Органический светоизлучающий диод с испускающим свет электродом

Органический светоизлучающий диод с испускающим свет электродом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Для данной заявки испрашивается приоритет по предварительной патентной заявке США 61/920792, поданной 26 декабря 2013 г., содержание которой во всей его полноте включено здесь посредством ссылки.

Уведомление о государственной поддержке

Данное изобретение было выполнено при государственной поддержке согласно контракту № DE-EE-0003209, заключенному с Министерством энергетики. Правительство Соединенных Штатов может обладать определенными правами на это изобретение.

Уровень техники

Область техники

Настоящее изобретение в общем смысле относится к органическим светоизлучающим диодам (OLED) и, более конкретно, к органическому светоизлучающему диоду, имеющему проводящий электрод с улучшенными светоизлучающими свойствами.

Технические аспекты

Органический светоизлучающий диод (OLED) представляет собой устройство, имеющее эмиссионный слой, который в ответ на приложение электрического тока испускает электромагнитное излучение, такое как видимый свет. Эмиссионный слой располагается между двумя электродами (анодом и катодом). Когда между анодом и катодом (то есть через эмиссионный слой) пропускается электрический ток, эмиссионный слой испускает электромагнитную энергию. OLED применяются в многочисленных приложениях, таких как телевизионные экраны, компьютерные мониторы, мобильные телефоны, карманные персональные компьютеры (PDA), часы, осветительные приборы и различные другие электронные устройства.

OLED предоставляют многочисленные преимущества перед стандартными неорганическими устройствами, такими как жидкие кристаллы, используемые для дисплеев, и лампы накаливания или компактные люминесцентные лампы (CLF), а также в других связанных с освещением применениях. Например, OLED функционируют без необходимости в задней подсветке. При слабой окружающей освещенности, например, в темной комнате экран из OLED может достигать более высокой контрастности, чем стандартные жидкокристаллические дисплеи. OLED также тоньше, легче и более гибкие, чем жидкокристаллические дисплеи. OLED требуют меньшего количества энергии для работы и могут обеспечивать экономию затрат по сравнению с лампами накаливания или компактными люминесцентными лампами.

Однако одним недостатком устройств с OLED является то, что значительное количество электромагнитной энергии, генерируемой эмиссионным слоем, не испускается из устройства OLED. Значительная доля произведенной энергии электромагнитного поля захватывается внутри устройства OLED из-за «оптического волноводного эффекта», вызываемого отражением электромагнитного излучения на границах раздела различных слоев устройства OLED. В типичном осветительном устройстве OLED из-за этого оптического волноводного эффекта около 80% испускаемого из эмиссионного слоя видимого света захватываются в устройстве OLED. Таким образом, на самом деле устройством OLED испускаются только около 20% производимого эмиссионным слоем света.

Было бы предпочтительно предоставить устройство OLED, из которого по сравнению со стандартными устройствами OLED испускалось бы больше электромагнитного излучения, генерируемого эмиссионным слоем данного устройства OLED. Например, было бы предпочтительным предложение способа ослабления оптического волноводного эффекта по меньшей мере в одном слое устройства OLED с тем, чтобы увеличить испускание OLED. Также было бы предпочтительным обеспечение способа изготовления устройства OLED, обладающего сниженным оптическим волноводным эффектом для содействия увеличенному электромагнитному излучению от устройства OLED.

Сущность изобретения

Объекты изобретения описываются следующими пронумерованными пунктами:

Пункт 1. Органический светоизлучающий диод содержит подложку, первый электрод, эмиссионно-активный пакет и второй электрод. По меньшей мере один из первого электрода и второго электрода представляет собой светоиспускающий электрод, содержащий металлический слой. Данный металлический слой содержит светорассеивающие элементы на и/или в металлическом слое.

Пункт 2. Органический светоизлучающий диод по пункту 1, в котором рассеивающие свет элементы выбираются из группы, состоящей из выступов, дендритов, трещин, пустот, участков с плотностью, отличающейся от плотности металлического слоя, и участков с химической композицией, отличающейся от композиции металлического слоя.

Пункт 3. Органический светоизлучающий диод по п.п. 1 или 2, в котором светорассеивающие элементы содержат выступы.

Пункт 4. Органический светоизлучающий диод по любому из п.п. 1-3, в котором светорассеивающие элементы содержат выступы, имеющие высоту в диапазоне от 5 нм до 100 нм, такую как от 10 нм до 80 нм, такую как от 20 нм до 60 нм, такую как от 30 нм до 60 нм, такую как от 30 нм до 50 нм.

