FR2888005A1 - Dispositif elelctroluminescent organique de type a double plaque et son procede de fabrication - Google Patents
Dispositif elelctroluminescent organique de type a double plaque et son procede de fabrication Download PDFInfo
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Abstract
Dispositif d'affichage électroluminescent comportant des premier et second substrats (111, 151). Une couche d'émission organique (135) ayant une première épaisseur (t1) réside sur une première électrode (113) dans une zone de sous-pixel (SP) et une seconde électrode (140) réside sur la couche d'émission organique (135). Une couche formant élément de matrice réside sur le second substrat (151), la couche formant élément de matrice comportant un transistor à couches minces (TFT).Une première électrode (113) réside sur le premier substrat (111) et un séparateur (130) ayant un motif en forme de L réciproque à double couche réside sur la première électrode (113). Le séparateur comprenant des première et seconde parties sur la première électrode, chacune ayant des parties saillantes (125, 126) qui font saillie l'une vers l'autre et une zone (120a, b) qui est partiellement enfermée par les parties saillantes.Le séparateur ayant une structure double couche à deux plis, la couche de matériau émetteur organique n'est pas exposée à travers la seconde électrode.
Description
DISPOSITIF ELECTROLUMINESCENT ORGANIQUE DE TYPE A DOUBLE
PLAQUE ET SON PROCEDE DE FABRICATION
La présente invention concerne un dispositif d'affichage électroluminescent et, plus particulièrement, un dispositif d'affichage électroluminescent organique de type à double plaque et son procédé de fabrication.
Parmi les affichages à panneau plat (FPD), les dispositifs électroluminescents (EL) organiques présentaient un intérêt particulier dans la recherche et le développement du fait qu'ils sont des affichages de type à émission de lumière ayant un large angle de vision ainsi qu'un taux de contraste élevé en comparaison avec les dispositifs d'affichage à cristaux liquides (LCD). Les dispositifs EL organiques sont légers et de petite taille, en comparaison avec d'autres types de dispositifs d'affichage, du fait qu'ils ne nécessitent pas de rétroéclairage. Les dispositifs EL organiques présentent d'autres caractéristiques souhaitables, telles qu'une faible consommation d'énergie, une luminosité supérieure et un temps de réponse rapide. Lors de l'excitation de dispositifs EL organiques, seule une faible tension de courant continu (CC) est nécessaire. De plus, un temps de réponse rapide peut être obtenu. A la différence des dispositifs LCD, les dispositifs EL organiques sont entièrement formés suivant un agencement en phase solide. Ainsi, les dispositifs EL organiques sont suffisamment solides pour résister à des chocs externes et avoir également une plus grande plage de température fonctionnelle. De plus, les dispositifs EL organiques sont fabriqués selon un procédé relativement simple impliquant quelques étapes de traitement. Ainsi, il est bien moins coûteux de produire un dispositif EL organique en comparaison avec un dispositif LCD ou un panneau d'affichage à plasma (PDP). En particulier, seuls des procédés de déposition et d'encapsulation sont nécessaires pour fabriquer des dispositifs EL organiques.
La figure 1 est un schéma de circuit simplifié d'un dispositif d'affichage électroluminescent organique selon l'art connexe. Sur la figure 1, une ligne de grille et une ligne de données se croisent l'une l'autre pour définir une zone de pixel. Une ligne d'alimentation est parallèle et écartée de la ligne de données. Un transistor à couches minces (TFT) de commutation "Ts" comme élément d'adressage est connecté à la ligne de grille et à la ligne de données. Un condensateur de stockage "CsT" est connecté au TFT de commutation "Ts" et à la ligne d'alimentation. De surcroît, un TFT d'excitation "TD" comme élément de source de courant est connecté au TFT de commutation "Ts" au condensateur de stockage "CsT" et à la ligne d'alimentation. Le TFT d'excitation "TD" est également connecté à une diode électroluminescente (EL) organique "E. " R\Brevets\25400\25428-060606-tradTXT doc - 12 juin 2006 - 1!20 Le TFT de commutation "Ts" ajuste une tension d'une électrode grille du TFT d'excitation "TD" et le condensateur de stockage "CsT" stocke des charges pour la tension de l'électrode grille du TFT d'excitation "TD." Lorsqu'un courant direct alimente une couche de matériau émetteur organique de la diode EL organique "E," des trous et des électrons se déplacent les uns vers les autres par l'intermédiaire d'une jonction positive négative (PN) au moyen d'une anode de couche d'alimentation en trous et d'une cathode de couche d'alimentation en électrons, et sont recombinés. Etant donné que la paire trou électron recombinée a une énergie inférieure à la paire trou électron séparée, une lumière correspondant à une différence d'énergie entre les paires trou électron recombinées et séparées est émise par la couche de matériau émetteur organique.
La figure 2 est une vue en coupe simplifiée représentant un dispositif d'affichage électroluminescent organique selon l'art connexe. Sur la figure 2, les premier et second substrats 11 et 51 se font face et sont écartés l'un de l'autre. Une première électrode 13 est formée sur une première surface interne du premier substrat 11. Une couche d'isolation 17 et un séparateur 20 sont formés de manière séquentielle sur la première électrode 13 dans une zone limite "CA" entre des zones de sous pixel adjacentes "SP." Une couche de matériau émetteur organique 25 et une seconde électrode 30 sont formées de manière séquentielle dans la zone de sous pixel "SP" entre les séparateurs 20. Dans le procédé de fabrication, la couche de matériau émetteur organique 25 et la seconde électrode 30 sont formées de manière indépendante dans chaque zone de sous pixel "SP" au moyen d'un procédé de dépôt dans lequel le séparateur 20 empêche le dépôt de couches continues. La première électrode 13, la seconde électrode 30 et la couche de matériau émetteur organique 25 constituent une diode électroluminescente (EL) organique "E". Bien que non représenté dans la vue en coupe de la figure 2, dans une vue en plan, le séparateur 20 a une forme de réseau entourant chaque zone de sous pixel "SP".
