ITTO980580A1

ITTO980580A1 - Dispositivo emettitore di luce, a base di materiale organico elettro- luminescente, con interfaccia esterna conformata

Info

Publication number: ITTO980580A1
Application number: IT98TO000580A
Authority: IT
Inventors: Piero Perlo; Piermario Repetto; Claudia Bigliati; Silvia Farina; Alessandro Negri
Original assignee: C R F Societa Consotile Per Az
Priority date: 1998-07-02
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 2000-01-02
Also published as: ITTO980580A0; DE69904988T2; DE69904988D1; ES2190154T3; EP0969699B1; EP0969699A1

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Dispositivo emettitore di luce, a base di materiale organico elettroluminescente, con interfaccia esterna conformata",

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ai dispositivi emettitori di luce a base di materiale organico luminescente del tipo denominato LEP (Light Emitting Polymers) o OLED (Organic Light-Emitting Devices). Dispositivi di questo tipo sono ad esempio descritti in ''High-External Quantum-Efficiency Organic Light-Emitting Devices", Garbuzov et al., OPTICS LETTERS, voi. 22, n. 6, 15 marzo 1997.

I dispositivi del tipo sopra indicato presentano tipicamente (vedere figura 1 dei disegni annessi) un primo strato 1 di materiale elettroluminescente, ad esempio Alq3, ad esempio avente uno spessore di 80nm, ed un secondo strato 2 di pari spessore costituito da un materiale quali il Ν ,Ν'-difenil-N,Ν'-bis(3-methilphenil)1-1’biphenil-4, 4'diamina (TPD). Posteriormente allo strato 1 è applicato un elettrodo 3, mentre frontalmente lo strato 2 è coperto da una lastra trasparente 4 fungente da elettrodo, tipicamente costituita da ITO (Indium Tin Oxide), dello spessore dell'ordine dei 150nm. La struttura sopra descritta è poi coperta da una lastra di sottostrato 5, ad esempio di vetro, avente uno spessore ad esempio di 1.1 mm.

I dispositivi emettitori di luce del tipo sopra indicato presentano un'efficienza elevatissima, ma hanno l'inconveniente che soltanto una piccola porzione della luce generata (generalmente al massimo nell'ordine del 20-30%) riesce ad uscire dal dispositivo, la grossa parte rimanente andando invece sprecata in una successione di riflessioni all’interno delle lastre trasparenti, per un effetto di guida d'onda. Il flusso luminoso in uscita è in genere proporzionale all'intensità della corrente alimentata ai due elettrodi del dispositivo, per cui si può cercare di ovviare al suddetto inconveniente aumentando la corrente di alimentazione. In tal modo, tuttavia, si riduce sostanzialmente la vita media del dispositivo.

La pubblicazione sopra identificata presenta un tentativo di soluzione del suddetto problema in cui la struttura del dispositivo ha un substrato conformato in modo da definire una pluralità di sorgenti emettitrici poste ai vertici di piramidi o coni con superfici laterali riflettenti che riflettono i raggi emessi con grande angolo di divergenza dalle sorgenti in modo da farli uscire frontalmente dal dispositivo, evitando l'effetto a guida d'onda che è stato sopra descritto. Tale soluzione presenta tuttavia l'inconveniente di essere costruttivamente complicata e costosa.

Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare una soluzione semplice ed efficiente al problema che è stato sopra indicato.

In vista di raggiungere tale scopo, l'invenzione ha per oggetto un dispositivo emettitore di luce a base di materiale organico, comprendente almeno una sorgente emettitrice includente almeno uno strato di materiale organico elettroluminescente, uno strato di materiale metallico trasparente fungente da elettrodo sovrapposto allo strato di materiale elettroluminescente ed una lastra trasparente di sottostrato, ad esempio di vetro o materiale plastico, sovrapposta all'elettrodo trasparente, nonché un elettrodo applicato posteriormente allo strato di materiale elettroluminescente e mezzi per alimentare una tensione elettrica a detti elettrodi, cosi da provocare l'emissione di luce dallo strato di materiale elettroluminescente, caratterizzato dal fatto che almeno una delle due superiici della suddetta lastra di sottostrato è conformata con una pluralità di microrilievi.

Secondo un'ulteriore caratteristica preferita, si prevede che anche uno o più degli altri strati del dispositivo abbiano una od entrambe le superfici conformate in modo simile..

In una forma preferita di attuazione, detti microrilievi sono disposti a matrice. Ciascun microrilievo può presentare una conformazione conica o piramidale o prismatica, ed ha un rapporto altezza/dimensione trasversale non inferiore a 1. L'altezza dei rilievi è ad esempio scelta da 0.01 mm a 0.1 mm.

Grazie alle caratteristiche sopra indicate, i raggi luminosi a grande angolo di divergenza emessi dal dispositivo incontrano le superfici dei microrilievi ad un angolo inferiore rispetto a quello che si verificherebbe qualora la superficie della lastra di vetro fosse piana, per cui non si riflettono all'interno della lastra di vetro, ma vengono invece trasmessi all'esterno. Per quanto riguarda invece i raggi con piccolo angolo di incidenza essi si riflettono una prima volta sulla superficie di un microrilievo per essere poi recuperati e diretti all'esterno in corrispondenza dell'altra superficie del microrilievo che viene successivamente incontrata.

Grazie alle caratteristiche sopra indicate, la quantità di luce che viene trasmessa all’esterno del dispositivo è molto rilevante e può arrivare ad essere nell’ordine dell' 80% della luce totale emessa.

