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WO2013124379A1 - Dispositif d'éclairage - Google Patents

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Publication number
WO2013124379A1
WO2013124379A1 PCT/EP2013/053492 EP2013053492W WO2013124379A1 WO 2013124379 A1 WO2013124379 A1 WO 2013124379A1 EP 2013053492 W EP2013053492 W EP 2013053492W WO 2013124379 A1 WO2013124379 A1 WO 2013124379A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
emission
layer
color
illuminant
type
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/053492
Other languages
English (en)
Inventor
Hakim CHOUKRI
Bruno Dussert-Vidalet
Mohamed Khalifa
Hélène CLOAREC
Original Assignee
Astron Fiamm Safety
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Astron Fiamm Safety filed Critical Astron Fiamm Safety
Publication of WO2013124379A1 publication Critical patent/WO2013124379A1/fr

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    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/125—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light
    • H10K50/13—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light comprising stacked EL layers within one EL unit
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    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00—Planar light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
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    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/351—Thickness

Definitions

  • the technical field of the invention is that of lighting devices. It may for example be applique lamps, in suspension or on foot.
  • a particular application is a desk lamp.
  • lamps are known for which the light intensity can be varied or the emission frequency band, so as to change the color of the lighting.
  • a first aspect of the present invention relates to a lighting device comprising at least one light source configured to produce a light emission by an illuminating surface.
  • the monomeric sorbate is an organic electroluminescent diode, DELO, advantageously comprising a stack comprising successively and in order:
  • a first electrode of a first type of electrode among anode or cathode, transparent,
  • said emission layer is configured to emit a white color, such that the light emission is effected through said first electrode and is compliant, in particular with a color rendering index CRI and a correlated color temperature, with a first illuminant which preferably corresponds to daylight, and wherein said second electrode is transparent, and in that the thickness of the second transport layer is adjusted so that another emission is effected at the through said second electrode and is in particular conforming to a color rendering index CRI and correlated color temperature, to a second illuminant, which preferably corresponds to an incandescent bulb, different from the first illuminant.
  • this device is such that it comprises another illuminating face through which the other light emission is produced, the illuminating faces being each disposed respectively with respect to one of the electrodes of the OLED, in order to be able to illuminate according to the first illuminating by the illuminating face and according to the second illuminant by the other illuminating face.
  • it is possible to produce from a single light source of the DELO type two lighting beams each having an illumination specificity. This happens by pooling the source, including a unique OLED, so that benefits are generated, for example for:
  • a support having an illuminating part incorporating the OLED and the illuminating faces;
  • said support is configured to emit the light emission upwards and the other light emission downwards
  • the illuminating part of the device according to the invention is orientable
  • the device constitutes a table lamp
  • a removable occlusion member for at least one of the illuminating faces, a removable occlusion member
  • the first illuminant is a D65 illuminant corresponding to daylight
  • the second illuminant is an illuminant A corresponding to an incandescent bulb
  • the emission layer comprises a hot emission layer configured to emit a hot color and a cold emission layer capable of emitting a cold color, where the cold color is a mixture of blue and green and the hot color is a mixture of red and orange;
  • the hot emission layer comprises at least two hot emission sub-layers each configured to emit a different partial hot color, said partial hot colors being configured to produce said hot color, and wherein the cold emission layer comprises minus two cold emission sub-layers configured to each emit a different partial cold color, said partial cool colors being configured to produce said cold color;
  • a first partial hot color is red
  • a second partial hot color is orange
  • a first partial cold color is blue
  • a second partial cold color is green
  • the red emission sublayer has a thickness of 13 nm and is doped at 0.5% by weight
  • the orange emission sublayer has a thickness of 10 nm and is doped at 1.5% by weight
  • the blue emission sublayer has a thickness of 13 nm and is doped at 8% by weight
  • the green emission underlayer has a thickness of 6 nm and is doped at 6% by mass
  • the thickness of the second transport layer is equal to 162 nm; said first transport layer is doped with a first type of dopant, among P or N, depending on the type of charge carrier transported, P for a hole transport layer and N for an electron transport layer, and wherein said second transport layer is doped with a second type of dopant, different from the first type of dopant;
  • the device comprises between the first transport layer and the transmission layer, a first blocking layer of a second type of charge carrier, and between the emission layer and the second transport layer, a second layer of blocking a first type of load carrier.
