FR2987497A1 - Delo et dispositif d'eclairage double illuminant - Google Patents
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Abstract
Diode électroluminescente organique, DELO, comprenant un empilage comprenant successivement et dans l'ordre : une première électrode (2, 8), d'un premier type d'électrode, parmi anode (2) ou cathode (8), transparente, une première couche de transport (3, 7) d'un premier type de porteur de charge, parmi électron ou trou, une couche d'émission (5), une deuxième couche de transport (7, 3) d'un deuxième type de porteur de charge, différent du premier type de porteur charge, une deuxième électrode (8, 2), d'un deuxième type d'électrode, différent du premier type d'électrode, où ladite couche d'émission (5) est apte à émettre une couleur blanche, telle que l'émission (21) au travers de ladite première électrode (2, 8) soit sensiblement conforme à un illuminant D65, où ladite deuxième électrode (8, 2) est transparente, et où l'épaisseur de la deuxième couche de transport (7, 3) est réglée de telle manière à ce que l'émission (22) au travers de ladite deuxième électrode (8, 2) soit sensiblement conforme à un illuminant A. L'invention concerne encore un dispositif d'éclairage comprenant au moins une telle DELO.
Description
Le domaine technique de l'invention est celui des diodes électroluminescentes organiques, DELOs, et des dispositifs d'éclairage. Dans une telle diode électroluminescente organique, une injection de porteurs de charge, électrons ou trous positifs, depuis les électrodes, électrons depuis une cathode ou trous positifs depuis une anode, est produite sous l'effet de l'application d'une tension électrique entre ces électrodes. Les porteurs de charges s'apparient dans une couche active ou couche d'émission comprenant des photoémetteurs organiques, afin de former des excitons. Une recombinaison radiative permet l'émission de lumière.
Une telle DELO peut être utilisée pour réaliser un dispositif d'éclairage. En fonction de l'intensité lumineuse recherchée une ou plusieurs telles DELOs réunies en une plaque sont employées. Afin de produire une lumière efficace il convient que les DELOS présentent une couleur à forte intensité lumineuse, avantageusement blanche.
Afin de réaliser un éclairage blanc de qualité, il convient de produire une lumière de spectre de longueur d'ondes le plus large possible dans le visible. Pour cela la couche d'émission doit comprendre différents types d'émetteurs. En fonction des paramètres de définition, une multitude de blancs différents peuvent être réalisés, en fonction des utilisations : éclairage d'ambiance, de travail, de lecture, etc., différents blancs peuvent être recherchés. Un blanc est caractérisé par différents paramètres, tels que l'indice de rendu des couleurs (en anglais : color rendering index ou CRI) ou la température de couleur corrélée (en anglais : correlated color temperature ou CCT). Ces paramètres sont regroupés en modèles de source lumineuse encore appelés illuminants. On peut citer deux illuminants utilisés : l'illuminant D65 qui correspond à la lumière du jour, et l'illuminant A qui correspond à une ampoule à incandescence. Un premier objet de la présente invention est une diode électroluminescente organique, DELO, capable de produire deux éclairages selon deux illuminants différents.
Une telle DELO, comprend un empilage comprenant successivement et dans l'ordre une première électrode, d'un premier type d'électrode, parmi anode ou cathode, transparente, une première couche de transport d'un premier type de porteur de charge, parmi électron et trou, une couche d'émission, une deuxième couche de transport d'un deuxième type de porteur de charge parmi électron et trou, différent du premier type de porteur de charge, une deuxième électrode, d'un deuxième type d'électrode, différent du premier type d'électrode, ladite couche d'émission étant apte à émettre une couleur blanche, telle que l'émission au travers de ladite première électrode soit sensiblement conforme à un illuminant D65, ladite deuxième électrode étant transparente, et l'épaisseur de la deuxième couche de transport étant réglée de telle manière à ce que l'émission au travers de ladite deuxième électrode soit sensiblement conforme à un illuminant A. De manière optionnelle, l'invention peut comprendre au moins une des 10 caractéristiques suivantes : - la couche d'émission comprend une couche d'émission chaude configurée pour émettre une couleur chaude et une couche d'émission froide apte à émettre une couleur froide, où la couleur froide est un mélange de bleu et de vert et la couleur chaude est un mélange de rouge et d'orange, 15 - la couche d'émission chaude comprend au moins deux sous-couches d'émission chaudes configurées pour émettre chacune une couleur chaude partielle différente, lesdites couleurs chaudes partielles étant complémentaires pour produire ladite couleur chaude, et où la couche d'émission froide comprend au moins deux sous-couches d'émission froides configurées pour émettre 20 chacune une couleur froide partielle différente, lesdites couleurs froides partielles étant complémentaires pour produire ladite couleur froide, - une première couleur chaude partielle est le rouge, une deuxième couleur chaude partielle est le orange, une première couleur froide partielle est le bleu, et