Une couche 55 formant élément de matrice comportant des transistors à couches minces (TFT; non représentés) est formée dans chaque zone de sous pixel "SP" sur une surface interne du second substrat 51. Une électrode de connexion 58 est également formée sur la surface interne du second substrat 51 connecté à la couche 55 formant élément de matrice. Un motif de connexion 70 est formé dans chaque zone de sous pixel "SP" et connecte la seconde électrode 30 du premier substrat 11 et l'électrode de connexion 58 du second substrat 51.
Un motif de scellage 80 est formé dans une zone limite des premier et second substrats 11 et 51. Par conséquent, l'espace interne entre les premier et second substrats 11 et 51 est scellé par le motif de scellage 80. De surcroît, les premier et RVBrevetsA25400v25428-060606-tradTXT. doc - 12juin 2006- 2/20 second substrats 11 et 51 sont attachés et scellés dans une atmosphère de gaz inerte ou de vide de telle sorte que l'espace interne ne soit pas exposé à l'humidité ou à l'air.
Le séparateur 20 du dispositif d'affichage électroluminescent organique (OELD) 1 a une forme de cône inversé pour faciliter la formation de la couche de matériau émetteur organique 25 et de la seconde électrode 30 de manière indépendante dans chaque zone de sous pixel "SP". Par conséquent, une largeur d'une première partie du séparateur 20 proche du premier substrat 11 est inférieure à une largeur d'une seconde partie du séparateur 20 éloignée du premier substrat 11, et la largeur du séparateur 20 diminue au fur et à mesure que la distance depuis le premier substrat 11 augmente. Dans le procédé de fabrication, après que le séparateur 20 a été formé, la couche de matériau émetteur organique 25 est formée par évaporation d'un matériau émetteur organique. La seconde électrode 30 est formée par dépôt d'un matériau métallique. L'étape de recouvrement de la couche de matériau émetteur organique 25, lorsqu'elle est formée au moyen d'un procédé d'évaporation, est meilleure que l'étape de recouvrement de la seconde électrode 30 lorsqu'elle est formée au moyen d'un procédé de dépôt. Par conséquent, le matériau émetteur organique est mieux diffusé que le matériau métallique. Dans chaque zone de sous pixel "SP", la couche de matériau émetteur organique 25 a une zone plus importante qu'une zone de la seconde électrode 30. En conséquence, les parties de bord de la couche de matériau émetteur organique 25 sont exposées par l'intermédiaire de la seconde électrode 30. Lorsque la couche de matériau émetteur organique 25 est exposée, la détérioration de la couche de matériau émetteur organique 25 est accélérée. Par conséquent, la durée de vie du composant OELD 1 est écourtée même lorsque l'espace interne entre les premier et second substrats 11 et 51 conserve une condition de vide ou une condition de gaz inerte.
De plus, le séparateur 20 comporte un matériau d'isolation organique. Le matériau d'isolation organique libère du gaz lorsqu'il est chauffé, et la libération de gaz dégrade le matériau émetteur organique. Etant donné que la couche de matériau émetteur organique 25 ne recouvre pas complètement les parois latérales du séparateur 20, une partie du matériau d'isolation organique est exposée. En conséquence, la libération de gaz a lieu depuis la partie exposée du séparateur 20 lorsqu'il est chauffé et dégrade la couche de matériau émetteur organique 25. Par conséquent, la durée de vie du composant OELD 1 est davantage écourtée en raison de la libération de gaz.
Par conséquent, la présente invention concerne un dispositif d'affichage électroluminescent organique et son procédé de fabrication qui permettent d'éviter sensiblement un ou plusieurs des problèmes dus aux limites et inconvénients de l'art connexe.
R. \Brevets\25400\25428-060606-tradTXT_doc - 12 juin 2006 - 3/20 Pour atteindre ces avantages et d'autre, un dispositif d'affichage électroluminescent organique selon un premier aspect de l'invention comporte des premier et second substrats se faisant face et écartés l'un de l'autre. Une première électrode réside sur le premier substrat et un séparateur comportant des première et seconde parties réside sur la première électrode. Chacune des première et seconde parties ayant des parties saillantes qui font saillie l'une vers l'autre et une zone qui est partiellement enfermée par les parties saillantes. Une couche d'émission organique réside sur la première électrode dans une zone de sous pixel et a une première épaisseur. Une seconde électrode réside sur la couche d'émission organique. Une 1 o couche formant élément de matrice réside sur le second substrat et comporte un transistor à couches minces. Un motif de connexion connecte électriquement la seconde électrode et le transistor à couches minces.
De préférence, la seconde électrode couvre complètement la couche d'émission organique.
Selon un mode de réalisation, des zones des première et seconde parties ont une deuxième épaisseur et sont écartées l'une de l'autre d'une première distance.
Selon un autre mode de réalisation, chacune des zones a une surface latérale interne, une surface latérale externe opposée à la surface latérale interne, une surface inférieure en contact avec la première électrode et une surface supérieure opposée à la surface inférieure, et chacune des parties saillantes comporte: une première section en contact avec la surface latérale externe de la zone; et une deuxième section qui s'étend depuis la première section et qui est en contact avec la surface supérieure de la zone.
Selon un autre mode de réalisation, les deuxièmes sections de chaque partie sont écartées les unes des autres d'une seconde distance (d2) inférieure à la première distance (dl).
Selon un autre mode de réalisation, les parties saillantes et les zones comprennent chacune un matériau d'isolation inorganique.
De préférence, les zones comprennent un nitrure de silicium, et les parties saillantes comprennent un oxyde de silicium.
Selon un mode de réalisation, la deuxième épaisseur (t2) est supérieure à la première épaisseur (tl).
Selon un autre mode de réalisation, les parties saillantes comprennent un matériau soumis à un premier taux de gravure, et les zones comprennent un matériau soumis à un second taux de gravure, où le second taux de gravure est supérieur au premier taux de gravure.