  • FIG. 1 shows in cut view an organic light-emitting diode that can be used according to the invention
  • FIG. 2 shows in more detail the emission layer according to the invention
  • FIG. 3 presents an energy diagram of such an organic light-emitting diode
  • FIG. 4 illustrates the optimization of the thickness of the second transport layer
  • FIGS. 5 and 6 respectively represent the emission spectrum of a DELO according to the invention through a first electrode; respectively through a second electrode,
  • FIG. 7a represents the emission spectra of the two preceding figures, compared with the illuminants D65 and A,
  • FIG. 7b illustrates the emission spectra of the OLED, in each of its emission directions, for a structure of OLED different from that of FIG. 7a,
  • FIG. 8 shows a lighting device according to the invention.
  • the lighting device will be described later, for example with reference to the structure of FIG. 8.
  • it takes advantage of the use of at least one organic light-emitting diode hereinafter also abbreviated by DELO (or OLED in English).
  • an injection of charge carriers, electrons or positive holes, from the electrodes, electrons from a cathode or positive holes from an anode, is produced under the effect of the application of an electrical voltage between these electrodes.
  • the charge carriers pair in an active layer or emission layer comprising organic photoemitters, to form excitons. Radiative recombination allows the emission of light.
  • Such an OLED can be used to produce a lighting device according to the invention.
  • one or more such DELOs joined into a plate are used.
  • the DELOS should have a bright, preferably white, color.
  • the transmission layer must comprise different types of transmitters.
  • a white is characterized by various parameters, such as the color rendering index (CRI) or the correlated color temperature (correlated color temperature). CTC). These parameters are grouped into light source models, also called illuminants. There are two illuminants used: the illuminant D65 which corresponds to the daylight, and the illuminant A which corresponds to an incandescent bulb.
  • a first object of the present invention is a lighting device with at least one organic light-emitting diode, OLED, capable of producing two lights according to two different illuminants.
  • Such a DELO advantageously comprises a stack comprising successively and in order a first electrode, a first type of electrode, among anode or cathode, transparent, a first transport layer of a first type of charge carrier, among electron and hole, an emission layer, a second transport layer of a second type of charge carrier among electron and hole, different from the first type of charge carrier among electron and hole, different from the first type of charge carrier a second electrode of a second type of electrode, said emission layer being able to emit a white color, such that the emission through said first electrode is substantially in accordance with an illuminant D65, said second electrode being transparent, and the thickness of the second transport layer being adjusted so that the emission through the second second electrode is substantially to an illuminant A.
  • Another aspect of the invention is a method of adjusting the thicknesses of at least one layer of an OLED.
  • FIG. 1 shows an organic light-emitting diode, OLED.
  • OLED organic light-emitting diode
  • Such OLED is characterized by a stack, comprising a transmission layer 5, disposed centrally between two electrodes 2, 8.
  • This emitting layer 5 is still called EML, the English EMission Layer.
  • EML the English EMission Layer.
  • the charge carriers are of two types: electrons of negative electric charge coming from the cathode 8 and positive holes of positive electrical charge coming from the anode 2.
  • These charge carriers migrate in opposite directions in the OLED, up to meet, ideally in said emission layer 5. They pair two by two, an electron and a hole, to form an exciton. Said exciton, when it is formed in the emission layer 5, because of the particular chemical composition of said emission layer 5, performs a radiat
  • This light emission in order to be put to use must leave the OLED.
  • at least a first electrode 2, 8 is transparent. This allows a first transmission 21 through this first electrode 2, 8. It should be noted here that if this first electrode 2, 8 is disposed on a substrate 1, said substrate must also be transparent in order to let out said first emission 21 .
  • Each electrode 2, 8 is able to inject a different type of charge carrier.
  • Anode 2 injects holes.
  • a cathode 8 injects electrons.
  • An anode 2 is typically made of indium tin oxide, ITO, indium zinc oxide, IZO, or alternatively aluminum oxide, indium and zinc oxide, AIZO, in a typical thickness. 120 nm, in order to be transparent.
  • transparent means the property of a component, in particular the electrodes 2, 8 to transmit towards the outside of the OLED a portion and advantageously a majority of the light rays produced at the inside the OLED.
  • a cathode 8 is typically made of aluminum, Al, silver, Ag, gold, Au, calcium, Ca, magnesium, Mg, or any alloy of these metals. A thickness of less than 50 nm must be respected so that this cathode is transparent.
  • Said stack can be improved by framing the emission layer 5, by two transport layers 3, 5.
  • Such a stack comprises, on the side of the anode 2, a positive hole transport layer 3, also called HTL of the English Hole Transport Layer, and on the cathode side 8, a transport layer 7 of electrons, also called ETL of the English Electron Transport Layer.
  • All the layers described herein can be carried out in a known manner by thermal evaporation under a vacuum of less than 10 -5 mTorr (or millimeter of mercury).