Пункт 5. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-4, в котором светорассеивающие элементы содержат выступы и в котором по меньшей мере некоторые из таких выступов имеют минимальную высоту 5 нм, такую как 10 нм, такую как 15 нм, такую как 20 нм, такую как 25 нм, такую как 30 нм, такую как 35 нм, такую как 40 нм, такую как 50 нм.

Пункт 6. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-5, в котором светорассеивающие элементы содержат выступы и в котором по меньшей мере некоторые из таких выступов имеют максимальную высоту 100 нм, такую как 90 нм, такую как 80 нм, такую как 70 нм, такую как 60 нм, такую как 55 нм, такую как 50 нм, такую как 45 нм, такую как 40 нм.

Пункт 7. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-6, в котором по меньшей мере некоторые из светорассеивающих элементов являются имеющими форму дендритов.

Пункт 8. Органический светоизлучающий диод по п. 7, в котором по меньшей мере некоторые из имеющих форму дендритов светорассеивающих элементов имеют диаметр в диапазоне от 10 микрон до 50 микрон, такой как от 10 микрон до 40 микрон, такой как от 20 микрон до 40 микрон, такой как от 30 микрон до 40 микрон.

Пункт 9. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-8, в котором металлический слой содержит по меньшей мере один металл, выбранный из группы, состоящей из платины, иридия, осмия, палладия, алюминия, золота, меди, серебра и их смесей и/или сплавов.

Пункт 10. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-9, в котором металлический слой содержит металлическое серебро.

Пункт 11. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-10, в котором светоиспускающий электрод представляет собой многослойную структуру, содержащую металлический слой со светорассеивающими элементами.

Пункт 12. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-11, в котором светоиспускающий электрод является анодом.

Пункт 13. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-12, в котором второй электрод является прозрачным.

Пункт 14. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-13, в котором второй электрод располагается ближе к подложке, чем первый электрод.

Пункт 15. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-14, включающий подслой, расположенный между металлическим слоем и подложкой.

Пункт 16. Органический светоизлучающий диод по п. 15, в котором подслой содержит один или несколько металлических оксидных материалов, выбранных из группы, состоящей из оксидов кремния, титана, алюминия, циркония, фосфора, гафния, ниобия, цинка, висмута, свинца, индия, олова, их сплавов и смесей.

Пункт 17. Органический светоизлучающий диод по пунктам 15 или 16, в котором подслой выбирается из группы, состоящей из однородного слоя, градиентного слоя и многослойной структуры.

Пункт 18. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 15-17, в котором подслой содержит по меньшей мере одно из слоя оксида цинка и слоя станната цинка.

Пункт 19. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 15-18, в котором подслой содержит слой из оксида цинка поверх слоя из станната цинка.

Пункт 20. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-19, включающий поверх металлического слоя слой праймера.

Пункт 21. Органический светоизлучающий диод по п.20, в котором слой праймера содержит материал, выбранный из группы, состоящей из титана, кремния, диоксида кремния, нитрида кремния, оксинитрида кремния, хромоникелевых сплавов, циркония, алюминия, сплавов кремния и алюминия, сплавов, содержащих кобальт и хром, и их смесей.

Пункт 22. Органический светоизлучающий диод по п.п. 20 или 21, в котором слой праймера содержит титан.

Пункт 23. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-22, включающий верхний слой, располагающийся поверх металлического слоя.

Пункт 24. Органический светоизлучающий диод по п. 23, в котором верхний слой содержит по меньшей мере один оксидный материал, выбранный из группы, состоящей из оксидов цинка, олова, циркония, алюминия, кремния, индия и их смесей.

Пункт 25. Органический светоизлучающий диод по п.п. 23 или 24, в котором верхний слой содержит станнат цинка.

Пункт 26. Органический светоизлучающий диод по п.п. 23 или 24, в котором верхний слой содержит смесь диоксида кремния и оксида алюминия.

Пункт 27. Органический светоизлучающий диод по п.п. 23 или 24, в котором верхний слой содержит проводящий слой, выбранный из группы, состоящей из оксида олова-индия, оксида алюминия-цинка и оксида цинка-индия.

Пункт 28. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-27, в котором первый электрод является катодом, выбранным из группы, состоящей из бария, кальция и магния.

Пункт 29. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-28, в котором первый электрод является непрозрачным и/или отражающим.

