BRPI0809502A2 - ORGANIC LED (OLED) WITH IMPROVED EXTERNAL COUPLING - Google Patents

ORGANIC LED (OLED) WITH IMPROVED EXTERNAL COUPLING Download PDF

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BRPI0809502A2
BRPI0809502A2 BRPI0809502-7A BRPI0809502A BRPI0809502A2 BR PI0809502 A2 BRPI0809502 A2 BR PI0809502A2 BR PI0809502 A BRPI0809502 A BR PI0809502A BR PI0809502 A2 BRPI0809502 A2 BR PI0809502A2
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organic
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BRPI0809502-7A
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r Stephen
Yiru Sun
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Univ Michigan
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Description

DIODO ORGÂNICO EMISSOR DE LUZ (OLED) COM DESACOPLAMENTO MELHORADOORGANIC LED (OLED) WITH IMPROVED DETACHMENT

Este requerimento está relacionado ao Requerimento Norte-americano n° 11/729.877, preenchido em 30 de março de 2007, intitulado OLED com Desacoplamento de Luz Melhorado e o Requerimento Norte-americano n° 12/059.783, preenchido em 31 de março de 2008, intitulado Low Index Grids - LIG (Grades de Baixo índice) para aumentar a Luz Desacoplada do OLED Superior ou Transparente.This application is related to US Application No. 11 / 729,877, filed March 30, 2007, entitled Enhanced Light Decoupling OLED and US Application No. 12 / 059,783, filed March 31, 2008, Low Index Grids (LIGs) to increase Top or Transparent OLED Decoupled Light.

Direitos do governo Esta invenção foi desenvolvida com apoio do Governo dos Estados Unidos sob o contrato n° DE-FG02-04ER84113 outorgado pelo Departamento de Energia. 0 governo possui determinados direitos sobre a invenção.Government Rights This invention was developed with support from the United States Government under contract No. DE-FG02-04ER84113 granted by the Department of Energy. The government has certain rights in the invention.

Contratos de pesquisa em comum A invenção reivindicada foi desenvolvida por, em nome de e/ou relacionada a uma ou mais das seguintes partes para um contrato de pesquisa de sociedade universitária conjunta: Princeton University, University of Southern Califórnia, University of Michigan e Universal Display Corporation. 0 contrato entrou em vigor antes e na data do desenvolvimento da invenção reivindicada, e a invenção foi desenvolvida como resultado de atividades empreendidas de acordo com o escopo do contrato.Common Research Contracts The claimed invention was developed by, on behalf of and / or related to one or more of the following parties to a joint university research agreement: Princeton University, University of Southern California, University of Michigan and Universal Display Corporation. The contract entered into force before and on the date of development of the claimed invention, and the invention was developed as a result of activities undertaken within the scope of the contract.

Campo da invenção A presente invenção está relacionada a dispositivos orgânicos emissores de luz (OLEDs) e, mais especificamente, dispositivos orgânicos emissores de luz com material de baixo indice refrativo otimizando o desacoplamento da luz.Field of the Invention The present invention relates to light-emitting organic devices (OLEDs) and more specifically light-emitting organic devices with low refractive index material optimizing light decoupling.

Antecedente da invenção Os dispositivos optoeletrônicos que fazem uso dos materiais orgânicos estão se tornado cada vez mais desejados por vários motivos. Muitos dos materiais usados para criar tais dispositivos são relativamente baratos, portanto, os dispositivos optoeletrônicos têm vantagens consideráveis no custo em relação aos dispositivos inorgânicos. Além disso, as propriedades inerentes aos materiais orgânicos, como sua flexibilidade, podem torná5 Ios bem apropriados para aplicações especificas como fabricação em um substrato flexível. Exemplos de dispositivos optoeletrônicos orgânicos incluem dispositivos orgânicos emissores de luz (OLEDs), fototransistores orgânicos, células fotovoltaicas orgânicas e fotodetectores 10 orgânicos. Para OLEDs, os materiais orgânicos podem ter vantagens de desempenho sobre os materiais convencionais. Por exemplo, o comprimento de onda em que uma camada emissiva orgânica emite luz geralmente pode ser facilmente ajustado com dopantes apropriados.Background of the Invention Optoelectronic devices that make use of organic materials are becoming increasingly desired for various reasons. Many of the materials used to create such devices are relatively inexpensive, so optoelectronic devices have considerable cost advantages over inorganic devices. In addition, the inherent properties of organic materials, such as their flexibility, can make them well suited for specific applications such as manufacturing on a flexible substrate. Examples of organic optoelectronic devices include organic light-emitting devices (OLEDs), organic phototransistors, organic photovoltaic cells, and organic photodetectors. For OLEDs, organic materials may have performance advantages over conventional materials. For example, the wavelength at which an organic emissive layer emits light can usually be easily adjusted with appropriate dopants.

Conforme usado aqui, o termo "orgânico" incluiAs used herein, the term "organic" includes

materiais poliméricos, bem como materiais orgânicos de molécula pequena que podem ser usados para fabricar dispositivos optoeletrônicos. "Molécula pequena" se refere a qualquer material orgânico que não seja um polímero e 20 "moléculas pequenas" na verdade podem ser relativamente grandes. As moléculas pequenas podem incluir unidades repetidas em algumas circunstâncias. Por exemplo, o uso de um grupo de alquil de cadeia longa, como um substituinte, nâo exclui uma molécula da classe de "molécula pequena". 25 Moléculas pequenas também podem ser incorporadas em polímeros, por exemplo, como um grupo pendente na cadeia principal de um polímero ou como parte da cadeia principal. As moléculas pequenas também podem servir como a metade do núcleo de um dendrímero, que consiste em uma série de 30 cápsulas químicas incorporadas na metade do núcleo. A metade do núcleo de um dendrímero pode ser um emissor de molécula pequena fluorescente ou fosforescente. Um dendrímero pode ser uma "molécula pequena" e acredita-se que todos os dendrímeros atualmente usados no campo de OLEDs sejam moléculas pequenas. De modo geral, uma molécula pequena possui uma fórmula química bem definida com um único peso molecular, enquanto um polímero possui uma fórmula química e um peso molecular que podem variar de 5 molécula para molécula. Conforme usado aqui, o termo "orgânico" inclui complexos de metal de hidrocarbil e ligantes de hidrocarbil substituídos por heteroátomo.polymeric materials as well as small molecule organic materials that can be used to make optoelectronic devices. "Small molecule" refers to any organic material other than a polymer and "small molecules" may actually be relatively large. Small molecules may include repeated units in some circumstances. For example, the use of a long chain alkyl group as a substituent does not exclude a molecule of the "small molecule" class. Small molecules may also be incorporated into polymers, for example, as a pendant group on a polymer backbone or as part of the backbone. Small molecules can also serve as half the core of a dendrimer, which consists of a series of 30 chemical capsules embedded in the half of the nucleus. Half of the nucleus of a dendrimer can be a small fluorescent or phosphorescent emitter. A dendrimer may be a "small molecule" and it is believed that all dendrimers currently used in the field of OLEDs are small molecules. In general, a small molecule has a well-defined chemical formula with a single molecular weight, while a polymer has a chemical formula and a molecular weight that may vary from 5 molecule to molecule. As used herein, the term "organic" includes hydrocarbyl metal complexes and heteroatom-substituted hydrocarbyl linkers.

Os OLEDs fazem uso de filmes orgânicos finos que emitem luz quando tensão é aplicada no dispositivo. Os 10 OLEDs estão se tornando cada vez mais uma tecnologia interessante para uso em aplicações como monitores de tela plana, iluminação e iluminação posterior. Vários materiais OLED e configurações são descritos nas Patentes Norteamericanas n°s. 5.844.363, 6.303.238 e 5.707.745, incluídas 15 aqui integralmente para referência.OLEDs make use of thin organic films that emit light when voltage is applied to the device. The 10 OLEDs are increasingly becoming an interesting technology for use in applications such as flat panel displays, backlighting and backlighting. Various OLED materials and configurations are described in US Pat. No. 5,844,363, 6,303,238 and 5,707,745, all incorporated herein by reference.

Os dispositivos de OLED geralmente (mas nem sempre) emitem a luz através de pelo menos um dos eletrodos e um ou mais eletrodos, e um ou mais eletrodos transparentes podem ser úteis em dispositivos optoeletrônicos. Por exemplo, um 20 material de eletrodo transparente como óxido de estanho e índio (ITO) pode ser usado como o eletrodo base. Um eletrodo superior transparente, como divulgado nas Patentes Norte-americanas n°s 5.703.436 e 5.707.745, incluídas aqui integralmente para referência, também pode ser usado. Para 25 um dispositivo que deve emitir a luz somente através do eletrodo inferior, o eletrodo superior não precisa ser transparente e pode consistir em uma camada de metal refletora com condutividade elétrica elevada. De maneira semelhante, para que um dispositivo emita luz apenas 30 através do eletrodo superior, o eletrodo inferior pode ser opaco e refletivo. Onde um eletrodo não precisar ser transparente, o uso de uma camada mais grossa pode fornecer melhor condutividade e o uso de um eletrodo refletivo pode aumentar a quantidade de luz emitida através de outros eletrodos, refletindo a luz de volta para o eletrodo transparente. Os dispositivos completamente transparentes também podem ser fabricados, onde os dois eletrodos são transparentes. Os OLEDs de emissão lateral também podem ser 5 fabricados, e um ou os dois eletrodos podem ser opacos ou refletivos em tais dispositivos.OLED devices generally (but not always) emit light through at least one electrode and one or more electrodes, and one or more transparent electrodes may be useful in optoelectronic devices. For example, a transparent electrode material such as indium tin oxide (ITO) may be used as the base electrode. A transparent upper electrode as disclosed in U.S. Patent Nos. 5,703,436 and 5,707,745, incorporated herein by reference in their entirety, may also be used. For a device that should emit light only through the lower electrode, the upper electrode need not be transparent and may consist of a reflective metal layer with high electrical conductivity. Similarly, for a device to only emit light through the upper electrode, the lower electrode may be opaque and reflective. Where an electrode does not need to be transparent, the use of a thicker layer may provide better conductivity and the use of a reflective electrode may increase the amount of light emitted through other electrodes, reflecting light back to the transparent electrode. Fully transparent devices can also be fabricated, where the two electrodes are transparent. Side-emitting OLEDs may also be fabricated, and one or both electrodes may be opaque or reflective on such devices.

Conforme usado aqui, "superior" significa mais distante do substrato, enquanto "inferior" significa mais perto do substrato. Por exemplo, para que um dispositivo 10 tenha dois eletrodos, o eletrodo inferior é o eletrodo mais próximo do substrato e geralmente é o primeiro eletrodo fabricado. O eletrodo inferior tem duas superfícies, uma superfície inferior mais próxima do substrato e uma superfície superior mais afastada do substrato. Onde uma 15 primeira camada é descrita como "disposta sobre" uma segunda camada, a primeira camada é disposta distante do substrato. Pode haver outras camadas entre a primeira e a segunda camadas, a não ser que seja especificado que a primeira camada está "em contato físico com" a segunda 20 camada. Por exemplo, um- cátodo pode ser descrito como "disposto sobre" um anodo, muito embora haja várias camadas orgânicas no meio.As used herein, "upper" means farther from the substrate, while "lower" means closer to the substrate. For example, for a device 10 to have two electrodes, the lower electrode is the electrode closest to the substrate and is usually the first electrode manufactured. The lower electrode has two surfaces, a lower surface closer to the substrate and an upper surface further away from the substrate. Where a first layer is described as "disposed on" a second layer, the first layer is arranged distal to the substrate. There may be other layers between the first and second layers, unless it is specified that the first layer is "in physical contact with" the second layer. For example, a cathode may be described as "arranged on" an anode, although there are several organic layers in the middle.

Conforme usado aqui, "solução processável" significa capaz dê ser dissolvida, dispersa ou transportada em e/ou depositada de um meio líquido, na forma de solução ou de suspensão.As used herein, "processable solution" means capable of being dissolved, dispersed or transported in and / or deposited in a liquid medium, in solution or suspension form.

Conforme usado aqui, e como geralmente é compreendido por um especialista na arte, um primeiro nível de energia H0M0 ("Highest Occupied Molecular Orbital") ou LUMO 30 ("Lowest Unoccupied Molecular Orbital") será "maior que" ou "mais alto que" um segundo nível de energia HOMO ou LUMO se o primeiro nível de energia for mais próximo do nível de energia de vácuo. Visto que os potenciais de ionização (IP) são medidos como uma energia negativa relativa para um nível de vácuo, um nível de energia HOMO mais alto corresponde a um IP com um valor absoluto menor (um IP que seja menos negativo). Da mesma maneira, um nível de energia LUMO mais elevado corresponde a uma afinidade do elétron 5 (EA), com um valor absoluto menor (um EA que seja menos negativo). Em um diagrama do nível de energia convencional, com um nível de vácuo na parte superior, o nível de energia LUMO de um material é mais alto do que o nível de energia HOMO do mesmo material. Um nível de energia HOMO ou LUMO 10 "mais alto" aparece mais próximo da parte superior desse diagrama do que o nível de energia H0M0 ou LUMO "mais baixo".As used herein, and as generally understood by one of ordinary skill in the art, a first H0M0 ("Highest Occupied Molecular Orbital") or LUMO 30 ("Lowest Unoccupied Orbital Molecular") energy level will be "greater than" or "higher than "a second HOMO or LUMO power level if the first power level is closer to the vacuum power level. Since ionization potentials (IP) are measured as relative negative energy for a vacuum level, a higher HOMO energy level corresponds to an IP with a lower absolute value (an IP that is less negative). Similarly, a higher LUMO energy level corresponds to an electron 5 (AE) affinity with a lower absolute value (a less negative AE). In a conventional energy level diagram with a vacuum level at the top, the LUMO energy level of a material is higher than the HOMO energy level of the same material. A "higher" HOMO or LUMO 10 power level appears closer to the top of this diagram than the "lower" H0M0 or LUMO power level.

Sumário da invenção Um OLED pode incluir regiões de um material com um índice refrativo menor que o do substrato ou o material emissivo orgânico, permitindo que a luz emitida em um modo de guia de onda seja extraída para o ar. Essas regiões podem ser colocadas de forma adjacentes às regiões emissivas de um OLED em uma direção paralela à dos eletrodos.' 0 substrato também pode receber uma forma não padrão para melhorar a conversão do modo de guia de onda e/ou luz do modo de vidro para o modo de ar. A eficiência de desacoplamento desse dispositivo pode ser de até três vezes a eficiência de um OLED padrão.SUMMARY OF THE INVENTION An OLED may include regions of a material with a lower refractive index than the substrate or organic emissive material, allowing light emitted in a waveguide mode to be extracted into the air. These regions can be placed adjacent to the emissive regions of an OLED in a direction parallel to the electrodes. ' The substrate may also be given a non-standard shape to improve the conversion of waveguide mode and / or light from glass mode to air mode. The decoupling efficiency of this device can be up to three times the efficiency of a standard OLED.

