ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2014 года по МПК H01L51/52 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение касается электролюминесцентного устройства, содержащего систему слоев с подложкой и поверх подложки электродом подложки, противоэлектродом и набором электролюминесцентных слоев, по меньшей мере, с одним органическим электролюминесцентным слоем, расположенным между электродом подложки и противоэлектродом, с увеличенным выводом (outcoupling) света. Кроме того, изобретение касается способа изготовления электролюминесцентного устройства с увеличенным выводом света.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Типичное органическое светоизлучающее устройство (OLED) содержит стеклянную подложку, прозрачный электрод подложки, например, из оксида индия-олова (ITO), набор электролюминесцентных слоев и отражающий противоэлектрод. Свет, генерируемый устройством, излучается сквозь стеклянную подложку. Показатели преломления электрода подложки, набора электролюминесцентных слоев и стекла обычно составляют от 1,9 до 2,0, от 1,7 до 1,9 и около 1,5 соответственно.

Из-за разницы между показателями преломления подложки, слоев и окружающей среды, обычно воздуха, большая часть света, генерируемого в OLED, не способна выходить из подложки наружу. Обычно генерируемый свет делится на следующие доли: 30% света захватывается в световоде, образованном органическими слоями и ITO, около 20% теряется при взаимодействии с металлическим катодом, около 50% входит в стеклянную подложку и из стеклянной подложки только 20% может выходить наружу. Согласно предшествующему уровню техники уже известны различные средства для улучшенного вывода света, например, слои со светорассеивающими свойствами, но, к сожалению, это приводит к различным недостаткам.

В качестве примера ЕР 1734792 А1 описывает электролюминесцентное устройство, содержащее отражающий электрод со светорассеивающими и светоотражающими свойствами. К сожалению, упомянутое структурирование электрода подложки ограничено нм-диапазоном и ограничено только низким улучшением упомянутого вывода света.

ЕР 1763081 А2 описывает OLED с подложкой, имеющей ряд углублений, в которых утоплен непрозрачный отражающий материал, чтобы отражать свет, захваченный внутри подложки, к поверхности подложки с другим направлением распространения, чтобы выводить свет в окружающую среду. К сожалению, изготовление подложки, содержащей углубления, чтобы встраивать упомянутый непрозрачный отражающий материал, является сложным и дорогим. Кроме того, количество излучаемого света, захваченное внутри слоев поверх подложки, не будет выводиться при этой мере.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, данное изобретение имеет своей целью устранить недостатки, указанные выше. В частности, целью данного изобретения является предложить электролюминесцентное устройство с улучшенным выводом света. Кроме того, целью данного изобретения является предложить упрощенное расположение средства вывода света.

Эта цель достигается с помощью электролюминесцентного устройства, содержащего систему слоев с подложкой и поверх подложки электродом подложки, противоэлектродом и набором электролюминесцентных слоев, по меньшей мере, с одним органическим электролюминесцентным слоем, расположенным между электродом подложки и противоэлектродом, где, по меньшей мере, одно оптическое прозрачное выводящее тело обеспечено поверх электрода подложки, чтобы увеличить вывод света, генерируемого органическим электролюминесцентным слоем, по меньшей мере, частично покрывающим данное оптическое прозрачное выводящее тело, и где поверхность оптического прозрачного выводящего тела, обращенная к набору электролюминесцентных слоев и/или противоэлектроду, покрыта отражающим средством, предпочтительно из серебра, алюминия, диэлектрического зеркала или их комбинации. Данная цель также достигается с помощью способа изготовления электролюминесцентного устройства согласно настоящему изобретению. Предпочтительные варианты осуществления данного электролюминесцентного устройства и способа определяются в пунктах формулы изобретения. Признаки и подробности, описанные в отношении электролюминесцентного устройства, также применяются к данному способу и наоборот.

Настоящее изобретение описывает, по меньшей мере, одно оптическое прозрачное выводящее тело, обеспеченное поверх электрода подложки, для увеличения вывода света, генерируемого, по меньшей мере, одним органическим электролюминесцентным слоем, по меньшей мере, частично покрывающим данное оптическое прозрачное выводящее тело. Данное оптическое прозрачное выводящее тело может быть прикреплено к электроду подложки с помощью тонкого клейкого средства, такого как клей, не нарушающего оптические свойства данного выводящего тела и электрода подложки. Оптическое прозрачное тело может быть макроскопическим жестким телом. Оптическое прозрачное тело может быть предварительно сформировано до нанесения данного тела на электрод подложки, содержащий прозрачный материал, например, стекло или пластик.

Основной идеей настоящего изобретения является использование, по меньшей мере, одного оптического прозрачного выводящего тела, которое обеспечено поверх электрода подложки. Таким образом, оптическое выводящее тело расположено между электродом подложки и набором электролюминесцентных слоев, содержащим упомянутый, по меньшей мере, один органический электролюминесцентный слой. Это расположение делает возможной простоту использования покрытых ITO подложек, где покрытие ITO образует электрод подложки, нанесенный на подложку, образующую несущий материал. Упомянутые покрытые ITO подложки обеспечиваются как стандартные подложки для электролюминесцентных устройств и имеют высокую доступность и низкую стоимость.

Затем набор электролюминесцентных слоев, содержащий, по меньшей мере, один органический электролюминесцентный слой, и упомянутый противоэлектрод наносят на оптическое прозрачное выводящее тело или на выводящие тела, а также на часть поверхности электрода подложки, которая не покрыта упомянутыми оптическими прозрачными выводящими телами.