Пункт 30. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-29, в котором подложка содержит стекло.

Пункт 31. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-30, в котором светоиспускающий электрод имеет поверхностное сопротивление в диапазоне от 1 (Ом на квадрат) до 20 , такое как от 1 до 15 , такое как от 1 до 10 , такое как от 1 до 8 , такое как от 2 до 8 , такое как от 4 до 8 .

Пункт 32. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-31, в котором светоиспускающий электрод имеет пропускание видимого света в диапазоне от 50% до 97%, такое как от 70% до 95%, такое как от 75% до 95%, такое как от 80% до 95%, такое как от 85% до 95%, такое как от 88% до 95%, такое как от 90% до 95%.

Пункт 33. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-32, в котором светоиспускающий электрод имеет степень мутности в диапазоне от 0,5% до 10%, такую как от 1% до 10%, такую как от 1% до 8%.

Пункт 34. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-33, в котором светоиспускающий электрод имеет среднеквадратичное значение шероховатости поверхности в диапазоне от 5 нм до 60 нм, такое как от 25 нм до 60 нм, такое как от 40 нм до 60 нм, такое как от 50 нм до 60 нм.

Пункт 35. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-34, в котором подложка содержит стекло, в котором первый электрод является катодом, в котором светоиспускающий электрод является анодом, в котором светорассеивающие элементы содержат выступы, продолжающиеся от первой поверхности подложки, и в котором по меньшей мере некоторые из выступов имеют высоту в диапазоне от 20 нм до 60 нм.

Пункт 36. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 1-35, в котором подложка содержит стекло, в котором первый электрод является катодом, в котором первый электрод является непрозрачным и/или отражающим, в котором светоиспускающий электрод является анодом, в котором анод располагается ближе к подложке, чем первый электрод, в котором металлический слой содержит металлическое серебро, в котором светорассеивающие элементы содержат выступы, продолжающиеся от первой поверхности подложки, и в котором по меньшей мере некоторые из выступов имеют высоту в диапазоне от 20 нм до 60 нм.

Пункт 37. Органический светоизлучающий диод по п.п. 35 или 36, включающий подслой, расположенный между металлическим слоем и подложкой, в котором нижний слой содержит слой оксида цинка поверх слоя станната цинка.

Пункт 38. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 35-37, включающий слой праймера поверх металлического слоя, и в котором слой праймера содержит титан.

Пункт 39. Органический светоизлучающий диод по любому из пунктов 35-38, включающий верхний слой поверх металлического слоя, в котором верхний слой выбирается из группы, состоящей из станната цинка, смеси диоксида кремния и оксида алюминия, оксида олова-индия, оксида цинка-алюминия и оксида цинка-индия.

Пункт 40. Способ изготовления органического светоизлучающего диода, содержащий обеспечение первого электрода, эмиссионно-активного пакета и второго электрода поверх подложки. По меньшей мере один из первого и второго электродов является светоиспускающим электродом, содержащим металлический слой. Данный металлический слой содержит светорассеивающие элементы на и/или в металлическом слое.

Пункт 41. Способ по п. 40, в котором светорассеивающие элементы выбираются из группы, состоящей из выступов, дендритов, трещин, пустот, участков с плотностью, отличающейся от плотности металлического слоя, и участков с химической композицией, отличающейся от композиции металлического слоя.

Пункт 42. Способ по п.п. 40 или 41, в котором светорассеивающие элементы содержат выступы.

Пункт 43. Способ по любому из пунктов 40-42, в котором светорассеивающие элементы содержат выступы, имеющие высоту в диапазоне от 5 нм до 100 нм, такую как от 10 нм до 80 нм, такую как от 20 нм до 60 нм, такую как от 30 нм до 60 нм, такую как от 30 нм до 50 нм.

Пункт 44. Способ по любому из пунктов 40-43, в котором светорассеивающие элементы содержат выступы и в котором по меньшей мере некоторые из таких выступов имеют минимальную высоту 5 нм, такую как 10 нм, такую как 15 нм, такую как 20 нм, такую как 25 нм, такую как 30 нм, такую как 35 нм, такую как 40 нм, такую как 50 нм.

Пункт 45. Способ по любому из пунктов 40-44, в котором по меньшей мере некоторые из выступов имеют максимальную высоту 100 нм, такую как 90 нм, такую как 80 нм, такую как 70 нм, такую как 60 нм, такую как 55 нм, такую как 50 нм, такую как 45 нм, такую как 40 нм.

