FR3065324A1 - Pixel d'un micro-ecran a diodes electroluminescentes organiques - Google Patents
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Classifications
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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Abstract
Ce pixel comporte des sous-pixels rouge (PR), vert (PG), bleu (PB) et blanc (PW) ; comprenant chacun : - une première électrode (E1), réfléchissante ; - une seconde électrode (E2), semi-transparente ; les première et seconde électrodes (E1, E2) formant un résonateur optique ; - un empilement (1) de couches électroluminescentes organiques, configuré pour émettre une lumière blanche ; - une couche intercalaire (2), intercalée entre la première électrode (E1) et l'empilement (1) ; les couches intercalaires (2) des sous-pixels rouge (PR), vert (PG) et bleu (PB) présentant respectivement des épaisseurs constantes adaptées de sorte que le résonateur optique autorise la transmission de lumières rouge, verte ou bleue ; la couche intercalaire (2) du sous-pixel blanc (PW) présentant une épaisseur variable adaptée de sorte que le résonateur optique autorise la transmission à la fois de lumières rouge, verte et bleue issues de la lumière blanche émise par l'empilement (1) correspondant.
Description
Titulaire(s) : COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES Etablissement public.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : INNOVATION COMPETENCE GROUP.
PIXEL D'UN MICRO-ECRAN A DIODES ELECTROLUMINESCENTES ORGANIQUES.
FR 3 065 324 - A1 (57) Ce pixel comporte des sous-pixels rouge (PR), vert (PG), bleu (PB) et blanc (PW) ; comprenant chacun :
- une première électrode (ΕΊ ), réfléchissante;
- une seconde électrode (E2), semi-transparente; les première et seconde électrodes (E-,, E2) formant un résonateur optique;
- un empilement (1) de couches électroluminescentes organiques, configuré pour émettre une lumière blanche;
- une couche intercalaire (2), intercalée entre la première électrode (E·,) et l'empilement (1);
les couches intercalaires (2) des sous-pixels rouge (PR), vert (PG) et bleu (PB) présentant respectivement des épaisseurs constantes adaptées de sorte que le résonateur optique autorise la transmission de lumières rouge, verte ou bleue;
la couche intercalaire (2) du sous-pixel blanc (PW) présentant une épaisseur variable adaptée de sorte que le résonateur optique autorise la transmission à la fois de lumières rouge, verte et bleue issues de la lumière blanche émise par l'empilement (1) correspondant.
ι
PIXEL D’UN MICRO-ECRAN A DIODES ELECTROLUMINESCENTES ORGANIQUES
Domaine technique
L’invention se rapporte au domaine technique des micro-écrans à diodes électroluminescentes organiques.
L’invention trouve notamment son application dans la fabrication de lunettes et casques à réalité virtuelle ou augmentée, de viseurs d’appareil photos, d’afficheurs tête haute, de picoprojecteurs etc.
Etat de la technique antérieure
Un pixel d’un micro-écran à diodes électroluminescentes organiques connu de l’état de la technique, notamment du document EP 1 672 962 BI (ci-après Dl), comporte des souspixels rouge, vert, bleu ; chaque sous-pixel comprenant :
- une première électrode, réfléchissante dans le domaine visible ;
- une seconde électrode, semi-transparente dans le domaine visible ; les première et seconde électrodes formant un résonateur optique ;
- un empilement de couches électroluminescentes organiques, formé entre les première et seconde électrodes, et configuré pour émettre une lumière blanche ;
- une couche intercalaire, intercalée entre la première électrode et l’empilement ;
les couches intercalaires des sous-pixels rouge, vert et bleu présentant respectivement des première, deuxième et troisième épaisseurs constantes adaptées de sorte que le résonateur optique autorise respectivement la transmission de lumières rouge, verte et bleue issues de la lumière blanche émise par l’empilement correspondant.
Un tel pixel de l’état de la technique permet de s’affranchir de filtres colorés grâce au résonateur optique de type Fabry-Pérot formant un filtre interférentiel. La gamme de longueurs d’onde filtrée est déterminée par les première, deuxième et troisième épaisseurs des couches intercalaires permettant d’ajuster l’épaisseur de la cavité optique de sorte que le résonateur optique autorise respectivement la transmission de lumières rouge, verte et bleue issues de la lumière blanche émise par l’empilement correspondant.