Когда напряжение подается между электродом подложки и противоэлектродом, носители зарядов инжектируются из электродов, и упомянутый набор электролюминесцентных слоев возбуждается, излучая свет в области, где набор электролюминесцентных слоев непосредственно нанесен на поверхность электрода подложки. В результате, оптическое прозрачное выводящее тело образует изолирующее тело, предотвращающее инжекцию носителей заряда в набор электролюминесцентных слоев.

В сочетании с преимуществом легкого нанесения, по меньшей мере, одного оптического прозрачного выводящего тела избегают возникновения локального усиления электрического поля в области острых краев расположенного оптического прозрачного выводящего тела. Из-за непроводящего свойства упомянутого оптического прозрачного выводящего тела избегают локального усиления электрического поля, когда напряжение подается между электродом подложки и противоэлектродом.

В одном варианте осуществления оптическое прозрачное выводящее тело имеет высокий показатель преломления и предпочтительно, по меньшей мере, соответствующий показателю преломления подложки, чтобы избежать перехода показателя преломления между оптическим прозрачным выводящим телом и подложкой, приводящего к потерям вывода света. Типичные величины для показателей преломления стеклянной подложки составляют от 1,51 до 1,54, для электрода подложки от 1,9 до 2,0 и для выводящего тела от 1,5 до 1,6.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения оптическое прозрачное выводящее тело приклеивают поверх электрода подложки. Путем использования клея для нанесения упомянутого оптического прозрачного выводящего тела поверх электрода подложки простой и легкий в изготовлении способ обеспечивается с использованием клея.

Еще один вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает клей для расположения упомянутого оптического прозрачного выводящего тела поверх электрода подложки, который имеет высокую оптическую прозрачность. Таким образом, клей для приклеивания оптического прозрачного выводящего тела поверх электрода подложки образует оптический прозрачный клей, имеющий высокий показатель преломления, причем упомянутый показатель преломления, по меньшей мере, равен показателю преломления материала подложки, но равен или меньше, чем показатель преломления оптического прозрачного выводящего тела. Таким образом, оптический переход между оптическим прозрачным клеем и оптическим прозрачным выводящим телом оптимизируется, и свет в материале подложки может проходить в оптическое прозрачное выводящее тело через оптический прозрачный клей.

Поверхность оптического прозрачного выводящего тела, обращенная к набору электролюминесцентных слоев и/или противоэлектроду, покрыта отражающим средством, предпочтительно серебром, алюминием, диэлектрическим зеркалом или их комбинацией. Специалисты в данной области техники могут рассматривать другие подходящие отражающие материалы в пределах объема данного изобретения. Данные покрытые поверхности действуют как зеркало, отражая свет в направлении подложки для прохождения подложки и вывода через подложку в окружающую среду. В этом варианте осуществления свет отражается непосредственно на задней поверхности выводящего тела без прохождения через органический электролюминесцентный набор перед противоэлектродом. Это имеет преимущество в том, что потери из-за поглощения могут быть минимизированы.

Отражающий принцип подходит из-за 3-мерной формы выходных тел. Улучшение оптического вывода света, проведенного внутри материала подложки, основано на изменении направления световых лучей из-за отражения на обратных сторонах выводящего тела, обращенных к противоэлектроду, или на самом противоэлектроде. Вершинный угол призматического выводящего тела необходимо выбирать так, чтобы световые лучи, которые сначала полностью отражаются на границе раздела подложка/воздух, перенаправлялись к этой границе раздела подложка/воздух под углами, которые позволяют им выходить в воздух.

В контексте данного изобретения понятие «набор электролюминесцентных слоев» означает все слои, созданные между подложкой и противоэлектродами. В одном варианте осуществления набора электролюминесцентных слоев содержится, по меньшей мере, один светоизлучающий органический электролюминесцентный слой, созданный между подложкой и противоэлектродом. В другом варианте осуществления наборы слоев могут содержать несколько слоев, созданных между подложкой и противоэлектродом. Эти несколько слоев могут быть органическими слоями, такими как один или более слоев переноса дырок, запирающих слоев для электронов, слоев переноса электронов, запирающих слоев для дырок, эмиттерных слоев или комбинацией органических и неорганических слоев. Неорганические слои могут быть дополнительными электродами в случае двух или более светоизлучающих слоев внутри набора слоев и/или слоями инжекции заряда. В предпочтительном варианте осуществления электрод подложки и/или противоэлектрод содержит, по меньшей мере, один из следующих материалов: ITO, алюминий, серебро, легированный ZnO или оксидный слой.

В контексте данного изобретения понятие подложка означает базовый материал, на который наносят различные слои электролюминесцентного устройства. Обычно подложка является прозрачной и сделана из стекла. Кроме того, может быть предпочтительно, чтобы подложка была прозрачной, предпочтительно содержащей, по меньшей мере, один из следующих материалов: серебро, золото, стекло или керамику. Она также может быть прозрачными полимерными листами или фольгой с подходящим влагонепроницаемым и кислородонепроницаемым барьером, чтобы, по существу, предотвращать проникновение влаги и/или кислорода в набор слоев электролюминесцентного устройства. Также можно использовать непрозрачные материалы, такие как металлическая фольга, в качестве подложки. Подложка может содержать дополнительные слои, например, для оптических целей, подобных увеличению вывода света, или других целей. Подложка обычно является плоской, но она может также быть сформирована в любой трехмерной форме, которая потребуется.