Пункт 46. Способ по любому из пунктов 40-45, в котором по меньшей мере некоторые из светорассеивающих элементов являются имеющими форму дендритов.

Пункт 47. Способ по п. 46, в котором по меньшей мере некоторые из имеющих форму дендритов светорассеивающих элементов имеют диаметр в диапазоне от 10 микрон до 50 микрон, такой как от 10 микрон до 40 микрон, такой как от 20 микрон до 40 микрон, такой как от 30 микрон до 40 микрон.

Пункт 48. Способ по любому из пунктов 40-47, в котором светоиспускающий электрод является анодом.

Пункт 49. Способ по любому из пунктов 40-48, в котором светорассеивающие элементы обеспечиваются по меньшей мере одним способом, выбранным из экспонирования металлического слоя в кислороде, нагревания металлического слоя, подвергания металлического слоя действию лазера, подвергания металлического слоя обработке кислородной плазмой и легирования металлического слоя.

Пункт 50. Способ по любому из пунктов 40-49, включающий экспонирование металлического слоя в кислороде в течение времени в диапазоне от 1 минуты до 20 минут, такого как от 1 минуты до десяти минут, такого как от 1 минуты до 5 минут, такого как от 3 минут до 5 минут, такого как от 3 минут до 4,5 минут.

Пункт 51. Способ по любому из пунктов 40-50, включающий нагревание металлического слоя до температуры в диапазоне от 400°С до 1000°С, такой как от 500°С до 900°С, такой как от 600°С до 800°С, такой как от 700°С до 800°С, такой как от 700°С до 750°С.

Пункт 52. Способ по любому из пунктов 40-51, включающий легирование металлического слоя допантом, выбранным из группы, состоящей из меди, алюминия и цинка.

Пункт 53. Способ по любому из пунктов 40-52, включающий размещение второго электрода ближе к подложке, чем первого электрода.

Пункт 54. Способ по любому из пунктов 40-53, включающий обеспечение подслоя между металлическим слоем и подложкой.

Пункт 55. Способ по п. 54, в котором подслой содержит по меньшей мере одно из слоя оксида цинка и слоя станната цинка.

Пункт 56. Способ по любому из пунктов 40-55, включающий обеспечение слоя праймера поверх металлического слоя.

Пункт 57. Способ по п. 56, в котором слой праймера содержит титан.

Пункт 58. Способ по любому из пунктов 40-57, включающий обеспечение верхнего слоя поверх металлического слоя.

Пункт 59. Способ по п. 58, в котором верхний слой выбирается из группы, состоящей из станната цинка, смеси диоксида кремния и оксида алюминия, оксида олова-индия, оксида цинка-алюминия, оксида цинка-индия и их смесей.

Пункт 60. Способ по любому из пунктов 40-59, в котором металлический слой содержит серебро.

Пункт 61. Светоиспускающий электрод, содержащий металлический слой, при том, что данный металлический слой содержит светорассеивающие элементы на и/или в металлическом слое.

Пункт 62. Светоиспускающий электрод по п. 61, в котором светорассеивающие элементы выбираются из группы, состоящей из выступов, дендритов, трещин, пустот, участков с плотностью, отличающейся от плотности металлического слоя, и участков с химической композицией, отличающейся от композиции металлического слоя.

Пункт 63. Светоиспускающий электрод по п.п. 61 или 62, в котором светорассеивающие элементы содержат выступы.

Пункт 64. Светоиспускающий электрод по любому из пунктов 61-63, в котором светорассеивающие элементы содержит выступы, имеющие высоту в диапазоне от 10 нм до 80 нм, такую как от 20 нм до 60 нм, такую как от 30 нм до 60 нм, такую как от 30 нм до 50 нм.

Пункт 65. Светоиспускающий электрод по любому из пунктов 61-64, в котором светорассеивающие элементы содержат выступы и в котором по меньшей мере некоторые из таких выступов имеют минимальную высоту 5 нм, такую как 10 нм, такую как 15 нм, такую как 20 нм, такую как 25 нм, такую как 30 нм, такую как 35 нм, такую как 40 нм, такую как 50 нм.

Пункт 66. Светоиспускающий электрод по любому из пунктов 61-65, в котором светорассеивающие элементы содержат выступы и в котором по меньшей мере некоторые из таких выступов имеют максимальную высоту 100 нм, такую как 90 нм, такую как 80 нм, такую как 70 нм, такую как 60 нм, такую как 55 нм, такую как 50 нм, такую как 45 нм, такую как 40 нм.

