FR2864706A1 - Dispositif electrolumninescent organique et son procede de fabrication - Google Patents
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Abstract
Un dispositif électroluminescent organique comprend des premiers et deuxièmes substrats (100, 200), les premiers et deuxièmes substrats incluant une région à pixels "P"; une ligne de grille sur une surface intérieure du premier substrat (100); une ligne de données croisant la ligne de grille; un transistor en couche mince, de commutation, un transistor en couche mince de commande connecté au transistor en couche mince de commutation; une ligne d'alimentation connectée au transistor en couche mince de commande; une première électrode (202) sur une surface intérieure du deuxième substrat (200); une première paroi latérale et une deuxième paroi latérale sur la première électrode (202), à une frontière de la région à pixels "P", une couche électroluminescente sur la première électrode (202) dans la région à pixels "P"; une deuxième électrode (210) sur la couche électroluminescente dans la région à pixels "P"; et une électrode de connexion reliée électriquement au premier et au deuxième substrats (200).
Description
DISPOSITIF ELECTROLUMINESCENT ORGANIQUE
ET SON PROCEDE DE FABRICATION
La présente invention concerne un dispositif électroluminescent organique et, plus particulièrement, un dispositif électroluminescent organique à plaque dual (dual plate) incluant un premier substrat ayant une matrice à transistor en couche mince et un deuxième substrat ayant une unité électroluminescente organique, et un procédé de fabrication de celui-ci.
De façon générale, un dispositif électroluminescent organique (ELD) émet de la lumière par injection d'électrons depuis une cathode et des trous depuis une anode dans une couche d'émission, en combinant les électrons avec les trous, en générant un exciton, et en faisant subir à l'exciton une transition d'un état excité à son niveau fondamental. A la différence du cas d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD), il n'est pas nécessaire de prévoir une source lumineuse additionnelle pour le ELD organique afin d'émettre de la lumière, du fait que la transition de l'exciton entre des états provoque une émission de lumière dans le ELD organique. De manière correspondante, la taille et le poids du ELD organique sont inférieurs à ceux des dispositifs d'affichage à cristaux liquides (LCD) comparables. Le ELD organique a d'autres caractéristiques souhaitables telles qu'une faible consommation d'alimentation, une brillance supérieure et un temps de réponse rapide. Du fait de ces caractéristiques avantageuse, le ELD organique est considéré comme un candidat prometteur pour une utilisation dans diverses applications électroniques pour consommateur de la génération prochaine, tels que les téléphones cellulaires, les systèmes de navigation sur véhicules (CNS), les assistants numériques personnels (PDA), les caméscopes et les ordinateurs de poche. De plus, étant donné que la fabrication d'un ELD organique est un processus relativement simple si l'on compare à un dispositif LCD et présente moins d'étapes de traitement qu'un dispositif LCD, un ELD organique est beaucoup plus économique à produire qu'un dispositif LCD.
Deux types différents de ELD organique existent, ceux à matrice passive et ceux à matrice active.
La FIG. 1 est une vue en coupe schématique d'un dispositif électroluminescent organique selon l'art concerné. Tel que représenté sur la FIG. 1, un dispositif électroluminescent organique (ELD) 30 présente un premier substrat 32, placé en regard et espacé d'un deuxième substrat 48. Une couche formant matrice 34, incluant un transistor en couche mince (TFT) "T", est formée sur une surface intérieure du premier substrat 32. Une première électrode 36, une couche électroluminescente organique (EL) 38 et une deuxième électrode 40 sont formées séquentiellement sur la R:\Brevets\22700\22714. doc - 30 juin 2004 - 1/31 couche formant matrice 34. La couche EL organique 38 peut séparément afficher les couleurs, rouge, vert et bleu pour chaque région à pixels "P".
Le premier substrat 32 et le deuxième substrat 48 sont fixés à un dispositif d'étanchéité 47. Un ELD organique est encapsulé par l'attachement du premier substrat 32 au deuxième substrat 48. Un produit dessicant 41, absorbant l'humidité, éliminant l'humidité et l'oxygène pouvant pénétrer dans une capsule de la couche électroluminescente organique 38, est positionné sur le deuxième substrat 48. Plus particulièrement, une partie du deuxième substrat 48 est mordue chimiquement et le produit dessicant 41 absorbant l'humidité est placé dans la partie mordue chimiquement et est fixé à l'aide d'un élément de maintien 25.
La FIG. 2 est une vue en plan schématique, représentant une couche formant matrice d'un dispositif électroluminescent selon l'art concerné. Tel que représenté sur la FIG. 2, une couche formant matrice d'un dispositif électroluminescent organique (ELD) comprend un élément de commutation "Ts", un élément de commande "TD" et un condensateur de stockage "CsT". L'élément de commutation "Ts" et l'élément de commande "TD" peuvent comprendre une combinaison d'éléments de commutation, incluant au moins un transistor en couche mince (TFT). Un premier substrat 32, pouvant être un substrat isolant transparent, sur lequel la couche formant matrice est formée, peut être formé en verre ou en matière synthétique. Une ligne de grille 42 et une ligne de données 44, se croisant entre elles, sont formées sur le premier substrat 32. Une région à pixels "P" est définie par la ligne de grille 42 et la ligne de données 44. Une couche isolante (non-représentée) est interposée entre la ligne de grille 42 et la ligne de données 44. Une ligne d'alimentation 55, qui croise la ligne de grille 42, est parallèle à et espacée de la ligne de données 44.
L'élément de commutation "Ts" représenté sur la FIG. 2 est un transistor en couche mince, incluant une électrode de grille de commutation 46 et une couche active de commutation 50, une électrode de source de commutation 56 et une électrode de drain de commutation 60. De façon similaire, l'élément de commande "TD" sur la FIG. 2 est un transistor en couche mince, incluant une électrode de grille de commande 68, une couche active de commande 62, une électrode source de commande 66 et une électrode de drain de commande 63. L'électrode de grille de commutation 46 est connectée à la ligne de grille 42 et l'électrode de source de commutation 56 est connectée à la ligne de données 44. L'électrode de drain de commutation 60 est connectée à l'électrode de grille de commande 68, via un premier trou de contact 64, exposant une partie de l'électrode de grille de commande 68. L'électrode source de commande 66 est connectée à la ligne d'alimentation 55, via un deuxième trou de contact 56, exposant une partie de la ligne d'alimentation 55. De plus, l'électrode de drain de commande 63 est connectée à une première électrode 36, 12:1Brevets122700122714.doc juin 2004 - 2/31 dans la région à pixels "P". La ligne d'alimentation 55 chevauche une première électrode de condensateur 35, la couche isolante étant interposée entre elles de manière à former le condensateur de stockage "CsT".
La FIG. 3 est une vue en coupe schématique, suivant une ligne "III-III" de la FIG. 2. Tel que représenté sur la FIG. 3, un transistor en couche mince de commande (TFT) "TD" est formé sur un premier substrat 32 et comprend une couche active de commande 62, une électrode de grille de commande 68, une électrode source de commande 66 et une électrode de drain de commande 63. Une couche isolante 67 est formée sur le TFT "TD" et une première électrode 36 est formée sur la couche isolante 67 et est connectée à l'électrode de drain de commande 63. Une couche électroluminescente organique (EL) 38 est formée sur la première électrode 36 et une deuxième électrode 40 est formée sur la couche (EL) organique 38. La première électrode 36, la deuxième électrode 40 et la couche EL organique 38, interposée entre les première et deuxième électrodes, constituent une diode électroluminescente organique (EL) "DEL". Un condensateur de stockage "CsT", qui inclut une première électrode de condensateur 35 et une deuxième électrode de condensateur, est branché électriquement parallèlement au TFT de commande "TD". Plus particulièrement, une partie d'une ligne d'alimentation 55 (de la Fig. 2) qui chevauche la première électrode de condensateur 35, est utilisée comme deuxième électrode de condensateur 55. La deuxième électrode de condensateur 55a est connectée à l'électrode source de commande 56. La deuxième électrode 40 est formée sur le TFT de commande "TD", le condensateur de stockage "CST" et la couche EL organique 38 sur le premier substrat.
La FIG. 4 est une vue en coupe schématique, représentant une paroi latérale d'un substrat selon l'art concerné. Tel que représenté sur la FIG. 4, une pluralité de régions à pixels "P" sont définies dans un substrat 80. Une pluralité de premières électrodes 82 sont formées sur le substrat 80. Chacune des premières électrodes 82 est située respectivement dans l'une des régions à pixels "P". En plus, une paroi latérale 84, ayant une pente positive, est formée à une frontière des régions à pixels "P". Une pluralité de couches électroluminescentes 86 sont formées sur chacune des premières électrodes 82. En d'autres termes, chacune des couches électroluminescentes 86 se trouve dans chacune des régions à pixels "P". En plus, une deuxième électrode 88 est formée sur la surface de la paroi latérale 84 et les couches électroluminescentes organiques 86. La paroi latérale 84 sépare des régions à pixels voisines "P". Les couches électroluminescentes 86 peuvent être formées par un procédé par évaporation en utilisant un masque.