В контексте данного изобретения понятие «электрод подложки» означает электрод, осажденный поверх подложки. Обычно он состоит из прозрачного ITO (оксид индия-олова), возможно с подслоем из SiO₂ или SiO, чтобы устранить диффузию подвижных атомов или ионов из стекла в электрод. Для стеклянной подложки с ITO электродом ITO обычно является анодом, но в специальных случаях он также может использоваться как катод. В некоторых случаях тонкие слои Ag или Au, обычно толщиной приблизительно от 8 нм до 15 нм, используются в одиночку или в комбинации с ITO в качестве электрода подложки. Если металлическая фольга используется в качестве подложки, она также играет роль электрода подложки, анода или катода. Выражение "поверх" означает последовательность перечисленных слоев. Это выражение явно содержит возможность дополнительных слоев под слоем, указанным как поверх каждого другого. Например, это могут быть дополнительные оптические слои для увеличения вывода света, расположенные между электродом подложки и подложкой.

В контексте данного изобретения понятие «противоэлектрод» означает электрод, удаленный от подложки. Он обычно является непрозрачным и сделан из слоев Al или Ag достаточной толщины, так что данный электрод является отражающим, толщина обычно составляет 100 нм для Al и от 100 нм до 200 нм для Ag. Он обычно является катодом, но он также может настраиваться как анод. Для электролюминесцентных устройств с верхним излучением или прозрачных противоэлектрод должен быть прозрачным. Прозрачные противоэлектроды делают из тонких Ag или Al слоев толщиной приблизительно от 5 нм до 15 нм или из ITO слоев, осажденных поверх других, ранее осажденных слоев.

В контексте данного изобретения электролюминесцентное устройство с комбинацией прозрачной подложки, прозрачного электрода подложки и непрозрачного противоэлектрода, который обычно является отражающим, излучающее свет через подложку, называется "с нижним излучением". В случае электролюминесцентного устройства, содержащего дополнительные электроды, в определенных вариантах осуществления и подложка, и противоэлектроды могут быть или оба анодами, или оба катодами, когда внутренние электроды действуют как катоды или аноды. Кроме того, в контексте данного изобретения электролюминесцентное устройство с комбинацией непрозрачного электрода подложки и прозрачного противоэлектрода, излучающее свет через противоэлектрод, называется "с верхним излучением".

В контексте данного изобретения понятие «прозрачное электролюминесцентное устройство» означает электролюминесцентное устройство, где подложка, электрод подложки, противоэлектрод и средство герметизации являются прозрачными. Здесь электролюминесцентное устройство является и с нижним, и с верхним излучением. В контексте данного изобретения слой, подложка или электрод называются прозрачными, если пропускание света в видимой области больше чем 50%; остальное поглощается или отражается. Кроме того, в контексте данного изобретения слой, подложка или электрод называются полупрозрачными, если пропускание света в видимой области составляет от 10% до 50%; остальное поглощается или отражается. Кроме того, в контексте данного изобретения свет называется видимым светом, когда он охватывает длины волн от 450 нм до 650 нм. В контексте данного изобретения свет называется искусственным светом, когда он излучается органическим электролюминесцентным слоем электролюминесцентного устройства.

Кроме того, в контексте данного изобретения слой, соединитель или элемент конструкции электролюминесцентного устройства называются электропроводящими, если их электрическое сопротивление меньше чем 100000 Ом. В контексте данного изобретения пассивные электронные компоненты содержат сопротивления, конденсаторы и индуктивности. Кроме того, в контексте данного изобретения активные электронные компоненты содержат диоды, транзисторы и все типы интегральных микросхем.

В контексте данного изобретения слой, подложка, электрод или элемент конструкции электролюминесцентного устройства называются отражающими, если свет, падающий на их границу раздела, возвращается согласно закону отражения: макроскопический угол падения равен макроскопическому углу отражения. Также в этом случае используется термин «зеркальное отражение». Кроме того, в контексте данного изобретения слой, подложка, электрод или элемент конструкции электролюминесцентного устройства называются рассеивающими, если свет, падающий на них, не возвращается согласно закону отражения: макроскопический угол падения не равен макроскопическому углу возвращенного света. Есть также распределение углов для возвращенного света. Вместо рассеяния также используется термин «диффузное отражение».

В предпочтительном варианте осуществления клей является безводным и/или свободным от воды. В контексте данного изобретения выражение свободный от воды и/или безводный описывает тот факт, что никакое ухудшение из-за содержания воды во время среднего срока службы электролюминесцентного устройства не может наблюдаться невооруженным глазом. Визуальное ухудшение органического электролюминесцентного слоя из-за воды, диффундирующей в набор слоев, может иметь форму растущих черных пятен или сокращения излучающей области от краев. Выражение «свободный от воды и/или безводный» не только зависит от самого проводящего клея, но также от количества воды, которая может поглощаться органическим электролюминесцентным слоем без его повреждения.

В дополнительном предпочтительном варианте осуществления электролюминесцентное устройство может содержать влагонепроницаемый и/или кислородонепроницаемый барьеры. В контексте данного изобретения предохранение слоев от вредной диффузии влаги и/или кислорода в набор слоев называется влагонепроницаемым и/или кислородонепроницаемым барьерами. Диффузия называется вредной, если может наблюдаться значительное снижение излучаемого света в течение срока службы. Стандартные OLED устройства согласно состоянию техники достигают сроков годности порядка 100000 часов или больше. Значительное снижение означает снижение срока службы приблизительно в 2 раза или больше.

Оптические прозрачные выводящие тела могут быть сделаны из стекла, пластиков или любых других оптически прозрачных материалов и могут иметь продольное продолжение с поперечным сечением, которое может быть треугольным, призматическим, параболическим, полукруглым или, например, эллиптическим, причем оптическое прозрачное выводящее тело предпочтительно изготавливается с помощью способа прессования под давлением. Выводящее тело образует гладкий, однородный переход от поверхности электрода подложки к верхней стороне выводящего тела с помощью клея, используемого для прикрепления выходных элементов к электроду подложки.

