ОРГАНИЧЕСКОЕ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ, СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЦВЕТОВОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ СВЕТА, ИЗЛУЧАЕМОГО ИЗ ОРГАНИЧЕСКОГО СВЕТОИЗЛУЧАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА, И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО СВЕТОИЗЛУЧАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2020 года по МПК H01L51/50 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[0001] По данной заявке испрашивается приоритет китайской патентной заявки № 201710335018.0, поданной 12 мая 2017 г., содержание которой включено посредством ссылки в полном объеме.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0002] Настоящее изобретение относится к технологии отображения, в частности, к органическому светоизлучающему устройству, устройству отображения, способу управления цветовой температурой света, излучаемого из органического светоизлучающего устройства, и способу изготовления органического светоизлучающего устройства.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Устройства отображения на основе органических светодиодов (OLED) являются активно излучающими устройствами, и не нуждаются в подсветке. Устройства отображения на основе OLED также обеспечивают более яркие цвета и увеличенную цветовую гамму по сравнению с традиционными устройствами жидкокристаллического дисплея (LCD). Кроме того, устройства отображения на основе OLED можно сделать более гибкими, более тонкими и более светосильными, чем типичный LCD.

[0004] Устройство отображения на основе OLED обычно включает в себя анод, органический слой, включающий в себя органический светоизлучающий слой и катод. OLED может быть либо OLED типа нижнего излучения, либо OLED типа верхнего излучения. В OLED типа нижнего излучения, свет извлекается со стороны анода. В OLED типа нижнего излучения, анод, в общем случае, является прозрачным, тогда как катод, в общем случае, является отражающим. В OLED типа верхнего излучения, свет извлекается со стороны катода. Катод является оптически прозрачным, тогда как анод является отражающим.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] В одном аспекте, настоящее изобретение предусматривает органическое светоизлучающее устройство, содержащее первый электрод; органический слой на первом электроде, причем органический слой содержит органический светоизлучающий слой; второй электрод на стороне органического слоя, дистальной (дальней) по отношению к первому электроду; электрохромный слой между первым электродом и органическим слоем; и третий электрод между электрохромным слоем и органическим слоем.

[0006] В необязательном порядке, показатель преломления электрохромного слоя является настраиваемым.

[0007] В необязательном порядке, органическое светоизлучающее устройство содержит первую микрополость в первой области, соответствующей третьему электроду; и вторую микрополость в второй области, причем вторая область соответствует первому электроду и располагается вне первой области; причем показатель преломления первой микрополости является настраиваемым.

[0008] В необязательном порядке, эффективная оптическая длина первой микрополости допускает регулировку путем регулировки разности электрических потенциалов между первым электродом и третьим электродом.

[0009] В необязательном порядке, третий электрод сформирован, по существу, в первой области, первый электрод сформирован, по существу, в первой области и второй области.

[0010] В необязательном порядке, первый электрод содержит металлический материал, второй электрод и третий электрод являются, по существу, прозрачными электродами.

[0011] В необязательном порядке, первый электрод содержит одно или комбинацию из алюминия и серебра.

[0012] В необязательном порядке, ортогональные проекции первого электрода и второго электрода на плоскость, содержащую поверхность первого электрода, покрывают ортогональные проекции электрохромного слоя и третьего электрода на плоскость, содержащую поверхность первого электрода.

[0013] В необязательном порядке, ортогональные проекции третьего электрода и электрохромного слоя, по существу, перекрываются друг с другом.

[0014] В необязательном порядке, органическое светоизлучающее устройство дополнительно содержит выравнивающий слой между третьим электродом и органическим слоем.

[0015] В необязательном порядке, выравнивающий слой содержит проводящий полимерный материал.

[0016] В необязательном порядке, выравнивающий слой имеет толщину в пределах от приблизительно 100 нм до приблизительно 300 нм.

[0017] В необязательном порядке, первый электрод имеет толщину в пределах от приблизительно 10 нм до приблизительно 300 нм; второй электрод имеет толщину в пределах от приблизительно 10 нм до приблизительно 20 нм; и третий электрод имеет толщину в пределах от приблизительно 5 нм до приблизительно 20 нм.

[0018] В необязательном порядке, электрохромный слой содержит одно или комбинацию из оксида вольфрама, политиофенового электрохромного материала или его производных, виологенового электрохромного материала или его производных, тетратиафулваленового электрохромного материала или его производных и металл-фталоцианинового электрохромного материала или его производных.

[0019] В необязательном порядке, второй электрод является катодом, первый электрод и третий электрод являются анодами.

[0020] В другом аспекте, настоящее изобретение предусматривает устройство отображения, содержащее органическое светоизлучающее устройство, описанное здесь или изготовленное описанным здесь способом.

[0021] В другом аспекте, настоящее изобретение предусматривает способ управления цветовой температурой света, излучаемого из органического светоизлучающего устройства, описанного здесь или изготовленного описанным здесь способом, содержащий подачу первого сигнала напряжения на первый электрод; подачу второго сигнала напряжения на второй электрод; и подачу третьего сигнала напряжения на третий электрод.

[0022] В необязательном порядке, способ дополнительно содержит регулировку цветовой температуры света, излучаемого из органического светоизлучающего устройства, путем регулировки одного или комбинации из разности электрических потенциалов между первым электродом и третьим электродом, разности электрических потенциалов между вторым электродом и третьим электродом и разности электрических потенциалов между первым электродом и вторым электродом.

[0023] В необязательном порядке, органическое светоизлучающее устройство содержит первую микрополость в первой области, соответствующей третьему электроду; и вторую микрополость в второй области, причем вторая область располагается вне первой области и соответствуют первому электроду; способ дополнительно содержит регулировку цветовой температуры света, излучаемого из первой микрополости, путем регулировки одного или комбинации из разности электрических потенциалов между первым электродом и третьим электродом и разности электрических потенциалов между вторым электродом и третьим электродом.

[0024] В необязательном порядке, органическое светоизлучающее устройство содержит первую микрополость в первой области, соответствующей третьему электроду; и вторую микрополость в второй области, причем вторая область располагается вне первой области и соответствуют первому электроду; способ дополнительно содержит регулировку цветовой температуры света, излучаемого из второй микрополости путем регулировки разности электрических потенциалов между первым электродом и вторым электродом.