R \Brevets\25400\25428-060606-tradTXT. doc - 12 juin 2006 - 4/20 Selon un autre mode de réalisation, les parties saillantes ont une troisième épaisseur (t3), et les deuxième et troisième épaisseurs sont dans une plage d'environ 2000 À à environ 8000 À.
Selon un autre mode de réalisation, le transistor à couches minces (TFT) comprend un composant parmi un composant au silicium polycristallin, un composant au silicium amorphe, ou un composant semi conducteur organique.
Selon un autre aspect de l'invention, un procédé destiné à fabriquer ce dispositif d'affichage électroluminescent organique comprend l'étape consistant à former une première électrode sur un premier substrat ayant une zone de sous pixel et une zone limite entourant la zone de sous pixel. Un motif d'isolation est formé sur la première électrode dans la zone limite, le motif d'isolation ayant une première épaisseur. Une couche d'isolation est formée sur le motif d'isolation, la couche d'isolation ayant une deuxième épaisseur. La couche d'isolation est gravée pour former des première et seconde parties saillantes écartées l'une de l'autre et le motif d'isolation est exposé par l'intermédiaire des première et seconde parties saillantes qui sont écartées l'une de l'autre. Le motif d'isolation est gravé pour former des première et seconde zones qui sont écartées l'une de l'autre, où les première et seconde zones sont gravées de manière sous jacente par rapport aux première et seconde parties saillantes. Une couche d'émission organique est formée sur la première électrode dans la zone de sous--pixel et une seconde électrode est formée sur la couche d'émission organique. Une couche formant élément de matrice est formée sur un second substrat. Un motif de connexion est formé sur une parmi la seconde électrode et la couche formant élément de matrice et les premier et second substrats sont attachés, de telle sorte que le motif de connexion connecte électriquement la seconde électrode et le transistor à couches minces.
De préférence, les première et seconde zones comprennent un nitrure de silicium, et les première et seconde parties saillantes comprennent un oxyde de silicium.
Selon un autre mode de réalisation, les première et seconde parties saillantes 30 sont gravées à un premier taux de gravure tandis que le motif d'isolation est gravé à un second taux de gravure.
Selon un autre mode de réalisation, le second taux de gravure est supérieur au premier taux de gravure.
De préférence, la deuxième épaisseur (t2) est égale ou supérieure à la première 35 épaisseur (t1).
Selon un mode de réalisation, la première épaisseur (tl) et la deuxième épaisseur (t2) sont dans une plage d'environ 2000 À à environ 8000 À.
R:\Brevets\25400\25428-060606-tradTXT. doc - 12 juin 2006 - 5./20 Selon un autre mode de réalisation, l'étape de formation de la couche formant élément de matrice comprend l'étape consistant à former un transistor à couches minces (TFT), où le transistor à couches minces (TFT) comprend un composant parmi un composant au silicium polycristallin, un composant au silicium amorphe, ou un composant semi conducteur organique Selon encore un autre aspect, un dispositif d'affichage électroluminescent organique selon l'invention comporte des premier et second substrats écartés l'un de l'autre, le premier substrat ayant une électrode sur celui ci. Un séparateur recouvre l'électrode et définit une zone de pixel sur les premier et second substrats. Le séparateur comporte des première et seconde parties réciproques définissant une zone limite de l'électrode, chaque partie comportant une zone recouvrant l'électrode et une partie saillante recouvrant une surface supérieure du premier motif et s'étendant au delà d'un bord de la zone. Une couche d'émission organique recouvre l'électrode et la partie saillante de chaque partie.
De préférence, la zone et la partie saillante de chaque partie comprennent différents matériaux inorganiques. Selon un mode de réalisation, la zone comprend un nitrure de silicium et la partie saillante comprend un oxyde de silicium.
De préférence, ce dispositif comprend en outre: une seconde électrode sur la couche de matériau émetteur organique; une couche formant élément de matrice sur le second substrat, la couche formant élément de matrice comportant un transistor à couches minces (TFT) ; et un motif de connexion connectant électriquement la seconde électrode et le transistor à couches minces (TFT).
Selon un mode de réalisation, les zones des première et seconde parties sont écartées d'une première distance et dans lequel les parties saillantes des première et seconde parties sont écartées d'une seconde distance inférieur à la première distance.
Selon un autre mode de réalisation, les zones des première et seconde parties ont une première épaisseur (tl) et la couche d'émission organique a une deuxième épaisseur (t2) inférieure à la première épaisseur (tl).
De préférence, le dispositif comprend en outre un transistor à couches minces (TFT) sur le second substrat comprenant un composant parmi un composant au silicium polycristallin, un composant au silicium amorphe, ou un composant semi conducteur organique.
Selon un aspect supplémentaire de l'invention, un procédé de fabrication d'un séparateur pour un dispositif d'affichage électroluminescent organique comprend l'étape consistant à former un motif d'isolation ayant une première épaisseur sur un substrat. Une couche d'isolation ayant une deuxième épaisseur est formée sur le motif d'isolation. La couche d'isolation est gravée pour former des première et seconde parties saillantes écartées l'une de l'autre et exposer une partie du motif R. \Brevets\25400\25428-060606-tradTXT. doc - 12 juin 2006 - 6/20 d'isolation. Le motif d'isolation est gravé pour former des première et seconde zones écartées l'une de l'autre et pour graver de manière sous jacente les parties saillantes, de telle sorte que les première et seconde parties soient évidées sous les première et seconde parties saillantes respectives.
De préférence, ce procédé comprend en outre l'étape consistant à former le dispositif d'affichage électroluminescent organique comportant un transistor à couches minces (TFT) sur un second substrat, le transistor à couches minces (TFT) comprend un composant parmi un composant au silicium polycristallin, un composant au silicium amorphe, ou un composant semi conducteur organique.