В предпочтительном варианте осуществления множество оптических прозрачных выводящих тел расположено поверх электрода подложки с промежуточными пространствами между оптическими прозрачными выводящими телами, образуя решетчатую структуру, которая предпочтительно выполнена в виде прямоугольной решетки, гексагональной решетки или нерегулярной решетки. В предпочтительном варианте осуществления выводящие тела образуют симметричную матрицу, где данная матрица предпочтительно является гексагональной матрицей. Расположение упомянутых выводящих тел может распространяться по всей излучающей области электролюминесцентного устройства.

Преимущественно, оптическое прозрачное выводящее тело в сочетании с клеем для приклеивания выводящих тел на поверхности электрода подложки и, в частности, решетка, образованная из множества выводящих тел, образуют защитное средство. В другом предпочтительном варианте осуществления клей является электрически непроводящим клеем.

В предпочтительном варианте осуществления клей, по меньшей мере, частично покрывает поверхность оптического прозрачного выводящего тела, обращенную к набору электролюминесцентных слоев, чтобы предотвращать появление затеняющего края на электроде подложки. Это обеспечивает то, что смежные слои поверх оптических прозрачных выводящих тел избегают опасности замыканий из-за дефектов слоев вокруг оптически прозрачных выводящих тел. Кроме того, гладкая структура предотвращает какое-либо усиление электрического поля, когда напряжение подается между упомянутыми двумя электродами.

Согласно другому варианту осуществления электролюминесцентное устройство содержит, по меньшей мере, одно средство электрического контакта поверх, по меньшей мере, одного оптического прозрачного выводящего тела для электрического контакта противоэлектрода с источником электропитания, причем электрическое непроводящее защитное средство расположено, по меньшей мере, полностью покрывая область ниже данного средства контакта. Упомянутое средство электрического контакта предпочтительно представляет собой электропроводящий клей. Это дает преимущество в том, что обеспечивается схема трехмерного контакта с минимальным риском замыканий. Средство контакта должно наноситься полностью над оптическим прозрачным выводящим телом, чтобы избежать любого риска замыканий между противоэлектродом и электродом подложки.

Обычно проводящий клей состоит из органического клея с проводящим наполнителем в виде проводящих чешуек или частиц. Во время застывания клея клей может демонстрировать определенную усадку, которая выдавливает некоторые из частиц наполнителя в нижележащие слои, вызывая замыкания между электродом подложки и противоэлектродом. Чтобы предотвратить это, предпочтительно использовать защитное средство, которое является непроводящим и находится между электродом подложки и противоэлектродом.

Следовательно, все известные проводящие клеи могут быть использованы для контакта противоэлектрода с источником электроэнергии. Защитное средство должно покрывать всю область, где средство контакта нанесено на противоэлектрод, так как это может быть источником замыканий, но оно также может быть больше, чем область средства контакта. Чтобы предотвратить прямой контакт между противоэлектродом и электродом подложки предпочтительно, когда средство защиты имеет толщину и/или твердость, которые гарантируют, что данное средство контакта не может вступать в электрический контакт с электродом подложки. Для достижения этой цели в предпочтительном варианте осуществления защитное средство может содержать непроводящий клей и непроводящее оптическое прозрачное выводящее тело. Обычно оптическое прозрачное выводящее тело является достаточно толстым и твердым для достижения желаемой защиты. Специалисты в данной области техники могут выбирать другие электрически непроводящие материалы в пределах объема настоящего изобретения.

Дополнительное преимущество, достигаемое путем использования проводящего клея в качестве средства контакта, состоит в том, что может использоваться подложка с только одним смежным электродом, который служит в качестве электрода подложки для электролюминесцентного устройства. В известных OLED электрод на подложке, по меньшей мере, структурирован на две отдельных электрических области: одна служит в качестве электрода подложки, а другая соединяется с противоэлектродом. Таким образом, и подложка, и противоэлектрод стремятся в одной плоскости к краю подложки, где они могут контактировать с помощью стандартного средства. Недостатком этой 2-мерной контактной схемы является то, что электрод подложки, а также противоэлектрод должны делить периферию OLED для контакта, так что электрод на подложке необходимо разделять, по меньшей мере, на две отдельных области, а именно электрод подложки и второй электрод, контактирующий с противоэлектродом, чтобы избежать замыкания устройства. Описанный 3-мерный контакт устраняет этот серьезный недостаток 2-мерного контакта.

Чтобы предотвратить прямой контакт между противоэлектродом и электродом подложки предпочтительно, когда защитное средство имеет толщину и/или твердость, которые гарантируют, что средство контакта не может вступать в электрический контакт с электродом подложки. Для достижения этой цели в предпочтительном варианте осуществления защитное средство может содержать непроводящий клей и непроводящее оптическое прозрачное выводящее тело. Обычно оптическое прозрачное выводящее тело является достаточно толстым и твердым для достижения желаемой защиты. Специалисты в данной области техники могут выбирать другие электрически непроводящие материалы в пределах объема настоящего изобретения.