une deuxième couleur froide partielle est le vert, 25 - la sous-couche d'émission rouge présente une épaisseur de 13 nm et est dopée à 0,5%, la sous-couche d'émission orange présente une épaisseur de 10 nm et est dopée à 1,5%, la sous-couche d'émission bleue présente une épaisseur de 13 nm et est dopée à 8%, et la sous-couche d'émission verte présente une épaisseur de 6 nm et est dopée à 6%, 30 - l'épaisseur de la deuxième couche de transport est égale à 162 nm, - la première couche de transport est dopée par un premier type de dopant, parmi P ou N, en fonction du type de porteur de charge transporté, P pour une couche de transport de trou et N pour une couche de transport d'électron, et la deuxième couche de transport est dopée par un deuxième type de dopant, différent du premier type de dopant, - la DELO comprend encore entre la première couche de transport et la couche d'émission, une première couche de blocage d'un deuxième type de porteur de charge, et entre la couche d'émission et la deuxième couche de transport, une deuxième couche de blocage d'un premier type de porteur de charge. Un deuxième objet de l'invention est un dispositif d'éclairage incorporant au moins une telle DELO et présentant deux faces éclairantes opposées, disposées chacune respectivement en regard d'une des électrodes de ladite au moins une DELO, afin de pouvoir éclairer selon un illuminant D65 par une face éclairante et selon un illuminant A par l'autre face éclairante. Un autre aspect de l'invention est un procédé d'ajustement des épaisseurs d'au moins une couche d'une DELO.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels : - la figure 1 présente en vue coupée une diode électroluminescente organique selon l'invention, - la figure 2 présente plus en détail la couche d'émission selon l'invention, - la figure 3 présente un diagramme énergétique d'une telle diode électroluminescente organique, - la figure 4 illustre l'optimisation de l'épaisseur de la deuxième couche de transport, - les figures 5, respectivement 6, représentent le spectre d'émission d'une DELO selon l'invention au travers d'une première électrode, respectivement au travers d'une deuxième électrode, - la figure 7a représente les spectres d'émission des deux figures précédentes, comparées aux illuminants D65 et A, - la figure 7b illustre les spectres d'émission de la DELO, dans chacune de ses directions d'émission, pour une structure de DELO différente de celle de la figure 7a, - la figure 8 présente un dispositif d'éclairage selon l'invention. La figure 1 présente une diode électroluminescente organique, DELO. Une telle DELO se caractérise par un empilement, comprenant une couche d'émission 5, disposée de manière centrale entre deux électrodes 2, 8. Cette couche d'émission 5 est encore dénommée EML, de l'anglais EMission Layer. L'application d'une tension électrique entre les deux électrodes, une cathode 8 encore nommée EK et une anode 2 encore nommée EA, réalise une injection de porteurs de charge dans la DELO. Les porteurs de charge sont de deux types : des électrons de charge électrique négative issus de la cathode 8 et des trous positifs de charge électrique positive issus de l'anode 2. Ces porteurs de charge migrent en sens contraire dans la DELO, jusqu'à se rejoindre, idéalement dans ladite couche d'émission 5. Ils s'apparient deux à deux, un électron et un trou, afin de former un exciton. Ledit exciton, lorsqu'il se forme dans la couche d'émission 5, du fait de la composition chimique particulière de ladite couche d'émission 5, réalise une recombinaison radiative qui produit un photon et permet ainsi une émission lumineuse. Cette émission lumineuse afin de pouvoir être mise à profit doit sortir de la DELO. Pour cela il convient qu'au moins une première électrode 2, 8 soit transparente. Ceci permet une première émission 21 au travers de cette première électrode 2, 8. Il est à noter ici que si cette première électrode 2, 8 est disposée sur un substrat 1, ledit substrat doit aussi être transparent afin de laisser sortir ladite première émission 21. Chaque électrode 2, 8 est apte à injecter un type différent de porteur de charge. Une anode 2 injecte des trous. Une cathode 8 injecte des électrons. Une anode 2 est typiquement réalisée en oxyde d'indium et d'étain, ITO, en oxyde d'indium et de zinc, IZO, ou encore en oxyde d'aluminium, d'indium et de zinc, AIZO, selon une épaisseur typique de 120 nm, afin d'être transparente. On entend, dans le cadre de cette description, par « transparente » la propriété d'un composant, notamment les électrodes 2, 8 à transmettre vers 30 l'extérieur de l'OLED une partie et avantageusement une majorité des rayons lumineux produits à l'intérieur de l'OLED. Une cathode 8 est typiquement réalisée en aluminium, Al, en argent, Ag, en or, Au, en calcium, Ca, en magnésium, Mg, ou en tout alliage de ces métaux. Une épaisseur inférieure à 50 nm doit être respectée afin que cette cathode soit transparente. Ledit empilage peut être amélioré en encadrant la couche d'émission 5, par deux couches de transport 3, 5. Un tel empilage comprend, du côté de l'anode 2, une couche de transport 3 de trous positifs, encore nommée HTL de l'anglais Hole Transport Layer, et du côté de la cathode 8, une couche de transport 7 d'électrons, encore nommée ETL de l'anglais Electron Transport