La paroi latérale 84 qu'on a sur la FIG. 4 présente une forme effilée, telle qu'une largeur de la paroi latérale 84 diminue graduellement depuis la deuxième R:lBrevets\22700\22714.doc - 30 juin 2004 - 3/31 électrode 88 vers le substrat 80. Les côtés de la paroi latérale 84 forment un angle "01" supérieure à environ 90 par rapport au deuxième substrat 80, tel que représenté sur la FIG. 4. Les premières électrodes 82 sont des électrodes inférieures, formées dans chacune des régions à pixels "P" et la deuxième électrode 88 est une électrode supérieure, formée sur les premières électrodes 82 et les couches électroluminescentes 86, sur le substrat 80. Cependant, étant donné qu'un processus utilisant un masque prend du temps et demande des processus d'alignement de masques, un processus à masque perforé, utilisant les parois latérales, a été suggéré.
La FIG. 5 est une vue en plan schématique, représentant une structure de paroi latérale selon l'art concerné. La FIG. 6 est une vue en coupe schématique, tracée suivant une ligne "VI-VI" de la FIG. 5, incluant des couches électroluminescentes et les deuxièmes électrodes. Tel que représenté sur les FIGs. 5 et 6, une pluralité de régions à pixels "P" sont définies sur un substrat 90. Une première électrode 92 est formée sur le substrat 90. Les parois latérales 94, ayant une pente négative, sont formées sur la première électrode 92, aux frontières des régions à pixels "P". La paroi latérale 94 a une forme effilée, telle qu'une largeur d'une paroi latérale 94 augmente graduellement depuis le substrat 90. En plus, les faces de la paroi latérale 94 font un angle "02", inférieur à environ 90 par rapport au substrat 90.
Un matériau électroluminescent 95 et un deuxième matériau d'électrode 97 sont déposés séquentiellement sur la première électrode 92 et sont mis en motif en une pluralité de couches électroluminescentes 96 et une pluralité de deuxièmes électrodes 98, respectivement. Les parois latérales 94, ayant une forme effilée inversée séparent automatiquement les couches électroluminescentes 96 et les deuxièmes électrodes 98, dans chaque région à pixels "P". Par conséquent, le matériau électroluminescent 95 et le deuxième matériau d'électrode 97 sont positionnés entre les parois latérales 94. Cependant, le matériau électroluminescent 95 séparé et le deuxième matériau d'électrode 97, dans chacune des régions à pixels "P", ne sont pas reliés à un autre matériau électroluminescent 95 et à un autre deuxième matériau d'électrode 97, dans une autre région à pixels "P", étant donné que la hauteur et la forme effilée de la paroi 94 les empêchent de venir l'un et l'autre en court-circuit.
La FIG. 7 est une vue en coupe schématique représentant un processus d'évaporation réalisé par un procédé à masque perforé. De façon générale, des électrodes séparées, pour chaque pixel, peuvent être formées par un procédé à évaporation thermique ou un procédé à évaporation par faisceaux d'électrons, utilisant un procédé à masque perforé. La FIG. 7 représente le substrat 90, ayant la paroi latérale 94, tel que représenté sur la FIG. 6, et une source métallique 99, qui est R:\Brevets\22700\22714.doc juin 2004 - 4131 espacée du substrat 90, placé face au substrat. La source métallique 99 a une petite aire, en comparaison avec le substrat en général.
Dans une partie "A" du substrat 90, qui est une aire du substrat 90 qui ne correspond pas à une aire de la source métallique, des matériaux venant de la source métallique 99 sont déposés sous un angle de déposition en pente "al". Ainsi, les matériaux sont déposés sur une face de la paroi latérale 94. De manière correspondante, une couche métallique peut se former sur la paroi latérale 94, qui peut connecter à une deuxième électrode, dans une région à pixels "P". En outre, étant donné que la taille du substrat 90 augmente par rapport à l'aire de la source métallique 99, le problème de court-circuitage devient plus important. Pour résoudre ce problème de court-circuitage, une paroi latérale, ayant un effilement inversé très grand, a été suggérée. Cependant, étant donné que le matériau de la paroi latérale présente une faible fiabilité à la chaleur, et une faible dureté mécanique, il est difficile de résoudre le problème du court-circuitage avec une paroi latérale ayant une forme effilée inversée volumineuse. Une paroi latérale devrait avoir une forme, telle que celle d'un champignon, pour être utilisée de façon fiable, en tant que moyen de séparation. Cependant, un empilement à deux couches de matériau de la paroi latérale doit être utilisé pour former la forme en champignon, ce qui est un procédé compliqué et constitue un supplément au niveau du coût de production.
Un dispositif électroluminescent organique, utilisant un matériau polymère, a été développé récemment. Un dispositif électroluminescent organique, utilisant le matériau en polymère, est appelé une diode photoémettrice en polymère (PELD) ou un dispositif électroluminescent en polymère (PELD) pour effectuer la distinction vis-à-vis d'un dispositif électroluminescent organique, utilisant un matériau monomère. Le matériau polymère présente une plus grande stabilité à la chaleur et une meilleure dureté mécanisme que le dispositif électroluminescent en monomère. Des problèmes, tels que ceux des coûts d'investissement du dispositif d'évaporation du matériau monomère et de la limitation de la taille de l'affichage, peuvent être résolus par le matériau polymère. Le PLED utilise moins d'alimentation, parce que le PLED présente une tension de commande inférieure à la tension de commande dans le dispositif électroluminescent monomère. En plus, divers procédés peuvent être utilisés pour générer l'émission de couleurs différentes. De manière correspondante, un procédé de mise en motif du matériau polymère, dans le PLED, est souhaité.
La FIG. 8 est une vue en coupe schématique, représentant un dispositif électroluminescent organique, utilisant une paroi latérale négative, appliquée sur le PLED, selon l'art concerné. Tel que représenté sur la FIG. 8, une pluralité de régions à pixels "P" sont définies dans un substrat 90 et une première électrode 92 est formée sur le substrat 90. Des parois latérales 94, ayant une pente négative, sont formées sur R\13reveü\22700\22714.doc - 30 juin 2004 - 5131 la première électrode 92, à des frontières des régions à pixels "P". En plus, une pluralité de couches électroluminescentes polymères 91a, 91b et 91c sont formées sur la première électrode 92, et des couches électroluminescentes 91a, 91b et 91c en polymère sont divisées en chacune des régions à pixels "P" par les parois latérales 94.
Les parois latérales 94 ont une forme effilée inversée, telle qu'une forme trapézoïdale inversée et, ainsi, des faces extérieures d'une des parois latérales 94 forment un angle "02" inférieur à environ 90 par rapport au substrat 90. La couche électroluminescente 96 (de la Fig. 5) est déposée par un procédé d'évaporation l0 thermique, mais les couches électroluminescentes 91a, 91b et 91c en polymère sont revêtues par revêtement centrifuge, avec un matériau polymère de type solution, de façon générale. Par conséquent, il est difficile que les couches électroluminescentes 91a, 91b et 91c en polymère aient une profondeur uniforme sur la totalité de la surface du substrat, dans toutes les régions à pixels "P", suite aux propriétés du matériau polymère.
Tel que représenté sur la FIG. 8, des premières profondeurs "dl" des couches électroluminescentes 91a, 91b et 91c en polymère, proches d'une des parois latérales 94, sont plus élevées que des deuxièmes profondeurs "d2" des couches électroluminescentes 91a, 91b et 91c en polymère, au centre de chacune des régions à pixels "P". Ceci étant donné que les couches électroluminescentes 91a, 91b et 91c en polymère sont formées d'un matériau de type solution et sont placées dans chacune des régions à pixels "P". Les parois latérales 94 ayant une pente négative entourent chacune des couches électroluminescentes en polymère 91 a, 91b, 91c à la frontière des régions à pixels "P". À ce moment, lorsque le matériau électroluminescent en polymère est appliqué en revêtement sur le substrat 90, présentant les parois latérales 94, la couche électroluminescente 91a, 91b et 91c en polymère ne peut avoir de profondeur uniforme, suite à la tension de surface du matériau électroluminescent en polymère, avec les parois latérales 94. Par conséquent, une surface supérieure des couches électroluminescentes 91a, 91b et 91c en polymère peut entrer en contact avec une partie supérieure de la paroi latérale 94. Ceci peut provoquer un problème de non-division d'une électrode dans le procédé de formage du substrat. En outre, les couches électroluminescentes 91 a, 91b et 91c en polymère peuvent ne pas être formées en un centre de chaque région à pixels "P".
Les parois latérales 94 ont une forme trapézoïdale inversée, pour diviser des régions à pixels "P" voisines automatiquement. Cependant, une pluralité de deuxièmes électrodes 93a, 93b et 93c peuvent ne pas être divisées sous l'effet de la levée de la surface de frontière des couches électroluminescentes 91a, 91b et 91c en polymère. Par conséquent, des deuxièmes électrodes 93a, 93b et 93c voisines sont R:\Breveu\22700\22714. doc - 30 juin 2004 - 6/31 connectées les unes aux autres, et des signaux ne peuvent être appliqués indépendamment à chacune des régions à pixels "P". De manière correspondante, si le matériau électroluminescent en polymère est appliqué à un dispositif électroluminescent organique incluant une paroi latérale à pente négative, il est difficile que chacune des couches électroluminescentes en polymère et des deuxièmes électrodes soient divisées en chacune des régions à pixels, respectivement.