  • the desired resultant color is advantageously white.
  • the light emission 21 produces a white quality depending on the composition of the emission layer 5.
  • a white is characterized by various parameters, such as the color rendering index (CST) between minus infinity and 100 or the correlated color temperature (CCT). ) between 2700 K (warm light) and 6500 K (cold light). These parameters are grouped into light source models, also called illuminants.
  • CST color rendering index
  • CCT correlated color temperature
  • the emission layer 5 is able to emit a white color.
  • This white color is determined by varying the composition of the emission layer 5 in such a way that the emission 21 produced through the first transparent electrode 2, 8 is substantially in accordance with an illuminant D65.
  • the second electrode 8, 2 is also transparent.
  • a second emission of light 22, coming out of the OLED by the other electrode and thus by the side opposite to the first emission 21, is advantageously carried out.
  • the applicant has found that, surprisingly, it was possible to produce different light emissions from both electrodes and, in particular, that light could be emitted having a first illuminant by an electrode and light having another illuminant by the other electrode.
  • light having an illuminant is meant that the light emitted is substantially in accordance with the ideal spectrum of the illuminant.
  • the characteristics the space between the two electrodes 2, 8 is set in such a way as to modify said second emission 22 so that the emission 22 through said second electrode 8, 2 is substantially in accordance with an illuminant A.
  • This dimensional adjustment is advantageously achieved by adjusting the thickness of at least one transport layer such as the second transport layer 7, 3.
  • the emission layer 5 advantageously comprises a first layer called the hot emission layer 10, made in a composition such that it emits a warm color, and a second layer called a color layer.
  • cold emission 30 carried out according to a composition such that it emits a cold color.
  • Each of these layers is doped with dopant compounds producing photoemitters capable of emitting said cold or hot color together.
  • Said cold color and said hot color are chosen such that they are complementary and that the simultaneous production of the cold color by the cold emission layer 30 and the hot color by the hot emission layer 10 produces the resulting white color desired for the complete emission layer 5 and the OLED.
  • the cold color is a mixture of blue and green and the hot color is a mixture of red and orange.
  • a cold or hot emission layer 30, 10 may be produced by a single layer. It is thus possible to produce a cold color, respectively hot, given with a single cold or hot emission layer 10 to include, by doping in a single emission layer 10, 30 photoemitters corresponding to the cold or hot color. desired. If such photoemitters do not exist for such a color, it is still possible to mix light-emitting dopant compounds producing different colors in a monolayer, so that the mixture of these photoemitters produces the color, cold or hot, desired. However it is simpler to dopate a layer with a single compound and thus with a single type of photoemitter and to achieve a layer of a color corresponding to a single dopant.
  • a cold emission layer 30, respectively hot 10 by means of a superposition of sub-layers of cold emissions 31, 32, respectively hot 1 1, 12, each emission sublayer comprising only a single doping compound.
  • a cold emission layer 30 producing a mixture of green and blue color can advantageously be produced by superimposing a first cold 31 emission sub-layer and a second emission sublayer cold 32 green.
  • a hot emission layer 10 producing a mixture of red and orange color can advantageously be made by superimposing a first hot emission sub-layer 11 1 red and a second hot emission sub-layer 12 orange.
  • a first emission 21 In accordance with an illuminant D65 is more preferably obtained by the emission 21 transmitted through the electrode 2, 8 located on the side of the cold emission layer.
  • the cold colors are naturally reinforced in said emission 21.
  • composition of a layer transmission 5 comprising two hot sublayers 1 1, 12 and two cold sub-layers 31, 32.
  • the hot emission layer 10 comprises a first red underlayer 1 1 composed of DNP, either 3,9-di (naphthalen-2-yl) perylene) doped with DCM2, or [2- (2,3,6,7-tetrahydro-1H, 5H-benzo [i, j] quinolizin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran-4-ylidene] propane-dinitrile.
  • first emission sub-layer 1 1 Red has a thickness of 13 nm and is doped at 0.5%.
  • the hot emission layer 10 also comprises a second orange sub-layer 12 composed of ⁇ -NPB or (N, N '-diphenyl-N, N' -bis (1-naphthyl) - (1, 1 '- biphenyl) - 4, 4'-diamine) doped with Rubrene or (5, 6, 11, 12-tetraphenylnaphthacene).
  • This second emission sublayer 12 Orange has a thickness of 10 nm and is doped at 1, 5%.
  • the cold emission layer 30 comprises a first blue sub-layer 31 composed of CBP, either (4, 4'-bis (carbazol-9-yl) biphenyl) doped with DPVBi, or (4, 4 '- bis (2,2 'diphenyl vinyl) -1,1'-biphenyl).