Layer. Toutes les couches décrites dans la présente, peuvent être réalisées, de manière connue, par évaporation thermique sous un vide inférieur à 10-5 mtorr (ou 10 millimètre de mercure). Dans le cadre d'applications d'éclairage la couleur résultante recherchée est avantageusement le blanc. L'émission lumineuse 21 produit une qualité de blanc fonction de la composition de la couche d'émission 5. Comme indiqué précédemment, en fonction des paramètres de définition, 15 une multitude de blancs différents peuvent être réalisés. Un blanc est caractérisé par différents paramètres, tels que l'indice de rendu des couleurs (en anglais : color rendering index ou CRI) compris entre moins l'infini et 100 ou la température de couleur corrélée (en anglais : correlated color temperature ou CCT) comprise entre 2700 K (lumière chaude) et 6500 K (lumière froide). Ces paramètres sont 20 regroupés en modèles de source lumineuse encore appelés illuminants. On peut citer deux illuminants utilisés : l'illuminant D65 défini par un CRI de 100 et une CCT de 6500 K qui correspond à la lumière du jour, et l'illuminant A défini par un CRI de 100 et une CCT de 2800 K qui correspond à la lumière produite par un filament tungstène d'une ampoule à incandescence. 25 Afin de réaliser un blanc donné, par exemple selon le modèle d'illuminant D65, il convient d'adapter la composition de la couche d'émission 5. Selon une première caractéristique de l'invention, la couche d'émission 5 est apte à émettre une couleur blanche. Cette couleur blanche est déterminée, en variant la composition de la couche d'émission 5 de telle manière à ce que 30 l'émission 21 produite au travers de la première électrode 2, 8 transparente soit sensiblement conforme à un illuminant D65. Selon une autre caractéristique, la deuxième électrode 8, 2 est elle aussi transparente. Ainsi une deuxième émission 22 de lumière, sortant de la DELO par l'autre électrode et donc par le côté opposé à la première émission 21, est avantageusement réalisée. Le demandeur a trouvé que, de manière surprenante, il était possible de produire des émissions lumineuses différentes par les deux électrodes et, 5 notamment, que l'on pouvait émettre une lumière ayant un premier illuminant par une électrode et une lumière ayant un autre illuminant par l'autre électrode. On entend par lumière ayant un illuminant que la lumière émise est substantiellement conforme au spectre idéal de l'illuminant. Selon une autre caractéristique de l'invention, les caractéristiques 10 dimensionnelles de la cavité DELO, soit l'espace compris entre les deux électrodes 2, 8 est réglée de telle manière à modifier ladite deuxième émission 22 afin que l'émission 22 au travers de ladite deuxième électrode 8, 2 soit sensiblement conforme à un illuminant A. Ce réglage dimensionnel est avantageusement réalisé en ajustant l'épaisseur d'au moins une couche de 15 transport telle que la deuxième couche de transport 7, 3. Afin de réaliser un blanc de qualité, il est souhaitable de disposer d'une couche d'émission 5 apte à émettre dans un spectre de longueur d'ondes le plus large possible. Pour cela, tel que détaillé à la figure 2, la couche d'émission 5 comprend avantageusement une première couche appelée couche d'émission 20 chaude 10, réalisée selon une composition telle qu'elle émette une couleur chaude, et une deuxième couche appelée couche d'émission froide 30 réalisée selon une composition telle qu'elle émette une couleur froide. Chacune de ces couches est dopée au moyen de composés dopants réalisant des photoémetteurs aptes à émettre ensemble ladite couleur froide ou chaude. Ladite couleur froide et 25 ladite couleur chaude sont choisies telles qu'elles soient complémentaires et que la production simultanée de la couleur froide par la couche d'émission froide 30 et de la couleur chaude par la couche d'émission chaude 10 produise la couleur résultante blanche souhaitée pour la couche d'émission 5 complète et la DELO. Selon un mode de réalisation avantageux, la couleur froide est un mélange 30 de bleu et de vert et la couleur chaude est un mélange de rouge et d'orange. Une couche d'émission froide ou chaude 30, 10, peut être réalisée par une couche unique. Il est ainsi possible pour réaliser une couleur froide, respectivement chaude, donnée avec une unique couche d'émission froide 30 ou chaude 10 d'inclure par dopage dans une unique couche d'émission 10, 30 des photoémetteurs correspondant à la couleur froide ou chaude souhaitée. Si de tels photoémetteurs n'existent pas pour une telle couleur, il est encore possible de mélanger des composés dopants photoémetteurs produisant des couleurs différentes dans une monocouche, de telle manière à ce que le mélange de ces photoémetteurs produise la couleur, froide ou chaude, souhaitée. Cependant il est plus simple de doper une couche avec un seul composé et ainsi avec un seul type de photoémetteur et de réaliser une couche d'une couleur correspondant à un unique dopant. Aussi, pour réaliser une couleur résultant d'un mélange de couleurs « partielles », il est possible et avantageux de réaliser une couche d'émission froide 30, respectivement chaude 10, au moyen d'une superposition de sous-couches d'émissions froides 31, 32, respectivement chaudes 11, 12, chaque sous-couche d'émission ne comprenant qu'un unique composé dopant.