[0025] В другом аспекте, настоящее изобретение предусматривает способ изготовления органического светоизлучающего устройства, содержащего формирование первого электрода на подложке; формирование электрохромного слоя на стороне первого электрода, дистальной по отношению к подложке; формирование третьего электрода на стороне электрохромного слоя, дистальной по отношению к первому электроду; формирование органического слоя на стороне третьего электрода и первого электрода, дистальной по отношению к подложке; и формирование второго электрода на стороне органического слоя, дистальной по отношению к первому электроду; причем формирование органического слоя содержит формирование органического светоизлучающего слоя.

[0026] В необязательном порядке, электрохромный слой и третий электрод формируются с использованием единого фотошаблона в едином процессе формирования рисунка.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0027] Нижеследующие чертежи являются лишь иллюстративными примерами согласно различным раскрытым вариантам осуществления и не призваны ограничивать объем настоящего изобретения.

[0028] Фиг. 1A - схема, демонстрирующая конструкцию органического светоизлучающего устройства в некоторых вариантах осуществления согласно настоящему изобретению.

[0029] Фиг. 1B - схема, демонстрирующая конструкцию органического светоизлучающего устройства в некоторых вариантах осуществления согласно настоящему изобретению.

[0030] Фиг. 2 - блок-схема операций, демонстрирующая способ изготовления органического светоизлучающего устройства в некоторых вариантах осуществления согласно настоящему изобретению.

[0031] Фиг. 3A - 3D демонстрируют процесс изготовления органического светоизлучающего устройства в некоторых вариантах осуществления согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0032] Изобретение будет описано ниже более подробно со ссылкой на нижеследующие варианты осуществления. Следует отметить, что нижеследующее описание некоторых вариантов осуществления представлено здесь только в целях иллюстрации и описания. Оно не притязает на полноту и не ограничивается конкретной раскрытой формой.

[0033] В традиционных органических светоизлучающих устройствах, цветовая температура света, излучаемого из традиционных органических светоизлучающих устройств, может регулироваться только путем регулировки напряжения, подаваемого на органические светоизлучающие устройства. Трудно покрыть полный спектр цветовых температур в традиционных органических светоизлучающих устройствах. Кроме того, регулировка цветовой температуры в широких пределах требует изменения напряжения между анодом и катодом в широких пределах, приводящего к сравнительно большому изменению интенсивности света излучаемого света.

[0034] Соответственно, настоящее изобретение предусматривает, помимо прочего, органическое светоизлучающее устройство, устройство отображения, способ управления цветовой температурой света, излучаемого из органического светоизлучающего устройства, и способ изготовления органического светоизлучающего устройства, которые, по существу, устраняют одну или более из проблем, обусловленных ограничениями и недостатками уровня техники. В одном аспекте, настоящее изобретение предусматривает органическое светоизлучающее устройство. В некоторых вариантах осуществления, Органическое светоизлучающее устройство включает в себя первый электрод; органический слой на первом электроде; второй электрод на стороне органического слоя, дистальной по отношению к первому электроду; электрохромный слой между первым электродом и органическим слоем; и третий электрод между электрохромным слоем и органическим слоем. Органический слой включает в себя органический светоизлучающий слой. В необязательном порядке, третий электрод и электрохромный слой формируются, по существу, в первой области, первый электрод и второй электрод формируются по существу в области, превышающей и включающей в себя первую область. В необязательном порядке, ортогональные проекции первого электрода и второго электрода на плоскость, содержащую поверхность первого электрода, покрывают ортогональные проекции электрохромного слоя и третьего электрода на плоскость, содержащую поверхность первого электрода. По сравнению с традиционным органическим светоизлучающим устройством, цветовую температуру света, излучаемого из настоящего органического светоизлучающего устройства, можно регулировать в сравнительно большом диапазоне, не оказывая влияния на интенсивность света излучаемого света.

[0035] На фиг. 1A показана схема, демонстрирующая конструкцию органического светоизлучающего устройства в некоторых вариантах осуществления согласно настоящему изобретению. На фиг. 1B показана схема, демонстрирующая конструкцию органического светоизлучающего устройства в некоторых вариантах осуществления согласно настоящему изобретению. Согласно фиг. 1A и фиг. 1B, устройство на органических светодиодах в некоторых вариантах осуществления включает в себя первый электрод 2 на подложке 1; электрохромный слой 3 на стороне первого электрода 2, дистальной по отношению к подложке 1; третий электрод 4 на стороне электрохромного слоя 3, дистальной по отношению к первому электроду 2; органический слой 6 на стороне третьего электрода 4 и первого электрода 2, дистальной по отношению к подложке 1; и второй электрод 10 на стороне органического слоя 6, дистальной по отношению к первому электроду 2.

[0036] Согласно фиг. 1A, в некоторых вариантах осуществления, третий электрод 4 находится, по существу, в первой области A. Первый электрод 2 и второй электрод 10 находятся, по существу, в области, превышающей и включающей в себя первую область A. Например, первый электрод 2 и второй электрод 10 на фиг. 1A находятся, по существу, в первой области A и второй области B. Электрохромный слой 3 не ограничивается первой областью A. В необязательном порядке, электрохромный слой 3, находится, по существу в области, превышающей и включающей в себя первую область A. Например, электрохромный слой 3, находится, по существу в первой области A и второй области B. Электрохромный слой 3 находится между первым электродом 2 и третьим электродом 4. Третий электрод 4 находится между электрохромным слоем 3 и органическим слоем 6. В необязательном порядке, ортогональные проекции первого электрода 2, второго электрода 10 и электрохромного слоя 3 на плоскость, содержащую поверхность (например, нижнюю поверхность) первого электрода 2 покрывают ортогональную проекцию третьего электрода 4 на плоскость, содержащую поверхность первого электрода 2.