On comprendra que la description générale précédente et la description détaillée suivante sont exemplaires et explicatives et sont destinées à fournir une explication supplémentaire de l'invention selon les revendications.
La figure 1 est un schéma de circuit simplifié d'un dispositif d'affichage électroluminescent organique selon l'art connexe; La figure 2 est une vue en plan simplifiée représentant un dispositif d'affichage électroluminescent organique selon l'art connexe; La figure 3 est une vue en coupe transversale simplifiée représentant un dispositif d'affichage électroluminescent organique de type à double plaque selon un mode de réalisation de la présente invention; et Les figures 4A à 4H sont des vues en coupe transversale simplifiées représentant un procédé de fabrication d'un substrat électroluminescent pour un dispositif d'affichage électroluminescent organique selon un mode de réalisation de la présente invention.
On fera maintenant référence en détail aux modes de réalisation préférés de la présente invention, dont des exemples sont illustrés sur les dessin annexés.
La figure 3 est vue en coupe transversale simplifiée représentant un dispositif d'affichage électroluminescent organique de type à double plaque selon un mode de réalisation de la présente invention.
Sur la figure 3, un dispositif d'affichage électroluminescent organique (OELD) de type à double plaque 101 comporte des premier et second substrats 111 et 151 se faisant face et écartés l'un de l'autre. Une diode électroluminescente (EL) organique "E" est formée sur une surface interne du premier substrat 111, et une couche formant élément de matrice comportant un transistor à couches minces d'excitation "Tv" est formée sur une surface interne du second substrat 151. Un motif de connexion 180 est formé dans une zone de sous pixel "SP" entre les premier et second substrats 1 1 1 et 151. Le motif de connexion 180 connecte électriquement l'élément de matrice sur le premier substrat 111 et la diode organique EL "E" sur le second substrat 151.
R \Brevets\25400\25428-060606-tradTXT doc - 12 juin 2006- 7/20 Bien que non représenté sur la figure 3, un motif de scellage est formé dans une zone limite des premier et second substrats 111 et 151 pour sceller un espace interne entre les premier et second substrats 111 et 151 contre l'air extérieur et pour attacher les premier et second substrats 111 et 151. Un vide est formé dans l'espace isolé par le motif de scellage. Le motif de scellage peut également être sous la forme d'un double motif de scellage dans lequel deux motifs séparés sont formés et sont séparés par un petit espace entre les motifs.
De manière précise, une première électrode 113 est formée sur une surface interne du premier substrat 111 et un séparateur 130 est formé dans une zone limite "CA" sur la première électrode 113. La première électrode 113 comporte un matériau conducteur transparent tel qu'un oxyde indium étain (ITO) et un oxyde indium zinc (IZO). Le séparateur 130 a deux parties configurées au moyen d'une construction à double couche de matériaux d'isolation inorganique. Le séparateur 130 comporte deux parties similaires, où chaque partie comporte une première zone 120a, une seconde zone 120b, une première partie saillante 125 et une seconde partie saillante 126. Les première et seconde zones 120a et 120b comportent un matériau d'isolation inorganique tel qu'un nitrure de silicium (SiNx) et sont écartées l'une de l'autre. Chacune des première et seconde zones 120a et 120b formées sur la première électrode 113 a une surface latérale interne, une surface latérale externe, une surface inférieure en contact avec la première électrode 113 et une surface supérieure opposée à la surface inférieure. Les première et seconde parties saillantes 125 et 126 comportent un matériau d'isolation inorganique tel qu'un oxyde de silicium (SiO2) et entoure respectivement les première et seconde zones 120a et 120b. Par conséquent, la première partie saillante 125 couvre la surface supérieure et la surface latérale externe de la première zone 120a, et la seconde partie saillante 126 couvre la surface supérieure et la surface latérale externe de la seconde zone 120b.
De surcroît, le séparateur 130 a une forme gravée de manière sous jacente où les première et seconde parties saillantes 125 et 126 s'étendent respectivement sur les surfaces supérieures des première et seconde zones 120a et 120b. Par conséquent, la première partie saillante 125 comporte une première section 125a en contact avec la surface latérale externe de la première zone 120a et une deuxième section 125b qui s'étend depuis la première zone 125a. La deuxième section 125b couvre et s'étend sur la surface supérieure de la première zone 120a. De manière similaire, la seconde partie saillante 126 comporte une troisième section 126a en contact avec la surface latérale externe de la seconde zone 120b et une quatrième section 126b qui s'étend depuis la troisième section 126a. La quatrième section 126b couvre et s'étend sur la surface supérieure de la seconde zone 120b. En conséquence, le séparateur 130 a une forme de rail ayant une cavité interne et une ouverture sur sa surface supérieure. Les R \Brevets\25400\25428-060606-tradTXT doc - 12 juin 2006 - 8/20 surfaces latérales internes des première et seconde zones 120a et 120b sont exposées. En outre, une première distance "dl" entre les première et seconde zones 120a et 120b est supérieure à une seconde distance "d2" entre la deuxième section 125b et la quatrième section 126b. Une première épaisseur "tl" des première et seconde zones 120a et 120b peut être égale ou supérieure à une deuxième épaisseur "t2" des première et seconde parties saillantes 125 et 126. Par exemple, les première et deuxième épaisseurs "fi" et "t2" peuvent être dans une plage d'environ 2000 À à environ 8000 À.