Ainsi pour revenir à l'exemple précédent une couche d'émission froide 30 produisant une couleur mélange de vert et de bleu peut avantageusement être réalisée en superposant une première sous-couche d'émission froide 31 bleue et une deuxième sous-couche d'émission froide 32 verte. De manière analogue, une couche d'émission chaude 10 produisant une couleur mélange de rouge et d'orange peut avantageusement être réalisée en superposant une première sous-couche d'émission chaude 11 rouge et une deuxième sous-couche d'émission chaude 12 orange. Selon ce même principe il est possible de réaliser une couche d'émission chaude ou froide 10, 30 au moyen d'une superposition de trois ou plus sous-25 couches 11, 12, 31, 32. Si la concentration dans une sous-couche d'émission 11, 12 de la couche d'émission chaude 10 est plus importante, il est obtenu, à l'intérieur de l'OLED, une couleur résultante/un blanc plus chaud(e). A contrario si la concentration dans une sous-couche d'émission 31, 32 de la couche d'émission froide 30 est plus 30 importante, il est obtenu, à l'intérieur de l'OLED, une couleur résultante/un blanc plus froid(e). Grâce à un réglage fin de la pseudo cavité (en jouant sur l'épaisseur de l'une des couches de transport 3, 7), un illuminant D65 correspondant à un blanc relativement plus froid qu'un illuminant A, une première émission 21 conforme à un illuminant D65 est plus avantageusement obtenue par l'émission 21 transmise au travers de l'électrode 2, 8 située du côté de la couche d'émission 30 froide. Ainsi les couleurs froides sont naturellement renforcées dans ladite émission 21.
Il va maintenant être donné à titre illustratif une composition d'une couche d'émission 5 selon un mode de réalisation, comprenant deux sous-couches chaudes 11, 12 et deux sous-couches froides 31, 32. La couche d'émission chaude 10 comprend une première sous-couche 11 Rouge composée de DNP, soit du 3,9- di (naphthalen- 2- yl) perylene) dopé par du DCM2, soit du ([2- methyl- 6- [2- (2, 3, 6, 7- tetrahydro-1H,. 5H- benzo [i,j] quinolizin- 9- yl)- ethenyl]- 4H- pyran- 4- ylidene] propane- dinitrile. Cette première sous-couche 11 d'émission Rouge présente une épaisseur de 13 nm et est dopée à 0,5%. La couche d'émission chaude 10 comprend encore une deuxième sous- couche 12 Orange composée de a-NPB, soit du (N, N '-diphenyl- N, N '- bis (1- naphthyl)- (1, 1 '- biphenyl)- 4, 4 '-diamine) dopé par du Rubrène, soit du (5, 6, 11,12- tetraphenylnaphthacene). Cette deuxième sous-couche 12 d'émission Orange présente une épaisseur de 10 nm et est dopée à 1,5%. La couche d'émission froide 30 comprend une première sous-couche 31 Bleue composée de CBP, soit du (4, 4'- bis (carbazol- 9- yl) biphenyl) dopé par du DPVBi, soit du (4, 4 '- bis (2, 2 ' diphenyl vinyl)- 1, 1 '-biphenyl). Cette première sous-couche 31 d'émission Bleue présente une épaisseur de 13 nm et est dopée à 8%. La couche d'émission froide 30 comprend encore une deuxième sous-25 couche 32 Verte composée de CBP, soit du (4, 4'- bis (carbazol- 9- yl) biphenyl) dopé Alq3, soit du (Tris (8- hydroxyquinolinato) aluminium). Cette deuxième sous-couche 32 d'émission Verte présente une épaisseur de 6 nm et est dopée à 6%. La figure 3 illustre, pour un mode de réalisation possible, une OLED comprenant une couche d'émission chaude 10 comprenant une sous-couche 30 d'émission Rouge 11 et une sous-couche d'émission Orange 12, et comprenant une couche d'émission froide 30 comprenant une sous-couche d'émission Bleu 31 et une sous-couche d'émission Verte 32, le diagramme énergétique relatif des différentes couches. Chaque couche, repérée par le même signe de référence que dans les figures 1 et 2, est figurée par un rectangle. Les hauteurs minimale et maximale de chaque rectangle sont indicatives, sur un axe des ordonnées, des deux niveaux d'énergie de la couche correspondante. Une telle composition de couche d'émission 5 produit avantageusement une 5 première émission 21, au travers de la couche d'émission froide 30 et de la première électrode 2, 8 conforme à un illuminant D65. Selon une caractéristique importante de l'invention, une deuxième émission 22 peut être obtenue de l'autre côté de la DELO, émise au travers de la deuxième électrode 8, 2, pour peu que cette deuxième électrode 8, 2 soit transparente. Il est 10 à noter ici encore que si cette deuxième électrode 8, 2 est disposée sur un substrat, ledit