[0037] Согласно фиг. 1B, в некоторых вариантах осуществления, третий электрод 4 и электрохромный слой 3 находятся, по существу, в первой области A. Первый электрод 2 и второй электрод 10 находятся, по существу, в области, превышающей и включающей в себя первую область. Например, первый электрод 2 и второй электрод 10 на фиг. 1B находятся, по существу, в первой области A и второй области B. Электрохромный слой 3 находится между первым электродом 2 и третьим электродом 4. Третий электрод 4 находится между электрохромным слоем 3 и органическим слоем 6. В необязательном порядке, ортогональные проекции первого электрода 2 и второго электрода 10 на плоскость, содержащую поверхность (например, нижнюю поверхность) первого электрода 2 покрывают ортогональные проекции электрохромного слоя 3 и третьего электрода 4 на плоскость, содержащую поверхность первого электрода 2. В необязательном порядке, ортогональные проекции третьего электрода 4 и электрохромного слоя 3, по существу, перекрываются друг с другом.

[0038] В некоторых вариантах осуществления, органическое светоизлучающее устройство включает в себя первую микрополость 100 в первой области A, соответствующей третьему электроду 4 (и электрохромному слою 3), и вторую микрополость 200 в второй области B. Вторая область B располагается вне первой области A и соответствует участку первого электрода 2. В необязательном порядке, оптическая длина первой микрополости 100 регулируется путем регулировки разности электрических потенциалов между первым электродом 2 и третьим электродом 4.

[0039] Электрохромный слой 3 выполнен из электрохромного материала. Используемый здесь термин ʺэлектрохромныйʺ означает материал или слой, который демонстрирует устойчивое и обратимое изменение своих оптических характеристик (например, одного или более из отражательной способности, пропускающей способности, спектральной поглощательной способности и показателя преломления) при подаче разности электрических потенциалов. В необязательном порядке, электрохромный материал или слой претерпевает изменение цвета при подаче разности электрических потенциалов. В необязательном порядке, электрохромный материал или слой претерпевает изменение прозрачности при подаче разности электрических потенциалов. В необязательном порядке, электрохромный материал является неорганическим электрохромным материалом. Примеры неорганических электрохромных материалов включают в себя оксиды переходных металлов, например, WO₃, MoO₃, Nb₂O₃. Примеры органических электрохромных материалов включают в себя политиофен и его производные, виологен и его производные, тетратиафулвален и его производные, металл-фталоцианин и его производные, пиридин, аминохинон и азины.

[0040] Как показано на фиг. 1B, электрохромный слой 3 в некоторых вариантах осуществления включает в себя единый электрохромный блок (в каждом органическом светоизлучающем устройстве). В необязательном порядке, электрохромный слой 3 включает в себя множество электрохромных блоков, например, 2, 3, или более электрохромных блоков.

[0041] Органический слой 6 включает в себя, по меньшей мере, органический светоизлучающий слой 8. При подаче сигналами напряжения на первый электрод 2 и второй электрод 10, генерируются носители положительного заряда (дырки) и носители отрицательного заряда (электроны), соответственно. Носители положительного заряда и носители отрицательного заряда рекомбинируют в органическом светоизлучающем слое 8, с образованием экзитонов. Когда экзитоны возвращаются в основное состояние, их энергия переносится в органический светоизлучающий материал в органическом светоизлучающем слое 8. Органический светоизлучающий материал возбуждается из основного состояния в возбужденное состояние. Когда органический светоизлучающий материал возвращается в основное состояние, энергия высвобождается в форме света посредством излучательного затухания. В необязательном порядке, органический светоизлучающий слой 8 имеет толщину в пределах от приблизительно 5 нм до приблизительно 50 нм.

[0042] При создании электрического поля между анодом и катодом для инжекции электронов из катода в светоизлучающий слой и дырок из анода в светоизлучающий слой, энергия, высвобождаемая при рекомбинации электронов и дырок, может осциллировать между экзитонами и фотонами с определенной частотой колебаний. Внутри микрополости, фотоны могут поглощаться девозбужденными атомами. Затем девозбужденные атомы повторно возбуждаются и испускают фотоны при возвращении в основное состояние. Этот процесс может повторяться несколько раз внутри микрополости, приводя к повышенной интенсивности излучения на пике излучения.

[0043] В некоторых вариантах осуществления, один из первого электрода 2 и второго электрода 10 является анодом, и другой является катодом. Под действием внешнего электрического поля, анод генерирует носители положительного заряда (дырки), и катод генерирует носители отрицательного заряда (электроны). В необязательном порядке, первый электрод 2 является анодом и второй электрод 10 является катодом.

[0044] В необязательном порядке, органическое светоизлучающее устройство является органическим светоизлучающим устройством типа верхнего излучения. В необязательном порядке, органическое светоизлучающее устройство является органическим светоизлучающим устройством типа нижнего излучения.

[0045] В некоторых вариантах осуществления, первый электрод 2 выполнен из металлического материала, и второй электрод 10 выполнен из прозрачного материала, например, второй электрод 10 является прозрачным электродом. В необязательном порядке, первый электрод 2, выполненный из металлического материала, является отражающим зеркалом, выполненным с возможностью отражения света, излучаемого из органического светоизлучающего слоя 8 в направлении ко второму электроду 10, затем отраженный свет проходит через второй электрод 10. Используемый здесь термин ʺпо существу прозрачныйʺ означает, что через него проходит, по меньшей мере, 50 процентов (например, по меньшей мере, 60 процентов, по меньшей мере, 70 процентов, по меньшей мере, 80 процентов, по меньшей мере, 90 процентов и по меньшей мере, 95 процентов) света в видимом диапазоне длин волны.

[0046] В необязательном порядке, первый электрод 2 выполнен из алюминия, или серебра, или их комбинации. В необязательном порядке, второй электрод 10 выполнен из прозрачного оксида металла, например, оксида индия-олова и оксида индия-цинка.

[0047] В некоторых вариантах осуществления, третий электрод 4 выполнен из прозрачного материала, например, третий электрод 4 является прозрачным электродом. Благодаря этой конструкции, свет, излучаемый из органического светоизлучающего слоя 8, могут проходить через третий электрод 4 и достигать первого электрода 2, затем свет отражается первым электродом 2 в направлении ко второму электроду 10. В необязательном порядке, третий электрод 4 выполнен из прозрачного оксида металла, например, оксида индия-олова и оксида индия-цинка.