Toutefois, un tel pixel de l’état de la technique n’est pas entièrement satisfaisant dans la mesure où il n’intègre pas de sous-pixel blanc permettant notamment d’améliorer la durée de vie des sous-pixels rouge, vert et bleu (en particulier le sous-pixel bleu), ainsi que l’efficacité lumineuse du micro-écran.
Une possibilité d’intégration du sous-pixel blanc à partir de Dl consisterait à réduire l’épaisseur de la seconde électrode (de l’ordre de 2 nm pour une électrode d’argent) de manière à transmettre un spectre large correspondant au spectre de la lumière blanche émise par l’empilement. Cette possibilité d’intégration n’est pas une solution industriellement viable dans la mesure où une épaisseur aussi faible ne permet pas la formation d’un film continu pour la seconde électrode. De plus, une épaisseur aussi faible de la seconde électrode ne permet pas d’obtenir un résonateur optique pour les sous-pixels rouge, vert, et bleu, et par làmême d’assurer la fonction de filtre interférentiel.
Exposé de l’invention
L’invention vise à remédier en tout ou partie aux inconvénients précités. A cet effet, l’invention a pour objet un pixel d’un micro-écran à diodes électroluminescentes organiques, comportant des sous-pixels rouge, vert, bleu et blanc ; chaque sous-pixel comprenant :
- une première électrode, réfléchissante dans le domaine visible ;
- une seconde électrode, semi-transparente dans le domaine visible ; les première et seconde électrodes formant un résonateur optique ;
- un empilement de couches électroluminescentes organiques, formé entre les première et seconde électrodes, et configuré pour émettre une lumière blanche ;
- une couche intercalaire, intercalée entre la première électrode et l’empilement ;
les couches intercalaires des sous-pixels rouge, vert et bleu présentant respectivement des première, deuxième et troisième épaisseurs constantes adaptées de sorte que le résonateur optique autorise respectivement la transmission de lumières rouge, verte et bleue issues de la lumière blanche émise par l’empilement correspondant ;
la couche intercalaire du sous-pixel blanc présentant une épaisseur variable adaptée de sorte que le résonateur optique autorise la transmission à la fois de lumières rouge, verte et bleue issues de la lumière blanche émise par l’empilement correspondant.
Ainsi, un tel pixel selon l’invention permet d’intégrer un sous-pixel blanc tout en conservant un résonateur optique de type Fabry-Pérot formant un filtre interférentiel, et ce grâce à l’épaisseur variable de la couche intercalaire du sous-pixel blanc. En effet, l’épaisseur variable de la couche intercalaire permet de modifier localement l’épaisseur de la cavité optique de sorte que le résonateur optique autorise à la fois la transmission de lumières rouge, verte et bleue issues de la lumière blanche émise par l’empilement, et ce afin de transmettre une lumière blanche en sortie du résonateur optique à partir des trois couleurs primaires transmises.
Définitions
- Par «micro-écran», on entend un écran dont chaque pixel présente une surface inférieure ou égale à 30 pm par 30 pm.
- Par « domaine visible », on entend un spectre électromagnétique compris entre 380 nm et 780 nm.
- Par « réfléchissante », on entend que la première électrode possède un coefficient de réflexion en intensité supérieur ou égal à 70%, de préférence supérieur ou égal à 80%, plus préférentiellement supérieur ou égal à 85%, encore plus préférentiellement supérieur ou égal à 90%, moyenné sur le domaine visible.
- Par « semi-transparente », on entend que la seconde électrode possède un coefficient de transmission en intensité strictement inférieur à 80%, de préférence strictement inférieur à 70%, plus préférentiellement strictement inférieur à 60%, moyenné sur le domaine visible.
- Par « épaisseur », on entend la dimension suivant la normale à la surface du pixel ou du sous-pixel.
- Par « épaisseur constante », on entend que l’épaisseur présente une valeur constante dans les tolérances usuelles liées aux conditions expérimentales de fabrication, et non une valeur parfaitement constante au sens mathématique du terme.
- Par « épaisseur variable », on entend que l’épaisseur présente une valeur qui varie suivant une direction perpendiculaire à la normale à la surface du sous-pixel blanc.
Le pixel selon l’invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon une caractéristique de l’invention, l’épaisseur variable de la couche intercalaire du sous-pixel blanc présente un profil apériodique.