substrat doit aussi être transparent afin de laisser sortir la deuxième émission 22. Cette deuxième émission 22 est encore blanche, mais n'est plus un blanc selon l'illuminant D65. Selon un résultat surprenant, il a été constaté que ce deuxième blanc était 15 proche d'un blanc de référence défini par un autre illuminant, à savoir un illuminant A. On donne ci après un autre exemple de réalisation de la structure de la diode selon l'invention. Par rapport au cas précédent, les couches d'émission froide 30 et chaude 10 sont modifiées de sorte que : 20 - la couche d'émission froide 30 est une couche à émetteur unique, de 25 nm, de NPB non dopé. Cette couche émet dans le bleu et est située du coté P de l'OLED PIN car le matériau NPB est un bon conducteur de trous ; - la couche d'émission chaude 10 est une couche à émetteur unique, de 15nm, composée de Alq3 dopé par 2% de DCM2. Cette couche émet dans le 25 rouge et est située du coté N de l'OLED PIN car le matériau Alq3 est un bon conducteur d'électrons. Les taux de dopage indiqués dans la présente description s'entendent en masse. Le diagramme spectral obtenu avec cette structure additionnelle est donné 30 en figure 7b. Une des difficultés surmontée par l'invention est que la modification d'un paramètre dimensionnel de la DELO (l'épaisseur d'une couche) engendre une modification des deux émissions lumineuses.
De ce fait, il pourrait paraître impossible de régler les deux émissions précisément, notamment pour qu'elles coïncident avec des illuminants souhaités. Une possibilité avantageuse est de modifier au moins une des couches de transport 7, 3, par exemple en modifiant leur épaisseur, pour atteindre les 5 illuminants A et D65 simultanément. En référence à la figure 4 est illustré une méthode possible de détermination de l'épaisseur optimale de ladite deuxième couche de transport 7, 3. La figure 4 présente les courbes x et y dans un référentiel colorimétrique CIE des deux émissions 21 et 22. La courbe 41 présente en ordonnée la coordonnée x de la 10 couleur de la première émission 21 en fonction en abscisse de la dimension de la cavité DELO. La courbe 42 présente en ordonnée la coordonnée y de la couleur de la première émission 21 en fonction en abscisse de la dimension de la cavité DELO. La courbe 43 présente en ordonnée la coordonnée x de la couleur de la deuxième émission 22 en fonction en abscisse de la dimension de la cavité DELO. 15 La courbe 44 présente en ordonnée la coordonnée y de la couleur de la deuxième émission 22 en fonction en abscisse de la dimension de la cavité DELO. La dimension de la cavité est figurée par une barre verticale. Il est donc possible en faisant varier l'épaisseur de la deuxième couche de transport 7, 3, de faire varier simultanément x et y, afin d'obtenir un couple de valeurs le plus proche possible 20 des coordonnées de couleur définissant un illuminant A tout en atteignant un illuminant D65 pour la première émission. Avec une couche d'émission 5 telle que définie précédemment, une épaisseur optimale de la deuxième couche de transport 7, 3 de 162 nm permet d'obtenir un blanc de cordonnées x = 0,47 et y = 0, 45. De telles coordonnées sont 25 très proches de la couleur d'un illuminant A pour lequel x = 0,45 et y = 0,41. Pour l'illuminant D65, on a x = 0,31 et y = 0,33. La première couche de transport 3, 7 présente quand à elle une épaisseur de 46,2 nm. De manière générale, le procédé de conception d'une telle DELO bi- 30 transparente double illuminant comprend les étapes suivantes. Au cours d'une première étape, une première émission 21 est déterminée en choisissant la composition précise de la couche d'émission 5 afin d'obtenir les caractéristiques, notamment de couleur, souhaitée pour cette première émission 21, par exemple selon l'illuminant D65. Une fois « réglée » cette première émission 21, il est obtenu, grâce à une deuxième électrode transparente, une deuxième émission 22. Cette deuxième émission 22 peut, être réglée dans une certaine mesure, en agissant sur les caractéristiques dimensionnelles de la DELO et plus particulièrement en agissant sur la demie DELO située du côté de ladite deuxième émission 22, par exemple en modifiant l'épaisseur de la deuxième couche de transport 7, 3. Ce réglage doit aussi tenir compte des variations qu'il est susceptible d'induire pour la première émission. En référence aux figures 5 à 7b, il va