Um OLED pode ser fabricado depositando-se um primeiroAn OLED can be manufactured by depositing a first

eletrodo sobre um substrato; depositando-se uma grade de um material de baixo índice possuindo um índice refrativo de 1,0 a 1,5 sobre o primeiro eletrodo; depositando-se um material emissivo orgânico sobre a grade de modo que o 30 material emissivo orgânico esteja em contato direto com a grade ou com o primeiro eletrodo; e depositando-se um segundo eletrodo sobre o material emissivo orgânico.electrode on a substrate; depositing a grid of a low index material having a refractive index of 1.0 to 1.5 on the first electrode; depositing an organic emissive material on the grid so that the organic emissive material is in direct contact with the grid or the first electrode; and depositing a second electrode on the organic emissive material.

Breve descrição dos desenhos A figura 1 mostra um dispositivo orgânico emissor de luz com transporte de elétron separado, transporte de buraco e camadas emissivas, bem como outras camadas.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 shows an organic light emitting device with separate electron transport, hole transport and emission layers, as well as other layers.

A figura 2 mostra o dispositivo orgânico emissor de luz invertido que não possui uma camada de transporte de elétron separado.Figure 2 shows the inverted light emitting organic device that does not have a separate electron transport layer.

A figura 3 mostra um dispositivo orgânico emissor de luz com regiões de um material transparente com um baixo indice refrativo.Figure 3 shows a light-emitting organic device with regions of a transparent material with a low refractive index.

A figura 3B mostra uma parte de um dispositivo em queFigure 3B shows a part of a device where

o limite entre as regiões adjacentes é quase perpendicular.The boundary between adjacent regions is almost perpendicular.

A figura 3C mostra uma parte de um dispositivo em que o limite entre as regiões adjacentes é aproximado.Figure 3C shows a part of a device where the boundary between adjacent regions is approximate.

A figura 3 mostra um dispositivo orgânico emissor de luz com regiões de um material transparente com um baixo índice refrativo.Figure 3 shows a light emitting organic device with regions of a transparent material with a low refractive index.

As figuras 4A e 4B mostram visões superiores de configurações de exemplo de uma região de baixo índice.Figures 4A and 4B show top views of example configurations of a low index region.

A figura 5A mostra valores simulados para a quantidade de luz convertida no· modo de ar e no modo de vidro para um dispositivo com uma região de baixo índice.Figure 5A shows simulated values for the amount of light converted to air mode and glass mode for a device with a low index region.

A figura 5B mostra emissão simulada para um dispositivo com uma grade hexagonal de um material de baixo índice com um índice refrativo de 1,03.Figure 5B shows simulated emission for a device with a hexagonal grid of a low index material with a refractive index of 1.03.

A figura 6A mostra um dispositivo·'.·com uma lâmina deFigure 6A shows a device ''. · With a blade of

microlente.microlens.

A figura 6B mostra um dispositivo com uma camada de baixo índice fina disposta entre o substrato e um eletrodo.Figure 6B shows a device with a thin low index layer disposed between the substrate and an electrode.

A figura 7 mostra a proporção de luz emitida por um dispositivo com microlente, possuindo uma grade hexagonal de material de baixo índice para um intervalo de índices refrativos.Figure 7 shows the proportion of light emitted by a microlens device having a hexagonal grid of low index material for a range of refractive indices.

A figura 8 mostra a proporção de luz emitida por um OLED convencional, um OLED com microlente ideal e um OLED com microlente ideal e uma grade hexagonal de material de baixo índice com um índice refrativo de 1,29.Figure 8 shows the proportion of light emitted by a conventional OLED, an ideal microlens OLED and an ideal microlens OLED, and a hexagonal grid of low index material with a refractive index of 1.29.

A figura 9 mostra a luz emitida por um OLED convencional e um OLED com uma grade hexagonal de um material de baixo índice possuindo um índice refrativo de 1,2 e uma camada inserida de Teflon AF possuindo um índice refrativo de 1,29.Figure 9 shows the light emitted by a conventional OLED and an OLED with a hexagonal grid of a low index material having a refractive index of 1.2 and an inserted Teflon AF layer having a refractive index of 1.29.

A figura 10 mostra a emissão de um dispositivo possuindo a mesma estrutura que a figura 9, mas com o material de baixo índice possuindo um índice refrativo de 1,29.Figure 10 shows the emission of a device having the same structure as figure 9, but with the low index material having a refractive index of 1.29.

A figura 11, mostra a distribuição angular de luz em um substrato de vidro sem uma camada de índice inferior.Figure 11 shows the angular distribution of light on a glass substrate without a lower index layer.

A figura 12, mostra a distribuição angular de luz em um substrato de vidro com uma camada de índice inferior.Figure 12 shows the angular distribution of light on a glass substrate with a lower index layer.

A figura 13 mostra a proporção de luz emitida como uma função do ângulo de emissão para várias estruturas de dispositivo.Figure 13 shows the proportion of light emitted as a function of the emission angle for various device structures.

A figura 14 mostra a proporção da luz no modo de ar e modo de vidro em dispositivos", com várias espessuras de eletrodo.Figure 14 shows the proportion of light in air mode and glass mode in devices "with various electrode thicknesses.

A figura 15 mostra a- proporção de luz em vários modos para dispositivo possuindo regiões de baixo índice de largura variável.Figure 15 shows the proportion of light in various modes for device having low variable width index regions.

A figura 16 mostra a proporção de luz em vários modosFigure 16 shows the proportion of light in various modes.

para um dispositivo com regiões orgânicas de 4 μιη a 10 μπ\.for a device with organic regions from 4 μιη to 10 μπ \.

A figura 17 mostra a proporção de luz em vários modos para dispositivo possuindo regiões de baixo índice com índices e geometrias refrativas variáveis.Figure 17 shows the proportion of light in various modes for device having low index regions with varying indexes and refractive geometries.

A figura 18 mostra um dispositivo orgânico emissor deFigure 18 shows an organic device emitting

luz de emissão transparente ou superior com várias regiões de um material transparente com um baixo índice refrativo. As figuras 19A-19C mostram um OLED de emissão transparente ou superior com um LIG incorporado na camada orgânica.transparent or superior multi-region emission light of a transparent material with a low refractive index. Figures 19A-19C show a transparent or higher emission OLED with an LIG embedded in the organic layer.

As figuras 20A-20C mostram valores simulados para o aperfeiçoamento na eficiência de desacoplamento de um OLED de emissão transparente ou superior com um LIG retangular.Figures 20A-20C show simulated values for improved decoupling efficiency of a transparent or higher emission OLED with a rectangular LIG.

A figura 21 mostra um OLED de emissão transparente ou superior possuindo uma lâmina de microlente.Figure 21 shows a transparent or higher emission OLED having a microlens slide.

Descrição detalhada Em geral, um OLED consiste em pelo menos uma camadaDetailed Description In general, an OLED consists of at least one layer.

orgânica disposta entre e eletricamente conectada a um anodo e a um cátodo. Quando uma corrente é aplicada, o anodo injeta buracos, e o cátodo injeta elétrons na(s) camada(s) orgânica(s). Os buracos e os elétrons injetados 15 migram em direção oposta ao elétrodo carregado. Quando um elétron e um buraco estão localizados na mesma molécula, é formado um "éxciton", que é um par elétron-buraco localizado que contém um estado de energia excitado. A luz é emitida quando o éxciton relaxa por meio de um mecanismo 20 fotoemissor. Em alguns casos, o éxciton pode estar localizado em um excímero ou em um exciplexo. Mecanismos não-radiativos, como de relaxação. térmica, também podem ocorrer, mas geralmente são considerados indesejáveis.organically disposed between and electrically connected to an anode and a cathode. When a current is applied, the anode injects holes, and the cathode injects electrons into the organic layer (s). The injected holes and electrons 15 migrate in the opposite direction to the charged electrode. When an electron and a hole are located in the same molecule, an "exciton" is formed, which is a localized electron-hole pair that contains an excited energy state. Light is emitted when the exiton relaxes by means of a photo-emitting mechanism. In some cases, the exiton may be located in an excimer or an exciplex. Non-radiative mechanisms such as relaxation. may also occur, but are generally considered undesirable.

A figura 1 mostra um dispositivo orgânico emissor de 25 luz 100. As figuras não estão necessariamente desenhadas em escala. 0 dispositivo 100 pode incluir um substrato 110, um anodo 115, uma camada de injeção de buraco 120, uma camada transportadora de buraco 125, uma camada de bloqueio de elétrons 130, uma camada emissora 135, uma camada de 30 bloqueio de buraco 140, uma camada transportadora de elétrons 145, uma camada de injeção de elétrons 150, uma camada protetora 155 e um cátodo 160. O cátodo 160 é um cátodo composto que tem uma primeira camada condutora 162 e uma segunda camada condutora 164. O dispositivo 100 pode ser fabricado depositando-se as camadas descritas, em ordem.Figure 1 shows an organic light emitting device 100. The figures are not necessarily drawn to scale. Device 100 may include a substrate 110, anode 115, a hole injection layer 120, a hole carrier layer 125, an electron blocking layer 130, an emitter layer 135, a hole blocking layer 140, an electron carrier layer 145, an electron injection layer 150, a protective layer 155, and a cathode 160. Cathode 160 is a composite cathode having a first conductive layer 162 and a second conductive layer 164. Device 100 may be manufactured by depositing the described layers in order.

0 substrato 110 pode ser qualquer substrato adequado que forneça propriedades estruturais desejadas. 0 substrato 110 pode ser flexível ou rígido. O substrato 110 pode ser transparente, translúcido ou opaco. Plástico e vidro são exemplos de materiais de substrato rígidos preferenciais. Lâminas de plástico e metal são exemplos de materiais de substrato rígidos flexíveis, o substrato 110 pode ser um material semicondutor para facilitar a fabricação do circuito. Por exemplo, o substrato 110 pode ser um wafer de silício sobre o qual os circuitos são fabricados, capaz de controlar OLEDs subsequentemente depositados no substrato. Outros substratos podem ser usados. 0 material e a espessura do substrato 110 podem ser escolhidos para obter propriedades estruturais e óticas desejadas.Substrate 110 may be any suitable substrate that provides desired structural properties. The substrate 110 may be flexible or rigid. The substrate 110 may be transparent, translucent or opaque. Plastic and glass are examples of preferred rigid substrate materials. Plastic and metal blades are examples of flexible rigid substrate materials, substrate 110 may be a semiconductor material to facilitate circuit fabrication. For example, substrate 110 may be a silicon wafer on which circuits are fabricated, capable of controlling OLEDs subsequently deposited on the substrate. Other substrates may be used. The material and substrate thickness 110 may be chosen to obtain desired structural and optical properties.

0 anodo 115 pode ser qualquer anodo adequado suficientemente condutivo para transportar buracos até as camadas orgânicas. 0 material de anodo 115 possui 20 preferencialmente uma função de trabalho superior a cerca de 4 eV (um "material de função de trabalho elevada") . Os materiais de anodo preferenciais incluem óxidos de metal como óxido de estanho e índio (ITO) e óxído de zinco e índio (IZO), óxido de zinco e alumínio (AlZnO) e metais. O 25 anodo 115 (e o substrato 110) podem ser suficientemente transparentes para criar um dispositivo emissor inferior. Uma combinação de substrato e anodo transparente preferencial é o ITO (anodo) comercialmente disponível depositado sobre o vidro ou plástico (substrato). Uma 30 combinação de substrato-anodo flexível e transparente é divulgada nas Patentes Norte-americanas n°s. 5.844.363 e 6.602.540 B2, incluídas aqui para referência integralmente.Anode 115 may be any suitable anode sufficiently conductive to carry holes to the organic layers. Anode material 115 preferably has a working function of greater than about 4 eV (a "high working function material"). Preferred anode materials include metal oxides such as indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO), aluminum zinc oxide (AlZnO) and metals. Anode 115 (and substrate 110) may be sufficiently transparent to create a lower emitter device. One preferred substrate and transparent anode combination is the commercially available ITO (anode) deposited on the glass or plastic (substrate). A flexible and transparent substrate-anode combination is disclosed in U.S. Pat. 5,844,363 and 6,602,540 B2, incorporated herein by reference in their entirety.

0 anodo 115 pode ser opaco e/ou refletivo. Um anodo refletivo 115 pode ser preferencial para alguns dispositivos emissores superiores para aumentar a quantidade de luz emitida da parte superior do dispositivo.Anode 115 may be opaque and / or reflective. A reflective anode 115 may be preferred for some higher emitting devices to increase the amount of light emitted from the top of the device.

0 material e a espessura do anodo 115 podem ser escolhidos para obter propriedades condutivas e óticas desejadas. No 5 caso em que o anodo 115 for transparente, poderá haver uma faixa de espessura para um material em particular que seja espessa o suficiente para fornecer a condutividade desejada e fina o suficiente para fornecer o grau de transparência desejado. Outros materiais e estruturas de anodo podem ser 10 usados.Anode material and thickness 115 may be chosen to obtain desired conductive and optical properties. In the event that anode 115 is transparent, there may be a thickness range for a particular material that is thick enough to provide the desired conductivity and thin enough to provide the desired degree of transparency. Other anode materials and structures may be used.