Lorsqu'une couche formant matrice des TFT et les diodes EL organiques sont toutes formées sur le même substrat, le rendement de production d'un ELD organique est déterminé par la multiplication du rendement pour les TFT et du rendement pour les couches organiques. Etant donné qu'un rendement de couche EL organique est relativement bas, le rendement de production d'un ELD est limité par le rendement de production de la couche EL organique. Par exemple, même lorsqu'un TFT a été bien fabriqué, un ELD organique peut être considéré comme étant mauvais suite à des défauts situés dans la couche EL organique, par utilisation d'un film mince d'une épaisseur d'environ 1000 À. Cette limitation provoque une perte de matériau et une augmentation du coût de production.
Les ELD organiques sont classés en type à émission par le dessous et type à émission par le dessus, selon la transparence des premières et deuxièmes électrodes et de la diode EL organique. Les ELD de type à émission par le dessous sont avantageux pour leur haute stabilité d'image et la variabilité du processus de fabrication, du fait de l'encapsulation. Cependant, les ELD organiques de type à émission par le dessous ne conviennent pas pour une mise en oeuvre dans des dispositifs demandant une haute résolution, suite aux limitations du taux d'ouverture augmenté dans ce type d'ELD organiques. D'autre part, étant donné que les ELD organiques de type à émission par le dessus émettent de la lumière dans la direction du haut du substrat, la lumière peut être émise sans influer sur la couche formant matrice qui est placée sous la couche EL organique. De manière correspondante, la conception globale de la couche formant matrice incluant des TFT peut être simplifiée. En plus, le taux d'ouverture peut être augmenté, augmentant de cette manière la durée de vie opérationnelle du ELD organique. Cependant, étant donné qu'une cathode est usuellement formée sur la couche EL organique dans les ELD organiques de type à émission par le dessus, les sélections de matériaux et la transmittance à la lumière sont limitées, de sorte que l'efficacité de transmission de la lumière est abaissée. Si une couche de passivation de type en couche mince est formée pour empêcher une réduction de la transmittance à la lumière, la couche de passivation de type en couche mince peut ne pas réussir à empêcher l'infiltration d'air extérieur dans le dispositif.
R:\Brevets\22700\22714.doc - 30 juin 2004 - 7/31 De manière correspondante, la présente invention est orientée sur un dispositif électroluminescent organique et un procédé de fabrication de celui-ci, qui élimine pratiquement un ou plusieurs des problèmes sous l'effet des limitations et des inconvénients de l'art concerné.
Un but de la présente invention est de fournir un dispositif électroluminescent organique, fabriqué en formant une couche formant matrice et une diode électroluminescente organique sur des substrats respectifs et en fixant les substrats, et un procédé de fabrication de celui-ci.
Un autre but de la présente invention est de fournir une paroi latérale qui 10 permet de séparer une région d'affichage en des régions à pixels.
Des caractéristiques et des avantages additionnels de l'invention vont être indiqués dans la description allant suivre, et vont en partie être évidents à la lecture de la description, ou peuvent être appris par la mise en pratique de l'invention. Les objectifs et d'autres avantages de l'invention vont être réalisés et atteints par la structure mise particulièrement en évidence dans la description rédigée et ses revendications, ainsi que dans les dessins annexés.
Pour atteindre ces avantages ainsi que d'autres, et selon le but de la présente invention, tel que mis en oeuvre et largement décrits, un dispositif électroluminescent organique comprend des premiers et deuxièmes substrats, placés face à face et espacés l'un de l'autre, les premiers et deuxièmes substrats incluant une région à pixels; une ligne de grille sur une surface intérieure du premier substrat; une ligne de données croisant la ligne de grille; un transistor en couche mince, de commutation, connecté à la ligne de grille et à la ligne de données; un transistor en couche mince de commande connecté au transistor en couche mince de commutation; une ligne d'alimentation connectée au transistor en couche mince de commande; une première électrode sur une surface intérieure du deuxième substrat; une première paroi latérale et une deuxième paroi latérale sur la première électrode, à une frontière de la région à pixels, la première paroi latérale et la deuxième paroi latérale étant espacées l'une de l'autre, une couche électroluminescente sur la première électrode dans la région à pixels; une deuxième électrode sur la couche électroluminescente dans la région à pixels; et une électrode de connexion reliée électriquement au premier et au deuxième substrats.
De préférence, la première paroi latérale et la deuxième paroi latérale ont chacune des faces inclinées à pentes négatives et positives, sensiblement parallèles.
La couche électroluminescente comprend de préférence un matériau polymère.
De préférence, à l'extérieur de la première paroi latérale et de la deuxième paroi latérale, de façon adjacente à la région à pixels "P", est formé un angle supérieur à environ 90 par rapport au deuxième substrat, respectivement et/ou à l'extérieur de la RBrevets\22700\22714.doc juin 2004 - 8/31 première paroi latérale et de la deuxième paroi latérale, placées face à chaque autre, est formé un angle inférieur à environ 90 par rapport au deuxième substrat respectivement.
La première paroi latérale peut comprendre des première et deuxième parois 5 latérales négatives et la deuxième paroi latérale comprend des premières et deuxièmes parois latérales positives.
Selon un mode de réalisation, les premières et deuxièmes parois latérales négatives sont espacées l'une de l'autre et chacune des première et deuxième parois latérales négatives présente une forme trapézoïdale inversée telle qu'une largeur des parois latérales négatives augmente graduellement depuis le deuxième substrat, en mesurant perpendiculairement sur une ligne perpendiculaire au deuxième substrat (200), et les parois négatives sont adjacentes, de la façon la plus mince possible, au deuxième substrat (200).
De préférence, à l'extérieur des première et deuxième parois latérales négatives, 15 est formé un angle inférieur à environ 90 par rapport au deuxième substrat respectivement.
Les premières et deuxièmes parois latérales positives peuvent être en contact avec les premières et deuxièmes parois latérales négatives et chacune des premières et deuxièmes parois latérales positives peuvent avoir une forme effilée, de manière qu'une largeur des parois latérale positives diminue graduellement depuis le deuxième substrat, en mesurant perpendiculairement selon une ligne perpendiculaire au deuxième substrat (200) et les parois latérales négatives sont adjacentes, en laissant un intervalle de largeur maximal, au deuxième substrat Selon un autre aspect, un procédé de fabrication d'un dispositif électroluminescent organique, comprend: la formation d'une ligne de grille sur un premier substrat comprenant une région à pixels; la formation d'une ligne de données croisant la ligne de grille; la formation d'un transistor en couche mince de commutation dans une partie de croisement de la ligne de grille et de la ligne de données; la formation d'un transistor en couche mince de commande, connecté au transistor en couche mince de commutation; la formation d'une ligne d'alimentation connectée au transistor en couche mince de commande; la formation d'une première électrode sur la région à pixels sur un deuxième substrat; la formation de premières et deuxièmes parois latérales espacées de chaque autre à une frontière de la région à pixels; la formation d'une couche électroluminescente de la première électrode dans la région à pixels; la formation d'une deuxième électrode sur la couche électroluminescente; la formation d'une électrode de connexion reliée électriquement aux premiers et deuxièmes substrats; et la fixation des premiers et deuxièmes substrats.
R:\Brevets\22700\22714.doc - 30 juin 2004 - 9/31 La couche électroluminescente est de préférence formée par revêtement par un matériau en polymère.
Des faces des premières et deuxièmes parois latérales adjacentes à la région à pixels "P" font de préférence un angle supérieur à environ 90 par rapport au 5 deuxième substrat respectivement.
Selon un autre aspect, un substrat, pour un dispositif électroluminescent organique, comprend: un substrat incluant une région à pixels; une première électrode sur la totalité d'une surface intérieure du substrat; des premières et deuxièmes parois latérales sur la première électrode à une frontière de la région à pixels, les premières et deuxièmes paroislatérales étant espacées les unes des autres; des couches électroluminescentes sur la première électrode dans la région à pixels; et une deuxième électrode sur les couches électroluminescentes dans la région à pixels.
Les premières et deuxièmes parois latérales ont préférence une forme en parallélogramme inclinée dans une face intérieure, y étant placée face à une surface de section transversale, respectivement.
Selon un autre aspect, un procédé de fabrication d'un substrat pour un dispositif électroluminescent organique, comprend: la formation d'une première électrode sur un substrat ayant une région à pixels; la formation de premières et deuxièmes parois latérales espacées l'une de l'autre sur le substrat à une frontière de la région à pixels; la formation d'une couche électroluminescente sur la première électrode dans la région à pixels; et la formation d'une deuxième électrode sur la couche électroluminescente dans la région à pixels.
Les premières et deuxièmes parois latérales peuvent chacune avoir des faces à pentes négatives et positives, qui sont sensiblement parallèles.
Il est évident que, à la fois la description générale ci-dessus et la description détaillée ci-après, sont données à titre d'exemple et dans un but explicatif et sont destinées à fournir une explication supplémentaire de l'invention, tel que revendiquée.
Les dessins annexés, qui sont inclus pour fournir une meilleure compréhension de l'invention et sont incorporés dans et font partie de cette demande illustrent des modes de réalisation de l'invention et, conjointement avec la description, servent à expliciter les principes de l'invention.
La FIG. 1 est une vue en coupe schématique d'un dispositif électroluminescent organique de type à matrice active selon l'art concerné.