Пункт 67. Светоиспускающий электрод по любому из пунктов 61-66, в котором по меньшей мере некоторые из светорассеивающих элементов являются имеющими форму дендритов.

Пункт 68. Светоиспускающий электрод по п. 67, в котором по меньшей мере некоторые из имеющих форму дендритов светорассеивающих элементов имеют диаметр в диапазоне от 10 микрон до 50 микрон, такой как от 10 микрон до 40 микрон, такой как от 20 микрон до 40 микрон, такой как от 30 микрон до 40 микрон.

Пункт 69. Светоиспускающий электрод по любому из пунктов 61-67, в котором металлический слой содержит по меньшей мере один металл, выбранный из группы, состоящей из платины, иридия, осмия, палладия, алюминия, золота, меди, серебра и их смесей и/или сплавов.

Пункт 70. Светоиспускающий электрод по любому из пунктов 61-69, в котором металлический слой содержит металлическое серебро.

Пункт 71. Светоиспускающий электрод по любому из пунктов 61-70, в котором светоиспускающий электрод представляет собой многослойную структуру, содержащую металлический слой со светорассеивающими элементами.

Пункт 72. Светоиспускающий электрод по любому из пунктов 61-71, включающий подслой, содержащий один или несколько металлических оксидных материалов, выбранных из группы, состоящей из оксидов кремния, титана, алюминия, циркония, фосфора, гафния, ниобия, цинка, висмута, свинца, индия, олова, их сплавов и смесей.

Пункт 73. Светоиспускающий электрод по п. 72, в котором подслой содержит по меньшей мере одно из слоя оксида цинка и слоя станната цинка.

Пункт 74. Светоиспускающий электрод по п.п. 72 или 73, в котором подслой содержит слой из оксида цинка поверх слоя из станната цинка.

Пункт 75. Светоиспускающий электрод по любому из пунктов 61-74, включающий слой праймера поверх металлического слоя, в котором слой праймера содержит материал, выбранный из группы, состоящей из титана, кремния, диоксида кремния, нитрида кремния, оксинитрида кремния, хромоникелевых сплавов, циркония, алюминия, сплавов кремния и алюминия, сплавов, содержащих кобальт и хром, и их смесей.

Пункт 76. Светоиспускающий электрод по п. 75, в котором слой праймера содержит титан.

Пункт 77. Светоиспускающий электрод по любому из пунктов 61-76, включающий верхний слой, располагающийся поверх металлического слоя.

Пункт 78. Светоиспускающий электрод по п. 77, в котором верхний слой содержит по меньшей мере один оксидный материал, выбранный из группы, состоящей из оксидов цинка, олова, циркония, алюминия, кремния, индия и их смесей.

Пункт 79. Светоиспускающий электрод по п.п. 77 или 78, в котором верхний слой содержит станнат цинка.

Пункт 80. Светоиспускающий электрод по п.п. 77 или 78, в котором верхний слой содержит смесь диоксида кремния и оксида алюминия.

Пункт 81. Светоиспускающий электрод по п.п. 77 или 78, в котором верхний слой содержит проводящий слой, выбранный из группы, состоящей из оксида олова-индия, оксида алюминия-цинка и оксида цинка-индия.

Пункт 82. Применение органического светоизлучающего диода по любому из пунктов 1-39 в устройстве отображения, в частности, устройстве отображения, выбранном из группы, состоящей из компьютерного монитора, экрана компьютера, мобильного телефона, телевизионного экрана, карманного персонального компьютера, часов и осветительного устройства.

Пункт 83. Применение светоиспускающего электрода по любому из пунктов 61-81 в устройстве OLED.

Пункт 84. Применение светоиспускающего электрода по любому из пунктов 61-81 в устройстве отображения, в частности, устройстве отображения, выбранном из группы, состоящей из компьютерного монитора, экрана компьютера, мобильного телефона, телевизионного экрана, карманного персонального компьютера, часов и осветительного устройства.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет вид сбоку в сечении устройства OLED изобретения, включающего светорассеивающий электрод изобретения.

Фиг. 2 является видом сбоку в сечении представленного на Фиг. 1 устройства OLED, включающего необязательные дополнительные слои.

Фиг. 3 показывает микрофотографию образца 1с (из Примера 1) после нагревания.

Фиг. 4 показывает полученную с помощью атомно-силового микроскопа трехмерную микрофотографию (50 микрон на 50 микрон) образца 1с с Фиг. 3.