A camada transparente do buraco 125 pode incluir um material capaz de transportar buracos. A camada de transporte de buraco 130 pode ser intrínseca (não dopada) ou dopada. A dopagem pode ser usada para aperfeiçoar a 15 condutividade. α-NPD e TPD são exemplos de camadas de transporte de buraco intrínseca. Um exemplo de uma camadaThe transparent layer of the hole 125 may include a material capable of carrying holes. The hole transport layer 130 may be intrinsic (not doped) or doped. Doping can be used to improve conductivity. α-NPD and TPD are examples of intrinsic hole transport layers. An example of a layer

1 de transporte de buraco dopada p é a m-MTDATA dopada com F4-TCNQ a uma proporção molar de 50:1, conforme divulgado na publicação de requerimento de patente norte-americana n° 20 2003-0230980 de Forrest e outros, incluída aqui integralmente para referência. Outras camadas de transporte de buraco podem ser usadas.’1-doped hole transport 1 is the F4-TCNQ-doped m-MTDATA at a 50: 1 molar ratio, as disclosed in Forrest et al., US Patent Application Publication No. 2003-0230980, included herein entirely for reference. Other hole transport layers can be used. '

A camada emissiva 135 pode incluir um material orgânico capaz de emitir luz quando uma corrente passa 25 entre o anodo 115 e o cátodo 160. Preferencialmente, a camada de emissão 135 contém um material emissor fosforescente, embora os materiais emissores fluorescentes também possam ser usados. Os materiais fosforescentes são preferidos por causa das eficiências luminescentes mais 30 altas com tais materiais. A camada de emissão 135 também pode consistir em um material hospedeiro capaz de transportar elétrons e/ou buracos, dopados com um material emissor que pode aprisionar elétrons, buracos e/ou éxcitons, de modo que os éxcitons relaxem a partir do material emissor por meio de um mecanismo fotoemissor. A camada emissora 135 pode consistir em um material único que combina propriedades de transporte e de emissão. Se o material emissor for um dopante ou um constituinte 5 principal, a camada emissora 135 poderá consistir em outros materiais, como dopantes que ajustam a emissão do material emissor. A camada emissora 135 pode incluir vários materiais emissores capazes de, em combinação, emitir um espectro de luz desejado. Exemplos de materiais emissivos 10 fosforescentes incluem Ir(ppy)3. Exemplos de materiais emissivos fluorescentes incluem DCM e DMQA. Exemplos de materiais hospedeiros incluem Alq3, CBP e mCP. Exemplos de materiais emissivos e hospedeiros são divulgados na Patente Norte-americana n° 6,303,238 de Thompson, e outros, 15 incluída aqui integralmente para referência. Os materiais emissivos podem ser incluídos na camada emissiva 135 de várias maneiras. Por exemplo, uma molécula pequena emissiva pode ser incorporada a um polímero. Isso pode ser realizado de várias maneiras: dopando a molécula pequena no polímero 20 como uma espécie separada e distinta; ou incorporando a molécula pequena na cadeia principal do polímero para formar um copolímero; ou ligando a molécula pequena como um grupo pendente no polímero. Outros materiais e estruturas da camada emissiva podem ser usados. Por exemplo, um 25 material emissivo de molécula pode estar presente como o núcleo -de um dendrímero.Emitting layer 135 may include an organic material capable of emitting light when a current passes 25 between anode 115 and cathode 160. Preferably, emitting layer 135 contains a phosphorescent emitting material, although fluorescent emitting materials may also be used. Phosphorescent materials are preferred because of the higher luminescent efficiencies with such materials. Emission layer 135 may also consist of a host material capable of transporting electrons and / or holes doped with an emitting material that may trap electrons, holes and / or exocytes, so that the exocytes relax from the emitting material by of a photo-emitting mechanism. Emitter layer 135 may consist of a single material that combines transport and emission properties. If the emitting material is a dopant or a major constituent, the emitting layer 135 may consist of other materials, such as dopants that adjust the emission of the emitting material. Emitter layer 135 may include various emitter materials capable of in combination emitting a desired light spectrum. Examples of phosphorescent emissive materials include Ir (ppy) 3. Examples of fluorescent emissive materials include DCM and DMQA. Examples of host materials include Alq3, CBP and mCP. Examples of emissive materials and hosts are disclosed in Thompson, U.S. Patent No. 6,303,238, and others, incorporated herein by reference. Emissive materials may be included in emissive layer 135 in a number of ways. For example, a small emissive molecule may be incorporated into a polymer. This can be accomplished in several ways: by doping the small molecule into polymer 20 as a separate and distinct species; or incorporating the small molecule into the polymer backbone to form a copolymer; or by linking the small molecule as a pendant group on the polymer. Other emissive layer materials and structures may be used. For example, a molecule-emitting material may be present as the nucleus of a dendrimer.

A camada transparente do buraco 14 5 pode incluir um material capaz de transportar elétrons. A camada de transporte de elétron 145 pode ser intrínseca (não dopada) 30 ou dopada. A dopagem pode ser usada para aperfeiçoar a condutividade. Alq3 é um exemplo de uma camada de transporte de elétron intrínseca. Um exemplo de uma camada de transporte de elétron dopada n é a BPhen dopada com Li em uma proporção molar de 1:1, conforme divulgado na publicação de requerimento de patente norte-americana n° 2003-02309890 de Forrest, e outros, incluída aqui integralmente para referência. Outras camadas de transporte de elétron podem ser usadas.The transparent layer of the hole 145 may include a material capable of carrying electrons. The electron transport layer 145 may be intrinsic (undoped) 30 or doped. Doping can be used to improve conductivity. Alq3 is an example of an intrinsic electron transport layer. An example of an n-doped electron transport layer is Li-doped BPhen at a 1: 1 molar ratio, as disclosed in Forrest, et al., US Patent Application Publication No. 2003-02309890, included herein entirely for reference. Other electron transport layers may be used.

O cátodo 160 pode ser qualquer material ou combinaçãoCathode 160 can be any material or combination

adequada de materiais conhecidos na arte, de modo que o cátodo 160 seja capaz de conduzir elétrons e injetá-los nas camadas orgânicas do dispositivo 100. O cátodo 160 pode ser transparente ou opaco e pode ser refletivo. Metais e óxidos 10 de metal são exemplos de materiais de cátodo adequados. 0 cátodo 160 pode ser uma única camada ou ter uma estrutura composta. A figura 1 mostra um cátodo composto 160 com uma camada de metal fina 162 e uma camada de óxido de metal condutivo mais grossa 164. Em um cátodo composto, os 15 materiais preferenciais para a camada mais grossa 164 incluem ITO, IZO e outros materiais conhecidos na arte. As patentes norte-americanas 5.703.436, 5.707.745, 6.548.956 B2 e 6.576.134 B2, incluídas aqui integralmente para referência, divulgam exemplos de cátodos que incluem 20 cátodos composto com uma camada fina de metal como Mg: Ag com uma camada de ITO transparente sobreposta, condutiva eletricamente depositada por pulverização. A parte do cátodo 160 que está em contato com a camada orgânica subjacente, se ela for uma única camada do cátodo 160, a 25 camada de metal fina 162 de um cátodo composto, ou alguma outra parte, é preferencialmente constituída de um material que possua uma função de trabalho menor que cerca de 4 eV (um "material de função de trabalho baixa"). Outros materiais e estruturas de cátodo podem ser usados.suitable for materials known in the art, such that cathode 160 is capable of conducting electrons and injecting them into the organic layers of device 100. Cathode 160 may be transparent or opaque and may be reflective. Metals and metal oxides 10 are examples of suitable cathode materials. Cathode 160 may be a single layer or have a composite structure. Figure 1 shows a composite cathode 160 with a thin metal layer 162 and a thicker conductive metal oxide layer 164. In a composite cathode, the 15 preferred materials for the thicker layer 164 include ITO, IZO and other known materials. in art. U.S. Patent Nos. 5,703,436, 5,707,745, 6,548,956 B2 and 6,576,134 B2, all of which are incorporated herein by reference, disclose examples of cathodes including 20 cathodes composed of a thin metal layer such as Mg: Ag with a electrically deposited, electrically conductive overlapped transparent ITO layer. The portion of cathode 160 which is in contact with the underlying organic layer, if it is a single layer of cathode 160, the thin metal layer 162 of a composite cathode, or some other part, is preferably comprised of a material having a job function less than about 4 eV (a "low job function material"). Other cathode materials and structures may be used.

As camadas de bloqueio podem ser usadas para reduzir oLocking layers can be used to reduce the amount of

número de portadores de carga (elétrons ou buracos) e/ou éxcitons que deixam a camada emissora. Uma camada de bloqueio de elétron 130 pode ser disposta entre a camada emissiva 135 e a camada de transporte de buraco 125, para bloquear elétrons e impedir que eles saiam da camada emissiva 135 na direção da camada de transporte do buraco 125. De modo semelhante, uma camada de bloqueio de buraco 140 pode ser disposta entre a camada emissiva 135 e a 5 camada de transporte de elétron 145 para bloquear os buracos e impedir que saiam da camada emissiva 135 na direção da camada de transporte de elétron 145. As camadas de bloqueio também podem ser usadas para bloquear éxcitons contra a difusão da camada emissiva. A teoria e o uso de 10 camadas de bloqueio são descritos em mais detalhes na patente norte-americana n° 6.097.147 e na publicação do requerimento de patente norte-americana N0 2003-02309890 de Forrest, e outros, incluídas aqui integralmente para referência.number of charge carriers (electrons or holes) and / or exons leaving the emitting layer. An electron blocking layer 130 may be disposed between the emissive layer 135 and the hole transport layer 125 to block electrons and prevent them from exiting the emissive layer 135 towards the hole transport layer 125. Similarly, a hole blocking layer 140 may be disposed between the emissive layer 135 and the electron transport layer 145 to block the holes and prevent them from exiting the emissive layer 135 towards the electron transport layer 145. The locking layers They can also be used to block exocytes against diffusion of the emissive layer. The theory and use of 10 lock layers is described in more detail in U.S. Patent No. 6,097,147 and Forrest, U.S. Patent Application Publication No. 2003-02309890, and others, incorporated herein by reference in their entirety. .

Conforme usado aqui e como pode ser compreendido porAs used herein and as may be understood by

um especialista na arte, o termo "camada de bloqueio" significa que a camada fornece uma barreira que inibe significativamente o transporte de portadores de carga e/ou éxcitons pelo dispositivo, sem necessariamente sugerir que 20 a camada bloqueia completamente os portadores de carga e/ou éxcitons. A presença de uma camada de bloqueio desse tipo em um dispositivo pode resultar em eficiências. consideravelmente mais elevadas, quando comparado a um dispositivo semelhante sem uma camada de bloqueio. Além 25 disso, uma camada de bloqueio pode ser usada para confinar a emissão em uma região desejada de um OLED.As one skilled in the art, the term "blocking layer" means that the layer provides a barrier that significantly inhibits the transport of charge carriers and / or ecitons by the device, without necessarily suggesting that the layer completely blocks charge carriers and / or eccitons. The presence of such a lock layer on a device can result in efficiencies. considerably higher compared to a similar device without a lock layer. In addition, a lock layer may be used to confine emission in a desired region of an OLED.

Em geral, as camadas de injeção consistem em um material que pode melhorar a injeção de portadores de carga de uma camada, como um eletrodo ou uma camada orgânica, em 30 uma camada orgânica adjacente. As camadas de injeção também podem desempenhar uma função de transporte de carga. No dispositivo 100, a camada de injeção do buraco 120 pode ser qualquer camada que aprimore a injeção de buracos do anodo 115 na camada de transporte de buraco 125. O CuPc é um exemplo de um material que pode ser usado como uma camada de injeção de buraco de um anodo ITO 115 e outros anodos. No dispositivo 100, a camada de injeção de elétron 150 pode ser qualquer camada que aprimore a injeção de elétrons na camada de transporte de elétrons 14 5. LiF/Al é um exemplo de um material que pode ser usado como uma camada de injeção de elétron na camada de transporte de elétron de uma camada adjacente. Outros materiais ou combinações de materiais podem ser usados para as camadas de injeção. Dependendo da configuração de um dispositivo em particular, as camadas de injeção podem ser dispostas em locais diferentes dos mostrados no dispositivo 100. Mais exemplos de camadas de injeção são fornecidos no requerimento de patente norte-americana com número de série 09/931.948 de Lu, e outros, incorporado aqui integralmente para referência. Uma camada de injeção de buraco pode consistir em um material depositado da solução, como um polímero que passou por "spin-coating", por ex. , PED0T:PSS, ou pode ser um material de molécula pequena depositado, por ex. , CuPc ou MTDATA.In general, injection layers consist of a material that can enhance the injection of one-layer charge carriers, such as an electrode or an organic layer, into an adjacent organic layer. Injection layers can also perform a cargo transport function. In device 100, the hole injection layer 120 can be any layer that enhances the injection of anode 115 holes into the hole transport layer 125. CuPc is an example of a material that can be used as a hole injection layer. ITO 115 anode hole and other anodes. In device 100, the electron injection layer 150 can be any layer that enhances electron injection in the electron transport layer 14 5. LiF / Al is an example of a material that can be used as an electron injection layer. in the electron transport layer of an adjacent layer. Other materials or material combinations may be used for the injection layers. Depending on the configuration of a particular device, the injection layers may be arranged at locations other than those shown on device 100. Further examples of injection layers are provided in U.S. Patent Application Serial No. 09 / 931,948, and others, incorporated herein entirely by reference. A hole injection layer may consist of a material deposited from the solution, such as a spin-coated polymer, e.g. , PED0T: PSS, or may be a deposited small molecule material, e.g. , CuPc or MTDATA.

Uma camada de injeção de buraco (HIL) pode planarizar ou molhar a superfície do anodo para fornecer injeção de buraco eficiente proveniente do anodo e para o material de injeção de buraco. Uma camada de injeção de buraco também 25 pode ter um componente portador de carga contendo níveis de energia HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) que se igualam favoravelmente, conforme definido por suas energias potenciais de ionizaçâo (IP) relativa descrito aqui, com a camada de anodo adjacente em um lado do HIL e a camada de 30 transporte no lado oposto do HIL. 0 "componente portador de carga" é o material responsável pelo nível de energia HOMO que realmente transporta os buracos. Esse componente pode ser o material de base do HIL ou pode ser um dopante. 0 uso do HIL dopado, permite que o dopante seja selecionado por suas propriedades elétricas, e o hospedeiro seja selecionado pelas propriedades morfológicas como molhadura, flexibilidade, dureza etc. As propriedades preferidas para o material HIL são aquelas em que os buracos podem ser 5 injetados de modo eficiente do anodo para o material HIL. Em particular, o componente portador de carga do HIL tem, preferencialmente, um IP não superior a 0,7 ev maior do que o IP do material anodo. Mais preferencialmente, o componente portador de carga tem um IP não superior a 10 aproximadamente 0,5 eV maior do que o material anodo. Considerações semelhantes se aplicam a qualquer camada em que os buracos forem injetados. Os materiais HIL são ainda distinguidos dos materiais de transporte de buracos convencionais por serem geralmente usados na camada de 15 transporte de buraco de um OLED em que esses materiais HIL podem ter uma condutividade de buraco que seja consideravelmente menor do que a condutividade do buraco dos materiais de transporte de buraco convencionais. A espessura do HIL da presente invenção pode ser grossa o 20 suficiente para ajudar a planarizar ou molhar a superfície da camada de anodo. Por exemplo, uma espessura de HIL de um aproximadamente 10 nm pode ser aceitável para uma superfície de anodo muito lisa. Contudo, visto que as .superfícies do anodo tendem a ser muito ásperas, uma 25 espessura para o HIL de até 50 nm pode ser desejada em alguns casos.A hole injection layer (HIL) can flatten or wet the anode surface to provide efficient hole injection from the anode and into the hole injection material. A hole injection layer may also have a charge-bearing component containing HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) energy levels that match favorably as defined by their relative ionization potential (IP) energies described herein, with the adjacent anode on one side of the HIL and the transport layer on the opposite side of the HIL. The "load bearing component" is the material responsible for the HOMO energy level that actually carries the holes. This component may be the base material of HIL or may be a dopant. The use of doped HIL allows the dopant to be selected for its electrical properties, and the host to be selected for morphological properties such as wetness, flexibility, hardness, etc. Preferred properties for HIL material are those where the holes can be efficiently injected from the anode to HIL material. In particular, the HIL charge carrier component preferably has an IP not greater than 0.7 v and greater than the IP of the anode material. More preferably, the charge carrier component has an IP not greater than about 0.5 eV greater than the anode material. Similar considerations apply to any layer into which the holes are injected. HIL materials are further distinguished from conventional hole conveying materials in that they are generally used in the hole conveying layer of an OLED where such HIL materials may have a hole conductivity that is considerably less than the hole conductivity of the materials. hole conveyor systems. The thickness of the HIL of the present invention may be thick enough to help planar or wet the surface of the anode layer. For example, an HIL thickness of approximately 10 nm may be acceptable for a very smooth anode surface. However, since anode surfaces tend to be very rough, a thickness for HIL of up to 50 nm may be desired in some cases.