Une couche de matériau émetteur organique 135 est formée sur la première électrode 113 dans la zone de sous pixel "SP" entourée par le séparateur 130, et une seconde électrode 140 est formée sur la couche de matériau émetteur organique 135. Etant donné que la seconde électrode 140 couvre complètement la couche de matériau organique 135, la couche de matériau émetteur organique 135 n'est pas exposée et une détérioration de la couche de matériau émetteur organique 135 est empêchée. De surcroît, étant donné qu'un matériau inorganique ne libère pas de gaz même lorsqu'il est chauffé, le séparateur 130 d'un matériau inorganique ne libère pas de gaz et une dégradation de la couche de matériau émetteur organique 135 due à une libération de gaz est empêchée. La première électrode 113, la couche de matériau émetteur organique 135 et la seconde électrode 140 constituent la diode EL organique "E." La première électrode 113 peut avoir un travail d'extraction supérieur à la seconde électrode 140. De plus, la couche de matériau émetteur organique 135 et la seconde électrode 140 sont formées de manière indépendante dans chaque zone de sous pixel "SP" par le séparateur 130.
Bien que non représentée sur la figure 3, la couche formant élément de matrice dans chaque zone de sous pixel "SP" sur le second substrat 151 comporte une pluralité de transistors à couches minces. Une électrode de connexion 175 est connectée au TFT d'excitation "TD" de la couche formant élément de matrice, et le motif de connexion 180 est formé sur l'électrode de connexion 175. Le TFT d'excitation comporte une électrode grille 155 recouverte par une couche d'isolation 160 de grille ayant deux sous couches 160a et 160b. Des zones sources et drains 165 et 167 recouvrent la sous couche 160b de la couche d'isolation 160 de grille. Dans les TFT de la zone de sous pixel et le TFT d'excitation, les couches conductrices peuvent être fabriquées à partir de silicium polycristallin, de silicium amorphe, et de matériaux semi conducteurs organiques.
Le motif de connexion 180 peut être formé sur un des premier et second substrats 111 et 151 au cours d'un procédé de fabrication pour l'un parmi les premier et second substrats 111 et 151. Bien que le motif de connexion 180 soit disposé de façon à chevaucher le séparateur 130 sur la figure 3, dans un autre mode de R-.\Brevets\25400\25428-060606-tradTXT. doc - 12 juin 2006 - 9/20 réalisation, le motif de connexion 180 peut être disposé dans la zone de sous pixel "SP" de façon à ne pas chevaucher le séparateur 180. Etant donné que le composant OELD 101 de la figure 3 est de type à émission par le haut, une détérioration de la qualité d'affichage est empêchée même lorsque le motif de connexion 180 est disposé dans la zone de sous pixel "SP" et ne chevauche pas le séparateur 180.
Les figures 4A à 4H sont des vues en coupe transversale simplifiées représentant un procédé de fabrication d'un substrat électroluminescent pour un dispositif d'affichage électroluminescent organique selon un mode de réalisation de la présente invention. Les figures 4A à 4H représentent une seule zone de sous pixel.
Sur la figure 4A, un premier substrat 111 a une zone de sous pixel "SP" et une zone limite "CA" entourant la zone de sous pixel "SP." Une première électrode 113 est formée sur le premier substrat 111 par dépôt d'un matériau conducteur transparent tel qu'un oxyde d'indium étain (ITO) et un oxyde d'indium zinc (IZO).
Sur la figure 4B, une première couche de matériau d'isolation inorganique (non représentée) est formée sur le premier substrat 111, et une première couche de résine photosensible (PR) (non représentée) est formée sur la première couche de matériau d'isolation inorganique. La première couche de matériau d'isolation inorganique peut avoir une première épaisseur "tl"dans une plage d'environ 2000 À à environ 8000 À, et peut comporter un nitrure de silicium (SiNx). Ensuite, un premier masque (non représenté) ayant une zone transmissive et une zone de blocage est disposé sur la première couche PR, et une lumière est irradiée sur la première couche PR à travers le premier masque. Après qu'un premier motif PR (non représenté) a été formé par développement de la première couche PR, la première couche de matériau d'isolation inorganique est gravée au moyen du premier motif PR comme masque de gravure pour former un premier motif de matériau d'isolation inorganique 118 dans la zone limite "CA". Par conséquent, le premier motif de matériau d'isolation inorganique 118 peut avoir la première épaisseur "t1" dans une plage d'environ 2000 À à environ 8000 À. Étant donné que le premier motif de matériau d'isolation inorganique 118 et le motif courbé (125, 126 sur la figure 3), recouvrant le premier motif de matériau d'isolation inorganique 118, fonctionnent comme un séparateur pour la couche de matériau émetteur organique, le premier motif de matériau d'isolation inorganique 118 est formé de façon à avoir la première épaisseur "tl," qui est supérieure à une épaisseur de la couche de matériau émetteur organique. De surcroît, lorsque des couches supplémentaires telles qu'une couche d'injection d'électron, une couche de transport d'électron, une couche de transport de trou et une couche d'injection de trou sont en outre formées sur la couche de matériau émetteur organique pour améliorer le rendement de l'émission, le premier motif de matériau d'isolation inorganique 118 est formé de façon à avoir une épaisseur supérieure à une épaisseur de l'ensemble des R. \Brevets\25400\25428-060606-tradTXT. doc - 12 juin 2006 - 10/20 couches. La couche de matériau émetteur organique peut avoir une épaisseur d'environ 1500 À.
Sur la figure 4C, une seconde couche de matériau d'isolation inorganique 122 est formée sur le premier motif d'isolation inorganique 118. La seconde couche de matériau d'isolation inorganique 122 peut avoir une deuxième épaisseur "t2" dans une plage d'environ 2000 À à environ 8000 À, et peut comporter un oxyde de silicium (SiO2). Pour couvrir complètement le premier motif de matériau d'isolation inorganique 118, la deuxième épaisseur "t2" dans la seconde couche de matériau d'isolation inorganique 122 peut être égale ou supérieure à la première épaisseur "t l " du premier motif de matériau d'isolation inorganique 118. Puis, une seconde couche PR 191 est formée sur la seconde couche de matériau d'isolation inorganique 122. Par exemple, la seconde couche PR peut être de type négatif lorsqu'une partie exposée est retirée. Puis, un second masque 195 ayant une zone transmissive "T" et une zone de blocage "B" est disposé sur la seconde couche PR 191, et une lumière est irradiée sur la seconde couche PR 191 à travers le second masque 195.
