的辅助线AL被直接暴露，使得在外部看出图案，从而降低了可见度。
因此，具有规则的四面金字塔形状的单元结构的下底部的一个边的长度L可以被确定为1μm至500μm。
也就是说，相关技术的有机发光二极管的第一电极115被形成为单层以形成弱共振结构，从而无法将由有机发光二极管产生的光集中在特定的方向。相反，由有机发光二极管产生的光在随机方向上发散，使得照明装置的正面亮度降低。
然而，参照图7，在本公开内容的使用有机发光二极管的照明装置100中，从有机发光二极管单元110发射光，其中该光与有机层116的法线方向成一角度，并且偏转的光被外部光提取层130折射到正面方向，该正面方向是有机层116的法线方向。
具体地，外部光提取层130的具有规则四面金字塔形状的单元结构对于以大约17度入射的光具有最大正面亮度贡献率。可以通过调节中间电极115b的厚度来调节第一电极115的反射率，并因此共振强度变化，使得光的出射角可以变化。通过这样做，将入射到具有规则的四面金字塔形状的单元结构上的光的入射角控制为大约17度，以提高正面亮度。
结果，在根据本公开内容的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置100中，正面亮度被提高至达到12000尼特。
参照图8，证实了在作为本公开内容的比较示例的相关技术的照明装置中，在0°至30°附近产生具有类似强度的光。
与之相比，在本公开内容的示例性实施例的照明装置100的情况下，证实了亮度在0°的光分布附近最集中，并且亮度在30°处急剧减小。
因此，证实了在根据本公开内容的示例性实施例的使用有机发光二极管的照明装置100中，亮度集中在前表面上，使得正面亮度得到提高。
在下文中，将参照图9A和图9B描述照明装置100的正面亮度根据第一电极115的配置而变化。
图9A是示出了正面亮度与本公开内容的示例性实施例的中间电极的厚度的关系的曲线图，并且图9B是示出了正面亮度与本公开内容的示例性实施例的第一电极的反射率的关系的曲线图。
参照图9A，如上所述，证实了：当由银(Ag)构成的中间电极115b具有
Figure BDA0002099744340000171
至
Figure BDA0002099744340000172
的厚度时，照明装置100具有8000尼特或更高的正面亮度。
因此，证实了：当中间电极115b的厚度为
Figure BDA0002099744340000173
至
Figure BDA0002099744340000174
时，正面亮度得到提高。
此外，参照图9B所示，证实了照明装置100的正面亮度根据第一电极115对波长为650nm的光的反射率而变化。
具体地，证实了：当第一电极115对波长为650nm的光的反射率为40％至70％时，照明装置100具有8000尼特或更高的正面亮度。
因此，证实了：当第一电极115对波长为650nm的光的反射率为40％至70％时，正面亮度得到提高。
图10A是示出了正面亮度与本公开内容的示例性实施例的下电极的折射率的关系的曲线图，并且图10B是示出了正面亮度与本公开内容的示例性实施例的下电极的厚度的关系的曲线图。
参照图10A，证实了：当下电极115a是具有1.4至1.5的折射率的电介质时，发光装置100输出9600尼特或更高的最大正面亮度。
因此，证实了：当下电极115a具有1.4至1.5的折射率时，正面亮度得到提高。
此外，参照图10B，证实了：当由电介质构成的下电极115a的厚度为
Figure BDA0002099744340000181
时，照明装置100可以输出9500尼特或更高的最大正面亮度。此外，还证实了：当下电极115a的厚度增大到大于
Figure BDA0002099744340000182
时，照明装置100的正面亮度从最大正面亮度稍微下降。
因此，证实了：当下电极115a的厚度为
Figure BDA0002099744340000183
时，正面亮度得到提高。
本公开内容的示例性实施例还可以描述如下：
根据本公开内容的一个方面，一种使用有机发光二极管的照明装置包括：有机发光二极管单元，其包括设置在基板上的有机层，并且发射光，所述光与所述有机层的法线方向成一角度；以及外部光提取层，其将有机发光二极管单元产生的光折射到法线方向。
外部光提取层可以包括具有规则的四面金字塔形状的至少一个单元结构。
单元结构的顶角可以是90°。
单元结构的下底部可以是正方形，该正方形的一个边的长度为1μm至500μm。