  • This first blue emission sub-layer 31 has a thickness of 13 nm and is doped at 8%.
  • the cold emission layer 30 also comprises a second green sub-layer 32 composed of CBP, either (4, 4'-bis (carbazol-9-yl) biphenyl) doped Alq3, or (Tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum).
  • This second Green emission sub-layer 32 has a thickness of 6 nm and is doped at 6%.
  • FIG. 3 illustrates, for a possible embodiment, an OLED comprising a hot emission layer 10 comprising a red emission sublayer 11 and an Orange 12 emission sublayer, and comprising a layer of cold emission 30 comprising a blue emission sublayer 31 and a green emission sub-layer 32, the relative energy diagram of the different layers.
  • Each layer identified by the same reference sign as in Figures 1 and 2, is represented by a rectangle. The minimum and maximum heights of each rectangle are indicative, on an ordinate axis, of the two energy levels of the corresponding layer.
  • Such a emission layer composition 5 advantageously produces a first emission 21, through the cold emission layer 30 and the first electrode 2, 8 according to an illuminant D65.
  • a second emission 22 can be obtained on the other side of the OLED, emitted through the second electrode 8, 2, provided that this second electrode 8, 2 is transparent. It should be noted here again that if this second electrode 8, 2 is disposed on a substrate, said substrate must also be transparent in order to let out the second emission 22. This second emission 22 is still white, but is no longer a blank according to the illuminant D65.
  • this second white was close to a reference white defined by another illuminant, namely an illuminant A.
  • the cold emission layer 30 is a 25 nm single emitter layer of undoped NPB. This layer emits in the blue and is located on the P side of the OLED PIN because the NPB material is a good hole driver;
  • the hot emission layer 10 is a single emitter layer of 15 nm composed of Alq 3 doped with 2% DCM 2. This layer emits in the red and is located on the N side of the OLED PIN because the material Alq3 is a good conductor of electrons.
  • the doping rates indicated in the present description are en masse.
  • One of the difficulties overcome by the invention is that the modification of a dimensional parameter of the OLED (the thickness of a layer) causes a modification of the two light emissions.
  • An advantageous possibility is to modify at least one of the layers of transport 7, 3, for example by changing their thickness, to reach the illuminants A and D65 simultaneously.
  • FIG. 4 shows the curves x and y in a CIE colorimetric reference frame of the two transmissions 21 and 22.
  • curve 41 has the ordinate x of the color of the first emission 21 as a function of the abscissa of the dimension of the DELO cavity.
  • Curve 42 has on the ordinate the y-coordinate of the color of the first emission 21 as a function of the abscissa dimension of the DELO cavity.
  • the curve 43 has on the ordinate the x-coordinate of the color of the second emission 22 as a function of the abscissa dimension of the DELO cavity.
  • the curve 44 has as ordinate the y-coordinate of the color of the second emission 22 as a function on the abscissa of the dimension of the DELO cavity.
  • the size of the cavity is represented by a vertical bar. It is therefore possible by varying the thickness of the second transport layer 7, 3, to simultaneously vary x and y, in order to obtain a pair of values as close as possible to the color coordinates defining an illuminant A while reaching a D65 illuminant for the first broadcast.
  • the first transport layer 3, 7 has a thickness of 46.2 nm.
  • the method for designing such a bi-transparent double illuminant DELO comprises the following steps.
  • a first emission 21 is determined by choosing the precise composition of the emission layer 5 in order to obtain the characteristics, in particular of color, desired for this first emission 21, for example according to the illuminant D65.
  • This second emission 22 may be adjusted to a certain extent by acting on the dimensional characteristics of the OLED and more particularly by acting on the OLED half located on the side of said second emission 22, for example by modifying the thickness of the second transport layer 7, 3. This adjustment must also take into account the variations that it is likely to induce for the first emission.
  • FIG. 5 illustrates on a spectral diagram, showing the luminous intensity (given by the relative luminous efficiency value in ordinate as a function of the wavelength (in nm) on the abscissa, the spectrum 55 of the first emission 21. It is recalled for memory the spectra of the different color layers present in the emission layer 5: spectrum 51 of the blue layer, spectrum 52 of the green layer, spectrum 53 of the orange layer and spectrum 54 of the red layer.
  • FIG. 6 illustrates, on a comparable spectral diagram, the spectrum 56 of the second emission 22. It is recalled, as in FIG. 5, the spectra 51 -54 of the color layers present in the emission layer 5.