maintenant être décrit les résultats obtenus. La figure 5 illustre sur un diagramme spectral, figurant l'intensité lumineuse (donnée par la valeur d'efficacité lumineuse relative en ordonnée en fonction de la longueur d'onde (en nm) en abscisse, le spectre 55 de la première émission 21. Il est rappelé pour mémoire les spectres des différentes couches de couleur présentes dans la couche d'émission 5 : spectre 51 de la couche Bleue, spectre 52 de la couche Verte, spectre 53 de la couche Orange et spectre 54 de la couche Rouge. La figure 6 illustre sur un diagramme spectral comparable, le spectre 56 de la deuxième émission 22. Il est rappelé, comme à la figure 5, les spectres 51-54 des couches de couleur présentes dans la couche d'émission 5. La figure 7a reporte sur un même diagramme spectral, de manière comparative, le spectre 55 de la première émission 21, le spectre 56 de la deuxième émission 22, ainsi que le spectre idéal 57 d'un illuminant D65 et le spectre idéal 58 d'un illuminant A. Il peut être constaté que le spectre 55 de la première émission 21 approche de manière satisfaisante le spectre idéal 57 d'un illuminant D65 et que de même le spectre 56 de la deuxième émission 22 approche de manière satisfaisante le spectre idéal 58 d'un illuminant A. Concernant les couleurs obtenues avec une telle DELO, la première émission 21 produit une CCT de 6500 K conforme à un illuminant D65 et la deuxième émission 22 produit une CCT de 2900 K conforme à un illuminant A. En ce qui concerne le CRI, il est obtenu, pour la première émission 21 (D65) 30 un CRI de 84 et pour la deuxième émission 22 (A) un CRI de 80, qui s'approchent avantageusement de l'idéal, défini égal à 100, tant pour un illuminant D65 que pour un illuminant A. Un telle DELO peut ou non être de type PIN. Une DELO est de type PIN lorsque ses couches de transport 3, 7 sont dopées. Une couche de transport 3 de trous positifs est typiquement dopée de type P. Une couche de transport 5 d'électrons est typiquement dopée de type N. On nomme un tel mode de réalisation PIN, puisqu'une couche isolante, le I 5 de PIN, ici la couche d'émission lumineuse EML 5, est encadrée par une couche de transport 3 dopée de type P, le P de PIN, et par une couche de transport 7 dopée de type N, le N de PIN. A titre d'exemple une couche de transport 3 de trous peut être réalisée au moyen de 2,7-Bis [N, N-bis (4- methoxy- phenyl) amino]-9, 9-spirobifluorene 10 (MeO- Spiro- TPD); Phthalocyanine (CuPc); 4 , 4',4"- tris- (3- methylphenylphenylamino) triphenylamine (m- MTDATA); 2,2',7,7'- tetra (N, N- ditolyl) amino- spiro- bifluorene (spiro- TTB); 4, 4'- bis- [N- (naphthyl)- N- phenylamino] biphenyl (a-NPD); N, N'- bis (Inaphthyl) N, N'- diphenyl- 1, 1'- biphenyl- 4, 4'- diamine (NPB); N, N'- diphenyl- N, N'- bis (3- methyl- phenyl)- I, l'biphenyl- 4, 4' 15 diamine (TPD), dans le cas d'une couche de transport de trou HTL, dopée P. A titre d'exemple une couche de transport 7 d'électrons peut être réalisée au moyen de N- arylbenzimidazoles trimer (TPBI); 4,7- Diphenyl-1, 10- phenanthroline (Bphen); bis (2- methyl- 8- quinolinate)- 4- phenylphenolate aluminium (BAIq); tris- (8- hydroxyquinoline) aluminum (Alq3). 20 Les deux couches de transport 3, 7 comprennent chacune respectivement une concentration de dopant de 1°A. Selon un autre mode de réalisation optionnel il est encore possible de rajouter à une telle DELO au moins une couche de blocage 4, 6. Une couche de blocage 4, 6 est une couche apte à bloquer/ralentir un type de porteur de charge. 25 Le type de porteur de charge est déterminé par le type de dopant utilisé. Une couche de blocage 4, 6 pour un type de porteur de charge est avantageusement disposée, adjacente à la couche d'émission 5, du côté opposé à l'électrode 2, 8 qui injecte ledit type de porteur de charge. Ainsi, une couche de blocage de trous 6 est avantageusement disposée 30 adjacente à la couche d'émission EML 5, du côté opposé, relativement à la couche d'émission EML 5, à l'anode 2 qui injecte lesdits trous. Une couche de blocage de trou 6 est encore dénommée HBL, de l'anglais Hole Blocking Layer. Une couche de blocage de trous 6 est ainsi avantageusement disposée entre la couche de transport d'électron ETL 7 et la couche d'émission EML 5. Ainsi une couche de blocage d'électrons 4 est avantageusement disposée adjacente à la couche d'émission EML 5, du côté opposé, relativement à la