Uma camada protetora pode ser usada para proteger as camadas subjacentes durante os processos de fabricação subseqüentes. Por exemplo, os processos usados para 30 fabricar eletrodos superiores de metal ou de óxido de metal podem danificar as camadas orgânicas, e uma camada protetora pode ser usada para reduzir ou eliminar esse tipo de dano. No dispositivo 100, a camada protetora 155 pode reduzir o dano às camadas orgânicas subjacentes durante a fabricação do cátodo 160. Preferencialmente, uma camada de proteção tem uma mobilidade portadora elevada para o tipo de portador que ela transporta (elétrons no dispositivo 100) , como o que não aumenta significativamente a tensão operacional do dispositivo 100. CuPc, BCP e vários ftalocianinas de metal são exemplos de materiais que podem ser usados nas camadas protetoras. Outros materiais ou combinações de materiais podem ser usados. A espessura da camada protetora 155 é preferencialmente grossa o suficiente para que haja pouco ou nenhum dano às camadas subjacentes em razão dos processos de fabricação que correm após a camada protetora orgânica 160 ser depositada, embora não seja tão grossa para aumentar significativamente a tensão operacional do dispositivo 100. A camada protetora 155 pode ser dopada para aumentar essa condutividade. Por exemplo, uma camada protetora de CuPc ou BCP 160 pode ser dopada com Li. Uma descrição mais detalhada das camadas protetoras pode ser encontrada no requerimento de patente norte-americano de número de série 09/931.948 de Lu, e outros, incluída aqu-i integralmente para referência.A protective layer can be used to protect the underlying layers during subsequent manufacturing processes. For example, processes used to fabricate upper metal or metal oxide electrodes can damage organic layers, and a protective layer can be used to reduce or eliminate this type of damage. In device 100, the protective layer 155 may reduce damage to the underlying organic layers during cathode 160 fabrication. Preferably, a protective layer has high carrier mobility for the type of carrier it carries (electrons in device 100) such as which does not significantly increase the operating voltage of the 100 device. CuPc, BCP and various metal phthalocyanines are examples of materials that can be used in the protective layers. Other materials or material combinations may be used. The thickness of the protective layer 155 is preferably thick enough that there is little or no damage to the underlying layers due to the manufacturing processes that run after the organic protective layer 160 is deposited, although not so thick as to significantly increase the operating stress of the layer. 100. The protective layer 155 may be doped to increase this conductivity. For example, a CuPc or BCP 160 protective layer may be Li-doped. A more detailed description of the protective layers can be found in U.S. Patent Application Serial No. 09 / 931,948 and others, included herein. i in full for reference.

A figura 2 mostra um OLED 200 invertido. O dispositivo inclui um substrato 210, um cátodo 215, uma camada emissiva 220, uma camada de transporte de buraco 225 e um anodo 230. 0 'dispositivo 200 pode ser fabricado depositando-se as 25 camadas descritas na ordem. Como a configuração do OLED mais comum possui um cátodo disposto sobre o anodo, e o dispositivo 200 possui cátodo 215 disposto sobre o anodo 230, o dispositivo 200 pode ser referido como um OLED "invertido". Materiais semelhantes aos descritos em relação 30 ao dispositivo 100 podem ser usados nas camadas correspondentes do dispositivo 200. A figura 2 fornece um exemplo de como algumas camadas podem ser omitidas da estrutura do dispositivo 100. A estrutura em camada simples ilustrada nas figuras 1 e 2 é fornecida por meio de um exemplo sem limitação e é compreendido que as representações da invenção podem ser usadas na conexão com uma ampla variedade de outras 5 estruturas. Os materiais e as estruturas específicas descritos aqui são apenas exemplos, e outros materiais e estruturas podem ser usados. Os OLEDs funcionais podem ser obtidos pela combinação de várias camadas descritas de diferentes maneiras, ou as camadas podem ser omitidas 10 completamente, com base no projeto, no desempenho e nos fatores de custo. Outras camadas não especificamente descritas também podem ser incluídas. Outros materiais, além daqueles especificamente descritos, podem ser usados. Embora muitos dos exemplos fornecidos aqui descrevam várias 15 camadas que compõem um único material, é compreendido que combinações de materiais, como uma mistura de hospedeiro e dopante ou, de modo geral, uma mistura, podem ser usadas. Além disso, as camadas podem ter várias subcamadas. Os nomes dados a várias camadas citados aqui não devem ser 20 estritamente limitadores. Por -exemplo, no dispositivo 200, a camada de transporte de buraco 225 transporta buracos e os injeta na camada emissiva 220 e pode ser descrito como uma camada de transporte de buraco ou uma camada de injeção de buraco. Em uma representação, um OLED pode ser descrito 25 como possuindo uma "camada orgânica" disposta entre um cátodo e um anodo. Essa camada orgânica pode consistir em uma única camada, ou pode ainda consistir em várias camadas de diferentes materiais orgânicos, conforme descrito, por exemplo, em relação às figuras 1 e 2.Figure 2 shows an inverted OLED 200. The device includes a substrate 210, a cathode 215, an emitting layer 220, a hole transport layer 225, and an anode 230. The device 200 may be fabricated by depositing the 25 layers described in order. Since the most common OLED configuration has a cathode disposed on the anode, and device 200 has cathode 215 disposed on the anode 230, device 200 may be referred to as an "inverted" OLED. Materials similar to those described with respect to device 100 may be used in the corresponding layers of device 200. Figure 2 provides an example of how some layers may be omitted from device structure 100. The single layer structure shown in figures 1 and 2 It is provided by way of example without limitation and it is understood that the embodiments of the invention may be used in connection with a wide variety of other structures. The specific materials and structures described herein are examples only, and other materials and structures may be used. Functional OLEDs may be obtained by combining several layers described in different ways, or the layers may be omitted altogether based on design, performance, and cost factors. Other layers not specifically described may also be included. Other materials than those specifically described may be used. While many of the examples provided herein describe several layers that make up a single material, it is understood that combinations of materials, such as a host and dopant mixture or, in general, a mixture, may be used. In addition, layers can have multiple sublayers. The multi-layer names given here should not be strictly limiting. For example, in device 200, the hole transport layer 225 carries holes and injects them into the emissive layer 220 and can be described as a hole transport layer or a hole injection layer. In one embodiment, an OLED may be described as having an "organic layer" disposed between a cathode and anode. This organic layer may consist of a single layer, or it may consist of several layers of different organic materials, as described, for example, with reference to Figures 1 and 2.

As estruturas e os materiais não descritosUndisclosed structures and materials

especificamente também podem ser usados, como OLEDs que consistem em materiais poliméricos (PLEDs), conforme divulgado na Patente Norte-americana N°. 5.247.190, Friend, e outros, incluída aqui integralmente para referência. Por meio de exemplo adicional, os OLEDs que têm uma única camada orgânica podem ser usados. Os OLEDs podem ser empilhados, por exemplo, conforme descrito na Patente Norte-americana N°. 5.707.745 de Forrest, e outros, incluida aqui integralmente para referência. A estrutura do OLED pode afastar-se da estrutura em camadas simples ilustrada nas figuras 1 e 2. Por exemplo, o substrato pode incluir uma superfície refletiva angulada para aprimorar o desacoplamento, como uma estrutura em forma de mesa, conforme descrito na Patente Norte-americana n° 6.091.195 de Forrest, e outros, e/ou uma estrutura em forma de poço, conforme descrito na Patente Norte-americana N°. 5.834.893 de Bulovic, e outros, incluídas aqui integralmente para referência.specifically, they may also be used as OLEDs consisting of polymeric materials (PLEDs) as disclosed in U.S. No. 5,247,190, Friend, and others, incorporated herein by reference in their entirety. By way of further example, OLEDs having a single organic layer may be used. OLEDs may be stacked, for example, as described in U.S. Pat. 5,707,745 to Forrest, et al., Incorporated herein in their entirety for reference. The OLED structure may deviate from the single layer structure shown in Figures 1 and 2. For example, the substrate may include an angled reflective surface to enhance decoupling, such as a table-shaped structure, as described in US Pat. No. 6,091,195 to Forrest, et al., and / or a well-shaped structure as described in U.S. Patent No. 4,091,195. No. 5,834,893 to Bulovic, and others, incorporated herein in their entirety for reference.

Exceto se especificado ao contrário, qualquer uma das camadas das várias representações pode ser depositada por qualquer método. Para as camadas orgânicas, métodos preferenciais incluem evaporação térmica, jato de tinta, conforme descritos nas patentes n°s. 6.013.982 e 6.087.196, que estão incluídas integralmente .para referência, deposição orgânica em fase vapor (OVPD), conforme descrito na patente norte-americana n° 6.337.102 de Forrest, e outros, incluída para referência integralmente e deposição por impressão a jato em vapor orgânico (OVJP), conforme descrito no requerimento de patente norte-americano n° 10/233.470, incluída aqui para referência integralmente. Outros métodos de deposição adequados incluem "spin coating" e outros processos baseados em solução. Os processos baseados em solução são preferencialmente executados em nitrogênio ou em uma atmosfera inerte. Para as outras camadas, os métodos preferidos incluem evaporação térmica. Os métodos de exemplo preferenciais incluem deposição através de uma máscara, soldagem a frio conforme descrito nas patentes norte-americanas 6.294.398 e 6.468.819, incluídas aqui integralmente para referência e modelo associado a alguns dos métodos de deposição como jato de tinta e OVJP. Outros métodos também podem ser usados. Os materiais a serem depositados podem ser 5 modificados para torná-los compatíveis com um método de deposição específico. Por exemplo, substituintes como grupos de alquil e de aril, ramificados ou não ramificados e que contêm preferencialmente pelo menos três carbonos, podem ser usados em moléculas pequenas para aperfeiçoar sua 10 capacidade de passar pelo processo de solução. Os substituintes que contém 20 carbonos ou mais podem ser usados e 3-20 carbonos é uma faixa preferencial. Os materiais com estruturas assimétricas podem ter processo de solução melhor do que aqueles que têm estruturas 15 simétricas, pois os materiais assimétricos podem ter uma tendência menor a recristalizar. Os substituintes de dendrímero podem ser usados para aperfeiçoar a capacidade de moléculas pequenas passarem pelo processamento da solução.Unless otherwise specified, any of the layers of the various representations may be deposited by any method. For organic layers, preferred methods include thermal evaporation, inkjet as described in U.S. Pat. 6,013,982 and 6,087,196, which are included in their entirety .For reference, Organic Vapor Deposition (OVPD), as described in Forrest U.S. Patent No. 6,337,102, and others, included for full reference and deposition by Organic Steam Jet Printing (OVJP) as described in U.S. Patent Application No. 10 / 233,470, incorporated herein by reference in its entirety. Other suitable deposition methods include spin coating and other solution based processes. Solution-based processes are preferably performed in nitrogen or in an inert atmosphere. For the other layers, preferred methods include thermal evaporation. Preferred exemplary methods include mask deposition, cold welding as described in U.S. Patent Nos. 6,294,398 and 6,468,819, which are incorporated herein by reference and model associated with some of the inkjet and OVJP deposition methods. . Other methods may also be used. The materials to be deposited can be modified to make them compatible with a specific deposition method. For example, substituents such as branched or unbranched alkyl and aryl groups and preferably containing at least three carbons may be used in small molecules to enhance their ability to undergo the solution process. Substitutes containing 20 carbons or more may be used and 3-20 carbons is a preferred range. Materials with asymmetric structures may have a better solution process than those with symmetrical structures, as asymmetric materials may have a lower tendency to recrystallize. Dendrimer substituents may be used to improve the ability of small molecules to undergo solution processing.

Os dispositivos fabricados de acordo com asDevices manufactured in accordance with

representações da invenção podem ser incorporados em uma ampla variedade de'produtos de consumo, incluindo monitores de tela plana, monitores de computador, televisores, outdoors, luzes para iluminação interior, ou exterior e/ou sinalização, viseiras, monitores · '■ completamenteEmbodiments of the invention may be incorporated into a wide variety of consumer products, including flat panel monitors, computer monitors, televisions, billboards, indoor and outdoor lighting and / or signaling lights, visor, monitors.

transparentes, monitores flexíveis, impressoras a laser, telefones, telefones celulares, PDAs (Personal Digital Assistants), computadores laptop, câmeras digitais, filmadoras, visores, micromonitores, veículos, grandes 30 paredes, tela de cinema ou de estádio ou um sinal. Vários mecanismos de controle podem ser usados para controlar dispositivos fabricados de acordo com a presente invenção, incluindo matriz passiva e matriz ativa. Muitos dos dispositivos são indicados para uso . em temperatura confortável para os seres humanos, como 18°C a 30°C e mais preferencialmente em temperatura ambiente (20°C a 25°C).Transparent displays, flexible monitors, laser printers, telephones, mobile phones, PDAs (Personal Digital Assistants), laptop computers, digital cameras, camcorders, displays, micromonitors, vehicles, large 30 walls, a movie or stadium screen or a sign. Various control mechanisms may be used to control devices manufactured in accordance with the present invention, including passive matrix and active matrix. Many of the devices are intended for use. at a temperature comfortable for humans, such as 18 ° C to 30 ° C and more preferably at room temperature (20 ° C to 25 ° C).