[0048] В некоторых вариантах осуществления, третий электрод 4 является анодом первой микрополости 100, и второй электрод 10 является катодом первой микрополости 100; первый электрод 2 является анодом второй микрополости 200, и второй электрод 10 является катодом второй микрополости 200. В некоторых вариантах осуществления, интенсивность света I_c(λ) в направлении длины микрополости (например, в направлении, по существу, перпендикулярном светоизлучающей поверхности) может определяться согласно следующему уравнению:

[0049] (1);

[0050] где λ обозначает длину волны света, излучаемого из органического светоизлучающего слоя 8; x обозначает расстояние внутри микрополости между органическим светоизлучающим слоем 8 и анодом; R_m обозначает отражательную способность зеркала для металлического зеркала (например, первый электрод 2); R_d обозначает отражательную способность зеркала для диэлектрического зеркала (например, зеркала, выполненного из диэлектрического материала, например, оксида кремния и оксида титана); L обозначает эффективную оптическую длину микрополости; обозначает распределение первичного спектра (спектра свободного пространства).

[0051] Эффективная оптическая длина микрополости может определяться на основании следующего уравнения:

[0052] (2);

[0053] где обозначает эффективный показатель преломления всех слоев в микрополости; обозначает полную толщину всех слоев в микрополости; обозначает сдвиг фазы при отражении металлического зеркала; и обозначает сдвиг фазы при отражении диэлектрического зеркала.

[0054] Используемый здесь термин ʺмикрополостьʺ означает оптическую резонансную полость в твердотельном светоизлучающем устройстве. Например, в контексте настоящего изобретения, первый электрод 2 и второй электрод 10 образуют два отражающих зеркала в микрополости. В необязательном порядке, микрополость имеют оптическую длину, по существу, равную сумме длин оптического пути слоев между первым электродом 2 и вторым электродом 10. Используемый здесь термин ʺдлина оптического путиʺ означает значение, полученное умножением показателя преломления n среды, через которую распространяется измерительный свет, на расстояние, проходимое измерительным светом через среду, имеющую показатель преломления n, т.е. длина оптического пути равна расстоянию, которое измерительный свет проходил бы через вакуум в течение времени, необходимого измерительному свету для распространения через среду, имеющую показатель преломления n.

[0055] При условии, что разность электрических потенциалов между анодом и катодом в первой микрополости 100, по существу, равна разности электрических потенциалов между анодом и катодом во второй микрополости 200, длина волны света, излучаемого из органического светоизлучающего слоя 8 в первой микрополости 100, также будет, по существу, равна длине волны света, излучаемого из органического светоизлучающего слоя 8 во второй микрополости 200. На основании вышеприведенных уравнения (1) и уравнения (2), при этом условии, интенсивность света для света, излучаемого из первой микрополости 100, отличается от интенсивности света для света, излучаемого из второй микрополости 200, поскольку расстояние H1 между органическим светоизлучающим слоем 8 и анодом (третьим электродом 4) в первой микрополости 100 отличается от расстояния H2 между органическим светоизлучающим слоем 8 и анодом (первым электродом 2) во второй микрополости 200. Когда разности электрических потенциалов между анодом и катодом в первой микрополости 100 и во второй микрополости 200, по существу, одинаковы, свет, излучаемый из первой микрополости 100, и свет, излучаемый из второй микрополости 200, имеют разные длины волны и разные цветовые температуры.

[0056] Поскольку расстояние H2 между органическим светоизлучающим слоем 8 и анодом (первым электродом 2) во второй микрополости 200 больше расстояния H1 между органическим светоизлучающим слоем 8 и анодом (третьим электродом 4) в первой микрополости 100, интенсивность света для света, излучаемого из второй микрополости 200, больше интенсивности света для света, излучаемого из первой микрополости 100, когда разности электрических потенциалов между анодом и катодом в первой микрополости 100 и во второй микрополости 200 по существу, одинаковы. При этом условии, сравнивая свет, излучаемый из первой микрополости 100, со светом, излучаемым из второй микрополости 200, свет, излучаемый из второй микрополости 200 имеет более высокое спектральное распределение энергии на более длинноволновой стороне спектра, более низкую цветовую температуру и сдвиг в сторону красного цвета; причем свет, излучаемый из первой микрополости 100, имеет более высокое спектральное распределение энергии на более коротковолновой стороне спектра (например, свет, излучаемый из первой микрополости 100, имеет меньшую длину волны, чем свет, излучаемый из второй микрополости 200), относительно более высокую цветовую температуру и сдвиг в сторону синего цвета. Таким образом, когда разности электрических потенциалов между анодом и катодом в первой микрополости 100 и во второй микрополости 200, по существу, одинаковы, свет, излучаемый из первой микрополости 100, и свет, излучаемый из второй микрополости 200, имеют разные цветовые температуры. Кроме того, когда диапазоны регулировки разности электрических потенциалов между анодом и катодом в первой микрополости 100 и во второй микрополости 200 по существу, одинаковы, первая микрополость 100 и вторая микрополость 200 имеют разные диапазоны регулировки цветовой температуры.

[0057] Соответственно, составной свет из света, излучаемого из первой микрополости 100, имеющего первую цветовую температуру, и света, излучаемого из второй микрополости 200, имеющего вторую цветовую температуру, будет иметь третью цветовую температуру. Составной свет, имеющий третью цветовую температуру, излучается из органического светоизлучающего устройства. В необязательном порядке, первая цветовая температура, вторая цветовая температура и третья цветовая температура отличаются друг от друга. Таким образом, первая цветовая температура и вторая цветовая температура могут влиять на значение третьей цветовой температуры, эффективно увеличивая диапазон регулировки цветовой температуры света, излучаемого из органического светоизлучающего устройства.

[0058] В настоящем органическом светоизлучающем устройстве, цветовая температура света, излучаемого из органического светоизлучающего устройства можно регулировать по-разному. Во-первых, путем регулировки разности электрических потенциалов между первым электродом 2 и вторым электродом 10, можно регулировать интенсивность света Ic(λ) в направлении длины второй микрополости 200, таким образом, регулируя цветовую температуру света, излучаемого из органического светоизлучающего устройства. Во-вторых, путем регулировки разности электрических потенциалов между третьим электродом 4 и вторым электродом 10, можно регулировать цветовую температуру света, излучаемого из первой микрополости 100. В-третьих, путем регулировки разности электрических потенциалов между третьим электродом 4 и первым электродом 2, также можно регулировать цветовую температуру света, излучаемого из первой микрополости 100.