  • FIG. 7a shows the spectrum 55 of the first emission 21, the spectrum 56 of the second emission 22, as well as the ideal spectrum 57 of an illuminant D65 and the ideal spectrum 58 of the same spectral diagram, in a comparative manner.
  • an illuminant A It can be seen that the spectrum 55 of the first emission 21 satisfactorily approaches the ideal spectrum 57 of an illuminant D65 and that the spectrum 56 of the second emission 22 also satisfactorily approaches the ideal spectrum 58 an illuminant A.
  • the first emission 21 produces a CCT of 6500 K conforming to an illuminant D65 and the second emission 22 produces a CCT of 2900 K conforming to an illuminant A.
  • a CRI of 84 is obtained and for the second issue 22 (A) a CRI of 80, which advantageously approaches the ideal, defined as equal to 100 for both a D65 illuminant and an illuminant A.
  • Such an OLED may or may not be of the PIN type.
  • An OLED is of the PIN type when its transport layers 3, 7 are doped.
  • a transport layer 3 Positive holes are typically p-type doped.
  • An electron transport layer 5 is typically N-type doped.
  • PIN Such an embodiment is called PIN, since an insulating layer, the PIN I, here the light emitting layer EML 5, is flanked by a P-type doped transport layer 3, the PIN P, and by an N-type doped transport layer 7, the N of PIN.
  • a 3-hole transport layer can be produced by means of 2,7-bis [N, N-bis (4-methoxyphenyl) amino] -9,9-spirobifluorene (MeO-Spiro-TPD). ); P hth a locya n i n e (Cu Pc); 4, 4 ', 4 "- tris- (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine (m-MTDATA); 2,2', 7,7'-tetra (N, N-di-tolyl) amino-spirobifluorene (spiro TTB); 4,4'-bis- [N- (naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl ( ⁇ -NPD); N, N'-bis (Inaphthyl) N, N'-diphenyl-1 '; biphenyl-4, 4'-diamine (NPB), N, N'-diphenyl-N,
  • an electron transport layer 7 may be carried out using N-arylbenzimidazoles trimer (TPBI); 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline (Bphen); bis (2-methyl-8-quinolinate) -4-phenylphenolate aluminum (BAIq); tris- (8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq3).
  • TPBI N-arylbenzimidazoles trimer
  • Bphen 4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline
  • BAIq bis (2-methyl-8-quinolinate) -4-phenylphenolate aluminum
  • Alq3 tris- (8-hydroxyquinoline) aluminum
  • the two transport layers 3, 7 each respectively comprise a dopant concentration of 1%.
  • a blocking layer 4, 6 is a layer capable of blocking / slowing down a type of charge carrier.
  • the type of charge carrier is determined by the type of dopant used.
  • a blocking layer 4, 6 for one type of charge carrier is advantageously disposed, adjacent to the emission layer 5, on the opposite side to the electrode 2, 8 which injects said type of charge carrier.
  • a hole-locking layer 6 is advantageously disposed adjacent to the emitting layer EML 5, on the opposite side, relative to the emitting layer EML 5, to the anode 2 which injects said holes.
  • a hole blocking layer 6 is also called HBL, of the English Hole Blocking Layer.
  • a hole-locking layer 6 is thus advantageously arranged between the ETL electron transport layer 7 and the EML emission layer 5.
  • an electron-blocking layer 4 is advantageously disposed adjacent to the emitting layer EML 5, on the opposite side, relative to the emitting layer EML 5, to the cathode 8 which injects said electrons.
  • An electron blocking layer 4 is also called EBL, the English Electron Blocking Layer.
  • An electron blocking layer 4 is thus advantageously arranged between the HTL 3 hole transport layer and the EML 5 emission layer.
  • a blocking layer 4, 6 able to block this type of charge carrier, prevents said charge carrier from leaving the transmission layer EML 5.
  • the blocking layer (s) 4, 6 thus produce an effect of confinement of the charge carriers, and therefore of the excitons, in the emitting layer EML 5. This has the effect of improving the external light output, in particular producing more photons for the same number of charge carriers injected.
  • the blocking layer (s) 4, 6 have appropriate energy levels with the neighboring EML 5 emission layer.
  • an electron blocking layer EBL 4 may be produced by means of N, N'-diphenyl-N, N'-bis (3-methylphenyl) -1,4-biphenyl-4, 4 '. diamine (TPD), according to a thickness indicative of 10 nm.
  • a hole-locking layer HBL 6 can be produced using benzimidazolylbenzene (TPBi), with a thickness of 10 nm.
  • TPBi benzimidazolylbenzene
  • Such a DELO capable of producing a first emission 21 according to an illuminant D65 on one side of the OLED and a second emission 22 according to an illuminant A on the opposite side of the OLED is advantageously used in a lighting device 60.