Sur la figure 4D, un second motif PR 192 est formé sur la seconde couche de matériau d'isolation inorganique 122 par développement de la seconde couche PR 191 (figure 4C).
Sur la figure 4E, un second motif d'isolation inorganique comportant les première et seconde parties saillantes 125 et 126 est formé par gravure de la seconde couche de matériau d'isolation inorganique 122 (figure 4D) au moyen du second motif PR 192 comme masque de gravure. Les première et seconde parties saillantes 125 et 126 écartées l'une de l'autre sont disposées dans la zone limite "CA". Par conséquent, à travers les première et seconde parties saillantes 125 et 126, la première électrode 113 est exposée dans la zone de sous pixel "SP" et la première couche de matériau d'isolation inorganique 118 est exposée dans la zone limite "CA" Sur la figure 4F, le motif de matériau d'isolation organique 118 (figure 4E) exposé à travers les première et seconde parties saillantes 125 et 126 est gravé pour former les première et seconde zones 120a et 120b. Etant donné que le motif de matériau d'isolation organique 118 (figure 4E) et les première et seconde parties saillantes 125 et 126 comportent des matériaux différents, le premier motif de matériau d'isolation organique 118 (figure 4E) a un taux de gravure différent d'un taux de gravure des première et seconde parties saillantes 125 et 126. Par exemple, bien que le premier motif de matériau d'isolation organique 118 (figure 4E) à base de nitrure de silicium (SiNx) et les première et seconde parties saillantes 125 et 126 à base d'oxyde de silicium (SiO2) puissent être gravées par l'intermédiaire d'un procédé de gravure par voie sèche au moyen d'un gaz CF4 (tétrafluorométhane), le taux de gravure de nitrure de silicium (SiNx) avec le gaz CF4 est supérieur au taux de R\Brevets\25400\25428-060606-tradTXT doc - 12 juin 2006 - I I/20 gravure de l'oxyde de silicium (SiO2) avec le gaz CF4. Par conséquent, la quantité gravée du premier motif d'isolation organique 118 (figure 4E) est supérieure à la quantité gravée des première et seconde parties saillantes 125 et 126, et le premier motif de matériau d'isolation organique 118 (figure 4E) est gravé pour exposer la première électrode 113 à travers les première et seconde zones 120a et 120b. De surcroît, étant donné que les première et seconde zones 120a et 120b sont surgravées, la deuxième section 125b de la première partie saillante 125 couvre et s'étend sur la surface supérieur de la première zone 120a, et la quatrième section 126b de la seconde partie saillante 126 couvre et s'étend sur la surface supérieure de la seconde zone 120b. Par conséquent, les première et seconde zones 120a et 120b ont une forme gravée de manière sous jacente par rapport respectivement aux première et seconde parties saillantes 125 et 126. La partie saillante 125 enveloppe les surfaces supérieure et latérale de la première zone 120a, et la partie saillante 126 enveloppe les surfaces supérieure et latérale de la seconde zone 120b.
Donc, la première zone 120a, la seconde zone 120b, la première partie saillante 125 et la seconde partie saillante 126 constituent le séparateur 130 ayant une structure double couche à deux plis. En outre, la première distance "dl" entre les première et seconde zones 120a et 120b est supérieure à la seconde distance "d2" entre la deuxième partie 125b et la quatrième partie 126b. De plus, étant donné que les surfaces latérales externes des première et seconde parties saillantes 125 et 126 sont sensiblement perpendiculaires par rapport à la première électrode 113 à la différence d'une structure de cône inversé, la couche de matériau émetteur organique et la seconde électrode viennent complètement en contact avec les surfaces externes du séparateur 130 sans séparation d'avec les surfaces externes des première et seconde parties saillantes 125 et 126.
Sur la figure 4G, après que le second motif PR 192 (figure 4F) a été retiré par l'intermédiaire d'un procédé d'incinération ou d'un procédé de décapage, la couche de matériau émetteur organique 135 est formée sur la première électrode 113 dans chaque zone de sous pixel "SP". La couche de matériau émetteur organique 1 35 peut être formée par évaporation d'un matériau émetteur organique. La couche de matériau émetteur organique 135 est découpée entre les première et seconde parties saillantes 125 et 126 en raison de la forme gravée sous jacente des première et seconde zones 120a et 120b par rapport aux première et seconde parties saillantes 125 et 126, et un motif de matériau émetteur organique factice est formé sur la première électrode 113 entre les première et seconde zones 120a et 120b. Par conséquent, la couche de matériau émetteur organique 135 est séparée et est formée de manière indépendante dans chaque zone de sous pixel "SP" par le séparateur 130.
R-\&evets\25400\25428-060606-IradTXT doc - 12 juin 2006 - 12/20 Sur la figure 4H, la seconde électrode 140 est formée sur la couche de matériau émetteur organique 135 dans chaque zone de sous pixel "SP". La seconde électrode 140 peut être formée par dépôt d'un métal parmi l'aluminium (Al) et un alliage d'aluminium tel que l'alliage aluminium néodyme (AINd). Par exemple, la première électrode 113 peut avoir un travail d'extraction supérieur à la seconde électrode 140. De manière similaire à la couche de matériau émetteur organique 135, la seconde électrode 140 est séparée et est formée de manière indépendante dans chaque zone de sous pixel "SP" par le séparateur 130. De surcroît, étant donné que les surfaces externes des première et seconde parties saillantes 125 et 126 sont perpendiculaires par rapport à la première électrode 113 à la différence d'une structure de cône inversé, la seconde électrode 140 couvre complètement la couche de matériau organique 135 dans chaque zone de sous pixel "SP" et le séparateur 130 dans la zone limite "CA". En conséquence, la couche de matériau émetteur organique 135 n'est pas exposée et une détérioration de la couche de matériau émetteur organique 135 est empêchée. La première électrode 113, la couche de matériau émetteur organique 135 et la seconde électrode 140 constituent la diode EL organique "E".