Par « profil », on entend selon une direction perpendiculaire à la normale à la surface du sous-pixel blanc.
Ainsi, un avantage procuré par le caractère apériodique du profil est l’absence de formation de réseaux de diffraction au sein de la couche intercalaire du sous-pixel blanc, ce qui permet de s’affranchir des modes diffractés de l’onde lumineuse émise par l’empilement.
Selon une caractéristique de l’invention, l’épaisseur variable de la couche intercalaire du sous-pixel blanc présente un profil possédant au moins trois paliers de valeurs différentes correspondant aux lumières rouge, verte et bleue.
Ainsi, un avantage procuré par les trois paliers est leur facilité de fabrication, par exemple par gravure de la couche intercalaire.
Selon une caractéristique de l’invention, l’épaisseur variable de la couche intercalaire du sous-pixel blanc présente un profil curviligne, de préférence convexe ou concave.
Ainsi, un avantage procuré par un profil curviligne est la possibilité de transmettre par le résonateur optique des longueurs d’onde situées entre le bleu et le vert, ainsi qu’entre le vert et le rouge. Il en résulte une lumière blanche transmise par le résonateur optique avec un spectre plus complet et de meilleure qualité en termes d’éclairage, c’est-à-dire pouvant potentiellement s’approcher d’un illuminant D65 définissant la lumière du jour.
Selon une caractéristique de l’invention, l’épaisseur variable de la couche intercalaire du sous-pixel blanc présente un profil en forme de V ou de V inversé.
Ainsi, un avantage procuré par de tels profils est également la possibilité de transmettre par le résonateur optique des longueurs d’onde situées entre le bleu et le vert, ainsi qu’entre le vert et le rouge. Il en résulte une lumière blanche transmise par le résonateur optique avec un spectre plus complet et de meilleure qualité en termes d’éclairage, c’est-à-dire pouvant potentiellement s’approcher d’un illuminant D65 définissant la lumière du jour.
Selon une caractéristique de l’invention, les couches intercalaires des sous-pixels rouge, vert et bleu sont réalisées dans un matériau électriquement conducteur et transparent dans le domaine visible.
Par « transparent », on entend que le matériau possède un coefficient de transmission en intensité supérieur ou égal à 80%, de préférence supérieur ou égale à 85%, plus préférentiellement supérieur ou égal à 90%, moyenné sur le domaine visible.
Par « électriquement conducteur », on entend que le matériau présente une conductivité électrique à 300 K supérieure ou égale à 102 S/cm.
Ainsi, un avantage procuré est d’assurer l’injection des porteurs de charges au sein des empilements respectifs, tout en limitant l’absorption de l’onde lumineuse émise par les empilements respectifs.
Selon une caractéristique de l’invention, la couche intercalaire du sous-pixel blanc est réalisée dans un matériau électriquement conducteur et transparent dans le domaine visible.
Ainsi, un avantage procuré est d’assurer l’injection des porteurs de charges au sein de l’empilement correspondant, tout en limitant l’absorption de l’onde lumineuse émise par l’empilement correspondant.
Selon une caractéristique de l’invention, le matériau électriquement conducteur et transparent dans le domaine visible est un oxyde, de préférence sélectionné dans le groupe comportant l’oxyde d’indium-étain, l’oxyde d’étain SnCh, l’oxyde de zinc ZnO.
Selon une caractéristique de l’invention, le pixel comporte une résine électriquement isolante agencée pour isoler électriquement les sous-pixels rouge, vert, bleu et blanc ; et la couche intercalaire du sous-pixel blanc est réalisée dans la résine électriquement isolante.
Par « électriquement isolante », on entend que la résine présente une conductivité électrique à 300 K inférieure ou égale à 10'6 S/cm.
Ainsi, un avantage procuré est de faciliter la fabrication de la couche intercalaire du souspixel blanc et réduire le temps d’opération, en utilisant la résine qui isole électriquement les sous-pixels entre eux.
Selon une caractéristique de l’invention, le sous-pixel blanc présente une surface ; et l’épaisseur variable de la couche intercalaire du sous-pixel blanc présente un profil adapté de sorte que la première électrode et l’empilement du sous-pixel blanc possèdent une surface de contact supérieure ou égale à la moitié de la surface du sous-pixel blanc.