  • such a lighting device 60 comprises conventionally a support 63 and is supplied with electrical energy via a wire 64.
  • Said wire 64 may optionally include a switch 65.
  • Said wire 64 ends with a socket 66 advantageously insertable into a wall outlet 67 to connect the lighting device 60 to the power grid.
  • the support 63 comprises a useful illuminating part incorporating at least one OLED according to the invention.
  • Said illuminating useful part has a first face 61 and a second opposite face 62.
  • Said at least one OLED is arranged in such a way that one of its electrodes 2, 8 is disposed facing said first face 61 and that other of its electrodes 8, 2 is disposed facing said second face 62.
  • an emission from the first emission 21 and the second emission 22 for example the first emission 21, can illuminate from the first face 61
  • the another emission, for example the second emission 22 can illuminate from the second face 62.
  • the faces 61, 62 may be simple light passage windows or have a glazed surface out any other light passage configuration between a source and a space to be illuminated.
  • the lighting device 60 is reversible or adjustable it allows the choice to have a daylight-like lighting (D65) effective for example to work, or a more comfortable lighting (A) more pleasant in lighting d inside.
  • D65 daylight-like lighting
  • A more comfortable lighting
  • a lighting device 60 according to the invention is particularly suitable for a table lamp in that it allows a use where the first emission 21, according to D65, is used to illuminate, typically downwards, a work plan requiring effective lighting, while the second emission 22, according to A, is simultaneously used to illuminate, upwards, the user or his environment.
  • a second emission 22 allows a comfortable lighting in that it can, without inconvenience, to be watched, even directly, by a user.
  • Upward lighting refers to an average direction of emission directed above a horizontal plane passing through the origin of the average direction beam. Downlighting extends from an average direction opposite to that defined for upward illumination.
  • a method of using the invention may thus comprise the formation of ambient lighting with a substantially upward illumination and the formation of a working light with illumination of a downlight, for example in the direction of a work plan.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif d'éclairage comportant au moins une source lumineuse configurée pour produire une émission lumineuse (21) par une face éclairante (61),caractérisé en ce que la source lumineuse est une diode électroluminescente organique, DELO, le dispositif d'éclairage comportant une autre face éclairante (62) par laquelle est produite l'autre émission lumineuse (22), les faces éclairantes (61, 62) étant disposées chacune respectivement au regard d'une des électrodes (2, 8) de la DELO, afin de pouvoir éclairer selon le premier illuminant par la face éclairante (61) et selon le deuxième illuminant par l'autre face éclairante (62).

Description

Dispositif d'éclairage
DOMAINE DE L'INVENTION
Le domaine technique de l'invention est celui des dispositifs d'éclairage. Il peut par exemple s'agir de lampes en appl ique, en suspension ou encore sur pied.
Une application particulière est une lampe de bureau.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
Dans le domaine de l'éclairage, les efforts de conception sont souvent tournés vers le design ou des problématiques esthétiques.
On connaît cependant des lampes pour lesquelles on peut faire varier l'intensité lumineuse ou encore la bande de fréquence d'émission, de sorte à modifier la couleur de l'éclairage.
Il existe cependant le besoin d'offrir plus de fonctionnalités dans les dispositifs d'éclairage. RESUME DE L'INVENTION
Un premier aspect de la présente invention est relatif à un dispositif d'éclairage comportant au moins une source lumineuse configurée pour produire une émission lumineuse par une face éclairante. Avantageusement, la sou rce l um ineuse est une d iode électroluminescente organique, DELO, comprenant avantageusement 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 charge,
- une deuxième électrode, d'un deuxième type d'électrode, différent du premier type d'électrode,
diode dans laquelle ladite couche d'émission est configurée pour émettre une couleur blanche, telle que l'émission lumineuse s'opère au travers de ladite première électrode et soit conforme, notamment en indice de rendu de couleur CRI et température de couleur corrélée, à un premier illuminant qui correspond préférentiellement à la lumière du jour, et dans laquelle ladite deuxième électrode est transparente, et en ce que l'épaisseur de la deuxième couche de transport est réglée de telle manière à ce qu'une autre émission s'opère au travers de ladite deuxième électrode et soit conforme, notamment en indice de rendu de couleur CRI et température de couleur corrélée, à un deuxième illuminant, qui correspond préférentiellement à une ampoule à incandescence, différent du premier illuminant. De manière avantageuse, ce dispositif est tel qu'il comporte une autre face éclairante par laquelle est produite l'autre émission lumineuse, les faces éclairantes étant disposées chacune respectivement au regard d'une des électrodes de la DELO, afin de pouvoir éclairer selon le premier illuminant par la face éclairante et selon le deuxième illuminant par l'autre face éclairante. Ainsi, grâce à l'invention, on peut produire à partir d'une seule source lumineuse du type DELO deux faisceaux d'éclairage ayant chacun une spécificité d'illumination. Cela se produit en mutualisant la source, notamment une DELO unique, si bien que des avantages sont produits, par exemple pour :
- l'encombrement du dispositif ;
- la connectique ;
- la consommation d'énergie électrique.