Электролюминесцентное устройство содержит средство герметизации, которое расположено для герметизации, по меньшей мере, упомянутого набора электролюминесцентных слоев, причем средство электрического контакта предпочтительно находится между упомянутым средством герметизации и противоэлектродом для электрического контакта противоэлектрода со средством герметизации. Средство герметизации может также герметизировать весь набор слоев электролюминесцентного устройства или только множество слоев, образующих часть от всего набора слоев. Предпочтительно средство герметизации обеспечивается в виде газонепроницаемого элемента, покрывающего, по меньшей мере, органический электролюминесцентный слой и противоэлектрод. Путем использования газонепроницаемого средства герметизации предотвращается то, что окружающие факторы, такие как вода и кислород, повреждают герметизированные слои. Средство герметизации может формировать газонепроницаемую крышку. Эта крышка может быть образована из стекла или металла. Также можно формировать средство герметизации с помощью одного или множества слоев, нанесенных на электролюминесцентное устройство или только его часть. Слои могут содержать кремний, оксид кремния, нитрид кремния, оксид алюминия или оксинитрид кремния. Все названные средства герметизации предотвращают вредное воздействие механических факторов или факторов окружающей среды на набор слоев электролюминесцентного устройства. В качестве примера средства герметизации могут быть выполнены из металлов, стекол, керамики или их комбинаций. Оно прикрепляется к подложке с помощью проводящего или непроводящего клея, расплавленной стеклянной фритты или металлического припоя. Следовательно, оно может также обеспечивать механическую стабильность электролюминесцентного устройства, тогда как, по меньшей мере, части нанесенного клея между слоями и средством герметизации являются электропроводящими для контакта с противоэлектродом.

Согласно еще одному варианту осуществления настоящее изобретение содержит, по меньшей мере, одно электрическое шунтирующее средство, которое может наноситься на электрод подложки, чтобы минимизировать перепад напряжения в пределах бокового протяжения электрода подложки, где данное электрическое шунтирующее средство расположено на поверхности электрода подложки, тогда как упомянутое выводящее тело покрывает электрическое шунтирующее средство таким образом, что электрическое шунтирующее средство располагается между электродом подложки и упомянутым оптическим прозрачным выводящим телом. Таким образом, оптическое выводящее тело может приклеиваться к электроду подложки с помощью оптического прозрачного клея, описанного выше, имеющего высокий показатель преломления. Электрическое шунтирующее средство может быть, по меньшей мере, одним элементом группы из проволоки, металлической ленты или металлической фольги. Кроме того, упомянутое электрическое шунтирующее средство крепится к электроду подложки с помощью электропроводящего клея, ограниченного частями области электрического шунтирующего средства.

Предпочтительно, электрическое шунтирующее средство электрически соединяется, по меньшей мере, в концевых точках и возможно в некоторых точках в середине. В результате, расположение клей-в-клее может применяться для электрического контакта электрического шунтирующего средства с электродом подложки путем использования электропроводящего клея, но остальная область между оптическим выводящим телом и электродом подложки заполняется электрически непроводящим клеем, имеющим высокий показатель преломления и прозрачность. Чтобы расположить упомянутое электрическое шунтирующее средство промежуточным образом между оптическим выводящим телом и поверхностью электрода подложки, упомянутое оптическое выводящее тело может иметь углубления в нижней поверхности для приема упомянутой проволоки, металлической ленты или фольги.

Настоящее изобретение также касается способа изготовления электролюминесцентного устройства с увеличенным выводом света, где способ содержит, по меньшей мере, этапы обеспечения, по меньшей мере, одного оптического прозрачного выводящего тела поверх электрода подложки, покрытия поверхности оптического прозрачного выводящего тела, обращенной к набору электролюминесцентных слоев и/или противоэлектроду, отражающим средством, предпочтительно, из серебра, алюминия, диэлектрического зеркала или их комбинации и последующего нанесения набора электролюминесцентных слоев и противоэлектрода на оптическое прозрачное выводящее тело и на поверхность электрода подложки. Кроме того, данный способ включает в себя, по меньшей мере, одно оптическое прозрачное выводящее тело, которое приклеивают поверх электрода подложки с помощью прозрачного клея. Преимущественно клей наносят, по меньшей мере, частично поверх поверхности оптического прозрачного выводящего тела, обращенной к набору электролюминесцентных слоев, для предотвращения появления затеняющего края на электроде подложки.

В предпочтительном варианте осуществления клей наносят, по меньшей мере, частично поверх поверхности оптического прозрачного выводящего тела, обращенной к набору электролюминесцентных слоев, для предотвращения появления затеняющего края на подложке. Нанесение клея, предпочтительно непроводящего клея, образует гладкий и плоский переход между поверхностью электрода подложки и верхними сторонами выводящего тела. Нанесение клея приводит к улучшенному процессу осаждения упомянутых слоев поверх электрода подложки с гладким переходом в поверхность выводящего тела, где могут быть созданы смежные слои набора электролюминесцентных слоев и противоэлектрода. В противоположность этому затеняющие края будут приводить к меньшему количеству материала или отсутствию материала, осаждаемого вокруг затеняющих краев. Путем применения способа согласно изобретению, использующего непроводящий клей, можно избежать локального усиления электрических полей в области выводящего тела.

Вышеуказанное электролюминесцентное устройство и/или способ, а также заявленные компоненты и компоненты, используемые в соответствии с изобретением в описанных вариантах осуществления, не подвержены каким-либо специальным исключениям в отношении размера, формы или выбора материала. Технические концепции, такие как критерии выбора, известные в данной области техники, могут применяться без ограничений. Дополнительные подробности, отличия и преимущества объекта настоящего изобретения описываются в пунктах формулы изобретения и последующем описании соответствующих фигур, которые являются только примерным видом, показывающим множество предпочтительных вариантов осуществления электролюминесцентного устройства согласно настоящему изобретению.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Дополнительные варианты осуществления будут описаны в отношении следующих фигур, которые показывают:

фиг.1 - вариант осуществления электролюминесцентного устройства согласно изобретению с выводящими телами, нанесенными на электрод подложки, с первым принципом отражения,

фиг.2 - вариант осуществления электролюминесцентного устройства с выводящими телами, нанесенными на электрод подложки, со вторым принципом отражения,

фиг.3 - вариант осуществления электролюминесцентного устройства с выводящими телами и с электрическим шунтирующим средством,