Conformément à un aspect supplémentaire de l'invention, un matériau absorbeur ou une couche absorbante (non représenté) peut être formé sur la seconde électrode 140. Le matériau absorbeur est de préférence un matériau métallique ou presque métallique tel que le calcium ou un autre élément provenant du groupe IIA de la classification périodique des éléments. Le matériau absorbeur absorbe la vapeur d'eau et d'autres gaz, tels que l'oxygène généré à l'intérieur de la zone d'écartement de l'affichage.
Bien que non représenté sur les figures 4A à 4H, le motif de connexion 180 (figure 3) d'un matériau conducteur peut être formé sur la seconde électrode 140. Le motif de connexion 180 (figure 3) peut être formé sur le substrat opposé dans un autre mode de réalisation. Ensuite, le premier substrat 111 ayant la diode EL organique "E" et le second substrat 151 ayant la couche formant élément de matrice sont attachés au moyen du motif de scellage dans une parmi une condition de vide et une condition de gaz inerte de telle sorte que le motif de connexion 180 vienne en contact avec la seconde électrode 140 du premier substrat 111 et le TFT d'excitation "TD" du second substrat 151.
Par conséquent, dans le composant OELD de type à double panneau selon la présente invention, étant donné que le séparateur a une structure double couche à deux plis, la couche de matériau émetteur organique n'est pas exposée à travers la seconde électrode. Par conséquent, une détérioration de la couche de matériau émetteur organique est empêchée. De surcroît, étant donné que le séparateur comporte un matériau d'isolation inorganique, le séparateur n'évacue pas les gaz R-\Brevets\25400\25428060606-tradTXT doc - 12 juin 2006 - 13/20 même lorsqu'il est chauffé. Donc, une dégradation de la couche de matériau émetteur organique due aux gaz évacués est empêchée. Par ailleurs, étant donné que la diode EL organique et la couche formant élément de matrice comportant des transistors à couches minces sont formées respectivement sur les premier et second substrats, un rendement de production est amélioré et les coûts de fabrication sont réduits.
L'homme du métier constatera que diverses modifications et variantes peuvent être apportées au dispositif d'affichage électroluminescent organique et à son procédé de fabrication de la présente invention sans s'éloigner de l'esprit ni de la portée de l'invention. Ainsi, la présente invention est destinée à couvrir les modifications et variantes de cette invention à condition qu'elles entrent dans la portée selon les revendications annexées et leurs équivalents.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
R.\Brecets\254001,25428-060606-tradTXT. doc - 12 juin 2006 - 14/20
Claims (24)
1. Dispositif d'affichage électroluminescent organique comprenant: des premier et second substrats (111, 151) se faisant face et écartés l'un de 5 l'autre; une première électrode (113) sur le premier substrat (111) ; un séparateur (130) comprenant des première et seconde parties sur la première électrode (113), chacune des première et seconde parties ayant des parties saillantes (125, 126) qui font saillie l'une vers l'autre et une zone (120a, b) qui est partiellement enfermée par les parties saillantes (125, 126) ; une couche d'émission organique (135) sur la première électrode (113) dans une zone de sous pixel (SP) et ayant une première épaisseur (tl) ; une seconde électrode (140) sur la couche de matériau émetteur organique (135) ; une couche formant élément de matrice sur le second substrat (151), la couche formant élément de matrice comportant un transistor à couches minces (TFT) ; et un motif de connexion (180) connectant électriquement la seconde électrode (151) et le transistor à couches minces (TFT).
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la seconde électrode (151) couvre complètement la couche d'émission organique (135).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel des zones (120a, b) des première et seconde parties ont une deuxième épaisseur (t2) et sont écartées 25 l'une de l'autre d'une première distance (dl).
4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel chacune des zones (120a, b) a une surface latérale interne, une surface latérale externe opposée à la surface latérale interne, une surface inférieure en contact avec la première électrode (113) et une surface supérieure opposée à la surface inférieure, et dans lequel chacune des parties saillantes (125, 126) comporte: une première section (125a) en contact avec la surface latérale externe de la zone (120a) ; et une deuxième section (125b) qui s'étend depuis la première section (125a) et 35 qui est en contact avec la surface supérieure de la zone (120a).
R:\Brevets\25400\25428-0600830-tradTXT revs. doc - 30 août 2006 -15/20 É 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les deuxièmes sections (125b) de chaque partie sont écartées les unes des autres d'une seconde distance (d2) inférieure à la première distance (dl).
6. Dispositif selon la revendication 3, 4 ou 5, dans lequel les parties saillantes (125, 126) et les zones (120a, b) comprennent chacune un matériau d'isolation inorganique.
7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel les zones (120a, b) comprennent un nitrure de silicium, et les parties saillantes (125, 126) comprennent un oxyde de silicium.
8. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel la deuxième épaisseur (t2) est supérieure à la première épaisseur (tl).
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel les parties saillantes (125, 126) comprennent un matériau soumis à un premier taux de gravure, et les zones (120a, b) comprennent un matériau soumis à un second taux de gravure, où le second taux de gravure est supérieur au premier taux de gravure.
10. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel les parties saillantes (125, 126) ont une troisième épaisseur (t3), et dans lequel les deuxième et troisième épaisseurs sont dans une plage d'environ 2000 À à environ 8000 À.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le transistor à couches minces (TFT) comprend un composant parmi un composant au silicium polycristallin, un composant au silicium amorphe, ou un composant semi conducteur organique.