Le procédé selon l'invention pourra en outre présenter, de manière facultative, au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes :
- un support doté d'une partie éclairante incorporant la DELO et les faces éclairantes ;
- ledit support est configuré pour émettre l'émission lumineuse vers le haut et l'autre émission lumineuse vers le bas ;
- la partie éclairante du dispositif selon l'invention est orientable ;
- le dispositif constitue une lampe de table ;
- il comporte pour au moins une des faces éclairantes, un organe d'occultation amovible ;
- le premier illuminant est un illuminant D65 correspondant à la lumière du jour ;
- le deuxième illuminant est un illuminant A correspondant à une ampoule à incandescence ;
- 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 ;
- 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 configurées pour produire ladite couleur chaude, et où la couche d'émission froide comprend au moins deux sous-couches d'émission froides configurées pour émettre chacune une couleur froide partielle différente, lesdites couleurs froides partielles étant configurées pour produire ladite couleur froide ;
- une première couleur chaude partielle est le rouge, une deuxième couleur chaude partielle est l'orange, une première couleur froide partielle est le bleu, et une deuxième couleur froide partielle est le vert ;
- la sous-couche d'émission rouge présente une épaisseur de 13 nm et est dopée à 0,5% en masse, la sous-couche d'émission orange présente une épaisseur de 10 nm et est dopée à 1 ,5% en masse, la sous-couche d'émission bleue présente une épaisseur de 13 nm et est dopée à 8% en masse, et la sous-couche d'émission verte présente une épaisseur de 6 nm et est dopée à 6% en masse ;
- l'épaisseur de la deuxième couche de transport est égale à 162 nm ; - ladite 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 où ladite deuxième couche de transport est dopée par un deuxième type de dopant, différent du premier type de dopant ;
- l e dispositif comporte 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.
BREVE INTRODUCTION DES FIGURES
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 utilisable 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.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
Le dispositif d'éclairage sera décrit plus loin, par exemple en référence à la structure de la figure 8. D'une manière générale, il tire profit de l'emploi d'au moins une diode électroluminescente organique ci-après aussi abrégée par DELO (ou OLED en anglais).
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 selon l'invention. 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 température 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 un dispositif d'éclairage avec au moins une diode électroluminescente organique, DELO, capable de produire deux éclairages selon deux illuminants différents.
Une telle DELO comprend avantageusement 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 parmi électron et trou, différent du premier type de porteur de charge, une deuxième électrode, d'un deuxième 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, lad ite 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 lad ite deuxième électrode soit sensiblement conforme à un illuminant A.
Un autre aspect de l'invention est un procédé d'ajustement des épaisseurs d'au moins une couche d'une DELO.
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 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 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, 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 température ou CCT) comprise entre 2700 K (lumière chaude) et 6500 K (lumière froide). Ces paramètres sont 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.
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 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, 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 ém ise est substantiellement conforme au spectre idéal de l'illuminant.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les caractéristiques 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 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 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 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 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 1 1 , 12, chaque sous-couche d 'ém ission 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 1 1 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- couches 1 1 , 12, 31 , 32.
Si la concentration dans une sous-couche d'émission 1 1 , 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 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 1 1 , 12 et deux sous-couches froides 31 , 32.
La couche d'émission chaude 10 comprend une première sous-couche 1 1 Rouge composée de DNP, soit du 3,9- di (naphthalen- 2- yl) perylene) dopée par du DCM2, soit du ([2- methyl- 6- [2- (2, 3, 6, 7- tetrahydro-1 H,. 5H- benzo [i,j] quinolizin- 9- yl)- ethenyl]- 4H- pyran- 4- ylidene] propane- dinitrile. Cette première sous-couche 1 1 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) dopée par du Rubrène, soit du (5, 6, 1 1 ,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) dopée 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- 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 d'émission Rouge 1 1 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 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 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 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 :
- 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 côté 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 d'Alq3 dopé par 2% de DCM2. Cette couche émet dans le rouge et est située du côté 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 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 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 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. 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 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 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- 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) 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 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 (MeO- Spiro- TPD); P hth a locya n i n e (Cu Pc) ; 4 ,4',4"- tris- (3- methylphenylphenylamino) triphenylamine (m- MTDATA); 2, 2', 7, 7'- tetra (N, N- di-tolyl) amino- spiro- bifluorene (spiro- TTB); 4, 4'- bis- [N- (naphthyl)- N- phenyl-amino] biphenyl (σ-NPD); N, N'- bis (Inaphthyl) N, N'- diphenyl- 1 , 1 '- biphenyl- 4, 4'- diamine (NPB); N, N'- diphenyl- N, N'- bis (3- methyl- phenyl)- 1, l'biphenyl- 4, 4' 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).