фиг.4 - вариант осуществления электролюминесцентного устройства с выводящим телом и средством электрического контакта для электрического контакта противоэлектрода, показанного в подробном сечении, и

фиг.5 - вид сбоку и вид в разрезе варианта осуществления электролюминесцентного устройства, содержащего оптическое выводящее тело и шунтирующее средство.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На фиг.1 показано электролюминесцентное устройство 10 согласно одному варианту осуществления изобретения. Электролюминесцентное устройство 10 содержит электрод 20 подложки, противоэлектрод 30 и органический электролюминесцентный слой 50, представляющий набор электролюминесцентных слоев в этом и последующих вариантах осуществления. Органический электролюминесцентный слой 50 расположен между электродом 20 подложки и противоэлектродом 30, образуя упомянутый набор слоев. Эти слои расположены на подложке 40, образующей несущий материал электролюминесцентного устройства 10. В показанном варианте осуществления электрод 20 подложки образован с помощью слоя ITO толщиной приблизительно 100 нм, который является прозрачным и проводящим материалом. На этот электрод 20 подложки осажден органический электролюминесцентный слой 50. Если напряжение подается между электродом 20 подложки и противоэлектродом 30, некоторые органические молекулы внутри органического электролюминесцентного слоя 50 возбуждаются, приводя к излучению искусственного света, который излучается электролюминесцентным слоем 50. Противоэлектрод 30 образован слоем алюминия, работающим в качестве зеркала, отражающим искусственный свет через электрод 20 подложки и подложку 40. Чтобы излучать свет в окружающую среду, подложка 40 в этом варианте осуществления сделана из стекла. Таким образом, электролюминесцентное устройство 10 представляет собой OLED с нижним излучением. Электролюминесцентное устройство 10, показанное на следующих фигурах, а также данные компоненты и компоненты, используемые в соответствии с данным изобретением, не показаны в их истинном масштабе. В особенности толщины электродов 20 и 30, органического электролюминесцентного слоя 50 и подложки 40 не представлены в истинном масштабе. Все фигуры служат только для пояснения изобретения.

Как показано в деталях, электролюминесцентное устройство 10 содержит оптические прозрачные выводящие тела 71. Оптические прозрачные выводящие тела 71 имеют особую пространственную геометрию, треугольную или призматическую форму, представляющую только один вариант осуществления из множества различных возможных форм. Оптические прозрачные выводящие тела 71 приводят к улучшенному выводу света, генерируемого органическим электролюминесцентным слоем 50, показанного, в виде примера, с помощью органической электролюминесцентной точки 50'. Оптические прозрачные выводящие тела 71 выполнены из оптического прозрачного материала, имеющего показатель преломления, который приблизительно равен или выше чем показатель преломления подложки 40 электролюминесцентного устройства 10. Свет, излучаемый органической электролюминесцентной точкой 50', входящий в оптическое выводящее тело 71, отражается на верхней стороне выводящего тела 71 опять в направлении электрода 20 подложки. Отраженный свет имеет теперь направление, которое позволяет ему проходить нижнюю поверхность подложки 40. С помощью упомянутых выводящих тел 71 доля света, излучаемого электролюминесцентным устройством 10, таким образом, увеличивается. Чтобы гарантировать отражение света на верхней поверхности оптических выводящих тел 71, оптические выводящие тела 71 имеют отражающее средство 72.

Как показано на изображении, органический электролюминесцентный слой 50, представляющий набор электролюминесцентных слоев, и противоэлектрод 30 нанесены на поверхность электрода 20 подложки, а также на верхнюю сторону оптических прозрачных выводящих тел 71. Нанесение органического электролюминесцентного слоя 50 и противоэлектрода 30 поверх упомянутых поверхностей основано на способе вакуумного осаждения, известного специалисту в данной области техники. Клей 70 предотвращает протекание тока между электродом 20 подложки и отражающим средством 72, которое может быть образовано с помощью металлических покрывающих элементов или поверхностного слоя, каждый из которых может иметь электропроводность.

Фигура 2 показывает вариант осуществления, где отражение света, входящего в оптические выводящие тела 71, происходит на противоэлектроде 30 позади выводящих тел. Свет входит в оптические выводящие тела 71 и снова покидает оптические выводящие тела 71 на верхней стороне, распространяясь к противоэлектроду 30 для отражения на внутренней отражающей поверхности 73 противоэлектрода 30. Как показано, оптические выводящие тела 71 прикреплены к электроду 20 подложки путем использования прозрачного клея 70. Клей 70 покрывает поверхность электрода 20 подложки ниже расположения выводящего тела 71 и распространяется на соседние области выводящих тел 71. Присутствие клея 70 в переходной области между поверхностью подложки и верхней стороной выводящих тел 71 дает плоский гладкий переход между выводящим телом и электродом подложки. Из-за присутствия упомянутого клея предотвращается эффект затенения, и осаждение системы слоев, содержащей, по меньшей мере, органический электролюминесцентный слой 50 и противоэлектрод 30 соответственно, может быть выполнено с улучшенной надежностью.

Фигура 3 показывает другой вариант осуществления электролюминесцентного устройства 10 согласно настоящему изобретению, изображая оптические выводящие тела 71, где оптические выводящие тела 71 накрывают электрическое шунтирующее средство 122, нанесенное на поверхность электрода 20 подложки. Таким образом, это расположение электрического шунтирующего средства 122 выполнено в промежутке между упомянутым электродом 20 подложки и упомянутыми оптическими выводящими телами 71. Кроме того, оптические выводящие тела 71, в сочетании с электрически непроводящим клеем 70, образуют защитное средство 70, предотвращающее замыкания между электрическим шунтирующим средством 122 и противоэлектродом 30.