La FIG. 2 est une vue en plan schématique représentant une couche formant matrice d'un dispositif électroluminescent organique selon l'art concerné.
La FIG. 3 est une vue en coupe schématique suivant une ligne "III-III" de la FIG. 2.
R:\Brevets\22700\22714.doc - 30 juin 2004 - 10/31 La FIG. 4 est une vue en coupe schématique représentant une paroi latérale d'un substrat selon l'art concerné.
La FIG. 5 est une vue en plan schématique représentant une structure de paroi latérale selon l'art concerné.
La FIG. 6 est une vue en coupe schématique suivant une ligne "IV-IV" de la FIG. 5.
La FIG. 7 est une vue en coupe schématique représentant un processus d'évaporation mis en oeuvre par un procédé à masque perforé.
La FIG. 8 est une vue en coupe schématique représentant un dispositif électroluminescent organique utilisant une paroi latérale négative appliquée à un PLED selon l'art concerné.
La FIG. 9 est une vue en coupe schématique représentant un dispositif électroluminescent organique de type à plaque duale selon un mode de réalisation de la présente invention.
La FIG. 10 est une vue en plan schématique représentant des parois latérales doubles définissant un schéma en réseau selon un mode de réalisation de la présente invention.
Les FIGS. 11A à 11C sont des vues en coupe schématiques illustrant un procédé de fabrication d'un substrat à matrice TFT, d'un dispositif électroluminescent organique de type à plaque duale selon un mode de réalisation de la présente invention.
Les FIGS. 12A à 12D sont des vues en coupe schématiques représentant un procédé de fabrication d'un substrat électroluminescent organique ayant une partie émettrice du dispositif électroluminescent organique de type à plaque duale selon un mode de réalisation de la présente invention.
La FIG. 13 est une vue en coupe schématique représentant un processus d'évaporation d'un dispositif électroluminescent organique ayant des parois latérales doubles selon un mode de réalisation de la présente invention.
La FIG. 14 est une vue en coupe schématique représentant un PLED de type à 30 plaque duale selon un mode de réalisation de la présente invention.
La FIG. 15 est une vue en coupe schématique représentant les rôles des parois latérales négatives et positives d'un dispositif électroluminescent organique de type à plaque duale selon un mode de réalisation de la présente invention.
Les FIGS. 16A à 16D sont des vues en coupe schématiques représentant un procédé de fabrication d'un substrat électroluminescent organique comprenant une partie émettrice d'un PLED de type à plaque duale selon un mode de réalisation de la présente invention.
R 1Brevets\22700\22714.doc - 30 juin 2004 - 1 1/31 Les FIGS. 17A et 17B sont des vues en coupe schématiques représentant un procédé de fabrication d'un substrat électroluminescent organique ayant une partie émettrice d'un PLED de type à plaque duale selon un mode de réalisation de la présente invention.
On va à présent faire référence en détail aux modes de réalisation préférés de la présente invention, dont des exemples sont illustrés dans les dessins annexés.
La FIG. 9 est une vue en coupe schématique représentant un dispositif électroluminescent organique de type à plaque duale selon un mode de réalisation de la présente invention. Tel que représenté sur la FIG. 9, un dispositif électroluminescent organique (ELD) 100 inclut un premier substrat 100 et un deuxième substrat 200, qui sont placés face à et à distance du premier substrat 100. Le premier substrat 100 et le deuxième substrat 200 comprennent un dispositif formant matrice (non représenté) et une diode électroluminescente organique (non représentée), respectivement. En plus, le premier substrat 100 et le deuxième substrat 200 sont fixés au moyen d'un dispositif d'étanchéité 300.
Une pluralité de régions à pixels "P" sont définies dans les premiers et deuxièmes substrats 100 et 200. Un TFT de commutation (non représenté) et un TFT de commande "TD" sont formés sur une surface intérieure du premier substrat 100 de façon adjacente à la région à pixels "P". Bien que ceci ne soit pas représenté sur la FIG. 9, une pluralité de lignes de matrice, telles que des lignes de grille, de données et d'alimentation sont formées sur la surface intérieur du premier substrat 100. Une première électrode 202 est formée sur une surface intérieure du deuxième substrat 200. En plus, une pluralité de parois latérales 206 sont formées sur la première électrode 202 à une frontière entre chacune des régions à pixels "P". Les parois latérales voisines 206 sont espacées les unes des autres par exemple, les parois latérales 206 peuvent définir un schéma en réseau observé en vue en plan. En plus, les parois latérales 206 ont une forme trapézoïdale inversée telle qu'une largeur des parois latérales 206 augmente graduellement lorsqu'on part du deuxième substrat 200 en mesurant perpendiculairement sur une ligne perpendiculaire au deuxième substrat 220 et sont adjacentes, avec un espacement de minceur maximal par rapport au deuxième substrat 220.
Une pluralité de couches électroluminescentes organiques 208 et une pluralité de deuxièmes électrodes 210 sont formées séquentiellement sur la première électrode 202. Les parois latérales 206 séparent les couches électroluminescentes organiques 208 et les deuxièmes électrodes 210 sur chacune des régions à pixels "P" en utilisant les formes trapézoïdales inversées. Par exemple, si la première électrode 202 sert d'anode, la première électrode 202 est formée dans le groupe des métaux conducteurs transparents, incluant l'oxyde d'étain dopé à l'indium (ITO) et l'oxyde de zinc dopé à R:\Brevets\22700\22714.doc - 30 juin 2004 - 12/31 l'indium (IZO). Si la deuxième électrode 210 sert d'anode, la deuxième électrode 210 est formée d'un dans le groupe métallique, incluant le calcium (C), l'aluminium (Al) et le magnésium (Mg), ou bien une couche métallique double tel que fluorure de lithium/aluminium (LiF/Al).
La FIG. 10 est une vue en plan schématique représentant des parois latérales doubles définissant un schéma en réseau selon un mode de réalisation de la présente invention. Tel que représenté sur la FIG. 10, une pluralité de régions à pixels "P" sont définies sur une première électrode 202 qui est sur un deuxième substrat 200. Une pluralité de parois latérales 206 sont formées sur la première électrode 202 à chacune des frontières des régions à pixels "P". Les parois latérales 206 définissent un intervalle "K" entre des régions à pixels "P" voisines, de manière que la couche électroluminescente organique 208 (de la FIG. 9) et la deuxième électrode 210 (de la FIG. 9) puissent être divisées en chacune des régions à pixels "P" et être séparées par les parois latérales 206 ayant entre elles l'intervalle "K".
Bien que ceci ne soit pas représenté sur la FIG. 10, une largeur de l'intervalle "K" peut être inférieure à la hauteur des parois latérales 206. Les parois latérales 206 sont d'un type trapézoïdal inversé ou ont une forme effilée inversée observée en vue en coupe et définissent un schéma à réseau observé en vue en plan. Si la deuxième électrode 210 (de la FIG. 9) sert de cathode, les deuxièmes électrodes 210 (de la FIG. 9) peuvent être réalisées en un élément parmi Al, Ca et Mg ou bien des couches métalliques doubles tel que LiF/Al. Ces deuxièmes électrodes 210 (de la FIG. 9) peuvent être formées par un procédé d'évaporation thermique ou bien un procédé à évaporation de faisceau d'électrons.
Les FIGs. 11A à Il c sont des vues en coupe schématiques, représentant un procédé de fabrication d'un substrat à matrice de TFT d'un dispositif électroluminescent organique de type à plaque duale, selon un mode de réalisation de la présente invention. Tel que représenté sur la FIG. 11A, la pluralité de régions à pixels "P" (de la FIG. 9) sont définies dans un premier substrat 100 sur lequel est formée une couche tampon 102. La couche tampon 102 peut être réalisée dans un matériau appartenant au groupe de matériau isolant, à base de silicium, incluant du nitrure de silicium (SiNx) et de l'oxyde de silicium (SiO2).
Une pluralité de couches actives 104 sont formées sur la couche tampon 102 par déposition d'un matériau à base de silicium, intrinsèquement amorphe, et par un procédé par cristallisation, faisant utilisation de la déshydrogénation. Les couches actives 104 comprennent une région active 104a, des régions de source et de drain 104b et 104c, adjacentes à la région active 104a. Une couche isolante de grille 106 est formée sur la totalité de la surface du premier substrat 100, comprenant les couches actives 104. La couche isolante de grille 106 peut être réalisée en un R:\Brevets\22700\22714.doc - 30 juin 2004 - 13131 matériau, appartenant au groupe de matériaux isolants non organiques, incluant le nitrure de silicium (SiNx) et l'oxyde de silicium (SiO2). Une pluralité d'électrodes de grille 108 sont formées sur la couche isolante de grille 106, correspondant à la région active 104a. Des parties de la couche isolante de grille 106, sur la région de source 104b et la région de drain, peuvent être gravées chimiquement pour exposer la région source 104b et la région de drain 104c. Les électrodes de grille 108 peuvent être réalisées en un élément parmi le groupe des métaux conducteurs, incluant l'aluminium (Al), un alliage d'aluminium, le cuivre (Cu), le tungstène (W), le tantale (Ta) et le molybdène (Mo).