Os materiais e as estruturas descritos aqui podem ter aplicações em outros dispositivos além dos OLEDs Por 5 exemplo, outros dispositivos optoeletrônicos como células solares orgânicas e fotodetectores orgânicos podem empregar materiais e estruturas. De modo geral, os dispositivos orgânicos, como transistores orgânicos, podem empregar materiais e estruturas.The materials and structures described herein may have applications in devices other than OLEDs. For example, other optoelectronic devices such as organic solar cells and organic photodetectors may employ materials and structures. In general, organic devices, such as organic transistors, may employ materials and structures.

Em muitos casos, uma grande parte de luz que seIn many cases, a large portion of light that shines

original em uma camada emissiva em um OLED não escapa do dispositivo devido à reflexão interna na interface de ar, emissão de borda, dissipação nas . camadas emissivas ou outras camadas, efeitos de guia de onda na camada emissiva 15 ou outras camadas do dispositivo (ou seja, camadas de transporte, camadas de injeção, etc.) e outros efeitos. A luz gerada e/ou emitida por um OLED pode ser descrita como em vários modos, como "modo de ar" (a luz será emitida a partir de uma superfície de visualização do dispositivo, 20 como através do substrato) ou "modo de guia de onda" (a luz é aprisionada no dispositivo em razão dos efeitos da guia de onda). Modos específicos·podem ser descritos em relação à camada ou camadas em que a luz está aprisionada, como "modo orgânico" (a luz é aprisionada em uma ou mais camadas 25 orgânicas), "modo de eletrodo" (aprisionada em um eletrodo) e "modo de substrato" ou "modo de vidro" (aprisionada no substrato). Em um OLED comum, até 50-60% da luz gerada pela camada emissiva pode ser aprisionada em um modo de guia de onda e, portanto, pode ocorrer falha ao sair do 30 dispositivo. Além disso, até 20-30% da luz emitida pelo material emissivo em um OLED comum pode permanecer em um modo de vidro. Portanto, a eficiência de desacoplamento de um OLED comum pode ser baixa cerca de 20%. Para melhorar a eficiência de desacoplamento de um OLED, as regiões de um material transparente com um baixo índice refrativo podem ser colocadas adjacentes às regiões que contêm um material emissivo, em uma direção paralela a 5 um dos eletrodos de OLED. Essas regiões podem fazer com que a luz emitida pelo material emissivo insira um modo de vidro ou modo de ar, aumentando a proporção de luz emitida que saia do dispositivo.in an emissive layer in an OLED does not escape from the device due to internal reflection at the air interface, edge emission, heat dissipation. emissive layers or other layers, waveguide effects on emissive layer 15 or other device layers (i.e. transport layers, injection layers, etc.) and other effects. Light generated and / or emitted by an OLED can be described as in various modes, such as "air mode" (light will be emitted from a display surface of the device, 20 as through the substrate) or "guide mode". "(light is trapped in the device due to the effects of the waveguide). Specific modes can be described in relation to the layer or layers in which light is trapped, such as "organic mode" (light is trapped in one or more organic layers), "electrode mode" (trapped in an electrode), and "substrate mode" or "glass mode" (trapped in the substrate). In a common OLED, up to 50-60% of the light generated by the emissive layer can be trapped in a waveguide mode and therefore failure to exit the device may occur. In addition, up to 20-30% of the light emitted by the emissive material in an ordinary OLED can remain in a glass mode. Therefore, the decoupling efficiency of a common OLED can be low about 20%. To improve the decoupling efficiency of an OLED, regions of a transparent material with a low refractive index can be placed adjacent to regions containing an emissive material, in a direction parallel to one of the OLED electrodes. These regions can cause light emitted by the emissive material to enter a glass mode or air mode, increasing the proportion of light emitted from the device.

Acredita-se que as eficiências de quantidade externa 10 dos OLEDs de emissão superior e transparentes possam ser aperfeiçoadas em 2 a 3 vezes, incorporando períodos de material de baixo índice nestes dispositivos sem distorcer os espectros de visualização. É compreendido que um OLED de emissão transparente se refere a um OLED com eletrodos 15 superiores e inferiores consideravelmente transparentes. Também é compreendido que um OLED de emissão superior se refere a um OLED indicado para emissão luz somente através do eletrodo superior (transparente).It is believed that the external amount efficiencies 10 of the higher emission and transparent OLEDs can be improved 2-3 times by incorporating periods of low index material into these devices without distorting the viewing spectra. It is understood that a transparent emission OLED refers to an OLED with considerably transparent upper and lower electrodes. It is also understood that a higher emission OLED refers to an OLED indicated for light emission only through the upper (transparent) electrode.

A figura 3A mostra uma visão lateral esquemática de um 20 dispositivo de exemplo 300 com regiões de baixo índice 310. 0 dispositivo inclui um substrato 304, eletrodos 301 e 303 e uma camada 302 que possui regiões de um ou mais materiais emissivos 305 e regiões de um material de baixo índice ■transparente 310. 0 dispositivo mostrado na figura 3A 25 também pode incluir várias outras camadas e estruturas descritas aqui.Figure 3A shows a schematic side view of a sample device 300 with low index regions 310. The device includes a substrate 304, electrodes 301 and 303 and a layer 302 having regions of one or more emissive materials 305 and regions of a low transparent index material 310. The device shown in Figure 3A 25 may also include various other layers and structures described herein.

O material de baixo índice consxste preferencialmente em um material que possui um índice refrativo menor que o índice refrativo do substrato e, mais preferencialmente, 30 que seja 0,15 a 0,4 inferior ao índice refrativo do substrato, pois isso pode aumentar a quantidade de luz do modo de guia de onda convertida no modo de ar e/ou modo de vidro. Pode ser preferencial, no material de baixo índice, a existência de um índice refrativo de 1,0 a 1,3 e, mais preferencialmente, 1,0 a 1,05. Com frequência, o material de baixo índice terá um índice refrativo inferior ao dos materiais orgânicos usados no dispositivo, visto que os materiais orgânicos usados nos OLEDs geralmente possuem 5 índice refrativo de cerca de 1,5-1,7. Vários materiais de baixo índice podem ser usados para a região de baixo índice, como Teflon, aerogéis, filmes graduados de SÍO2 e TÍO2, e camadas de nanorods de SiO2. Vários aerogéis são conhecidos na arte, como sílica, carbono, alumina e outros 10 aerogéis. Por exemplo, um aerogel de sílica pode ser fabricado com a mistura de um álcool líquido com um precursor de alcóxido de silício para formar um dióxido de silício sol-gel. 0 álcool é removido do gel e substituído por um gás que usa várias técnicas conhecidas na arte. Um 15 aerogel preparado que usa um método sol-gel pode ser preferencial em algumas configurações, visto que o índice refrativo pode ser controlado alterando-se proporções das soluções iniciais. Também é preferencial que o material de baixo índice seja transparente. Conforme usado aqui, um 20 material será "transparente" se, na escala e dimensão descritas para as camadas e regiões de baixo índice, a perda ótica total de luz que passa através da camada ou região de baixo índice em uma direção aproximadamente paralela aos eletrodos for menor de cerca de 50%. 0 25 material de baixo índice também pode ser um material não emissivo.The low index material preferably consists of a material having a refractive index less than the refractive index of the substrate and more preferably 0.15 to 0.4 less than the refractive index of the substrate, as this may increase the amount of the refractive index. of waveguide mode light converted to air mode and / or glass mode. It may be preferable in the low index material to have a refractive index of 1.0 to 1.3 and more preferably 1.0 to 1.05. Often, the low index material will have a lower refractive index than the organic materials used in the device, as the organic materials used in OLEDs generally have a refractive index of about 1.5-1.7. Various low index materials can be used for the low index region, such as Teflon, airgel, SiO2 and TiO2 graded films, and SiO2 nanorod layers. Various airgel are known in the art, such as silica, carbon, alumina and 10 other airgel. For example, a silica airgel may be manufactured by mixing a liquid alcohol with a silicon alkoxide precursor to form a sol-gel silicon dioxide. Alcohol is removed from the gel and replaced with a gas using various techniques known in the art. A prepared airgel using a sol-gel method may be preferred in some embodiments, as the refractive index can be controlled by changing proportions of the starting solutions. It is also preferred that the low index material be transparent. As used herein, a material will be "transparent" if, at the scale and size described for the low index layers and regions, the total optical loss of light passing through the low index layer or region in a direction approximately parallel to the electrodes is less than about 50%. The low index material may also be a non-emissive material.

Para fins ilustrativos, a figura 3A mostra raios de exemplo 320, 330, 340 para indicar vários resultados possíveis quando a luz é emitida por material emissivo no 30 OLED. Embora alguma luz 330 produzida pelo material emissivo possa sair diretamente do dispositivo, a luz 320 produzida em um modo de guia de onda geralmente não sai da camada emissiva. No exemplo de ótica com base em raio mostrado na figura A, essa luz 320 pode ser exibida em um percurso dentro da camada emissiva em um ângulo suficientemente amplo em relação ao eletrodo normal que nunca será incidente sobre a interface da camada emissiva. De modo semelhante, a luz do modo de guia de onda 34 0 pode ser modelada como um raio que seja incidente sobre a interface de camada emissiva, mas um ângulo Θ alto o suficiente para passar pela reflexão total interna. Essa luz normalmente não é emitida da parte superior nem inferior do dispositivo 300, mas pode ser emitida de uma superfície lateral. Entretanto, as regiões de baixo índice próximas às regiões emissivas podem permitir wur a luz que normalmente não seria emitida pelo dispositivo, ou que só seria emitida de um lado do dispositivo, saia através de uma superfície de visualização do dispositivo. Conforme mostrado na figura 3A, a luz que entra nas regiões de baixo índice é refratada, permitindo que ela saia do dispositivo diretamente (320) ou após a reflexão de um eletrodo (340). Ou seja, a luz que passa através das regiões de baixo índice pode ser convertida do modo de guia de onda para o modo de ar, o que permite que seja emitida do dispositivo.For illustrative purposes, Figure 3A shows example rays 320, 330, 340 to indicate various possible results when light is emitted by emissive material in the 30 OLED. Although some light 330 produced by the emissive material may exit directly from the device, light 320 produced in a waveguide mode generally does not leave the emissive layer. In the example of ray-based optics shown in Figure A, this light 320 can be displayed on a path within the emissive layer at a sufficiently wide angle to the normal electrode that will never be incident on the emissive layer interface. Similarly, light from waveguide mode 340 may be modeled as a beam that is incident on the emissive layer interface, but an angle ângulo high enough to pass through the internal total reflection. This light is usually not emitted from the top or bottom of device 300, but can be emitted from a side surface. However, the low index regions near the emission regions may allow wur light that would normally not be emitted by the device, or that would only be emitted from one side of the device, to exit through a viewing surface of the device. As shown in Figure 3A, light entering the low index regions is refracted, allowing it to exit the device directly (320) or after reflection of an electrode (340). That is, light passing through the low index regions can be converted from waveguide mode to air mode, which allows it to be emitted from the device.

Embora a figura 3A mostre os limites entre as regiões de índice inferior 310 e as 'regiões orgânicas adjacentes 305 como interfaces planas perpendiculares aos eletrodos e substratos, este pode não ser sempre o caso. Por exemplo, 25 vários métodos de depósito podem ser usados para as regiões ■de baixo índice e/ou regiões orgânicas que resultam em limites aproximados, ou limites que não sejam perpendiculares ao substrato. A figura 3B mostra um exemplo de parte de um dispositivo em que o limite entre uma região 30 de baixo índice 310 e uma região orgânica adjacente 305 não é precisamente perpendicular aos eletrodos 301, 303. Embora uma configuração específica seja ilustrada, será compreendido que as regiões podem ter várias seções cruzadas diferentes das mostradas. De modo geral, é preferível que o limite entre as regiões adjacentes 305, 310 seja aproximadamente perpendicular a um eletrodo do dispositivo. Conforme usado aqui, o limite entre duas regiões adjacentes será "aproximadamente perpendicular" a 5 uma superfície se o ângulo entre o limite e um plano normal da superfície for de 20° ou menos. Portanto, na figura 3B, o limite entre as regiões 305 e 310 é aproximadamente perpendicular ao eletrodo 303 quando o ângulo ilustrado 350 é de 20° ou menos. O limite entre regiões adjacentes também 10 pode ser aproximado, conforme ilustrado na figura 3C. Nessa configuração, as regiões serão "aproximadamente perpendiculares" a uma superfície se o ângulo entre um plano de melhor ajuste 355 e um plano normal da superfície do dispositivo for de 20° ou menos. Portanto, o limite 15 entre as regiões 305, 310 mostradas na figura 3C é aproximadamente perpendicular ao eletrodo 303 quando o ângulo entre o plano de melhor ajuste 355 e um plano normal do eletrodo 303 é de 20° ou menos. Embora os desenhos descritos aqui não sejam desenhados em escala, os recursos 20 ilustrados nas figuras 3B-3C podem ser ampliados para ilustração.Although Figure 3A shows the boundaries between lower index regions 310 and adjacent organic regions 305 as flat interfaces perpendicular to electrodes and substrates, this may not always be the case. For example, various depositing methods may be used for low index ■ regions and / or organic regions that result in approximate boundaries, or boundaries that are not perpendicular to the substrate. Figure 3B shows an example of part of a device where the boundary between a low index region 30 and an adjacent organic region 305 is not precisely perpendicular to electrodes 301, 303. Although a specific configuration is illustrated, it will be understood that the Regions may have several different cross sections than those shown. In general, it is preferable that the boundary between adjacent regions 305, 310 be approximately perpendicular to a device electrode. As used herein, the boundary between two adjacent regions will be "approximately perpendicular" to a surface if the angle between the boundary and a normal surface plane is 20 ° or less. Therefore, in Figure 3B, the boundary between regions 305 and 310 is approximately perpendicular to electrode 303 when the illustrated angle 350 is 20 ° or less. The boundary between adjacent regions may also be approximated as shown in Figure 3C. In this configuration, regions will be "approximately perpendicular" to a surface if the angle between a best-fit plane 355 and a normal device surface plane is 20 ° or less. Therefore, the boundary 15 between regions 305, 310 shown in Figure 3C is approximately perpendicular to electrode 303 when the angle between the best fit plane 355 and a normal plane of electrode 303 is 20 ° or less. Although the drawings described herein are not drawn to scale, the features 20 illustrated in figures 3B-3C may be enlarged for illustration.