couche d'émission EML 5, à la cathode 8 qui injecte lesdits électrons. Une couche de blocage d'électrons 4 est encore dénommée EBL, de l'anglais Electron Blocking Layer. Une couche de blocage d'électrons 4 est ainsi avantageusement disposée entre la couche de transport de trou HTL 3 et la couche d'émission EML 5. Ainsi disposée, du côté opposé à une électrode 2, 8 qui injecte un type de porteur de charge, une couche de blocage 4, 6 apte à bloquer ce type de porteur de charge, empêche ledit porteur de charge de quitter la couche d'émission EML 5. La ou les couches de blocage 4, 6 produisent ainsi un effet de confinement des porteurs de charge, et donc des excitons, dans la couche d'émission EML 5. Ceci a pour effet d'améliorer le rendement lumineux externe, en produisant davantage de photons pour un même nombre de porteurs de charge injectés. La ou les couches de blocage 4, 6 présentent des niveaux d'énergie adaptés avec la couche d'émission EML 5 voisine. A titre d'exemple une couche de blocage d'électrons EBL 4 peut être réalisée au moyen de N, N'- diphenyl- N, N'- bis (3- methyl- phenyl)- I, biphenyl- 4, 4' diamine (TPD), selon une épaisseur indicative de 10 nm. A titre d'exemple une couche de blocage de trous HBL 6 peut être réalisée au moyen de benzimidazolyl- benzene (TPBi), selon une épaisseur indicative de 10 nm. Une telle DELO, selon l'un quelconque des modes de réalisation précédemment décrits, bi-transparente, apte à produire une première émission 21 selon un illuminant D65 d'un côté de la DELO et une deuxième émission 22 selon un illuminant A du côté opposé de la DELO est avantageusement employée dans un dispositif d'éclairage 60. En référence à la figure 8, un tel dispositif d'éclairage 60 est illustré. Il comprend de manière classique un support 63 et est alimenté en énergie électrique via un fil 64. Ledit fil 64 peut comprendre de manière optionnelle un interrupteur 65. Ledit fil 64 se termine par une prise 66 avantageusement insérable dans une prise murale 67 afin de brancher le dispositif d'éclairage 60 au réseau électrique. Le support 63 comprend une partie utile éclairante incorporant au moins une DELO selon l'invention. Ladite partie utile éclairante présente une première face 61 et une deuxième face opposée 62. Ladite au moins une DELO est disposée de telle manière à ce que l'une de ses électrodes 2, 8 soit disposée en regard de ladite première face 61 et que l'autre de ses électrodes 8, 2 soit disposée en regard de ladite deuxième face 62. Ainsi une émission parmi la première émission 21 et la deuxième émission 22, par exemple la première émission 21, peut éclairer depuis la première face 61, et l'autre émission, par exemple la deuxième émission 10 22 peut éclairer depuis la deuxième face 62. Il est ainsi possible de réaliser un dispositif d'éclairage 60 capable simultanément des deux types d'illuminants D65 et A. Ceci est avantageux à plusieurs titres. Si le dispositif d'éclairage 60 est réversible ou orientable il permet au choix 15 de disposer d'un éclairage de type lumière du jour (D65) efficace par exemple pour travailler, ou d'un éclairage plus confortable (A) plus agréable en éclairage d'intérieur. Il est ainsi possible de réaliser un tel dispositif d'éclairage 60 sélectivement occultable sur l'une ou l'autre de ses faces 61, 62, afin de sélectionner la source 20 de lumière utilisée parmi la première émission 21 ou la deuxième émission 22. Alternativement, il est aussi possible d'utiliser les deux émissions 21, 22 simultanément. Ainsi un dispositif d'éclairage 60 selon l'invention est particulièrement adapté à une lampe de table en ce qu'il permet une utilisation où la première émission 21, selon D65, est utilisée pour éclairer, typiquement vers le 25 bas, un plan de travail nécessitant un éclairage efficace, tandis que la deuxième émission 22, selon A, est simultanément utilisée pour éclairer, vers le haut, l'utilisateur ou son environnement. Avantageusement une telle deuxième émission 22 permet un éclairage confortable en ce qu'il peut, sans désagrément, être regardé, même directement, par un utilisateur. 30 Un procédé d'utilisation de l'invention peut ainsi comprendre la formation d'un éclairage d'ambiance avec une illumination sensiblement vers le haut et la formation d'un éclairage de travail avec une illumination d'un éclairage vers le bas, par exemple en direction d'un plan de travail.