Bien que ceci ne soit pas représenté sur la FIG. 11A, le premier substrat 100, ayant les électrodes de grille 108, dopées avec des éléments du groupe III de la classification, comprenant le bore (B) ou appartenant au groupe V, incluant le phosphore (P). Spécifiquement, les régions de source et de drain 104b et 104c sont dopées. Une intercouche 110 est formée sur le substrat 100, ayant les électrodes de grille 108. En plus, l'intercouche 110 comprend des premier et deuxième trous de contact 112 et 114 qui exposent les régions de source et de drain 104b et 104c dopées, respectivement. L'intercouche 110 peut être formée par déposition et mise en motif du même matériau que le matériau isolant de grille 106.
Tel que représenté sur la FIG. 11B, une pluralité d'électrodes de source et de drain 116 et 118 sont formées sur l'intercouche 110 et les régions de source et de drain 104b et 104c dopées des couches actives 104, via des premier et deuxième trous de contact 112 et 114, respectivement. Une passivation 120 est formée sur le premier substrat 100, incluant les électrodes de source et de drain 116 et 118, par déposition ou application d'un revêtement et mise en motif d'un matériau dans le groupe des matériaux isolants non-organiques ou du groupe des matériaux isolants organiques incluant le benzocylcobutène (BCB), une résine acrylique. La passivation 120 inclut un trou de contact de drain 122, exposant une partie d'une des électrodes de drain 118.
Bien que ceci ne soit pas représenté sur la FIG. 11B, le transistor en couche mince, utilisant le dispositif électroluminescent organique, inclut un transistor en couche mince de commutation et un transistor en couche mince de commande. Le transistor en couche mince de commutation comprend une électrode de grille de commutation, une couche semi- conductrice de commutation, une électrode de source de commutation et une électrode de drain de commutation. Le transistor en couche mince de commande comprend une électrode à grille de commande, une couche semi- conductrice de commande, une électrode de source de commande et une électrode de drain de commande. Les électrodes de grille de commande sont connectées à l'électrode de drain de commutation. L'électrode de source de R:\Brevets\22700122714.doc - 30 juin 2004 - 14/31 commande est connectée à une ligne d'alimentation, tandis que l'électrode de drain de commande est connectée à l'une des électrodes du dispositif électroluminescent organique.
Tel que représenté sur la FIG. 11C, une pluralité d'électrodes de connexion 124 sont formées sur la couche de passivation 120, par déposition et mise en motif d'un matériau métallique conducteur. L'électrode de connexion 124 est connectée à l'électrode de drain 118 via le trou de contact de drain 122.
Les FIGs. 12A à 12D sont des vues en coupe schématiques, représentant un procédé de fabrication pour un substrat électroluminescent organique ayant une partie émettrice d'un dispositif électroluminescent organique de type à plaque duale, selon un mode de réalisation de la présente invention. Tel que représenté sur la FIG. 12A, une pluralité de régions à pixels "P" sont définies dans un deuxième substrat 200, sur lequel une première électrode 202 est formée. Si la première électrode 202 sert d'anode, la première électrode 202 est réalisée par déposition et mise en motif d'un parmi un matériau conducteur transparent, tel que de l'oxyde d'étain dopé à l'indium (ITO), ayant une haute fonction de travail. Une pluralité de motifs d'interception 204 sont formés sur la première électrode 202 à une frontière des régions à pixels "P" par déposition et mise en motif d'un matériau isolant non-organique, tel que nitrure de silicium (SiNx), de l'oxyde de silicium (SiO2).
Sur la FIG. 12B, des parois latérales 206 sont formées sur les motifs d'interception 204. Un intervalle entre régions "K" existe des parois latérales 206 voisines. Bien que ceci ne soit pas représenté sur la FIG. 12B, les parois latérales 206 définissent un schéma en réseau, lorsqu'on l'observe en vue en plan.
Sur la FIG. 12C, une pluralité de couches électroluminescentes organiques 208 sont formées sur la première électrode 202 et sont automatiquement divisées en chacune des régions à pixels "P" par les parois latérales 206. La couche électroluminescente organique 208 comprend des couches de matériau luminescent rouges, vertes et bleues. La couche électroluminescente organique 208 peut être une couche unique ou des couches multiples. Dans le cas de couches multiples, si la première électrode 202 sert d'anode, la couche électroluminescente organique 208 comprend des couches de transport de trous 208a sur la première électrode 202, des couches luminescentes 208b et des couches de transport d'électrons 208c, sur une deuxième électrode formée ultérieurement.
Sur la FIG. 12D, une pluralité de deuxièmes électrodes 210 sont formées sur le deuxième substrat 200, ayant les couches électroluminescentes organiques 208. Les deuxièmes électrodes 210 sont automatiquement divisées dans chacune des régions à pixels "P" par les parois latérales 206. En plus, les deuxièmes électrodes 210 sont empêchées d'entrer en court-circuit, avec la première électrode 202, grâce aux motifs R:1Brevets\22700'22714.doc - 30 juin 2004 - 15/31 d'interception 204. Les deuxièmes électrodes 210 peuvent être réalisées en un matériau pairni Al, Ca et Mg, ou bien des couches métalliques doubles, telles que LIF/Al. Par exemple, l'élément de connexion 124 (de la FIG. 11C) peut être réalisée dans le même matériau que les deuxièmes électrodes 210, afin d'améliorer l'effet de contact avec les deuxièmes électrodes 210. Bien que ceci ne soit pas représenté sur les FIGs. 11A à 1c et les FIGs. 12A à 12D, ensuite, un procédé de fixation du premier substrat 100 sur le premier substrat 200, avec un dispositif d'étanchéité, est effectué.
La FIG. 13 est une vue en coupe schématique représentant un procédé d'évaporation d'un dispositif électroluminescent organique, ayant des parois latérales doubles, selon un mode de réalisation de la présente invention. Tel que représenté sur la FIG. 13, les deuxièmes électrodes 210 sont formées par un procédé d'évaporation, faisant utilisation d'un métal source 220. En comparaison avec la FIG. 7, les deuxièmes électrodes 210 peuvent être divisées en chacune des régions à pixels "P" par les parois latérales 206, du fait que les parois latérales 206 ont une forme trapézoïdale inversée et que des parois latérales 206 adjacentes ont entre elles un intervalle "K". Dans une partie latérale "C", dans une zone du deuxième substrat 200, qui ne correspond pas directement à une zone de la source métallique 220, des matériaux de la source métallique 220 ne sont pas déposés en trop grande quantité, suite à l'intervalle "K", entre des parois latérales 206 voisines. De manière correspondante, chacune des deuxièmes électrodes 210 peut être formée indépendamment dans chacune des régions à pixels "P" sans qu'il y ait court-circuit. Bien que ceci ne soit pas représenté, la largeur de l'intervalle "K" peut être inférieure à la hauteur des parois latérales 206.
La FIG. 14 est une vue en coupe schématique représentant un PLED de type à plaque duale, selon un mode de réalisation de la présente invention. Sur la FIG. 14, un premier substrat 310 est placé face au deuxième substrat 350 qui est espacé du premier substrat 310. Une pluralité de régions à pixels "P" sont définies dans les premier et deuxième substrats 310 et 350. Une couche formant matrice 340 est formée sur une surface intérieure du premier substrat 310 et inclut une pluralité de transistors en couche mince "T". Une pluralité d'électrodes de connexion 330 sont formées sur la couche formant matrice 340. L'électrode de connexion 300 est connectée au transistor en couche mince "T". Par exemple, l'électrode de connexion 300 peut être connectée au transistor en couche mince "T" par des moyens de connexion additionnels. L'électrode de connexion 330 peut être réalisée en un matériau isolant.
Bien que ceci ne soit pas représenté sur la FIG. 14, les transistors en couche mince "T" comprennent des couches semi-conductrices 312, des électrodes de grille R:1Brevets122700122714.doc - 30 juin 2004 - 16/31 314, des électrodes de source 316 et des électrodes de drain 318 et l'électrode de connexion 330 peut être connectée à l'électrode de drain 318. Plus spécifiquement, les transistors en couche mince "T", représentés sur la FIG. 14, agissent comme des transistors en couche mince de commande. Même si les transistors en couche mince "T", représentés sur la FIG. 14, sont un transistor en couche mince de type à grille supérieure et que les couches semi-conductrices 312 sont réalisées en matériau à base de polysilicium, les transistors en couche mince "T" peuvent être des transistors en couche mince de type à grille inférieure et les couches semi-conductrices, de tels transistors en couche mince de type à grille inférieure, peuvent être réalisées en matériau à base de polysilicium.
Bien que ceci ne soit pas représenté sur la FIG. 14, la couche formant matrice 340 comprend également une pluralité de lignes de grille, une pluralité de lignes de données et une pluralité de lignes d'alimentation. Une première électrode 352 est formées sur une surface intérieure sur le deuxième substrat 350. Des couches électroluminescentes en polymère 360a, 360b et 360c, rouges, vertes et bleues, sont formées sur la première électrode 352, dans les régions à pixels "P". Spécifiquement, les couches électroluminescentes en polymère 360a, 360b et 360c rouges, vertes et bleues comprennent respectivement des couches à luminescence, de couleur rouge, verte et bleue.