A(s) região(ões) de baixo índice pode(em) se estender parcialmente entre os eletrodos e/ou outras camadas, conforme mostrado na figura 3D. Por exemplo, um material de 25 baixo índice 310 pode ser depositado em um eletrodo 303. 0 material-' de baixo índice pode ser depositado em vários padrões, grades e outras estruturas, conforme descrito anteriormente. Um ou mais materiais orgânicos podem ser depositados sobre o eletrodo 303 e as regiões de baixo 30 índice 310, resultando em uma camada orgânica com uma superfície irregular. Um eletrodo 301 ou outra camada pode ser depositada sobre a camada orgânica 305, de modo que a superfície resultante também seja irregular, ou o eletrodo 301 ou outras camadas possam ser depositadas para criar uma superfície lisa. Uma camada lisa 360 ou outra camada também pode ser depositada para criar uma superfície uniforme.The low index region (s) may partially extend between the electrodes and / or other layers as shown in the 3D figure. For example, a low index material 310 may be deposited on an electrode 303. The low index material may be deposited in various patterns, grids and other structures as described above. One or more organic materials may be deposited on the electrode 303 and the low index 30 regions, resulting in an organic layer with an uneven surface. An electrode 301 or other layer may be deposited on the organic layer 305 so that the resulting surface is also uneven, or the electrode 301 or other layers may be deposited to create a smooth surface. A smooth layer 360 or other layer may also be deposited to create a uniform surface.

A região de baixo índice pode ser organizada em várias configurações no dispositivo. É recomendado que o material de baixo índice seja organizado em uma grade. Conforme usado aqui, uma "grade" se refere a um padrão de repetição do material. As figuras 4A-4B mostram disposições de exemplo do material e regiões de baixo índice para uso em um dispositivo. A figura 4A mostra uma visão superior do material de baixo índice 410 disposto em uma grade hexagonal. A figura 4B mostra uma visão superior do material de baixo índice 410 disposto em uma grade retangular. As estruturas mostradas nas figuras 4A-4B podem ser colocadas em um OLED em um plano paralelo a um ou ambos os eletrodos. Esse dispositivo pode ter uma seção cruzada equivalente ao dispositivo ilustrado na figura 3A. As regiões emissivas 420 podem incluir material emissivo, alterar materiais de transporte e/ou bloqueio e outras estruturas e camadas descritas aqui. Embora possa ser preferencial para cada parte repetida da grade ter aproximadamente as mesmas dimensões, as partes da grade podem ter dimensões variáveis. Para um padrão regular, ou seja, um em que as regiões de material emissivo sejam cercadas por regiões de baixo índice, cada uma tendo a mesma dimensão, a grade pode ser caracterizada por uma largura 421. Por exemplo, uma grade retangular comum possui regiões emissivas que são quadradas quando vistas de cima. Outros tipos de grade, como triangular ou octogonal, também podem ser usados, bem como vários outros padrões e estruturas.The low index region can be organized into various settings on the device. It is recommended that low index material be arranged in a grid. As used herein, a "grid" refers to a material repeating pattern. Figures 4A-4B show exemplary material arrangements and low index regions for use in a device. Figure 4A shows a top view of the low index material 410 arranged in a hexagonal grid. Figure 4B shows a top view of the low index material 410 arranged in a rectangular grid. The structures shown in figures 4A-4B may be placed in an OLED in a plane parallel to one or both electrodes. This device may have a cross section equivalent to the device illustrated in figure 3A. Emissive regions 420 may include emissive material, altering transport and / or blocking materials, and other structures and layers described herein. While it may be preferable for each repeated grid part to have approximately the same dimensions, the grid parts may have varying dimensions. For a regular pattern, that is, one where regions of emissive material are surrounded by low index regions, each having the same dimension, the grid may be characterized by a width of 421. For example, a common rectangular grid has regions. emissive ones that are square when viewed from above. Other grid types, such as triangular or octagonal, can also be used, as well as various other patterns and structures.

Em alguns casos, a forma específica da grade pode ser selecionada com base em qualidades desejadas do dispositivo resultante. Por exemplo, a figura 5A mostra valores simulados da quantidade de luz convertida no modo de ar e modo de vidro para um dispositivo com material de baixo indice disposto nas grades exibidas nas figuras 4A e 4B para um intervalo de índices refrativos. Os dados são simulados para um dispositivo que tenha regiões emissivas 5 orgânicas de cerca de 5 pm de largura, regiões de baixo índice de cerca de 0,8 μπ\ de largura e um eletrodo ITO superior de 100 nm de espessura. É mostrada uma quantidade de luz convertida no final no modo de ar em um dispositivo com uma grade quadrada (espalhamento vertical) e uma grade 10 hexagonal (sólida) e no modo de vidro em um dispositivo com uma grade quadrada (espalhamento horizontal) e uma grade hexagonal (espalhamento diagonal). Os níveis se aproximam desses para um OLED convencional, ou seja, um sem regiões de baixo índice, quando a região de baixo índice é modelada 15 com um índice refrativo em torno de 1,7-1,8 (510). Isso é esperado, visto que os materiais orgânicos geralmente usados nos OLEDS podem ter índices refrativos de cerca de 1,7-1,8.In some cases, the specific grid shape may be selected based on the desired qualities of the resulting device. For example, Figure 5A shows simulated values of the amount of light converted to air mode and glass mode for a device with low index material arranged in the grids shown in figures 4A and 4B for a range of refractive indices. Data is simulated for a device that has organic emissive regions of about 5 pm wide, low index regions of about 0.8 μπ \ wide, and an upper 100 nm thick ITO electrode. An amount of light converted at the end in air mode to a device with a square grid (vertical scatter) and a hexagonal grid (solid) is shown and in glass mode to a device with a square grid (horizontal scatter) and a hexagonal grid (diagonal spread). Levels approach these for a conventional OLED, ie one without low index regions, when the low index region is modeled 15 with a refractive index around 1.7-1.8 (510). This is expected since the organic materials commonly used in OLEDS may have refractive indices of about 1.7-1.8.

A figura 5B mostra emissão simulada para um dispositivo com uma grade hexagonal de um material de baixo índice com um índice refrativo de 1,03. A largura das regiões emissivas é de 5 pm, a largura das regiões de baixo índice é de 0,8 ym, e o eletrodo é uma camada de ITO de 100 nm. Quando as regiões de baixo índice são usadas (espalhamento horizontal), a eficiência de desacoplamento do dispositivo pode aumentar para 0,44, conforme mostrado. Um OLED com microlente ideal disposta na superfície de visualização (espalhamento cruzado) geralmente possui uma eficiência de desacoplamento de cerca de 0,32, enquanto o valor medido para esse dispositivo geralmente é de cerca de 0,26. Para um OLED convencional (sem espalhamento), a eficiência de desacoplamento do dispositivo modelado é de cerca de 0,17. Conforme mostrado na figura 5A, à medida que o índice refrativo da região de baixo índice aumenta, mais luz é convertida no modo de vidro, e menos luz é convertida no modo de ar. Em alguns casos, pode ser útil alterar a interface substrato-ar para que não fique paralela ao plano da camada orgânica, fazendo com mais luz seja convertida do modo de vidro para o modo de ar. Portanto, a região de baixo índice pode ter um efeito sinérgico com configurações que aperfeiçoam a conversão do modo de vidro para o modo de ar. Especificamente, a região de baixo índice pode converter luz de um modo orgânico para um modo de vidro, e a luz do modo de vidro pode ser convertida no modo de ar em razão da configuração ou composição do substrato. Por exemplo, uma lâmina de microlente 610, conforme mostrada na figura 6A, pode ser disposta de forma adjacente ao substrato, ou o substrato pode incluir uma microlente ou lâmina de microlente. Outras configurações podem ser usadas, como lentes de vidro hemisféricas em escala de centímetro ou um substrato que tenha superfície rugosa na interface substrato-ar. 0 substrato também pode incluir diferentes materiais, como materiais que possuem diferentes índices de refraçâo; isso também pode aumentar a quantidade de luz do modo de vidro convertido para o modo de ar. Conforme mostrado na figura 6B, uma camada fina 620 do .25 material de baixo índice como aerogel ou Teflon também pode ser disposta entre o substrato 304 e o. eletrodo 303. Esta camada também pode dirigir mais luz do modo de vidro para um modo de eletrodo ou orgânico, em que ela entrará em uma região de baixo índice e se tornará a luz do modo de vidro. As figuras 7 e 8 exibem a proporção calculada de luzFigure 5B shows simulated emission for a device with a hexagonal grid of a low index material with a refractive index of 1.03. The width of the emissive regions is 5 pm, the width of the low index regions is 0.8 µm, and the electrode is a 100 nm ITO layer. When low index regions are used (horizontal scatter), the decoupling efficiency of the device may increase to 0.44 as shown. An ideal microlens OLED arranged on the viewing surface (cross-scatter) generally has a decoupling efficiency of about 0.32, while the measured value for this device is usually about 0.26. For a conventional (non-scattered) OLED, the decoupling efficiency of the modeled device is about 0.17. As shown in Figure 5A, as the refractive index of the low index region increases, more light is converted to glass mode, and less light is converted to air mode. In some cases, it may be useful to change the substrate-air interface so that it is not parallel to the plane of the organic layer, causing more light to be converted from glass to air mode. Therefore, the low index region can have a synergistic effect with settings that enhance the conversion from glass to air mode. Specifically, the low index region can convert light from an organic mode to a glass mode, and light from the glass mode can be converted to air mode due to the substrate configuration or composition. For example, a micro-lens slide 610, as shown in Figure 6A, may be arranged adjacent to the substrate, or the substrate may include a micro-lens or micro-lens slide. Other configurations may be used, such as centimeter-scale hemispherical glass lenses or a substrate that has a rough surface at the substrate-air interface. The substrate may also include different materials, such as materials having different refractive indexes; This can also increase the amount of light from glass mode converted to air mode. As shown in Figure 6B, a thin layer 620 of low index material such as airgel or Teflon may also be disposed between substrate 304 and the. electrode 303. This layer can also direct more light from glass mode to an electrode or organic mode, where it will enter a low index region and become the light from glass mode. Figures 7 and 8 show the calculated proportion of light

emitida por um dispositivo com a mesma estrutura básica que o dispositivo da figura 5B como uma função do ângulo de visualização. A figura 7 mostra a proporção de luz emitida por um dispositivo com microlente, com uma grade hexagonal de material de baixo indice com um índice refrativo de 1,03 (espalhamento cruzado), 1,2 (sem espalhamento) e 1,29 (sólido). Conforme ilustrada, a eficiência de desacoplamento do dispositivo pode ser de 0,60. A figura 8 mostra a proporção de luz emitida por um OLED convencional, um OLED (sem espalhamento), um OLED com microlente ideal (espalhamento cruzado) e um OLED com microlente e uma grade hexagonal de um material de baixo índice com um índice refrativo de 1,29 (sólido).emitted by a device with the same basic structure as the device of figure 5B as a function of the viewing angle. Figure 7 shows the proportion of light emitted by a microlens device with a hexagonal grid of low index material with a refractive index of 1.03 (cross-scatter), 1.2 (without scatter) and 1.29 (solid ). As shown, the decoupling efficiency of the device may be 0.60. Figure 8 shows the proportion of light emitted by a conventional OLED, an OLED (non-scattered), an ideal micro-lens OLED (cross-scatter) and a micro-lens OLED and a hexagonal grid of a low index material with a refractive index of 1.29 (solid).

As figuras 9 e 10 mostram a proporção calculada de luz emitida como função do ângulo de emissão. 0 dispositivo possui a mesma estrutura que a descrita anteriormente, bem como uma camada fina de um material de baixo índice inserido entre o eletrodo do ITO e o material emissivo e regiões de baixo índice que separam regiões adjacentes de material emissivo. A figura 9 mostra a luz emitida por um OLED convencional (sem espalhamento) e um OLED com uma grade hexagonal de um material de baixo índice possuindo um índice refrativo de 1,2 e uma camada inserida de Teflon AF possuindo um índice refrativo de 1,29 (espalhamento cruzado). A figura 10 mostra a emissão de um dispositivo possuindo a mesma estrutura que a figura 9, mas com o material de baixo índice possuindo um índice refrativo deFigures 9 and 10 show the calculated proportion of light emitted as a function of the emission angle. The device has the same structure as described above, as well as a thin layer of a low index material inserted between the ITO electrode and the emissive material and low index regions separating adjacent regions of the emissive material. Figure 9 shows the light emitted by a conventional (non-scattered) OLED and a hexagonal grid OLED of a low index material having a refractive index of 1.2 and an inserted layer of Teflon AF having a refractive index of 1, 29 (cross scattering). Figure 10 shows the emission of a device having the same structure as Figure 9, but with the low index material having a refractive index of

1,'29. A eficiência de desacoplamento dos dispositivos mostrados nas figuras 9 e 10 pode ser de 0,32 (para um índice refrativo de 1,29 de material de baixo índice) a1.29. The decoupling efficiency of the devices shown in figures 9 and 10 can be from 0.32 (for a refractive index of 1.29 of low index material) to

0,34 (índice refrativo de 1,2).0.34 (refractive index 1.2).

A camada fina do material de baixo índice pode servir para alterar a distribuição angular de luz no substrato, reduzindo-se a quantidade de luz que passa pela reflexão interna total na interface substrato-ar. As figuras 11 e 12 mostram a distribuição angular de luz no substrato de vidro sem a camada de baixo índice e com a camada de baixo índice de um material que possui um índice refrativo de 1,29, respectivamente. As distribuições são mostradas para um OLED convencional (1110, 1120) e OLEDs com uma camada de baixo índice com índices refrativos de 1,03 (1120, 1220), 1,02 (1130, 1230) e 1,3 (1130, 1230).The thin layer of low index material can serve to alter the angular distribution of light on the substrate by reducing the amount of light that passes through the total internal reflection at the substrate-air interface. Figures 11 and 12 show the angular distribution of light on the glass substrate without the low index layer and the low index layer of a material having a refractive index of 1.29, respectively. Distributions are shown for a conventional OLED (1110, 1120) and low index layer OLEDs with refractive indices of 1.03 (1120, 1220), 1.02 (1130, 1230) and 1.3 (1130, 1230 ).