Фиг. 5 представляет микрофотографию образца 1с с Фиг. 3 по истечении трех месяцев.

Фиг. 6 отображает полученную с помощью атомно-силового микроскопа двухмерную микрофотографию (50 микрон на 50 микрон) образца 1с с Фиг. 5.

Фиг. 7 показывает микрофотографию образца 7с (из Примера 2) после нагревания.

Фиг. 8 отображает полученную с помощью атомно-силового микроскопа двухмерную микрофотографию (50 микрон на 50 микрон) образца 7с с Фиг. 7.

Фиг. 9 представляет полученную с помощью атомно-силового микроскопа трехмерную микрофотографию (50 микрон на 50 микрон) образца 7с с Фиг. 7.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Для целей настоящего изобретения относящиеся к пространству или направлению термины, такие как «левый», «правый», «внутренний», «внешний», «выше», «ниже» и т.п. соотносятся с изобретением так, как это представлено на чертежах. Следует понимать, что в изобретении могут допускаться различные альтернативные ориентационные положения и, соответственно, такие термины нельзя рассматривать в качестве ограничивающих. Все применяемые в описании и формуле изобретения числа во всех возможных случаях должны восприниматься как изменяемые с помощью понятия «около». Все раскрываемые здесь диапазоны должны восприниматься как вмещающие начальные и конечные величины диапазона и все и любые относимые к нему поддиапазоны. Представляемые здесь диапазоны определяют средние значения по указанному диапазону. Все упоминаемые здесь документы должны рассматриваться как «включенные посредством ссылки» во всей их полноте.

Термин «пленка» относится к участку покрытия, имеющему желательную или выбранную композицию. «Слой» содержит одну или несколько «пленок». «Покрытие» или «пакет» содержат один или несколько «слоев». Термин «органический материал» включает полимеры, а также органические материалы с небольшими молекулами, такие, как используемые для изготовления органических оптико-электронных устройств. Термин «поверх» означает «на или сверху». Термины «полимер» или «полимерный» включают олигомеры, гомополимеры, сополимеры и терполимеры. Термин «видимый свет» обозначает электромагнитную энергию, имеющую длину волны в диапазоне от 380 нм до 780 нм. Термин «инфракрасное излучение» обозначает электромагнитную энергию, имеющую длину волны в диапазоне более 780 нм и до 100000 нм. Термин «ультрафиолетовое излучение» обозначает электромагнитную энергию, имеющую длину волны в диапазоне от 100 нм до менее 380 нм.

В контексте следующего обсуждения изобретение будет рассматриваться в отношении излучающего вниз (bottom-emitting) устройства OLED. Однако следует понимать, что данное изобретение применением с излучающими вниз устройствами OLED не ограничивается, но может быть осуществлено с устройствами OLED, излучающими вверх, а также с устройствами из других областей, например, в солнечных элементах, таких как фотогальванические тонкопленочные солнечные элементы.

Изобретение содержит, состоит или состоит по существу из следующих объектов изобретения в любой их комбинации. Различные объекты изобретения иллюстрируются здесь чертежами на отдельных фигурах. Однако следует понимать, что это делается лишь для простоты иллюстрирования и обсуждения. При практическом использовании изобретения один или несколько объектов изобретения, показанных на одном чертеже, могут быть объединены с одним или несколькими объектами изобретения, показанными на одном или нескольких других чертежах.

Основное OLED-устройство 10 (OLED), объединяющее признаки изобретения, показано на Фиг. 1. OLED-устройство 10 включает первый электрод (например, верхний электрод) 12, активный пакет 14, включающий электролюминесцентный эмиссионный слой 16, второй электрод (например, нижний электрод) 18 и подложку 20. Подложка 20 имеет первую поверхность 22 (например, верхнюю поверхность) и вторую поверхность 24 (например, нижнюю поверхность). Эмиссионный слой 16 может включать электролюминесцентный эмиссионный органический материал.

В контексте следующего обсуждения OLED 10 будет описан как излучающий вниз OLED. Первый электрод 12 будет считаться «катодом», а второй электрод 18 будет считаться «анодом». Однако это делается лишь для простоты описания изобретения и не должно рассматриваться в качестве ограничения. Положение электродов может быть обратным, например, как для излучающего вверх OLED. Общая структура и функционирование стандартного устройства OLED отлично известны среднему специалисту в данной области и поэтому не будут подробно описываться.