[0059] В некоторых вариантах осуществления, путем регулировки разности электрических потенциалов между третьим электродом 4 и первым электродом 2, можно регулировать показатель преломления электрохромного слоя 3 и эффективный показатель преломления всех слоев внутри первой микрополости 100. На основании уравнения (2), эффективную оптическую длину первой микрополости 100 и интенсивность света и цветовую температуру света, излучаемого из первой микрополости 100, также можно регулировать путем регулировки разности электрических потенциалов между третьим электродом 4 и первым электродом 2.

[0060] Электрохромный слой 3 в настоящем органическом светоизлучающем устройстве позволяет регулировать эффективную оптическую длину первой микрополости 100, эффективно увеличивая диапазон регулировки цветовой температуры света, излучаемого из первой микрополости 100, и света, излучаемого из органического светоизлучающего устройства.

[0061] Поскольку свет, излучаемый из органического светоизлучающего устройства (имеющий третью цветовую температуру), является составным светом из света, излучаемого из первой микрополости 100 (имеющего первую цветовую температуру), и света, излучаемого из второй микрополости 200 (имеющего вторую цветовую температуру), изменение третьей цветовой температуры является композицией изменения первой цветовой температуры и изменения второй цветовой температуры. Сравнительно малое изменение первой цветовой температуры и второй цветовой температуры приведет к сравнительно большому изменению третьей цветовой температуры. Таким образом, малое изменение разности электрических потенциалов между анодом и катодом в первой микрополости 100 и второй микрополости 200 может приводить к большему изменению цветовой температуры без чрезмерного изменения интенсивности света органического светоизлучающего устройства.

[0062] В необязательном порядке, первый электрод 2 имеет толщину в пределах от приблизительно 10 нм до приблизительно 300 нм, например, от приблизительно 10 нм до приблизительно 100 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 200 нм, и от приблизительно 200 нм до приблизительно 300 нм. Когда толщина первого электрода 2 больше или равна 10 нм, первый электрод 2 может поддерживать относительно высокую отражательную способность. Когда толщина первого электрода 2 меньше или равна 300 нм, органическое светоизлучающее устройство можно сделать более тонким.

[0063] В необязательном порядке, второй электрод 10 имеет толщину в пределах от приблизительно 10 нм до приблизительно 20 нм. В необязательном порядке, третий электрод 4 имеет толщину в пределах от приблизительно 5 нм до приблизительно 20 нм. При значениях толщины второго электрода 10 иe третьего электрода 4 в этих диапазонах, второй электрод 10 и третий электрод 4 могут поддерживать относительно высокую проводимость, и органическое светоизлучающее устройство можно сделать более тонким.

[0064] Согласно фиг. 1A и фиг. 1B, органический слой 6 в некоторых вариантах осуществления дополнительно включает в себя слой 7 переноса дырок и слой 9 переноса электронов. Слой 7 переноса дырок располагается между третьим электродом 4 (анодом) и органическим светоизлучающим слоем 8. Слой 9 переноса электронов располагается между органическим светоизлучающим слоем 8 и вторым электродом 10 (катодом). Слой 7 переноса дырок повышает эффективность переноса дырок органического светоизлучающего устройства. Слой 9 переноса электронов повышает эффективность переноса электронов органического светоизлучающего устройства. В необязательном порядке, слой 7 переноса дырок имеет толщину в пределах от приблизительно 5 нм до приблизительно 50 нм. В необязательном порядке, слой 9 переноса электронов имеет толщину в пределах от приблизительно 5 нм до приблизительно 50 нм.

[0065] Согласно фиг. 1A и фиг. 1B, органическое светоизлучающее устройство в некоторых вариантах осуществления дополнительно включает в себя выравнивающий слой 5 между первым электродом 2 и органическим слоем 6, и между третьим электродом 4 и органическим слоем 6. В необязательном порядке, выравнивающий слой 5 включает в себя проводящий полимерный материал. Примеры проводящих полимерных материалов включают в себя поли(3,4-этилендиокситиофен):поли(стиролсульфонат) (PEDOT:PSS). Выравнивающий слой 5, выполненный из проводящего полимерного материала не только имеет функцию выравнивания, но и проводит электричество и инжектирует дырки в органический слой 6.

[0066] В необязательном порядке, выравнивающий слой 5 имеет толщину в пределах от приблизительно 100 нм до приблизительно 300 нм. За счет толщины выравнивающего слоя 5, большей или равной 100 нм, выравнивающий слой 5 может в достаточной степени выравнивать органическое светоизлучающее устройство. За счет толщины выравнивающего слоя 5, меньшей или равный 300 нм, органическое светоизлучающее устройство можно сделать более тонким.

[0067] В настоящем органическом светоизлучающем устройстве, цветовая температура света, излучаемого из органического светоизлучающего устройства можно регулировать путем регулировки разности электрических потенциалов между вторым электродом 10 и третьим электродом 4, и регулировать разность электрических потенциалов между первым электродом 2 и вторым электродом 10. Кроме того, цветовую температуру света, излучаемого из органического светоизлучающего устройства, можно регулировать путем регулировки разности электрических потенциалов между первым электродом 2 и третьим электродом 4, что изменяет показатель преломления электрохромного слоя 3. В результате, настоящее органическое светоизлучающее устройство имеет гораздо больший диапазон регулировки цветовой температуры.