Pode ser útil o uso da lâmina de microlente mostradaUsing the microlens slide shown

na figura 6A e a camada de baixo índice ilustrada na figura 6B no mesmo dispositivo. A eficiência do desacoplamento para esse dispositivo pode ser de até 0,59. A figura 13 mostra a proporção de luz emitida como uma função do ângulo 10 de emissão para várias estruturas de dispositivo. São mostrados os valores de um OLED convencional (sem espalhamento) , um OLED com microlente ideal (espalhamento cruzado), um OLED com regiões de baixo índice com um índice refrativo de 1,29, uma camada de baixo índice e uma lâmina 15 de microlente (espalhamento diagonal cruzado) e um OLED com uma lâmina de microlente e regiões de baixo índice com uma região de material de baixo índice possuindo um índice refrativo de 1,29 (sólido).6A and the low index layer shown in FIG. 6B on the same device. The decoupling efficiency for this device can be up to 0.59. Figure 13 shows the proportion of light emitted as a function of the emission angle 10 for various device structures. Shown are the values of a conventional (non-scattered) OLED, an ideal micro-lens OLED (cross-scatter), a low index OLED with a refractive index of 1.29, a low index layer, and a microlens slide 15. (cross diagonal spread) and an OLED with a microlens slide and low index regions with a low index material region having a refractive index of 1.29 (solid).

A figura 18 mostra um dispositivo de exemplo que 20 possui regiões de baixo índice 1810. 0 dispositivo inclui um substrato 1804, eletrodos 1801 e 1803 e uma camada 1802 que possui regiões de um ou mais materiais emissivos 1805 e regiões de um material de baixo índice 1810. O dispositivo mostrado na-.figura 18 também pode incluir várias outras 25 camadas e estruturas descritas aqui.Figure 18 shows an example device 20 having low index regions 1810. The device includes a substrate 1804, electrodes 1801 and 1803 and a layer 1802 having regions of one or more emissive materials 1805 and regions of a low index material. 1810. The device shown in Figure 18 may also include various other 25 layers and structures described herein.

0 material de baixo índice contém preferencialmente um material que possui um índice refrativo inferior ao índice refrativo do material emissivo, pois isso pode aumentar a quantidade luz do modo de guia de onda convertida no modo 30 de ar e/ou modo de vidro. Pode ser preferencial, no material de baixo índice, a existência de um índice refrativo de 1,0 a 3,0 e, mais preferencialmente, 1,0 a 1,50. Vários materiais de baixo índice podem ser usados para a região de baixo índice, como as descritas acima. As figuras 19A-19C mostram um dispositivo de exemplo com uma grade de baixo índice (LIG) incorporada na camada orgânica. 0 período da grade (o espaçamento entre as regiões de baixo índice) pode ser de micrômetros e maior 5 que o comprimento de onda da luz emitida. Acredita-se que esta periodicidade permita uma grande proporção de luz em um modo de guia de onda para de entrar na região de baixo índice, que redireciona a luz na direção do substrato normal do qual ela escapa do dispositivo. Acredita-se 10 também que como a periodicidade do LIG (cerca de 5-20 ym) é de magnitude maior que o comprimento de onda da luz emitida, o efeito de aperfeiçoamento é independente do comprimento de onda. Isso pode ser útil para TOLEDs de emissão branca, que podem ser caracterizados por um amplo 15 espectro, pois não há distorção considerável do espectro de emissão da luz extraída. A periodicidade do LIG também é maior que uma magnitude menor que um pixel de TOLED (que é de cerca de 195 a 380 μπι) e, portanto, pode não afetar o alinhamento entre o padrão do LIG e os pixels de TOLED.The low index material preferably contains a material which has a refractive index lower than the refractive index of the emissive material, as this may increase the amount of light of the waveguide mode converted to air mode and / or glass mode. It may be preferable in the low index material to have a refractive index of 1.0 to 3.0 and more preferably 1.0 to 1.50. Various low index materials can be used for the low index region as described above. Figures 19A-19C show an example device with a low index grid (LIG) incorporated into the organic layer. The grid period (the spacing between the low index regions) can be micrometers and greater than 5 wavelengths of emitted light. This periodicity is believed to allow a large proportion of light in a waveguide mode to enter the low index region, which redirects the light toward the normal substrate from which it escapes from the device. It is also believed that since the periodicity of the LIG (about 5-20 µm) is of magnitude greater than the wavelength of the emitted light, the enhancement effect is independent of the wavelength. This can be useful for white emission TOLEDs, which can be characterized by a broad spectrum as there is no considerable distortion of the emission spectrum of the extracted light. The periodicity of the LIG is also greater than a magnitude smaller than a TOLED pixel (which is about 195 to 380 μπι) and therefore may not affect the alignment between the LIG pattern and TOLED pixels.

Além disso, acredita-se que .a incorporação de um LIGIn addition, it is believed that the incorporation of a LIG

em um TOLED também elimina efeitos de rugosidade encontrados em alguns dispositivos, como os relatados em Cui e outros, "Optimization of Light Extraction from OLEDs", Optics Express Vol. 15, n° 8 (16 de abril de 2007). Para fins ilustrativos.·, a figura 18 mostra raios dein a TOLED also eliminates roughness effects found on some devices, such as those reported in Cui and others, "Optimization of Light Extraction from OLEDs", Optics Express Vol. 15, No. 8 (April 16, 2007). For illustrative purposes. · Figure 18 shows radii of

exemplo 1820, 1825, 1830 e 1835 para indicar vários resultados possíveis quando a luz é emitida por material emissivo no TOLED. A luz 1830 produzida em um modo de guia de onda geralmente não consegue sair da camada emissiva. No 30 exemplo de ótica com base em raio mostrado na figura 18, essa luz 1830 pode ser exibida em um percurso dentro da camada emissiva em um ângulo suficientemente amplo em relação ao eletrodo normal que nunca será incidente sobre a interface da camada emissiva. De modo semelhante, a luz do modo de guia de onda 1835 pode ser modelada como um raio que seja incidente sobre a interface de camada emissiva, mas um ângulo Θ alto o suficiente para passar pela reflexão total interna. Essa luz normalmente não é emitida da parte 5 superior nem inferior do dispositivo 1800, mas pode ser emitida de uma superfície lateral. Entretanto, as regiões de baixo índice próximas às regiões emissivas podem permitir wur a luz que normalmente não seria emitida pelo dispositivo, ou que só seria emitida de um lado do 10 dispositivo, saia através de uma superfície de visualização do dispositivo. Conforme mostrado na fiqura 18, a luz que entra nas regiões de baixo índice é refratada na direção do substrato normal, permitindo que ela saia do dispositivo diretamente (1830) ou após a reflexão de um eletrodo 15 (1835). Ou seja, a luz que passa através das regiões de baixo índice pode ser convertida do modo de guia de onda para o modo de ar, o que permite que seja emitida do dispositivo. Além disso, o LIG não afeta a luz que sai diretamente emitida da parte superior do dispositivo (1820) 20 ou da parte inferior (1825) para dispositivos transparentes.example 1820, 1825, 1830, and 1835 to indicate several possible outcomes when light is emitted by emissive material in TOLED. Light 1830 produced in a waveguide mode generally cannot exit the emissive layer. In the example of ray-based optics shown in Figure 18, this light 1830 can be displayed on a path within the emissive layer at a sufficiently wide angle to the normal electrode that will never be incident on the emissive layer interface. Similarly, light from waveguide mode 1835 can be modeled as a beam that is incident on the emissive layer interface, but an angle Θ high enough to pass through the total internal reflection. Such light is normally not emitted from the top or bottom of the device 1800, but may be emitted from a side surface. However, the low index regions near the emission regions may allow wur light that would normally not be emitted by the device, or that would only be emitted from one side of the device, exit through a viewing surface of the device. As shown in Figure 18, light entering the low index regions is refracted toward the normal substrate, allowing it to exit the device either directly (1830) or after reflection from an electrode 15 (1835). That is, light passing through the low index regions can be converted from waveguide mode to air mode, which allows it to be emitted from the device. In addition, the ON does not affect light exiting directly from the top of the device (1820) 20 or the bottom (1825) for transparent devices.

O material de baixo índice 1810 pode ser depositado em um eletrodo 1801. 0 material de baixo índice pode ser depositado em vários padrões, grades e outras estruturas, 25 conforme descrito anteriormente, "üm ou mais materiais orgânicos 1805 podem ser depositados sobre o eletrodo 1803 e as regiões de baixo índice 1810, resultando em uma camada orgânica com uma superfície irregular. Um eletrodo 1803 ou outra camada pode ser depositado sobre a camada orgânica 30 1805, de modo que a superfície resultante também seja irreqular, ou o eletrodo 1803 ou outras camadas possam ser depositadas para criar uma superfície lisa.Low-index material 1810 may be deposited on an electrode 1801. Low-index material may be deposited in various patterns, grids and other structures, as described above, "One or more organic materials 1805 may be deposited on electrode 1803. and low index regions 1810, resulting in an organic layer with an uneven surface. An electrode 1803 or other layer may be deposited on the organic layer 30 1805, so that the resulting surface will also be unrequited, or the electrode 1803 or others. layers can be deposited to create a smooth surface.

Embora a figura 18 mostre os limites entre as regiões de índice inferior 1810 e as regiões orgânicas adjacentes 1805 como interfaces planas perpendiculares aos eletrodos e substratos, este pode não ser sempre o caso, conforme ilustrado, por exemplo, nas figuras 3B e 3C.Although figure 18 shows the boundaries between lower index regions 1810 and adjacent organic regions 1805 as flat interfaces perpendicular to the electrodes and substrates, this may not always be the case, as illustrated, for example, in figures 3B and 3C.

As figuras 19A-19C mostram um dispositivo 1900 de TOLED de exemplo com um LIG 1910 incorporado na camada orgânica. O dispositivo inclui um substrato de vidro 1901, eletrodo ITO 1902, cátodo 1904 e uma camada 1903 que possui regiões de uma ou mais camadas orgânicas 1905 e LIG 1910. A figura 19B mostra o dispositivo 1900 com um LIG 1910 disposto em uma grade retangular orientada em um plano paralelo aos eletrodos 1902 e 1904. A figura 19A mostra a vista superior do dispositivo 1900. A figura 19C mostra uma vista inclinada e uma seção cruzada (vista lateral) desse dispositivo. A camada orgânica 1905 pode incluir material emissivo, alterar materiais de transporte e/ou bloqueio e outras estruturas e camadas descritas aqui. Embora possa ser preferencial para cada parte repetida do LIG 1910 ter aproximadamente as mesmas dimensões, as partes da grade podem ter dimensões variáveis. Por exemplo, uma grade retangular comum possui regiões emissivas que são quadradas quando vistas de cima. Outros tipos de grade, como triangular ou octogonal, também podem ser usados, bem como vários outros padrões e estruturas.Figures 19A-19C show an example TOLED device 1900 with an LIG 1910 embedded in the organic layer. The device includes a glass substrate 1901, ITO 1902 electrode, cathode 1904, and a layer 1903 having regions of one or more organic layers 1905 and LIG 1910. Figure 19B shows device 1900 with an LIG 1910 arranged in a rectangular grid oriented. in a plane parallel to the electrodes 1902 and 1904. Figure 19A shows the top view of the device 1900. Figure 19C shows an angled view and a cross section (side view) of this device. Organic layer 1905 may include emissive material, altering carrier and / or blocking materials and other structures and layers described herein. While it may be preferable for each repeated part of the LIG 1910 to have approximately the same dimensions, the grid parts may have variable dimensions. For example, a common rectangular grid has emissive regions that are square when viewed from above. Other grid types, such as triangular or octagonal, can also be used, as well as various other patterns and structures.

As figuras 20A-20C mostram emissões simuladas para um 25 dispositivo com uma grade retangular de um·· ■ material de baixo índice com um índice refrativo de 1,03. A espessura das regiões de baixo índice é de 100 nm, as camadas orgânicas são de 100 nm e um eletrodo ITO inferior é de 120 nm. A figura 20C mostra que o aperfeiçoamento é otimizado 30 quando a espessura do LIG é igual à espessura das camadas orgânicas. A proporção do aperfeiçoamento pode diminuir à medida que a espessura do LIG diminui.Figures 20A-20C show simulated emissions for a device with a rectangular grid of low index material having a refractive index of 1.03. The thickness of the low index regions is 100 nm, the organic layers are 100 nm and a lower ITO electrode is 120 nm. Figure 20C shows that enhancement is optimized when the thickness of the alloy is equal to the thickness of the organic layers. The ratio of enhancement may decrease as the thickness of the ON decreases.

A figura 20A mostra que a proporção de aperfeiçoamento aumenta à medida que a largura da região orgânica (IVorg) diminui, pois mais luz no modo de guia de onda é desacoplada ao entrar no LIG antes da absorção nas camadas orgânicas e de ITO. A figura 20A também mostra que a proporção de aperfeiçoamento aumenta à medida que a largura do LIG aumenta (Wlig) , visto que mais luz pode ser extraída do modo de guia de onda sem entrar novamente nas camadas orgânicas.Figure 20A shows that the enhancement ratio increases as the width of the organic region (IVorg) decreases as more light in waveguide mode is decoupled upon entering the LIG prior to absorption into the organic and ITO layers. Figure 20A also shows that the enhancement ratio increases as the width of the LIG increases (Wlig), as more light can be extracted from the waveguide mode without re-entering the organic layers.

Por motivos práticos, a largura da camada orgânica nessas emissões simuladas não podem ser muito pequenas para assegurar que a área de emissão efetiva seja suficiente para o dispositivo atingir o brilho desejado. Nas figuras 20A-20C, a largura do LIG é de 1 ym e das camadas orgânicas é de 6 ym, fornecendo uma área de iluminação efetiva de mais de 70%. A figura 20B mostra que a eficiência de desacoplamento de um OLED de emissão superior aumenta com a diminuição do índice do LIG. À medida que o índice refrativo do LIG aumenta, mais luz é convertida no modo de vidro e menos é convertida no modo de ar.For practical reasons, the organic layer width at these simulated emissions cannot be too small to ensure that the effective emission area is sufficient for the device to achieve the desired brightness. In Figures 20A-20C, the width of the LIG is 1 μm and the organic layers 6 μm, providing an effective illumination area of over 70%. Figure 20B shows that the decoupling efficiency of a higher emission OLED increases with decreasing LIG index. As the refractive index of the ON increases, more light is converted to glass mode and less is converted to air mode.

A figura 21 mostra um dispositivo de exemplo que possui uma lâmina de microlente 610 e-disposta adjacente ao substrato, ou o substrato pode incluir uma microlente ou lâmina de microlente. A figura 20B mostra o aperfeiçoamento simulado da luz como uma função do índice de refração para um OLED de emissão superior com um LIG (barras brancas) e com um LIG e uma microlente (barras sombreadas) -A eficiência de desacoplamento desses dispositivos pode ser aperfeiçoada por um fator de cerca de 2-3.Figure 21 shows an exemplary device having an e-disposed microlens slide 610 adjacent the substrate, or the substrate may include a microlens or microlens slide. Figure 20B shows simulated light enhancement as a function of the refractive index for a higher emission OLED with one LIG (white bars) and one LIG and one microlens (shaded bars). The decoupling efficiency of these devices can be improved. by a factor of about 2-3.