Фигура 4 показывает расположение электролюминесцентного устройства 10, содержащего средство 60 контакта. Электролюминесцентное устройство 10 может содержать, по меньшей мере, одно или множество изображенных средств 60 контакта, расположенных для электрического контакта противоэлектрода 30 с источником электропитания. Средство 60 контакта является, следовательно, частью пути, ведущего от противоэлектрода 30 к источнику электроэнергии. В предшествующем уровне техники в качестве средства 60 контакта используются контактные столбики, которые нанесены на противоэлектрод 30. Такие контактные столбики имеют тот недостаток, что они механически наносятся на противоэлектрод 30 и часто приводят к замыканиям между противоэлектродом 30 и электродом 20 подложки. Чтобы преодолеть этот недостаток, данное изобретение предлагает то, что средство 60 контакта является проводящим клеем, нанесенным на противоэлектрод 30.

Средство 60 контакта может быть образовано с помощью электропроводящего клея, находящегося в прямом электрическом контакте с противоэлектродом 30, а также показанным средством 90 герметизации. Следовательно, легко электрически присоединять противоэлектрод 30 к источнику электрической энергии через упомянутое средство 90 герметизации. Пользователь должен только приложить электропроводящее средство к средству 90 герметизации. Проводящий клей между средством 90 герметизации и противоэлектродом 30 тогда передает электрический ток на противоэлектрод 30.

Когда проводящий клей используется для образования средства 60 электрического контакта, предпочтительный вариант осуществления предложенного электролюминесцентного устройства 10 содержит защитное средство 70, которое образовано с помощью клея 70 и оптического прозрачного выводящего тела 71. Как показано, электрически непроводящее защитное средство 70 расположено, по меньшей мере, полностью покрывая область под средством 60 контакта. Защитное средство 70 расположено на электроде 20 подложки, и электрическое шунтирующее средство 122 находится в промежутке между защитным средством 70, воплощенном в виде оптического прозрачного выводящего тела 71, и поверхностью электрода 20 подложки для шунтирования электрода 20 подложки. Это расположение защищает область под средством 60 контакта, а также может формировать оптическую систему вывода, а также шунтирующую систему. Таким образом, это расположение, использующее защитное средство 70, удовлетворяет трем целям, а именно полностью покрывает шунтирующее средство 122 и полностью покрывает область под средством 60 электрического контакта, требуя электрически непроводящий клей для образования защитного средства 70. Кроме того, оптический вывод света, излучаемого органическим электролюминесцентным слоем 50, улучшается.

Фигура 5 показывает другой вариант осуществления электролюминесцентного устройства 10 на виде сбоку и в разрезе. Как показано, электрическое шунтирующее средство 122 может выходить из расположения, содержащего оптическое прозрачное выводящее тело 71 и систему слоев, содержащую, по меньшей мере, органический электролюминесцентный слой 50 и противоэлектрод 30. Электрическое шунтирующее средство 122 нанесено на поверхность электрода 20 подложки и продолжается в боковом направлении за расположение упомянутых слоев и, в частности, за расположение оптического прозрачного выводящего тела 71. Противоэлектрод 30 контактирует с помощью соединительного средства 93, как показано только в виде примера. Электрическое шунтирующее средство 122 может контактировать с электродом 20 подложки посредством средства 74 контакта на обоих концах и в нескольких точках по его длине, чтобы уравнять напряжение по всей излучающей области органического электролюминесцентного устройства 10. В частности, путем нанесения электрического шунтирующего средства 122 электрическое напряжение в центре электролюминесцентного устройства 10 выравнивается с электрическим напряжением во внешних областях излучающей области электролюминесцентного устройства 10 во время работы.

Описанные варианты осуществления содержат в качестве примера органический электролюминесцентный слой 50 внутри набора слоев. В альтернативных вариантах осуществления в пределах объема данного изобретения набор электролюминесцентных слоев может содержать слои дополнительно к органическому электролюминесцентному слою 50, такие как слои переноса дырок, запирающие слои для дырок, слои переноса электронов, запирающие слои для электронов, слои инжекции зарядов, дополнительные проводящие слои и др.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

10 электролюминесцентное устройство

20 электрод подложки

30 противоэлектрод

40 подложка

50 органический электролюминесцентный слой или набор электролюминесцентных слоев

50' органическая электролюминесцентная точка

60 средство электрического контакта

70 клей, защитное средство

71 оптическое прозрачное выводящее тело

72 отражающее средство

73 отражающая поверхность

74 средство контакта

90 средство герметизации

93 соединительное средство

93' соединительное средство

122 электрическое шунтирующее средство

170 газопоглотитель

180 рассеивающее средство

Изобретение относится к электролюминесцентному устройству (10), содержащему систему слоев с подложкой (40) и поверх подложки (40) электродом (20) подложки, противоэлектродом (30) и набором электролюминесцентных слоев, по меньшей мере, с одним органическим электролюминесцентным слоем (50), расположенным между электродом (20) подложки и противоэлектродом (30), отличающееся тем, что, по меньшей мере, одно оптическое прозрачное выводящее тело (71) обеспечено поверх электрода (20) подложки, чтобы увеличить вывод света, генерируемого, по меньшей мере, одним органическим электролюминесцентным слоем (50), по меньшей мере, частично покрывающим оптическое прозрачное выводящее тело (71). Изобретение дополнительно предлагает способ изготовления такого устройства. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Электролюминесцентное устройство (10), содержащее систему слоев с подложкой (40) и поверх подложки (40) электродом (20) подложки, противоэлектродом (30) и набором электролюминесцентных слоев, по меньшей мере, с одним органическим электролюминесцентным слоем (50), расположенным между электродом (20) подложки и противоэлектродом (30),
где, по меньшей мере, одно оптическое прозрачное выводящее тело (71) обеспечено поверх электрода (20) подложки, чтобы увеличить вывод света, генерируемого, по меньшей мере, одним органическим электролюминесцентным слоем (50), по меньшей мере, частично покрывающим оптическое прозрачное выводящее тело (71),
отличающееся тем, что поверхность оптического прозрачного выводящего тела (71), обращенная к набору электролюминесцентных слоев и/или противоэлектроду (30), покрыта отражающим средством (72), предпочтительно серебром, алюминием, диэлектрическим зеркалом или их комбинацией.