12. Procédé destiné à fabriquer un dispositif d'affichage électroluminescent organique selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 comprenant les étapes consistant à : former une première électrode (113) sur un premier substrat (111) ayant une zone de sous pixel (SP) et une zone limite (CA) entourant la zone de sous pixel (SP) ; former un motif d'isolation (118) sur la première électrode (113) dans la zone limite (CA), le motif d'isolation (118) ayant une première épaisseur (tl) ; R:\Brevets\25400\25428-0600810-tradTXT revs doc - 30 août 2006 - 16/20 2888005 17 former une couche d'isolation sur le motif d'isolation (118), la couche d'isolation ayant une deuxième épaisseur (t2) ; graver la couche d'isolation pour former des première et seconde parties saillantes (125, 126) qui sont écartées l'une de l'autre, le motif d'isolation (118) étant exposé à travers les première et seconde parties saillantes (125, 126) ; graver le motif d'isolation (118) pour former des première et seconde zones (120a, b) qui sont écartées l'une de l'autre, où les première et seconde zones (120a, b) sont gravées de manière sous jacente par rapport aux première et seconde parties saillantes (125, 126) ; former une couche d'émission organique (135) sur la première électrode (113) dans la zone de sous pixel (SP) ; former une seconde électrode (140) sur la couche d'émission organique (135) ; former une couche formant élément de matrice comportant un transistor à couches minces (TFT) sur un second substrat (151) ; former un motif de connexion (180) sur une parmi la seconde électrode (140) et la couche formant élément de matrice; et attacher les premier et second substrats (111, 151) de telle sorte que le motif de connexion (180) connecte électriquement la seconde électrode (140) et le transistor à couches minces (TFT).
13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel les première et seconde zones (120a, b) comprennent un nitrure de silicium, et les première et seconde parties saillantes (125, 126) comprennent un oxyde de silicium.
14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, dans lequel les première et seconde parties saillantes (125, 126) sont gravées à un premier taux de gravure tandis que le motif d'isolation (118) est gravé à un second taux de gravure.
15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel le second taux de gravure est supérieur au premier taux de gravure.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, dans lequel la deuxième épaisseur (t2) est égale ou supérieure à la première épaisseur (tl).
17. Procédé selon la revendication 16, dans lequel la première épaisseur (tl) et la deuxième épaisseur (t2) sont dans une plage d'environ 2000.E à environ 8000 A. R'Brevets\25400\25428-0600830-tradTXT revs doc -30 août 2006 - 17/20 18 Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 17, dans lequel l'étape de formation de la couche formant élément de matrice comprend l'étape consistant à former un transistor à couches minces (TFT), où le transistor à couches minces (TFT) comprend un composant parmi un composant au silicium polycristallin, un composant au silicium amorphe, ou un composant semi conducteur organique.
19. Dispositif d'affichage électroluminescent organique comprenant: des premier et second substrats (111, 151) écartés l'un de l'autre, le premier 10 substrat (111) ayant une électrode (113) sur celui ci; un séparateur (130) recouvrant l'électrode (113) et définissant une zone de pixel sur les premier et second substrats (111, 151), le séparateur (130) comprenant des première et seconde parties réciproques définissant une zone limite de l'électrode, chaque partie comportant une zone (120a, b) recouvrant l'électrode (113) et une partie saillante (125, 126) recouvrant une surface supérieure de la zone (120a, b) et s'étendant au delà d'un bord de la zone (120a, b) ; et une couche d'émission organique (13.5) recouvrant l'électrode (130, 113) et la partie saillante (125, 126) de chaque partie.
20. Dispositif selon la revendication 19, dans lequel la zone (120a, b) et la partie saillante (125, 126) de chaque partie comprennent différents matériaux inorganiques.
21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 ou 20, dans lequel la zone (120a, b) comprend un nitrure de silicium et la partie saillante (125, 126) comprend un oxyde de silicium.
22. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 21, comprenant en outre: une seconde électrode (140) sur la couche de matériau émetteur organique (135) ; une couche formant élément de matrice sur le second substrat (151), la couche formant élément de matrice comportant un transistor à couches minces (TFT) ; et un motif de connexion (180) connectant électriquement la seconde électrode (140) et le transistor à couches minces (TFT).
23. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, dans lequel les zones (120a, b) des première et seconde parties sont écartées d'une R\Brevets\25400\25428-0600830-tradTXT revs doc - 30 août 2006 18/20 première distance (dl) et dans lequel les parties saillantes (125, 126) des première et seconde parties sont écartées d'une seconde distance (d2) inférieur à la première distance (dl).
24. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 23, dans lequel les zones (120a, b) des première et seconde parties ont une première épaisseur (tl) et la couche d'émission organique (135) a une deuxième épaisseur (t2) inférieure à la première épaisseur (tl).
25. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 24, comprenant en outre un transistor à couches minces (TFT) sur le second substrat (151), où le transistor à couches minces (TFT) comprend un composant parmi un composant au silicium polycristallin, un composant au silicium amorphe, ou un composant semi conducteur organique.
26. Procédé destiné à fabriquer un séparateur (130) pour un dispositif d'affichage électroluminescent organique selon l'une quelconque des revendications 19 à 25 comprenant les étapes consistant à :former un motif d'isolation (118) sur un premier substrat (111), le motif d'isolation (118) ayant une première épaisseur (tl) ; former une couche d'isolation sur le motif d'isolation (118), la couche d'isolation ayant une deuxième épaisseur (t2) ; graver la couche d'isolation pour former des première et seconde parties saillantes (125, 126) écartées l'une de l'autre et exposer une partie du motif d'isolation (118) ; et graver le motif d'isolation (118) pour former des première et seconde zones (120a, b) écartées l'une de l'autre et graver de manière sous jacente les parties saillantes (125, 126) de telle sorte que les première et seconde zones (120a, b) soient évidées sous les première et seconde parties saillantes (125, 126) respectives.27.
Procédé selon la revendication 26, comprenant en outre l'étape consistant à former le dispositif d'affichage électroluminescent organique comportant un transistor à couches minces (TFT) sur un second substrat (151) dans lequel le transistor à couches minces (TFT) comprend un composant parmi un composant au silicium polycristallin, un composant au silicium amorphe, ou un composant semi conducteur organique.
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