A quantidade de luz convertida, por fim, no modo de ar e emitida do dispositivo pode ser ainda afetada alterandose outros recursos estruturais do dispositivo, como a espessura do eletrodo, a largura das regiões de baixo índice, e/ou a largura das regiões eraissivas. As figuras 14-17 mostram resultados simulados para variações em vários parâmetros de dispositivo. A menos que seja indicado de outra forma, cada dispositivo foi modelado com regiões de baixo índice 0,8 ym de largura em uma grade periódica ID, regiões emissivas orgânicas de 4 ym de largura, um eletrodo de ITO de 100 nm de espessura e um índice refrativo de 5 material de baixo índice de 1,03. A figura 14 mostra a proporção da luz no modo de ar (quadrados) e modo de vidro (círculos) como uma função da espessura de ITO, para espessuras entre no intervalo de 70 a 150 nm. A figura 15 mostra a proporção de luz em cada modo para regiões de 10 baixo índice de largura variável, de 500 a 1200 nm. A figura 16 mostra a proporção de luz em vários modos para um dispositivo com regiões orgânicas de 4 ym a 10 ym. A figura 17 mostra a proporção de luz em cada modo para índices refrativos de material de baixo índice de 1 a 1,75 para 15 grades quadradas e hexagonais. Os valores são mostrados para o modo de ar de uma grade periódica ID ideal 1710, uma grade guadrada 1710 e uma grade hexagonal 1730 e para o modo de vidro de uma grade periódica ID ideal 1740, uma grade quadrada 1750 e uma grade hexagonal 1760. Os valores 20 indicados pela marcação oval pontilhada são iguais aos do OLED convencional. Para as estruturas mostradas nas figuras 14-17, um OLED ■ convencional geralmente demonstra proporções de luz de cerca de 0,17 no modo de ar e 0,26 no modo de vidro.The amount of light finally converted to air mode and emitted from the device can be further affected by changing other structural features of the device, such as electrode thickness, width of low index regions, and / or width of eressive regions. . Figures 14-17 show simulated results for variations in various device parameters. Unless otherwise indicated, each device was modeled with low index 0.8 ym wide regions on a periodic grid ID, 4 ym wide organic emissive regions, a 100 nm thick ITO electrode and a refractive index of 5 low index material of 1.03. Figure 14 shows the proportion of light in air mode (squares) and glass mode (circles) as a function of ITO thickness for thicknesses in the range of 70 to 150 nm. Figure 15 shows the proportion of light in each mode for regions of low variable width index, from 500 to 1200 nm. Figure 16 shows the proportion of light in various modes for a device with 4 ym to 10 ym organic regions. Figure 17 shows the proportion of light in each mode for refractive indices of low index material from 1 to 1.75 for 15 square and hexagonal grids. The values are shown for the air mode of an ideal ID 1710 periodic grid, a 1710 squared grid and a 1730 hex grid and for the glass mode of an ideal ID 1740 periodic grid, a 1750 square grid and a 1760 hex grid. The values indicated by the dotted oval marking are the same as those for conventional OLED. For the structures shown in figures 14-17, a conventional OLED ■ generally demonstrates light ratios of about 0.17 in air mode and 0.26 in glass mode.

É compreendido que várias representações descritasIt is understood that various representations described

aqui se destinam apenas ao exemplo e não limitam o escopo da invenção. Por exemplo, muitos dos materiais e estruturas descritos podem ser substituídos por outros materiais e estruturas sem se desviar do princípio da invenção. É 30 compreendido que várias teorias que explicam como invenção funciona não devem ser restritivas. Por exemplo, teorias relacionadas à transferência de carga não devem ser restritivas.herein are for example only and do not limit the scope of the invention. For example, many of the materials and structures described may be substituted for other materials and structures without departing from the principle of the invention. It is understood that various theories explaining how the invention works should not be restrictive. For example, charge transfer theories should not be restrictive.

Definições de material: Conforme usadas neste documento, as abreviações de referem a materiais como segue: CBP: 4,4'-N,N-dicarbazole-bifenil m-MTDATA 4,4',4"-tris(3- metilfenilfenliamino)trifenilamina Alq3: 8-tris-hidroxiquinolina alumínio Bphen: 4,7-difenil-l ,10-fenantrolina F4-TCNQ : tetrafluoro-tetraciano-quinodimetano Ir(pp y)3: tris(2-fenilpiridina)-irídio BCP : 2,9-dimetil-4,7-difenil- 1 , 10-fenantrolina CuPc: ftalocianina de cobre. ITO: óxido de estanho e índio NPD: N,N'-difenil-N-N'-di(1-naftil)-benzidina TPD: N,N’-difeniI-N-N’-di(3-toli)-benzidina mCP: 1 ,3-N,N-dicarbazole-benzeno DCM: 4-(dicianoetileno)-6-(4-dimetilaminostiril2-metil)-4H -pirano DMQA: N,N'-dimetilquinacridona PEDOT:PSS: uma dispersão aquosa de poli(3,4- etilenodioxitiofeno) com polistirenesulfonato (PSS) Embora a presente invenção seja descrita neste documento em relação '· a exemplos particulares e representações preferenciais, é compreendido que a presente invenção não está restrita a esses exemplos e 25 representações. A presente invenção, conforme reivindicada, inclui variações dos exemplos em particular e das representações preferenciais descritas neste documento, conforme ficará aparente para uma pessoa especialista na arte.Material definitions: As used herein, abbreviations refer to materials as follows: CBP: 4,4'-N, N-dicarbazole-biphenyl m-MTDATA 4,4 ', 4' -tris (3-methylphenylamino) triphenylamine Alk3: 8-trishydroxyquinoline aluminum Bphen: 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline F4-TCNQ: tetrafluoro-tetracyano-quinodimethane Ir (pp y) 3: tris (2-phenylpyridine) -iridium BCP: 2.9 -dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline CuPc: copper phthalocyanine ITO: indium tin oxide NPD: N, N'-diphenyl-N-N'-di (1-naphthyl) benzidine TPD : N, N'-diphenyl-N-N'-di (3-tholi) -benzidine mCP: 1,3-N, N-dicarbazole-benzene DCM: 4- (dicyanoethylene) -6- (4-dimethylaminostyryl-2-methyl ) -4H -pyran DMQA: N, N'-dimethylquinacridone PEDOT: PSS: An aqueous dispersion of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) with polystyrenesulfonate (PSS) Although the present invention is described herein with particular regard to particular examples. Preferred embodiments and embodiments, it is understood that the present invention is not restricted to such examples and embodiments. The present invention as claimed includes variations of the particular examples and preferred embodiments described herein as will be apparent to one skilled in the art.

Claims (16)

1. Um dispositivo caracterizado por: um substrato; um primeiro eletrodo disposto sobre o substrato; uma camada orgânica disposta sobre primeiro eletrodo; a camada orgânica caracterizada por: uma primeira região caracterizada por um material emissivo orgânico; e uma segunda região caracterizada por períodos de um material de baixo índice transparente incorporado na camada orgânica, em que o material de baixo índice possui um índice refrativo inferior ao índice refrativo do material emissivo orgânico; e um segundo eletrodo disposto sobre camada orgânica; em que os períodos do material de baixo índice transparente incorporado na camada orgânica oferecem eficiência de desacoplamento sobre um amplo espectro sem nenhuma distorção do espectro de emissão da luz extraída; e em que pelo menos um entre o primeiro e o segundo eletrodos é um eletrodo transparente.1. A device characterized by: a substrate; a first electrode disposed on the substrate; an organic layer disposed on first electrode; the organic layer characterized by: a first region characterized by an organic emissive material; and a second region characterized by periods of a low transparent index material incorporated into the organic layer, wherein the low index material has a refractive index lower than the refractive index of the organic emissive material; and a second electrode disposed on an organic layer; wherein the periods of low transparent index material incorporated into the organic layer offer decoupling efficiency over a broad spectrum without any distortion of the extracted light emission spectrum; and wherein at least one between the first and second electrodes is a transparent electrode. 2. 0 dispositivo da reivindicação 1, caracterizado pelo dispositivo ser um OLED de transmissão superior.The device of claim 1, characterized in that the device is an upper transmission OLED. 3. 0 dispositivo da reivindicação 1, caracterizado pelo material de baixo índice possuir índice refrativo de 1,0 a . 1,5.The device of claim 1, characterized in that the low index material has a refractive index of 1.0 a. 1.5. 4.. 0 dispositivo da reivindicação 1, caracterizado pelo material de baixo índice formar uma grade orientada em um plano paralelo ao primeiro eletrodo e ao segundo eletrodo.The device of claim 1, characterized in that the low index material forms a grid oriented in a plane parallel to the first electrode and the second electrode. 5. 0 dispositivo da reivindicação 4, caracterizado pela grade ser preparada com uma periodicidade e magnitude maiores que o comprimento de onda da luz extraída.The device of claim 4, characterized in that the grid is prepared with a periodicity and magnitude greater than the wavelength of the extracted light. 6. 0 dispositivo da reivindicação 1, caracterizado por lâminas de microlentes dispostas entre o substrato, de modo que um Iado convexo da lamina de microlentes esteja voltado para a diregao oposta do substrato.The device of claim 1, characterized in that micro-lens blades are disposed between the substrate so that a convex side of the micro-lens blade is facing the opposite direction of the substrate. 7. 〇 dispositivo da reivindicagao 1, caracterizado pelo material de baixo indice ser selecionado do grupo que7 consiste em aerogel, Teflon, um filme graduado de SiO2, um filme graduado de TiO2 e camadas de nanorods (objetos em escala nano) de SiO2.The device of claim 1, characterized in that the low index material is selected from the group consisting of airgel, Teflon, a SiO2 graduated film, a TiO2 graduated film and layers of SiO2 nanorods. 8. Um dispositivo caracterizado por: um substrato; um primeiro eletrodo disposto sobre 〇 substrato; uma primeira camada disposta sobre o primeiro eletrodo, a camada consiste em: uma primeira regiao caracterizada por um material emissivo organico; e uma segunda regiao que consiste em um material de baixo indice com um indice refrativo menor que 〇 indice refrativo do material emissivo organico; em que a segunda regiao e disposta de maneira adjacente a primeira; e um segundo eletrodo e. disposto sobre a primeira camada; em que pelo menos um entre 〇 primeiro e o segundo eletrodos e um eletrodo transparente; e .. .. em que a Iuz emitida pelo material emissivo organico e um modo de guia de onda redirecionado pela segunda regiao para uma diregao que pode escapar do dispositivo.atraves do eletrodo transparente.8. A device characterized by: a substrate; a first electrode disposed on the substrate; a first layer disposed on the first electrode, the layer consists of: a first region characterized by an organic emissive material; and a second region consisting of a low index material with a refractive index less than the refractive index of the organic emissive material; wherein the second region is disposed adjacent to the first; and a second electrode e. arranged on the first layer; wherein at least one between 〇 first and second electrodes is a transparent electrode; and ... wherein the light emitted by the organic emissive material is a waveguide mode redirected by the second region to a direction that can escape the device through the transparent electrode. 9. 〇 dispositivo da reivindicagao 8, caracterizado pelo dispositivo ser um OLED de transmissao superior.The device of claim 8, characterized in that the device is an upper transmission OLED. 10. 〇 dispositivo da reivindicagao 9, caracterizado pelo material de baixo indice possuir indice refrativo de 1,0 a 3,0.The device of claim 9, characterized in that the low index material has a refractive index of 1.0 to 3.0. 11. 0 dispositivo da reivindicagao 10, caracterizado pelo material de baixo indice possuir indice refrativo de 1,0 a 1,5.The device of claim 10, characterized in that the low index material has a refractive index of 1.0 to 1.5. 12.O dispositivo da reivindicação 8, caracterizado pelo material de baixo índice formar uma grade orientada em um plano paralelo ao primeiro eletrodo e ao segundo eletrodo.The device of claim 8, characterized in that the low index material forms a grid oriented in a plane parallel to the first electrode and the second electrode. 13.O dispositivo da reivindicação 12, caracterizado pela grade ser preparada com uma periodicidade maior que o comprimento de onda da luz.The device of claim 12, characterized in that the grid is prepared more frequently than the wavelength of light. 14.O dispositivo da reivindicação 8, caracterizado por lâminas de microlentes dispostas entre o substrato, de modo que um lado convexo da lâmina de microlentes esteja voltado para a direção oposta do substrato.The device of claim 8, characterized in that microlens slides are disposed between the substrate, so that a convex side of the microlens slide is facing the opposite direction of the substrate. 15.O dispositivo da reivindicação 8, caracterizado pelo material de baixo índice ser selecionado do grupo que consiste em aerogel, Teflon, um filme graduado de SiO2, um filme graduado de TiO2 e camadas de nanorods (objetos em escala nano) de SiO2-The device of claim 8, characterized in that the low index material is selected from the group consisting of airgel, Teflon, a SiO2 graded film, a TiO2 graded film and layers of SiO2- (nanoscale objects) nanorods. 16.Um método de fabricação de um dispositivo de emissão de luz que consiste em: depositar um primeiro eletrodo sobre um substrato; depositar uma grade de um material de baixo índice com um índice refrativo de 1,0 a 1,5 sobre o primeiro eletrodo; depósito de um material emissivo orgânico sobre a grade de modo que o material emissivo orgânico entre -em contato direto com a grade ou com o primeiro eletrodo; e depósito de um segundo eletrodo sóbre o material emissivo orgânico; em que pelo menos um entre o primeiro e o segundo eletrodos seja um eletrodo transparente; e em que a grade do material de baixo índice redirecione a luz emitida pelo material emissivo orgânico de um modo de guia de onda para uma direção que pode escapar do dispositivo através do eletrodo transparente.A method of manufacturing a light-emitting device consisting of: depositing a first electrode on a substrate; depositing a grid of low index material having a refractive index of 1.0 to 1.5 on the first electrode; depositing an organic emissive material on the grid so that the organic emissive material comes into direct contact with the grid or the first electrode; and depositing a second electrode on the organic emissive material; wherein at least one between the first and second electrodes is a transparent electrode; and wherein the grid of low index material redirects the light emitted by the organic emissive material from a waveguide mode to a direction that can escape from the device through the transparent electrode.
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