Secondo un'ulteriore caratteristica preferita, possono essere predisposte due serie dì microrilievi uniformemente distribuiti, i rilievi della prima serie avendo un'altezza sensibilmente superiore ai rilievi della seconda serie, al fine di ottenere caratteristiche ottimali del fasciò emesso.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

la figura 1, già descritta, illustra un dispositivo emettitore di luce secondo la tecnica nota,

la figura 2, illustra un particolare della figura 1 in scala ampliata, modificato secondo gli insegnamenti della presente invenzione,

la figura 3 illustra un ulteriore particolare della parte illustrata nella figura 2,

la figura 4 illustra ancora il particolare della figura 2 e mostra il principio che è alla base dell'invenzione ,

la figura 5 illustra una variante della figura 2 , e

la figura 6 illustra schematicamente un'ulteriore variante.

Con riferimento alla figura 2, secondo l'invenzione, la superficie o interfaccia esterna 5a della lastra di sottostrato 5 è conformata con una pluralità di microrilievi 6 di forma conica o piramidale, disposti a matrice. In alternativa, i microrilievi possono essere sulla faccia opposta o ancora su entrambe le facce. La lastra 5 può essere anche di materiale plastico, rigido o flessibile, ad esempio PET o OCLAR. Nel caso di uso di un materiale plastico poroso, si può applicare uno strato protettivo, ad esempio di ossido di silicio, per isolare il dispositivo da contaminazioni dovute all’ambiente esterno. Nel caso entrambe le facce della lastra 5 siano conformate con microrilievi, i due profili di tali facce possono essere fra loro sfasati per disporre di un ulteriore parametro di ottimizzazione della luce estratta. I microrilievi 6 (figura 3) presentano un rapporto altezza H/larghezza L non inferiore a 1. Grazie a tale caratteristica, i raggi luminosi emessi dalla sorgente con grande angolo di incidenza (come il raggio indicato con 7 nella figura 4), non vengono riflessi all'interno della lastra 5, come avverrebbe invece qualora essi incontrassero una superficie piana, in quanto incidono sulla superficie laterale dei microrilievi con un basso angolo di incidenza.

11 raggio 7 viene pertanto trasmesso all'esterno in un raggio 8. I raggi del tipo indicato con 9 nella figura 4, che sono emessi dalla sorgente con basso angolo di incidenza, vengono riflessi all'interno della lastra dopo aver incontrato una prima volta in 10 la superficie laterale di un microrilievo, ma vengono poi recuperati e trasmessi all'esterno in un raggio 11 dopo aver incontrato una seconda volta in 12 l'altra superficie laterale del microrilievo. Pertanto, la quantità di luce emessa all’esterno dal dispositivo risulta sostanzialmente aumentata rispetto a quanto si verifica nel caso del dispositivo noto illustrato nella figura 1, con un'interfaccia esterna 5a piana.

In una forma preferita di attuazione, l'altezza dei microrilievi piramidali è nell'ordine di 0.010.1 mm, ad esempio 0.02 mm e la dimensione orizzontale è nell'ordine di 0.15 micrometri.

La figura 6 illustra un'ulteriore forma di attuazione che prevede due serie di microrilievi 6, 60 fra loro intercalati ed uniformemente distribuiti a matrice, con i microrilievi 60 della seconda serie che presentano un'altezza sensibilmente inferiore all'altezza dei microrilievi 6 della prima serie. Tale disposizione consente di ottenere un fascio di luce in uscita di caratteristiche ottimali.

La figura 5 mostra una variante in cui i microrilievi (indicati con 6') sono di forma binaria con struttura sotto lunghezza d'onda. In questo caso nella forma preferita di attuazione i microrilievi hanno un'altezza fra 0.15 e 0.25 micrometri ed un periodo di 0.5-0.7 micrometri con fattore di riempimento 0.5.

Secondo un'ulteriore caratteristica preferita, si prevede che anche uno o più degli altri strati del dispositivo, oltre allo strato 5, abbiano una od entrambe le superfici conformate in modo simile (vedere figura 7).

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo emettitore di luce a base di materiale organico, comprendente almeno una sorgente emettitrice, includente almeno uno strato (1, 2) di materiale organico elettroluminescente, uno strato (4) di materiale metallico trasparente, fungente da elettrodo, sovrapposto allo strato di materiale elettroluminescente (1, 2), una lastra trasparente di sottostrato (5) sovrapposta all'elettrodo trasparente (4), un elettrodo (3) applicato posteriormente allo strato di materiale elettro luminescente (1, 2) e mezzi per alimentare una tensione elettrica a detti elettrodi, cosi da provocare l'emissione di luce da parte dello strato di materiale elettroluminescente, caratterizzato dal fatto che almeno una delle due superfici (5a) della suddetta lastra di sottostrato è conformata con una pluralità di microrilievi (6) disposti a matrice.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti microrilievi (6) presentano una conformazione conica o piramidale o prismatica.
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato_ dal fatto che ciascun microrilievo (6) presenta un rapporto altezza/larghezza (H/L) non inferiore a 1.
4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i microrilievi sono del tipo binario sotto lunghezza d'onda, preferibilmente di altezza fra 0.15 e 0.25 micrometri, periodo fra 0.5 e 0.7 micrometri e fattore di riempimento di 0.5, detti valori essendo scelti in funzione della lunghezza d'onda emessa.
5. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che sono previste due serie di microrilievi (6, 60), i rilievi della prima serie (6) avendo un'altezza sensibilmente superiore all'altezza dei microrilievi della seconda serie (60).
6. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta lastra di sottostrato (5) è di vetro.
7. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta lastra di sottostrato (5) è di materiale plastico, rigido o flessibile, ad esempio PET, preferibilmente provvisto di uno strato protettivo, ad esempio ossido di silicio.
8. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che oltre detta lastra di sottostrato (5), anche ulteriori strati di detto dispositivo hanno una od entrambe le facce conformate in modo simile. Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.