При практическом использовании изобретения и как описывается ниже, по меньшей мере один из первого и второго электродов 12, 18 является светоиспускающим электродом 26, охватывающим один или несколько объектов изобретения. Светоиспускающий электрод 26 может быть единственным металлическим слоем 28, включающим один или несколько испускающих свет элементов 29, более подробно описываемых ниже. Светоиспускающий электрод 26 также может быть многослойной структурой, включающей по меньшей мере один металлический слой 28 и один или несколько дополнительных слоев, что более подробно описывается ниже.

В следующем далее обсуждении светоиспускающий электрод 26 будет описан в отношении второго электрода 18 (например, анода). Для простоты обсуждения светоиспускающий электрод 26 (например, анод) будет здесь именоваться «электродом» (или «анодом») независимо от того, представлен ли светоиспускающий электрод 26 единственным металлическим слоем 28 или многослойной структурой, которая включает металлический слой 28, а также один или несколько необязательных дополнительных слоев, которые присутствуют для реализации иных помимо переноса электронов функций. Как первый, так и второй электроды 12, 18 в OLED могут быть прозрачными, или же один электрод может быть прозрачным, а второй электрод может быть непрозрачным (например, отражающим). Для излучающих вниз OLED второй электрод 18 (ближайший к подложке 20) предпочтительно является прозрачным для генерируемого электромагнитного излучения.

В данном контексте под «прозрачным» подразумевается имеющий пропускание электромагнитного излучения с одной или несколькими желательными длинами волн (например, пропускание видимого света с длиной волны 550 нанометров (нм)) по меньшей мере 50%, такое как по меньшей мере 60%, такое как по меньшей мере 70%, такое как по меньшей мере 80%, такое как по меньшей мере 90%, такое как по меньшей мере 95%. Под непрозрачным в данном контексте подразумевается имеющий пропускание электромагнитного излучения с одной или несколькими желательными длинами волн (такое как видимый свет с длиной волны 550 нм) менее 50%, такое как менее 40%, такое как менее 30%, такое как менее 20%, такое как менее 10%, такое как менее 5%, такое как равное 0%. В данном контексте под «отражающим» подразумевается, что по меньшей мере часть электромагнитной энергии, генерируемой активным пакетом 14, отражается электродом.

Примеры подходящих материалов для катода (например, первого электрода 12 в иллюстрируемом примере) включают металлы, такие как барий, кальций и магний. Катод в типичном случае имеет низкую работу выхода электрона. Для тех OLED, у которых излучение света происходит только или в основном с нижней части устройства 10 (через сторону подложки устройства 10), непрозрачным и/или отражающим может быть первый электрод 12. Например, первый электрод 12 может быть отражающим или по меньшей мере частично отражающим по меньшей мере части света, генерируемого активным пакетом 14. Первый электрод 12 может отражать по меньшей мере 20% электромагнитной энергии с длиной волны 550 нм, например, по меньшей мере 30%, например, по меньшей мере 40%, например, по меньшей мере 50%, например, по меньшей мере 60%, например, по меньшей мере 70%, например, по меньшей мере 80%, например, по меньшей мере 90%. Первый электрод 12 может быть относительно толстым отражающим металлическим слоем, имеющим высокую электропроводность. В качестве варианта, если желательно, чтобы свет испускался из верхней части устройства 10, первый электрод 12 может быть прозрачным.

Активный слой 14 может включать любой стандартный эмиссионный слой 16. Примеры материалов, подходящих для эмиссионного слоя 16, включают небольшие молекулы, такие как металлорганические хелаты (например, Alq₃), флуоресцентные и фосфоресцирующие красители и конъюгированные дендримеры. Кроме того, примеры подходящих материалов включают трифениламин, перилен, рубрен и хинакридон. В качестве варианта, также могут использоваться электролюминесцентные полимерные материалы. Примеры проводящих полимеров включают поли(п-фениленвинилен) и полифлуорен. Также могут применяться фосфоресцирующие материалы. Примеры таких материалов включают полимеры, такие как поли(N-винилкарбазол), в которые в качестве допанта добавляется металлоорганический комплекс, такой как комплексное соединение иридия.