[0068] В другом аспекте, настоящее изобретение предусматривает способ возбуждения органического светоизлучающего устройства, например, способ управления цветовой температурой света, излучаемого из органического светоизлучающего устройства. В некоторых вариантах осуществления, способ включает в себя подачу первого сигнала напряжения на первый электрод; подачу второго сигнала напряжения на второй электрод; и подачу третьего сигнала напряжения на третий электрод. В необязательном порядке, способ дополнительно включает в себя регулировку цветовой температуры света, излучаемого из органического светоизлучающего устройства, путем регулировки цветовой температуры света, излучаемого из первой микрополости, или регулировку цветовой температуры света, излучаемого из второй микрополости, или обе. В необязательном порядке, цветовую температуру света, излучаемого из первой микрополости, можно регулировать путем регулировки разности электрических потенциалов между первым электродом и третьим электродом. В необязательном порядке, цветовую температуру света, излучаемого из первой микрополости, можно регулировать путем регулировки разности электрических потенциалов между вторым электродом и третьим электродом. В необязательном порядке, цветовую температуру света, излучаемого из второй микрополости, можно регулировать путем регулировки разности электрических потенциалов между первым электродом и вторым электродом. В необязательном порядке, цветовая температура света, излучаемого из органического светоизлучающего устройства регулируется путем объединения регулировки разности электрических потенциалов между первым электродом и третьим электродом, регулировки разности электрических потенциалов между вторым электродом и третьим электродом, и регулировки разности электрических потенциалов между первым электродом и вторым электродом.

[0069] В другом аспекте, настоящее изобретение предусматривает способ изготовления органического светоизлучающего устройства. На фиг. 2 показана блок-схема операций, демонстрирующая способ изготовления органического светоизлучающего устройства в некоторых вариантах осуществления согласно настоящему изобретению. Согласно фиг. 2, способ в некоторых вариантах осуществления включает в себя формирование первого электрода на подложке; формирование электрохромного слоя на стороне первого электрода, дистальной по отношению к подложке; формирование третьего электрода на стороне электрохромного слоя, дистальной по отношению к первому электроду; формирование органического слоя на стороне третьего электрода и первого электрода, дистальной по отношению к подложке; и формирование второго электрода на стороне органического слоя, дистальной по отношению к первому электроду. Этап формирования органического слоя включает в себя формирование органического светоизлучающего слоя. В необязательном порядке, органическое светоизлучающее устройство формируется таким образом, что ортогональные проекции первого электрода и второго электрода на плоскость, содержащую поверхность первого электрода, покрывают ортогональные проекции электрохромного слоя и третьего электрода на плоскость, содержащую поверхность первого электрода. В необязательном порядке, ортогональные проекции третьего электрода и электрохромного слоя, по существу, перекрываются друг с другом.

[0070] Для создания первого электрода можно использовать различные подходящие материалы и различные подходящие способы изготовления. Например, металлический материал можно осаждать в процессе плазмохимического осаждения из паровой фазы (PECVD) или процессе напыления, например, процессе магнетронного напыления. В необязательном порядке, осаждаемый слой из металлического материала имеет толщину в пределах от приблизительно 10 нм до приблизительно 300 нм. Затем в осаждаемом слое из металлического материала формируется рисунок, например, посредством литографического процесса. Примеры подходящих металлических материалов для изготовления первого электрода включают в себя алюминий, серебро и их комбинацию.

[0071] Для создания электрохромного слоя можно использовать различные подходящие материалы и различные подходящие способы изготовления. Например, электрохромный материал можно осаждать в процессе плазмохимического осаждения из паровой фазы (PECVD). Затем в осаждаемом слое из электрохромного материала формируется рисунок, например, посредством литографического процесса. Примеры подходящих электрохромных материалов для создания электрохромного слоя включают в себя оксид вольфрама, политиофеновый электрохромный материал или его производные, виологеновый электрохромный материал или его производные, тетратиафулваленовый электрохромный материал или его производные и металл-фталоцианиновый электрохромный материал или его производные.

[0072] Для создания третьего электрода можно использовать различные подходящие материалы и различные подходящие способы изготовления. Например, прозрачный проводящий материал можно осаждать в процессе плазмохимического осаждения из паровой фазы (PECVD) или процессе напыления, например, процессе магнетронного напыления. В необязательном порядке, осаждаемый слой из проводящего материала имеет толщину в пределах от приблизительно 5 нм до приблизительно 20 нм. Затем в осаждаемом слое из проводящего материала формируется рисунок, например, посредством литографического процесса. Примеры подходящих металлических материалов для изготовления третьего электрода включают в себя оксиды металлов, например, оксид индия-олова и оксид индия-цинка.

[0073] В необязательном порядке, в электрохромном слое и третьем электроде формируются рисунки в едином процессе, например, с использованием единого фотошаблона. В необязательном порядке, слой из электрохромного материала сначала осаждается на подложку, и затем слой прозрачного проводящего материала осаждается на сторону электрохромного слоя, дистальную по отношению к подложке. В слое из электрохромного материала и слое прозрачного проводящего материала формируются рисунки с использованием единого фотошаблона с получением электрохромного слоя и третьего электрода.

[0074] Для создания органического светоизлучающего слоя можно использовать различные подходящие материалы и различные подходящие способы изготовления. Например, органический светоизлучающий материал можно осаждать в процессе плазмохимического осаждения из паровой фазы (PECVD) или процессе покрытия. В необязательном порядке, осаждаемый слой из органического светоизлучающего материала имеет толщину в пределах от приблизительно 5 нм до приблизительно 50 нм. Органический светоизлучающий слой может иметь однослойную структуру. В необязательном порядке, светоизлучающий слой имеет многослойную структуру и включает в себя несколько подслоев.

[0075] В необязательном порядке, этап формирования органического слоя дополнительно включает в себя формирование слоя переноса дырок, например, между первым электродом и органическим светоизлучающим слоем. Для создания слоя переноса дырок можно использовать различные подходящие материалы и различные подходящие способы изготовления. Например, материал переноса дырок можно осаждать в процессе плазмохимического осаждения из паровой фазы (PECVD) или процессе покрытия. В необязательном порядке, осаждаемый материал переноса дырок слой имеет толщину в пределах от приблизительно 5 нм до приблизительно 50 нм. Примеры подходящих материалов переноса дырок включают в себя N,N'-бис-(1-нафталенил)-N,N'-бис-фенил-(1,1'-бифенил)-4,4'-диамин (NPB).

[0076] В необязательном порядке, этап формирования органического слоя дополнительно включает в себя формирование слоя переноса электронов, например, между органическим светоизлучающим слоем и вторым электродом. Для создания слоя переноса электронов можно использовать различные подходящие материалы и различные подходящие способы изготовления. Например, материал переноса электронов можно осаждать в процессе плазмохимического осаждения из паровой фазы (PECVD) или процессе покрытия. В необязательном порядке, осаждаемый слой материал переноса электронов имеет толщину в пределах от приблизительно 5 нм до приблизительно 50 нм. Примеры подходящих материалов переноса электронов включают в себя 4,7-дифенил-1,10-фенантролин (Bphen).