Bien qu'il soit décrit dans la présente un mode de réalisation préféré de l'invention, il doit être bien compris que l'invention n'est pas limitée à ce mode, et que des variations peuvent être apportées à l'intérieur de la portée des revendications suivantes.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Diode électroluminescente organique, DELO, comprenant un empilage comprenant successivement et dans l'ordre : - une première électrode (2, 8), d'un premier type d'électrode, parmi anode (2) ou cathode (8), transparente, - une première couche de transport (3, 7) d'un premier type de porteur de charge, parmi électron et trou, - une couche d'émission (5), - une deuxième couche de transport (7, 3) d'un deuxième type de porteur de charge parmi électron et trou, différent du premier type de porteur charge, - une deuxième électrode (8,
- 2), d'un deuxième type d'électrode, différent du premier type d'électrode, caractérisée en ce que ladite couche d'émission (5) est configurée pour émettre une couleur blanche, telle que l'émission (21) au travers de ladite première électrode (2, 8) soit sensiblement conforme à un illuminant D65, en ce que ladite deuxième électrode (8, 2) est transparente, et en ce que l'épaisseur de la deuxième couche de transport (7,
- 3) est réglée de telle manière à ce que l'émission (22) au travers de ladite deuxième électrode (8, 2) soit sensiblement conforme à un illuminant A. 2. DELO selon la revendication précédente, où la couche d'émission (5) comprend une couche d'émission chaude (10) configurée pour émettre une couleur chaude et une couche d'émission froide (30) apte à émettre une couleur froide, où la couleur froide est un mélange de bleu et de vert et la couleur chaude est un mélange de rouge et d'orange. 3. DELO selon l'une quelconque des revendications précédentes, où la couche d'émission chaude (10) comprend au moins deux sous-couches d'émission chaudes (11, 12) configurées pour émettre chacune une couleur chaude partielle différente, lesdites couleurs chaudes partielles étantcomplémentaires pour produire ladite couleur chaude, et où la couche d'émission froide (30) comprend au moins deux sous-couches d'émission froides (31, 32) configurées pour émettre chacune une couleur froide partielle différente, lesdites couleurs froides partielles étant complémentaires pour produire ladite couleur froide.
- 4. DELO selon la revendication précédente, où une première couleur chaude partielle est le rouge, une deuxième couleur chaude partielle est le orange, une première couleur froide partielle est le bleu, et une deuxième couleur froide partielle est le vert.
- 5. DELO selon la revendication précédente, où la sous-couche d'émission rouge présente une épaisseur de 13 nm et est dopée à 0,5%, la sous-couche d'émission orange présente une épaisseur de 10 nm et est dopée à 1,5%, la sous- couche d'émission bleue présente une épaisseur de 13 nm et est dopée à 8%, et la sous-couche d'émission verte présente une épaisseur de 6 nm et est dopée à 6%.
- 6. DELO selon l'une quelconque des revendications précédentes, où 20 l'épaisseur de la deuxième couche de transport (7, 3) est égale à 162 nm.
- 7. DELO selon l'une quelconque des revendications précédentes, où ladite première couche de transport (3, 7) est dopée par un premier type de dopant, parmi P ou N, en fonction du type de porteur de charge transporté, P pour une 25 couche de transport de trou et N pour une couche de transport d'électron, et où ladite deuxième couche de transport (7, 3) est dopée par un deuxième type de dopant, différent du premier type de dopant.
- 8. DELO selon la revendication précédente, comprenant encore, entre la 30 première couche de transport (3, 7) et la couche d'émission (5), une première couche de blocage (4, 6) d'un deuxième type de porteur de charge, et entre la couche d'émission (5) et la deuxième couche de transport (7, 3), une deuxième couche de blocage (6, 4) d'un premier type de porteur de charge.
- 9. Dispositif d'éclairage caractérisé en ce qu'il comprend au moins une DELO selon l'une quelconque des revendications précédentes, et en ce qu'il présente deux faces éclairantes opposées (61, 62), disposées chacune respectivement en regard d'une des électrodes (2, 8) de ladite au moins une DELO, afin de pouvoir éclairer selon un illuminant D65 par une face éclairante (61) et selon un illuminant A par l'autre face éclairante (62).
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