En plus, une pluralité de deuxièmes électrodes 362 sont formées sur les couches électroluminescentes en polymère 360a, 360b et 360c, rouges, vertes et bleues. Les première et deuxième électrodes 352 et 362 et la couche électroluminescente en polymère 360a, 360b et 360c entre elles constituent une diode PLED "DEL". Le courant, venant du transistor en couche mince "T" est appliqué à la diode PLED "DEL". Spécifiquement, du courant venant du transistor en couche mince "T" est appliqué à la deuxième électrode 362.
Les couches électroluminescentes en polymère 360a, 360b et 360c sont formées d'un matériau polymère, ayant une haute fiabilité à la chaleur et une bonne dureté mécanique. De manière correspondante, le matériau polymère peut être appliqué à un modèle de grande taille. En plus, une pluralité de parois latérales 355 sont formées entre chacune des premières électrodes 352 et les couches électroluminescentes polymères 360a, 360b et 360c, à une frontière entre chacune des régions à pixels "P", de manière que les couches électroluminescentes en polymère 360a, 360b et 360c et les deuxièmes électrodes 362 soient divisées automatiquement en chacune des régions à pixels "P".
Les parois latérales 355 comprennent une pluralité de première et deuxième parois latérales négatives 354a et 354b, une pluralité de première et deuxième parois latérales positives 356a et 356b, respectivement en contact avec des côtés des R:\Brevets\22700\22714.doc - 30 juin 2004 17/31 première et deuxième parois latérales négatives 354a et 354b. Les premières et deuxièmes parois latérales négatives 354a et 354b ont une forme en trapèze inversée telle qu'une largeur des première et deuxième parois latérales négatives 354a et 354b augmente graduellement depuis le deuxième substrat 350, en mesurant perpendiculairement sur une perpendiculaire au deuxième substrat 350 et sont adjacentes, avec un intervalle d'une minceur extrême, vis-à-vis du deuxième substrat 350. À la différence de cela, les premières et deuxièmes parois latérales positives 354a et 354b ont une forme trapézoïdale, telle qu'une largeur des première et deuxième parois latérales négatives 356a et 356b diminue graduellement depuis le to deuxième substrat 350, en mesurant perpendiculairement sur une ligne perpendiculaire au deuxième substrat 350 et sont d'une épaisseur maximale en un point adjacent au deuxième substrat 350.
De manière correspondante, les faces extérieures des premières et deuxièmes parois latérales négatives 354a et 354b font un angle inférieur à environ 90 par rapport au deuxième substrat 350. Les premières et deuxièmes parois latérales négatives 354a et 354b sont situées entre les premières et deuxièmes parois latérales positives 356a et 356b à la frontière entre les régions à pixels "P". Les côtés des premières et deuxièmes parois latérales positives 356a et 356b font un angle supérieur à environ 90 par rapport au deuxième substrat 350. Les premières et deuxièmes parois latérales positives 356a et 356b sont placées entre et de façon adjacente aux couches électroluminescentes 360a, 360b et 360c en polymère, avec une profondeur uniforme dans chacune des régions à pixels "P".
L'électrode de connexion 330 est connectée à la deuxième électrode 362. Des courants venant des transistors en couche mince de commande "TD" sont appliqués aux deuxièmes électrodes 362 par les électrodes de connexion 330. En plus, le premier substrat 310 est attaché à la deuxième membrane 350 avec un motif d'étanchéité 370, et le motif d'étanchéité 370 est formé dans une région périphérique des premières et deuxièmes substrats 310 et 350.
Du fait que les couches électroluminescentes 306a, 360b et 360c en polymère sont formées d'un matériau polymère et que les parois latérales 355 comprennent des parois latérales négatives et positives 354a et 354b, 356a et 356b, les couches électroluminescentes 360a, 360b et 360c en polymère ont une profondeur uniforme dans les régions à pixels "P", du fait des parois latérales positives 356a et 356b tandis que les deuxièmes électrodes 362 sont empêchées d'entrer en court-circuit entre les deuxièmes électrodes 362 voisines du fait des parois latérales négatives 354a et 354b, par la présence entre elles d'un intervalle "K" (selon la FIG. 10). Les parois latérales positives 356a et 356b agissent comme des motifs de compensation des parois latérales négatives 354a et 354b. En outre, étant donné que le ELD organique est un R: 1Brevets122700122714. doc - 30 juin 2004 - 18/31 type à émission par le haut, on peut obtenir un taux d'ouverture élevé. Etant donné qu'une couche formant matrice incluant un transistor en couche mince et une diode EL organique est formée indépendamment sur des substrats respectifs, des effets indésirables imputables au procédé de fabrication de la diode EL organique peuvent être empêchés, ce qui améliore le rendement de production global.
La FIG. 15 est une vue en coupe schématique représentant le rôle des parois latérales négatives et positives d'un dispositif électroluminescent organique de type à plaque duale, selon un mode de réalisation de la présente invention. Tel que représenté sur la FIG. 15, une pluralité de régions à pixels "P" sont définies dans un substrat 450, sur lequel une première électrode 452 est formée. Des premières et deuxièmes parois latérales négatives 454a et 454b, et des premières et deuxièmes parois latérales positives 456a et 456b, sont formées sur la première électrode 452 à une frontière des régions à pixels "P". En plus, les premières et deuxièmes parois latérales négatives 454a et 454b sont espacées les unes des autres et les premières et deuxièmes parois latérales positives 456a et 456b sont en contact avec des faces des premières et deuxièmes parois latérales négatives 454a et 454b. Les premières et deuxièmes parois latérales négatives 456a et 456b ont une forme en trapèze inversée, et les faces extérieures des premières et deuxièmes parois latérales positives 456a et 456b font un angle "03" supérieur à environ 90 par rapport au substrat 450.
Dans le cas d'utilisation du matériau polymère, les couches électroluminescentes 460a, 460b et 460c en polymère et les deuxièmes électrodes 462a, 462b et 462c peuvent être divisées en chacune des régions à pixels "P" par les parois latérales négatives et positives 454a et 454b,456a et 456b. Les parois latérales négatives 454a et 454b sont espacées de chaque autre, tandis que les premières et deuxièmes parois latérales 456a et 456b, en contact avec les cotées des premières et deuxièmes parois latérales positives 456a et 456b, sont formées sur la première électrode 452.
Les FIGS. 16A à 16D sont des vues en coupe schématiques représentant un procédé de fabrication d'un substrat électroluminescent organique comprenant des parties émettrices d'un PLED de type à plaque duale selon un mode de réalisation de la présente invention. Tel que représenté sur la FIG. 16A, une première électrode 352 est formée sur un premier substrat 350, incluant une région d'affichage "DR" ayant une pluralité de régions à pixels "P". Des premières et deuxièmes parois latérales négatives 354a et 354b sont formées sur la première électrode 352 à des frontières des régions à pixels "P". Les premières et deuxièmes parois latérales négatives 354a et 354b sont espacées de chaque autre. Des faces des parois latérales négatives 354a et 354b font un angle inférieur à environ 90 par rapport au premier substrat 350.
R: 1Brevets\22700\22714.doc - 30 juin 2004 - 19/31 Tel que représenté sur la FIG. 16B, des premières et deuxièmes parois latérales positives 356a et 356b sont formées sur le premier substrat 350 et sont en contact avec des faces des premières et deuxièmes parois latérales négatives 354a et 354b. Les premières et deuxièmes parois latérales positives 356a et 356b ont des pentes correspondant à la pente inversée des premières et deuxièmes parois latérales négatives 354a et 354b. Les faces des premières et deuxièmes parois latérales positives 356a et 356b font un angle supérieur à environ 90 par rapport au premier substrat 350. En plus, les premières parois latérales négatives et positives 354a et 356a peuvent constituer des premières parois latérales 358a, et les deuxièmes parois Io latérales négatives et positives 354b et 356b peuvent constituer des deuxièmes parois latérales 358b. Les premières et deuxièmes parois latérales 358a et 358b sont espacées les unes des autres et ont des faces en pente négatives et positives qui sont sensiblement parallèles.
Il faudrait noter que, premièrement, les faces extérieures "S 1" des premières et 15 deuxièmes parois latérales 358a et 358b font un angle "04" supérieur à environ 90 par rapport au premier substrat 350, deuxièmement que les faces extérieures "S2" des premières et deuxièmes parois latérales 258a et 258b font un angle "05" inférieur à environ 90 par rapport au premier substrat 350. Les premières faces extérieures "S1" sont placées de façon adjacente aux régions à pixels "P", et les deuxièmes faces 20 extérieures "S2" sont placées en une partie en regard entre les premières et deuxièmes parois latérales 358a et 358b.
Les premières et deuxièmes parois latérales 358a et 358b peuvent être formées par un procédé à photolithographie utilisant un matériau photoorganique, et la forme en pente peut être modifiée selon le matériau photo-organique, et les parois latérales 25 négatives et positives 354a, et 354b, 356a et 356b peuvent avoir des formes différentes entre elles.
Tel que représenté sur la FIG. 16C, des couches électroluminescentes 360a, 360b et 360c en polymère sont formées sur la première électrode 352 par application en revêtement d'un matériau polymère et sont divisées automatiquement dans chacune des régions à pixels "P" par les premières et deuxièmes parois latérales 358a et 358b. Les couches électroluminescentes 360a, 360b et 360c en polymère sont en contact avec les premières et deuxièmes parois latérales 358a et 358b dans le premier côté "S 1" et ont une profondeur uniforme dans les régions à pixels "P", par une pente positive des premières et deuxièmes parois latérales positives 356a et 356b.