[0077] Для создания второго электрода можно использовать различные подходящие материалы и различные подходящие способы изготовления. Например, прозрачный проводящий материал можно осаждать в процессе плазмохимического осаждения из паровой фазы (PECVD) или процессе напыления, например, процессе магнетронного напыления. В необязательном порядке, осаждаемый слой из проводящего материала имеет толщину в пределах от приблизительно 10 нм до приблизительно 20 нм. Затем в осаждаемом слое из проводящего материала формируется рисунок, например, посредством литографического процесса. Примеры подходящих металлических материалов для изготовления второго электрода включают в себя оксиды металлов, например, оксид индия-олова и оксид индия-цинка.

[0078] В необязательном порядке, способ дополнительно включает в себя формирование выравнивающего слоя между третьим электродом и органическим слоем. Для создания выравнивающего слоя можно использовать различные подходящие материалы и различные подходящие способы изготовления. Например, выравнивающий материал можно осаждать в процессе плазмохимического осаждения из паровой фазы (PECVD) или процессе напыления, например, процессе магнетронного напыления. В необязательном порядке, осаждаемый слой из выравнивающего материала имеет толщину в пределах от приблизительно 100 нм до приблизительно 300 нм. Затем в осаждаемом слое из выравнивающего материала формируется рисунок, например, посредством литографического процесса. Примеры подходящих металлических материалов для изготовления выравнивающего слоя включают в себя проводящие полимерные материалы, например PEDOT:PSS.

[0079] Фиг. 3A - 3D демонстрируют процесс изготовления органического светоизлучающего устройства в некоторых вариантах осуществления согласно настоящему изобретению. Согласно фиг. 3A, первый электрод 2 формируется на подложке 1, слой 3' материала остановки травления формируется на стороне первого электрода 2, дистальной по отношению к подложке 1, и слой 4' прозрачного проводящего материала формируется на стороне слоя материала остановки травления 3', дистальной по отношению к первому электроду 2. Согласно фиг. 3B, слой 11 фоторезиста формируется на стороне слоя 4' прозрачного проводящего материала, дистальной по отношению к слою 3' материала остановки травления. Слой 11 фоторезиста имеет рисунок в фоторезисте, сформированный с использованием фотошаблона 12. Рисунок в фоторезисте имеет первую область A и вторую область B. В первой области A материал фоторезиста удаляется. Согласно фиг. 3C, затем слой 3' материала остановки травления и слой 4' прозрачного проводящего материала подвергаются травлению для удаления материала остановки травления и прозрачного проводящего материала в первой области A, с образованием слоя 2 остановки травления и третьего электрода 4 в первой области A. Согласно фиг. 3D, затем выравнивающий слой 5 формируется на стороне третьего электрода 4, дистальной по отношению к подложке 1 в первой области A, и на стороне первого электрода 2, дистальной по отношению к подложке 1 во второй области B. Затем органический слой 6 (включающий в себя слой 7 переноса дырок, органический светоизлучающий слой 8 и слой 9 переноса электронов) формируется на стороне выравнивающего слоя 5, дистальной по отношению к подложке 1, и второй электрод 10 формируется на стороне органического слоя 6, дистальной по отношению к выравнивающему слою 5.

[0080] В другом аспекте, настоящее изобретение предусматривает отображающую панель, имеющую органическое светоизлучающее устройство, описанное здесь или изготовленное описанным здесь способом. В другом аспекте, настоящее изобретение предусматривает устройство отображения, имеющее органическое светоизлучающее устройство, описанное здесь или изготовленное описанным здесь способом. Примеры подходящего устройства отображения включает в себя, но без ограничения, электронную бумагу, мобильный телефон, планшетный компьютер, телевизор, монитор, компьютер-ноутбук, цифровой альбом, GPS и т.д.

[0081] Вышеприведенное описание вариантов осуществления изобретения представлено в целях иллюстрации и описания. Оно не притязает на полноту и не призвано ограничивать изобретение конкретной формой или раскрытыми иллюстративными вариантами осуществления. Соответственно, вышеприведенное описание следует рассматривать как иллюстративное, а не ограничительное. Очевидно, специалисты в данной области техники могут предложить многочисленные модификации и вариации. Варианты осуществления выбраны и описаны для объяснения принципов изобретения и его практического применения, чтобы специалисты в данной области техники могли понять изобретение для различных вариантов осуществления и с различными модификациями, пригодными для конкретного использования или возможной реализации. Предполагается, что объем изобретения определяется нижеследующей формулой изобретения и ее эквивалентами, в которых все термины следует понимать в самом широком смысле, если не указано обратное. Поэтому термин ʺизобретениеʺ, ʺнастоящее изобретениеʺ и т.п. не обязательно ограничивают объем формулы изобретения конкретным вариантом осуществления, и ссылка на иллюстративные варианты осуществления изобретения не предполагает ограничение изобретения, и никакого подобного ограничения не предполагается. Изобретение ограничивается только сущностью и объемом нижеследующей формулы изобретения. Кроме того, в этой формуле изобретения могут использоваться числительные ʺпервыйʺ, ʺвторойʺ и т.д., после которых стоит существительное или элемент. Такие термины следует понимать как номенклатуру и не следует рассматривать как ограничение на количество элементов, снабженных такой номенклатурой, если не задано конкретное количество. Никакие описанные достоинства и преимущества не могут применяться ко всем вариантам осуществления изобретения. Очевидно, что специалисты в данной области техники могут вносить изменения в описанные варианты осуществления, не выходя за рамки объема настоящего изобретения, заданные нижеследующей формулой изобретения. Кроме того, никакие элементы или компоненты в настоящем изобретении не должны становиться достоянием общественности независимо от того, упомянут ли элемент или компонент в явном виде в нижеследующей формуле изобретения.