有机发光二极管单元还可以包括附着在有机层的两个表面上的第一电极和第二电极，并且第一电极可以包括与有机层接触的上电极、与上电极接触的中间电极、以及与中间电极接触的下电极。
上电极由厚度小于
Figure BDA0002099744340000184
的氧化铟锡(ITO)构成。
中间电极可以由厚度为
Figure BDA0002099744340000191
至
Figure BDA0002099744340000192
的金属层构成。
下电极的折射率可以是1.4至1.5。
第一电极的反射率可以为40％至70％。
有机发光二极管单元还可以包括辅助线，该辅助线电连接到第一电极。
辅助线可以设置在有机层和上电极之间。
辅助线可以设置在上电极和中间电极之间。
辅助线可以设置在中间电极和下电极之间。
辅助线可以设置在下电极和基板之间。
有机层可以包括至少一个有机发光层和电荷产生层。
至少一个有机发光层可以包括第一有机发光层和第二有机发光层，所述第一有机发光层和所述第二有机发光层中的每一个包括红色掺杂剂，并且电荷产生层设置在所述第一有机发光层和所述第二有机发光层之间。
尽管已经参考附图详细描述了本公开内容的示例性实施例，但是本公开内容不限于此，并且可以在不脱离本公开内容的技术构思的情况下以许多不同的形式来实施本公开内容。因此，提供本公开内容的示例性实施例仅用于说明目的，而不是要限制本公开内容的技术构思。本公开内容的技术构思的范围不限于此。因此，应该理解，上述示例性实施例在所有方面都是示例性的，并不限制本公开内容。应当基于以下权利要求来解释本公开内容的保护范围，并且在其等同范围内的所有技术构思应被解释为落入本公开内容的范围内。

Claims (14)

1.一种使用有机发光二极管的照明装置，包括：
有机发光二极管单元，其包括设置在基板上的有机层，并且发射光，所述光与所述有机层的法线方向成一角度；以及
外部光提取层，其将由所述有机发光二极管单元产生的光折射到所述法线方向，
其中，所述有机发光二极管单元还包括附着在所述有机层的两个表面上的第一电极和第二电极，并且所述第一电极包括：与所述有机层接触的上电极，与所述上电极接触的中间电极，以及与所述中间电极接触的下电极，
其中，所述中间电极由厚度为
Figure FDA0003388555540000011
至
Figure FDA0003388555540000012
的金属层构成。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述外部光提取层包括至少一个具有规则四面金字塔形状的单元结构。
3.根据权利要求2所述的照明装置，其中，所述单元结构的顶角为90°。
4.根据权利要求2所述的照明装置，其中，所述单元结构的下底部是正方形，其一个边的长度为1μm至500μm。
5.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述上电极由厚度小于
Figure FDA0003388555540000013
的氧化铟锡(ITO)构成。
6.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述下电极的折射率为1.4至1.5。
7.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述第一电极的反射率为40％至70％。
8.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述有机发光二极管单元还包括辅助线，所述辅助线电连接到所述第一电极。
9.根据权利要求8所述的照明装置，其中，所述辅助线设置在所述有机层和所述上电极之间。
10.根据权利要求8所述的照明装置，其中，所述辅助线设置在所述上电极和所述中间电极之间。
11.根据权利要求8所述的照明装置，其中，所述辅助线设置在所述中间电极和所述下电极之间。
12.根据权利要求8所述的照明装置，其中，所述辅助线设置在所述下电极和所述基板之间。
13.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述有机层包括：
至少一个有机发光层；以及
电荷产生层。
14.根据权利要求13所述的照明装置，其中，
所述至少一个有机发光层包括第一有机发光层和第二有机发光层，
所述第一有机发光层和所述第二有机发光层中的每一个包括红色掺杂剂，并且
所述电荷产生层设置在所述第一有机发光层和所述第二有机发光层之间。
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