Les deux couches de transport 3, 7 comprennent chacune respectivement une concentration de dopant de 1 %.
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. 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 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, Γ 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- benzène (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 22 peut éclairer depuis la deuxième face 62.
Les faces 61 , 62 peuvent être de simples fenêtres de passage de lumière ou comporter une surface vitrée out toute autre configuration de passage de lumière entre une source et un espace à éclairer.
II 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 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 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 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.
Un éclairage vers le haut s'entend d'une direction moyenne d'émission dirigée au-dessus d'un plan horizontal passant par l'origine du rayon de direction moyenne. Un éclairage vers le bas s'étend d'une direction moyenne opposée à celle définie pour l'éclairage vers le haut.
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

REVENDICATIONS
1 . Dispositif d'éclairage comportant au moins une source lumineuse configurée pour produire une émission lumineuse (21 ) par une face éclairante (61 ),
caractérisé en ce que la source lumineuse est une 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,
diode dans laquelle ladite couche d'émission (5) est configurée pour émettre une couleur blanche, telle que l'émission lumineuse (21 ) s'opère au travers de ladite première électrode (2, 8) et soit conforme en indice de rendu de couleur CRI et température de couleur corrélée à un premier illuminant et dans laquelle 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 qu'une autre émission (22) s'opère au travers de ladite deuxième électrode (8, 2) et soit conforme en indice de rendu de couleur CRI et température de couleur corrélée à un deuxième illuminant différent du premier illuminant,
le dispositif d'éclairage comportant une autre face éclairante (62) par laquelle est produite l'autre émission lumineuse (22), les faces éclairantes (61 , 62) étant disposées chacune respectivement au regard d'une des électrodes (2, 8) de la DELO, afin de pouvoir éclairer selon le premier illuminant par la face éclairante (61 ) et selon le deuxième illuminant par l'autre face éclairante (62).
2. Dispositif selon la revendication 1 comportant un support doté d'une partie éclairante incorporant la DELO et les faces éclairantes.
3. Dispositif selon la revendication précédente dans lequel le support est configuré pour émettre l'émission lumineuse (21 ) vers le haut et l'autre émission lumineuse (22) vers le bas.
4. Dispositif selon la revendication 2 dans lequel la partie éclairante est orientable.
5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes constituant une lampe de table.
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes comportant pour au moins une des faces éclairantes (61 , 62), un organe d'occultation amovible.
7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes dans lequel le premier illuminant est un illuminant D65 correspondant à la lumière du jour.
8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes dans lequel le deuxième illuminant est un illuminant A correspondant à une ampoule à incandescence.
9. Dispositif selon les deux revendications précédentes en combinaison, 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.
10. Dispositif selon la revendication précédente, où la couche d'émission chaude (10) comprend au moins deux sous-couches d'émission chaudes (1 1 , 12) configurées pour émettre chacune une couleur chaude partielle différente, lesdites couleurs chaudes partielles étant configurées 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 configurées pour produire ladite couleur froide.
1 1 . Dispositif selon la revendication précédente, où une première couleur chaude partielle est le rouge, une deuxième couleur chaude partielle est l'orange, une première couleur froide partielle est le bleu, et une deuxième couleur froide partielle est le vert.
12. Dispositif selon la revendication précédente, où la sous-couche d'émission rouge présente une épaisseur de 13 nm et est dopée à 0,5% en masse, la sous-couche d'émission orange présente une épaisseur de 10 nm et est dopée à 1 ,5% en masse, la sous-couche d'émission bleue présente une épaisseur de 13 nm et est dopée à 8% en masse, et la sous-couche d'émission verte présente une épaisseur de 6 nm et est dopée à 6% en masse.
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, où l'épaisseur de la deuxième couche de transport (7, 3) est égale à 162 nm.
14. Dispositif 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 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.
15. Dispositif selon la revendication précédente, comprenant encore, entre la 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.
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