Tel que représenté sur la FIG. 16D, une pluralité de deuxièmes électrodes 362a, 362b et 362c sont formées sur les couches électroluminescentes 360a, 360b et 360c en polymère dans chacune des régions à pixels "P" par déposition d'un matériau métallique conducteur. Les deuxièmes électrodes 362a, 362b et 362c sont R:1Brevets\22700\22714.doc - 30 juin 2004 - 20/31 automatiquement divisées dans chacune des régions à pixels "P" par les premières et deuxièmes parois latérales 358a et 358b espacées les unes des autres.
Les deuxièmes faces extérieures "S2" des premières et deuxièmes parois latérales 358a et 358b font un angle plus petit qu'environ 90 avec le premier substrat 350. Le matériau métallique conducteur peut être divisé par l'intervalle "K" entre les premières et deuxièmes parois latérales 358a et 358b, par conséquent les deuxièmes électrodes 362a, 362b et 362c peuvent être automatiquement divisées dans chacune des régions à pixels "P", sans aucun processus additionnel.
Dans un cas d'utilisation d'un matériau polymère, les couches électroluminescentes 360a, 360b et 360c en polymère et les deuxièmes électrodes 362a, 362b et 362c peuvent être divisées en chacune des régions à pixels "P" par les premières et deuxièmes parois latérales 358a et 358b. Les premières et deuxièmes parois latérales 358a et 358b comprennent des premières et deuxièmes parois latérales positives 356a et 356b et des premières et deuxièmes parois latérales négatives 354a et 354b.
Les FIGS. 17A et 17B sont des vues en coupe schématiques représentant un procédé de fabrication dans un substrat électroluminescent organique comprenant une partie émettrice d'un PLED de type à plaque duale selon un mode de réalisation de la présente invention. Tel que représenté sur la FIG. 17A, des transistors en couche mince "T" sont formés sur le deuxième substrat 310. Chacun du transistor en couche mince comprend une couche à semi-conducteur 312, une électrode de grille 314, et des électrodes de source et de drain 316 et 318. Même si les transistors en couche mince "T" sont du type à grille supérieure représenté sur la FIG. 17A, les transistors en couche mince "T" peuvent être d'un type à grille inférieure. En plus, la couche semi-conductrice 312 peut être un matériau sélectionné parmi le silicium amorphe et le polysilicium.
Bien que ceci ne soit pas représenté sur la FIG. 17A, les transistors en couche mince "T" comprennent un transistor en couche mince de commutation et un transistor en couche mince de commande, qui sont formés dans chaque région à pixels. Une ligne de grille, une ligne de données croisant la ligne de grille et une ligne d'alimentation sont également formées sur le deuxième substrat 310. En plus, le transistor en couche mince de commutation est placé de façon adjacente à un croisement entre les lignes de grille et de données. En plus, le transistor en couche mince "T" représenté sur la FIG. 17B agit comme un transistor en couche mince de commande.
Tel que représenté sur la FIG. 17B, une couche de passivation 320 est formée sur le deuxième substrat 310 comprenant les transistors en couche mince "T". Une pluralité d'électrodes de liaison 330 sont formées sur la couche de passivation 320 et R: 1Brevets122700122714.doc - 30 juin 2004 21/31 sont réalisées en un matériau métallique conducteur. Spécifiquement, les électrodes de connexion 330 sont connectées aux électrodes de drain 318. Bien que ceci ne soit pas représenté sur la FIG. 17B, après que le processus de formage des premiers et deuxièmes substrats ait été achevé, un motif d'étanchéité est formé sur l'un des premiers et deuxièmes substrats dans une région périphérique de la région d'affichage. Ensuite, les premiers et deuxièmes substrats sont fixés au motif d'étanchéité et sont connectés à chaque autre par une électrode de liaison 330. Dans l'intervalle, les premiers et deuxièmes parois latérales 358a et 358b (de la FIG. 16D) selon la présente invention peuvent être formées sur un OLED comprenant une diode électroluminescente organique et une couche d'élément à matrice dans le même substrat.
Le dispositif d'affichage électroluminescent organique (ELD) et le procédé de fabrication de celui-ci selon la présente invention offrent des avantages particuliers. Premièrement, étant donné que le ELD organique est un type à émission par le dessus, on peut obtenir un taux d'ouverture élevé. Deuxièmement, étant donné qu'une couche formant matrice incluant un transistor en couche mince et une diode EL organique sont formées indépendamment sur des substrats respectifs, on peut empêcher de subir des effets indésirables imputables au procédé de fabrication de la diode EL organique, améliorant de cette manière le rendement de production global.
Troisièmement, la deuxième électrode peut être formée indépendamment et chacune des régions de pixel sont empêchées d'entrer en court-circuit avec des régions de pixels voisines, étant donné que les parois latérales ont une région d'intervalle entre des parois latérales voisines et qu'elles ont des formes inversées si on les observe en vue en coupe. En outre, une étape de masquage est devenue inutile, améliorant de cette manière le rendement de production. Quatrièmement, les couches électroluminescentes en polymère peuvent être de profondeur uniforme et les deuxièmes électrodes peuvent être divisées dans chacune des régions à pixels par les parois latérales qui incluent des parois latérales négatives ayant la pente négative, et les parois latérales positives ayant la pente positive, réduisant de cette manière le coût de fabrication et le temps de traitement et faisant que le OLED présente une amélioration de ses propriétés.
Il est évident à l'Homme de l'art que diverses modifications et variations peuvent être apportées dans le dispositif électroluminescent organique et son procédé de fabrication selon la présente invention, sans quitter l'esprit ou le champ de l'invention. Ainsi, il est entendu que la présente invention couvrent les modifications et les variations de cette invention, sachant qu'elles se situent dans le champ des revendications annexées et de leurs équivalents.
R:1Brevets122700122714doc - 30 juin 2004 - 22/31
Claims (42)
1. Dispositif électroluminescent organique, caractérisé en ce qu'il comprend: - des premiers et deuxièmes substrats (100, 200), placés face à face et espacés l'un de l'autre, les premiers et deuxièmes substrats (100, 200) incluant une région à pixels "P"; une ligne de grille sur une surface intérieure du premier substrat (100); une ligne de données croisant la ligne de grille; lo un transistor en couche mince de commutation, connecté à la ligne de grille et à la ligne de données; un transistor en couche mince de commande, connecté au transistor en couche mince de commutation; une ligne d'alimentation connectée au transistor en couche mince de commande; une première électrode (202) sur une surface intérieure du deuxième substrat (200); une première paroi latérale et une deuxième paroi latérale sur la première électrode (202), à une frontière de la région à pixels "P", la première paroi latérale et la deuxième paroi latérale étant espacées l'une de l'autre, une couche électroluminescente sur la première électrode (202) dans la région à pixels "P"; une deuxième électrode (210) sur la couche électroluminescente dans la région à pixels "P"; et une électrode de connexion reliée électriquement au premier et au deuxième substrats (200).
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la première paroi latérale et la deuxième paroi latérale ont chacune des faces inclinées à pentes négatives et positives, sensiblement parallèles.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel la couche électroluminescente comprend un matériau polymère.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel, à l'extérieur de la première paroi latérale et de la deuxième paroi latérale, de façon adjacente à la région à pixels "P", est formé un angle supérieur à environ 90 par rapport au deuxième substrat (200), respectivement.
R:1Breveü1227001227I4.doc - 30 juin 2004 - 23/31
5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel à l'extérieur de la première paroi latérale et de la deuxième paroi latérale, placées face à chaque autre, est formé un angle inférieur à environ 90 par rapport au deuxième substrat (200), respectivement.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la première paroi latérale comprend des première et deuxième parois latérales négatives (354a, 354b) et la deuxième paroi latérale comprend des premières et deuxièmes parois latérales positives (356a, 356b).
7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel les premières et deuxièmes parois latérales négatives (354a, 354b) sont espacées l'une de l'autre et chacune des première et deuxième parois latérales négatives (354a, 354b) présente une forme trapézoïdale inversée telle qu'une largeur des parois latérales (206) négatives augmente graduellement depuis le deuxième substrat (200), en mesurant perpendiculairement sur une ligne perpendiculaire au deuxième substrat (200), et les parois négatives sont adjacentes, de la façon la plus mince possible, au deuxième substrat (200).
8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel, à l'extérieur des première et deuxième parois latérales négatives (354a, 354b), est formé un angle inférieur à environ 90 par rapport au deuxième substrat (200), respectivement.
9. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel les premières et deuxièmes parois latérales positives (356a, 356b) sont en contact avec les premières et deuxièmes parois latérales négatives (354a, 354b) et chacune des premières et deuxièmes parois Iatérales positives (356a, 356b) ont une forme effilée, de manière qu'une largeur des parois latérales (206) positives diminue graduellement depuis le deuxième substrat (200), en mesurant perpendiculairement selon une ligne perpendiculaire au deuxième substrat (200) et les parois latérales (206) négatives sont adjacentes, en laissant un intervalle de largeur maximal, au deuxième substrat (200).
10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel à l'extérieur des premières et deuxièmes parois latérales positives (356a, 356b) est formé un angle supérieur à environ 90 avec le deuxième substrat (200), respectivement.