Для излучающих вниз OLED подложка 20 предпочтительно является прозрачной. Примеры подходящих для подложки 20 материалов включают стекло, такое как стандартное известково-натриевое стекло, например, флоат-стекло. Для таких применений, как освещение, подложка 20 предпочтительно имеет высокое пропускание видимого света на опорной длине волны 550 нанометров (нм) при опорной величине толщины в 3,2 мм. Под «высоким пропусканием видимого света» подразумевается пропускание видимого света (при опорной длине волны в 550 нм и опорной толщине в 3,2 мм) по меньшей мере в 85%, такое как по меньшей мере 87%, такое как по меньшей мере 90%, такое как по меньшей мере 91%, такое как по меньшей мере 92%, такое как по меньшей мере 93%, такое как по меньшей мере 95%.

Примеры типов стекла, которое может применяться для данного изобретения, включают Starphire®, Solarphire®, Solarphire® PV и стекло CLEAR™, все коммерчески доступны в PPG Industries, Inc, Питтсбург, Пенсильвания.

Подложка 20 может иметь любую желательную толщину, такую как в диапазоне от 0,5 мм до 10 мм, такую как от 1 мм до 10 мм, такую как от 1 мм до 4 мм, такую как от 2 мм до 3,2 мм.

Как показано на Фиг. 1, светоиспускающий электрод 26 может представлять собой или может включать металлический слой 28, содержащий светорассеивающие элементы 29, которые увеличивают мутность (то есть рассеяние света) светоиспускающего электрода 26.

Примеры материалов, подходящих для металлического слоя 28, включают металлическую платину, иридий, осмий, палладий, алюминий, золото, медь, серебро и/или их смеси, и/или сплавы. В одном предпочтительном объекте металлический слой 28 является или включает металлическое серебро.

Светорассеивающие элементы 29 размещаются в металлическом слое 28 и/или на поверхности металлического слоя 28. Светорассеивающие элементы 29 представляют собой часть металлического слоя 28 и включаются в металлический слой 28. Светорассеивающие элементы 29 не являются частью отдельного покрытия или слоя, осажденного на металлическом слое 28.

Примеры светорассеивающих элементов 29 включают дефекты и/или дендриты. Под «дендритом» или «имеющим форму дендрита» подразумевается разветвление, древовидный элемент в или на металлическом слое 28. Например, дендрит может быть кристаллом или кристаллической массой. Под «дефектом» подразумевается пятно, и/или участок, и/или область в и/или на металлическом слое 28, которые рассеивают электромагнитное излучение. Примеры дефектов включают выступы, продолжающиеся от поверхности металлического слоя, трещины или пустоты, образованные в и/или на металлическом слое 28, участки различной плотности в и/или на металлическом слое 28 и участки с различной химической композицией в и/или на металлическом слое 28. Присутствие светорассеивающих элементов 29 рассеивает электромагнитную энергию и помогает ослабить описанный выше волноводный эффект.

Например, дендриты могут иметь диаметр в диапазоне от 10 микрон до 50 микрон, такой как от 10 микрон до 40 микрон, такой как от 20 микрон до 40 микрон, такой как от 30 микрон до 40 микрон. Например, дендриты могут иметь средний диаметр в диапазоне от 30 микрон до 35 микрон.

Например, дендриты и/или дефекты могут содержать выступы, продолжающиеся вверх от поверхности, например, верхней поверхности 22 металлического слоя 28. Например, по меньшей мере некоторые из выступов могут иметь высоту (относительно поверхности металлического слоя 28) в диапазоне от 10 нм до 80 нм, такую как от 20 нм до 60 нм, такую как от 30 нм до 60 нм, такую как от 30 нм до 50 нм. Например, по меньшей мере некоторые из выступов могут иметь высоту в диапазоне от 30 нм до 50 нм.

Например, по меньшей мере некоторые из таких выступов могут иметь минимальную высоту 5 нм, такую как 10 нм, такую как 15 нм, такую как 20 нм, такую как 25 нм, такую как 30 нм, такую как 35 нм, такую как 40 нм, такую как 50 нм.

Например, по меньшей мере некоторые из таких выступов могут иметь максимальную высоту 100 нм, такую как 90 нм, такую как 80 нм, такую как 70 нм, такую как 60 нм, такую как 55 нм, такую как 50 нм, такую как 45 нм, такую как 40 нм.

Фиг. 2 показывает необязательные дополнительные слои, один или несколько из которых могут быть включены в светоиспускающий электрод 26. Эти необязательные дополнительные слои будут описываться как часть «электрода» даже при том, что один или несколько таких дополнительных слоев могут быть представлены для реализации иных функций помимо переноса электронов.

Светоиспускающий электрод 26 может включать дополнительный подслой 30, расположенный между металлическим слое