Изобретение относится к технологиям отображения. Органическое светоизлучающее устройство содержит первый электрод; органический слой на первом электроде, содержащий органический светоизлучающий слой; второй электрод на стороне органического слоя, дистальной по отношению к первому электроду; электрохромный слой между первым электродом и органическим слоем; и третий электрод между электрохромным слоем и органическим слоем. При этом органическое светоизлучающее устройство содержит первую микрополость в первой области, соответствующей третьему электроду, и вторую микрополость во второй области, которая соответствует первому электроду и располагается вне первой области, причем показатель преломления первой микрополости является настраиваемым. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Органическое светоизлучающее устройство, содержащее:

первый электрод;

органический слой на первом электроде, причем органический слой содержит органический светоизлучающий слой;

второй электрод на стороне органического слоя, дистальной по отношению к первому электроду;

электрохромный слой между первым электродом и органическим слоем; и

третий электрод между электрохромным слоем и органическим слоем;

при этом органическое светоизлучающее устройство содержит:

первую микрополость в первой области, соответствующей третьему электроду; и

вторую микрополость в второй области, причем вторая область соответствует первому электроду и располагается вне первой области;

причем показатель преломления первой микрополости является настраиваемым.

2. Органическое светоизлучающее устройство по п. 1, в котором показатель преломления электрохромного слоя является настраиваемым.

3. Органическое светоизлучающее устройство по п. 1, в котором эффективная оптическая длина первой микрополости допускает регулировку путем регулировки разности электрических потенциалов между первым электродом и третьим электродом.

4. Органическое светоизлучающее устройство по п. 1, в котором третий электрод сформирован, по существу, в первой области, первый электрод сформирован, по существу, в первой области и второй области.

5. Органическое светоизлучающее устройство по п. 1, в котором первый электрод содержит металлический материал, второй электрод и третий электрод являются, по существу, прозрачными электродами.

6. Органическое светоизлучающее устройство по п. 1, в котором первый электрод содержит одно или комбинацию из алюминия и серебра.

7. Органическое светоизлучающее устройство по п. 1, в котором ортогональные проекции первого электрода и второго электрода на плоскость, содержащую поверхность первого электрода, покрывают ортогональные проекции электрохромного слоя и третьего электрода на плоскость, содержащую поверхность первого электрода.

8. Органическое светоизлучающее устройство по п. 1, в котором ортогональные проекции третьего электрода и электрохромного слоя, по существу, перекрываются друг с другом.

9. Органическое светоизлучающее устройство по п. 1, дополнительно содержащее выравнивающий слой между третьим электродом и органическим слоем.

10. Органическое светоизлучающее устройство по п. 9, в котором выравнивающий слой содержит проводящий полимерный материал.

11. Органическое светоизлучающее устройство по п. 9, в котором выравнивающий слой имеет толщину в пределах от приблизительно 100 нм до приблизительно 300 нм.

12. Органическое светоизлучающее устройство по п. 1, в котором

первый электрод имеет толщину в пределах от приблизительно 10 нм до приблизительно 300 нм;

второй электрод имеет толщину в пределах от приблизительно 10 нм до приблизительно 20 нм; и

третий электрод имеет толщину в пределах от приблизительно 5 нм до приблизительно 20 нм.

13. Органическое светоизлучающее устройство по п. 1, в котором электрохромный слой содержит одно или комбинацию из оксида вольфрама, политиофенового электрохромного материала или его производных, виологенового электрохромного материала или его производных, тетратиафулваленового электрохромного материала или его производных и металл-фталоцианинового электрохромного материала или его производных.

14. Органическое светоизлучающее устройство по п. 1, в котором второй электрод является катодом, первый электрод и третий электрод являются анодами.

15. Устройство отображения, содержащее органическое светоизлучающее устройство по любому из пп. 1-14.

16. Способ управления цветовой температурой света, излучаемого из органического светоизлучающего устройства по любому из пп. 1-14, содержащий этапы, на которых:

подают первый сигнал напряжения на первый электрод;

подают второй сигнал напряжения на второй электрод; и

подают третий сигнал напряжения на третий электрод.

17. Способ по п. 16, дополнительно содержащий этап, на котором регулируют цветовую температуру света, излучаемого из органического светоизлучающего устройства, путем регулировки одного или комбинации из разности электрических потенциалов между первым электродом и третьим электродом, разности электрических потенциалов между вторым электродом и третьим электродом и разности электрических потенциалов между первым электродом и вторым электродом.

18. Способ по п. 16, в котором органическое светоизлучающее устройство содержит первую микрополость в первой области, соответствующей третьему электроду; и

вторую микрополость в второй области, причем вторая область располагается вне первой области и соответствует первому электроду;

при этом способ дополнительно содержит этап, на котором регулируют цветовую температуру света, излучаемого из первой микрополости, путем регулировки одного или комбинации из разности электрических потенциалов между первым электродом и третьим электродом и разности электрических потенциалов между вторым электродом и третьим электродом.

19. Способ по п. 16, в котором органическое светоизлучающее устройство содержит первую микрополость в первой области, соответствующей третьему электроду; и

вторую микрополость в второй области, причем вторая область располагается вне первой области и соответствует первому электроду;

при этом способ дополнительно содержит этап, на котором регулируют цветовую температуру света, излучаемого из второй микрополости, путем регулировки разности электрических потенциалов между первым электродом и вторым электродом.

20. Способ изготовления органического светоизлучающего устройства, содержащий этапы, на которых:

формируют первый электрод на подложке;

формируют электрохромный слой на стороне первого электрода, дистальной по отношению к подложке;

формируют третий электрод на стороне электрохромного слоя, дистальной по отношению к первому электроду;

формируют органический слой на стороне третьего электрода и первого электрода, дистальной по отношению к подложке; и

формируют второй электрод на стороне органического слоя, дистальной по отношению к первому электроду;

причем формирование органического слоя содержит формирование органического светоизлучающего слоя, и

органическое светоизлучающее устройство содержит:

первую микрополость в первой области, соответствующей третьему электроду; и

вторую микрополость в второй области, причем вторая область соответствует первому электроду и располагается вне первой области;

причем показатель преломления первой микрополости является настраиваемым.

21. Способ по п. 20, в котором электрохромный слой и третий электрод формируются с использованием единого фотошаблона в едином процессе формирования рисунка.