2. Электролюминесцентное устройство (10) по п.1,
отличающееся тем, что оптическое прозрачное выводящее тело (71) имеет высокий показатель преломления и предпочтительно, по меньшей мере, соответствующий показателю преломления подложки (40).

3. Электролюминесцентное устройство (10) по п.1 или 2,
отличающееся тем, что оптическое прозрачное выводящее тело (71) имеет продольное продолжение с поперечным сечением, которое образовано прямоугольным, треугольным, призматическим, параболическим, полукруглым или эллиптическим, и где оптическое прозрачное выводящее тело (71) предпочтительно изготовлено с помощью способа прессования под давлением.

4. Электролюминесцентное устройство (10) по п.1 или 2,
отличающееся тем, что, по меньшей мере, одно оптическое прозрачное выводящее тело (71) приклеено поверх электрода (20) подложки клеем (70).

5. Электролюминесцентное устройство (10) по п.4,
отличающееся тем, что клей (70) для приклеивания, по меньшей мере, одного оптического прозрачного выводящего тела (71) к электроду (20) подложки представляет собой оптический прозрачный клей (70), имеющий высокий показатель преломления и предпочтительно, по меньшей мере, соответствующий показателю преломления подложки (40).

6. Электролюминесцентное устройство (10) по п.4,
отличающееся тем, что клей (70) является электрически непроводящим, образуя защитное средство (70), пригодное для предотвращения электрического контакта между электродом (20) подложки и противоэлектродом (30).

7. Электролюминесцентное устройство (10) по п.4,
отличающееся тем, что клей (70), по меньшей мере, частично покрывает поверхность оптического прозрачного выводящего тела (71), обращенную к набору (50) электролюминесцентных слоев, чтобы предотвращать возникновение затеняющего края на электроде (5) подложки.

8. Электролюминесцентное устройство (10) по п.1 или 2,
отличающееся тем, что электролюминесцентное устройство (10) содержит, по меньшей мере, одно средство (60) электрического контакта поверх, по меньшей мере, одного оптического прозрачного выводящего тела (71) для электрического контакта противоэлектрода (30) с источником электропитания, где упомянутое средство (60) электрического контакта предпочтительно представляет собой электропроводящий клей.

9. Электролюминесцентное устройство (10) по п.8,
отличающееся тем, что средство (90) герметизации расположено для герметизации, по меньшей мере, упомянутого набора электролюминесцентных слоев, где средство (60) электрического контакта предпочтительно расположено между упомянутым средством (90) герметизации и противоэлектродом (30) для электрического контакта противоэлектрода (30) со средством (90) герметизации.

10. Электролюминесцентное устройство (10) по пункту 1 или 2,
отличающееся тем, что, по меньшей мере, одно электрическое шунтирующее средство (122) нанесено на электрод (20) подложки для выравнивания электрического потенциала в пределах бокового протяжения электрода (20) подложки, где электрическое шунтирующее средство (122) расположено на поверхности электрода (20) подложки, и где упомянутое выводящее тело (71) покрывает электрическое шунтирующее средство (122) таким образом, что электрическое шунтирующее средство (122) расположено между упомянутым электродом (20) подложки и упомянутым оптическим выводящим телом (71).

11. Электролюминесцентное устройство (10) по п.1 или 2,
отличающееся тем, что множество оптических прозрачных выводящих тел (71) расположено поверх электрода (20) подложки с промежуточными пространствами между оптическими прозрачными выводящими телами (71).

12. Электролюминесцентное устройство (10) по п.11,
отличающееся тем, что множество оптических прозрачных выводящих тел (71) образует решетчатую структуру, которая предпочтительно выполнена в виде прямоугольной решетки, гексагональной решетки или нерегулярной решетки.

13. Способ изготовления электролюминесцентного устройства (10) с увеличенным выводом света, содержащего систему слоев с
подложкой (40) и поверх подложки (40) электродом (20) подложки, противоэлектродом (30) и набором электролюминесцентных слоев, по меньшей мере, с одним органическим электролюминесцентным слоем (50), расположенным между электродом (20) подложки и противоэлектродом (30), где данный способ содержит, по меньшей мере, этапы, на которых:
а) обеспечивают, по меньшей мере, одно оптическое прозрачное выводящее тело (71) поверх электрода (20) подложки
b) покрывают поверхность оптического прозрачного выводящего тела (71), обращенную к набору электролюминесцентных слоев и/или противоэлектроду (30), отражающим средством (72), предпочтительно серебром, алюминием, диэлектрическим зеркалом или их комбинацией, и
с) наносят набор электролюминесцентных слоев и противоэлектрод (30) как на, по меньшей мере, одно оптически прозрачное выводящее тело (71), так и на поверхность электрода (20) подложки.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно оптическое прозрачное выводящее тело (71) приклеивают поверх электрода (20) подложки клеем (70).

15. Способ по п.13 или 14, отличающийся тем, что клей (70) наносят, по меньшей мере, частично поверх поверхности оптического прозрачного выводящего тела (71), обращенной к набору (50) электролюминесцентных слоев, чтобы предотвращать возникновение затеняющего края на электроде (20) подложки.