R:1Brevets\22700\22714.doc - 30 juin 2004 - 24/31
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel la première électrode (202) sert d'anode.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel la deuxième électrodes (210) sert de cathode.
13. Dispositif selon la revendication 11, dans lequel la première électrode (202) comprend l'un parmi de l'oxyde d'étain dopé à l'indium (ITO) et de l'oxyde de zinc dopé à l'indium (IZO).
14. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel la deuxième électrodes (210) comprend un élément parmi Ca, Al et Mg.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel le transistor en couche mince de commutation comprend une électrode de grille de commutation connectée à la ligne de grille, une couche semi-conductrice de commutation, une électrode source de commutation connectée à la ligne de données et une électrode de drain de commutation espacée de l'électrode source de commutation, et le transistor en couche mince de commande comprend une électrode de grille de commande connectée à l'électrode de drain de commutation, une électrode source de commande connectée à la ligne d'alimentation, une électrode de drain de commande connectée à l'électrode de connexion.
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel la ligne d'alimentation croise la ligne de grille et la ligne de grille est espacée de la ligne de données.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, dans lequel l'électrode de connexion est connectée au transistor en couche mince de 30 commande et à la deuxième électrodes (210).
18. Dispositif selon la revendication 17, dans lequel l'électrode de connexion comprend le même matériau que la deuxième électrodes (210).
19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, dans lequel la couche électroluminescente comprend une couche de transport de trous, une couche luminescente et une couche de transport d'électrons, la couche de transport de trous fournissant des trous à la couche luminescente depuis une anode, la couche de R:\Brevets\22700\227 14doc 30 juin 2004 - 25/31 transport d'électrons fournissant des électrons à la couche luminescente depuis une cathode.
20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, comprenant en outre un motif d'interception à la frontière de la région à pixels "P" entre la première électrode (202) et la deuxième électrodes (210).
21. Procédé de fabrication d'un dispositif électroluminescent organique, comprenant: la formation d'une ligne de grille sur un premier substrat (100) comprenant une région à pixels "P"; la formation d'une ligne de données croisant la ligne de grille; - la formation d'un transistor en couche mince de commutation dans une partie de croisement de la ligne de grille et de la ligne de données; la formation d'un transistor en couche mince de commande, connecté au transistor en couche mince de commutation; la formation d'une ligne d'alimentation connectée au transistor en couche mince de commande; - la formation d'une première électrode (202) sur la région à pixels "P" sur un deuxième substrat (200); la formation de premières et deuxièmes parois latérales (206) espacées de chaque autre à une frontière de la région à pixels "P"; la formation d'une couche électroluminescente de la première électrode (202) dans la région à pixels "P"; la formation d'une deuxième électrode (210) sur la couche électroluminescente; - la formation d'une électrode de connexion reliée électriquement aux premiers et deuxièmes substrats; et la fixation des premiers et deuxièmes substrats (100, 200).
22. Procédé selon la revendication 21, dans lequel les premières et deuxièmes parois latérales (206) ont chacune des faces à pentes négatives et positives, qui sont sensiblement parallèles.
23. Procédé selon la revendication 21 ou 22, dans lequel la couche électroluminescente est formée par revêtement par un matériau en polymère.
R: \Brevets\22700\22714.doc -30 juin 2004 - 26/31
24. Procédé selon l'une quelconque des revendications 21 à 23, dans lequel des faces des premières et deuxièmes parois latérales (206) adjacentes à la région à pixels "P" font un angle supérieur à environ 90 par rapport au deuxième substrat (200), respectivement.
25. Procédé selon la revendication 24, dans lequel des faces des premières et deuxièmes parois latérales (206), qui se font face les unes aux autre, font un angle inférieur à environ 90 par rapport au deuxième substrat (200), respectivement.
26. Procédé selon l'une quelconque des revendications 21 à 25, dans lequel la formation des premières et deuxièmes parois latérales (206) comprend: la formation de première et deuxième parois latérales négatives (354a, 354b) espacées les unes des autres, et les premières et deuxièmes parois latérales négatives (354a, 354b) ont chacune une forme en trapèze inversée de manière que la largeur des parois latérales (206) négatives augmente graduellement depuis le deuxième substrat (200) en mesurant perpendiculairement suivant une ligne perpendiculaire au deuxième substrat (200), et les parois latérales (206) négatives sont adjacentes, en laissant subsister un intervalle le plus mince possible, au deuxième substrat (200); - la formation de premières et deuxièmes parois latérales positives (356a, 356b) mettant en contact extérieurement, de façon adjacente aux premières et deuxièmes parois latérales (206), et les premières et deuxièmes parois latérales positives (356a, 356b) ont une forme effilée, telle qu'une largeur des parois latérales (206) positives va graduellement en diminuant depuis le deuxième substrat (200), en mesurant parallèlement le long d'une ligne perpendiculaire au deuxième substrat (200) et les parois latérales (206) positives sont adjacentes, en laissant subsister un intervalle le plus large possible, au deuxième substrat (200).
27. Procédé selon la revendication 26, dans lequel les faces des première et deuxième parois latérales négatives (354a, 354b) font un angle inférieur à environ 90 par rapport au deuxième substrat (200), respectivement.
28. Procédé selon la revendication 26, dans lequel des faces des premières et deuxièmes parois latérales positives (356a, 356b) font un angle supérieur à environ 90 par rapport au deuxième substrat (200), respectivement.
R:\Brevets\22700\22714.doc - 30 juin 2004 - 27/31
29. Procédé selon l'une quelconque des revendications 21 à 28, dans lequel la première électrode (202) sert d'anode.
30. Procédé selon l'une quelconque des revendications 21 à 29, dans lequel la deuxième électrodes (210) sert de cathode.
31. Procédé selon la revendication 29, dans lequel la première électrode (202) comprend un élément parmi l'oxyde d'étain dopé à l'indium (ITO) et l'oxyde de zinc dopé à l'indium (IZO).
32. Procédé selon la revendication 30, dans lequel la deuxième électrodes (210) comprend un élément parmi Ca, Al et Mg.
33. Procédé selon l'une quelconque des revendications 21 à 32, dans lequel le transistor en couche mince de commutation comprend une électrode de grille de commutation connectée à la ligne de grille, une couche semi-conductrice de commutation, une électrode source de commutation connectée à la ligne de données et une électrode de drain de commutation espacée de l'électrode source de commutation, et le transistor en couche mince de commande comprend une électrode de grille de commande connectée à l'électrode de drain de commutation, une électrode de source de commande connectée à la ligne d'alimentation, une électrode de drain de commande connectée à l'électrode de connexion.
34. Procédé selon l'une quelconque des revendications 21 à 33, dans lequel la ligne d'alimentation croise la ligne de grille, et la ligne de grille est espacée de la ligne de données.
35. Procédé selon l'une quelconque des revendications 21 à 34, dans lequel l'électrode de connexion est connectée au transistor en couche mince de 30 commande et à la deuxième électrodes (210) dans la région à pixels "P".
36. Procédé selon la revendication 35, dans lequel l'électrode de connexion comprend le même matériau que la deuxième électrodes (210).
37. Procédé selon l'une quelconque des revendications 21 à 36, dans lequel la couche électroluminescente comprend une couche de transport de trous, une couche luminescente et une couche de transport d'électrons, la couche de transport de R.\Brevets\22700\22714.doc - 30 juin 2004 - 28/31 trous fournissant des trous à une anode, la couche de transport d'électrons fournissant des électrons à une cathode.
38. Procédé selon l'une quelconque des revendications 21 à 37, comprenant en outre le formage d'un motif d'interception à la frontière de la région à pixels "P" entre la première électrode (202), la paroi latérale et la deuxième paroi latérale.
39. Substrat pour un dispositif électroluminescent organique, comprenant: Io - un substrat incluant une région à pixels "P"; une première électrode (202) sur la totalité d'une surface intérieure du substrat; - des premières et deuxièmes parois latérales (206) sur la première électrode (202) à une frontière de la région à pixels "P", les premières et deuxièmes 15 parois latérales (206) étant espacées les unes des autres; des couches électroluminescentes sur la première électrode (202) dans la région à pixels "P"; et une deuxième électrode (210) sur les couches électroluminescentes dans la région à pixels "P".
40. Substrat selon la revendication 39, dans lequel les premières et deuxièmes parois latérales (206) ont une forme en parallélogramme inclinée dans une face intérieure, y étant placée face à une surface de section transversale, respectivement.
41. Procédé de fabrication d'un substrat pour un dispositif électroluminescent organique, comprenant: la formation d'une première électrode (202) sur un substrat ayant une région à pixels "P"; la formation de premières et deuxièmes parois latérales (206) espacées l'une de l'autre sur le substrat à une frontière de la région à pixels "P"; la formation d'une couche électroluminescente sur la première électrode (202) dans la région à pixels "P"; et - la foimation d'une deuxième électrode (210) sur la couche 35 électroluminescente dans la région à pixels "P".
R:\Brevets\22700\22714.doc - 30 juin 2004 - 29131
42. Procédé selon la revendication 41, dans lequel les premières et deuxièmes parois latérales (206) ont chacune des faces à pentes négatives et positives, qui sont sensiblement parallèles.
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