Ainsi, un avantage procuré est d’assurer une injection satisfaisante des porteurs de charge au sein de l’empilement du sous-pixel blanc.
Selon une caractéristique de l’invention, les première et seconde électrodes et l’empilement de chaque sous-pixel rouge, vert, bleu et blanc présentent une épaisseur constante.
Ainsi, un avantage procuré est la rapidité et la simplicité de la fabrication des sous-pixels.
L’invention a également pour objet un micro-écran à diodes électroluminescentes organiques, comportant une matrice de pixels conformes à l’invention.
Brève description des dessins
D’autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans l’exposé détaillé de différents modes de réalisation de l’invention, l’exposé étant assorti d’exemples et de référence aux dessins joints.
Figure 1 est une vue schématique en coupe d’un pixel selon l’invention, illustrant un mode de réalisation de la couche intercalaire du sous-pixel blanc, la coupe étant effectuée suivant la normale à la surface du pixel.
Figure 2 est une vue schématique en coupe d’un empilement de couches électroluminescentes organiques de type tandem pouvant émettre une lumière blanche, la coupe étant effectuée suivant la normale à la surface du pixel.
Figures 3a à 3c sont des vues schématiques partielles en coupe d’un sous-pixel blanc équipant un pixel selon l’invention, illustrant différents modes de réalisation de la couche intercalaire, la coupe étant effectuée suivant la normale à la surface du sous-pixel blanc.
Figure 4 est une vue schématique partielle en coupe d’un sous-pixel blanc équipant un pixel selon l’invention, illustrant un mode de réalisation où la couche intercalaire est une résine électriquement isolante, la coupe étant effectuée suivant la normale à la surface du sous-pixel blanc.
Figure 5 est une vue schématique de dessus d’un masque asymétrique permettant de déposer une résine électriquement isolante lors de la fabrication d’un micro-écran selon l’invention.
Il est à noter que les dessins décrits ci-avant sont schématiques et ne sont pas à l’échelle par souci de lisibilité.
Exposé détaillé des modes de réalisation
Les éléments identiques ou assurant la même fonction porteront les mêmes références pour les différents modes de réalisation, par souci de simplification.
Un objet de l’invention est un pixel d’un micro-écran à diodes électroluminescentes organiques, comportant des sous-pixels rouge PR, vert PG, bleu PB et blanc PW ; chaque sous-pixel PR, PG, PB, PW comprenant :
- une première électrode Ei, réfléchissante dans le domaine visible ;
- une seconde électrode E2, semi-transparente dans le domaine visible ; les première et seconde électrodes Ei, E2 formant un résonateur optique ;
- un empilement 1 de couches électroluminescentes organiques 10-17, formé entre les première et seconde électrodes Ei, E2, et configuré pour émettre une lumière blanche ;
- une couche intercalaire 2, intercalée entre la première électrode Ei et l’empilement 1 ; les couches intercalaires 2 des sous-pixels rouge PR, vert PG et bleu PB présentant respectivement des première, deuxième et troisième épaisseurs constantes adaptées de sorte que le résonateur optique autorise respectivement la transmission de lumières rouge R, verte G et bleue B issues de la lumière blanche émise par l’empilement 1 correspondant ;
la couche intercalaire 2 du sous-pixel blanc PW présentant une épaisseur variable adaptée de sorte que le résonateur optique autorise la transmission à la fois de lumières rouge, verte et bleue issues de la lumière blanche émise par l’empilement 1 correspondant.
Première et seconde électrodes
Les première et seconde électrodes Ei, E2 de chaque sous-pixel rouge PR, vert PG, bleu PB et blanc PW présentent préférentiellement une épaisseur constante.
La première électrode Ei de chaque sous-pixel PR, PG, PB, PW est préférentiellement réalisée dans un matériau métallique, par exemple l’aluminium. La première électrode Ei de chaque sous-pixel PR, PG, PB, PW présente une épaisseur supérieure à un seuil au-delà duquel la première électrode Ei possède un coefficient de réflexion en intensité supérieur ou égal à 70%, de préférence supérieur ou égale à 80%, plus préférentiellement supérieur ou égal à 85%, encore plus préférentiellement supérieur ou égal à 90%, moyenne sur le domaine visible. A titre d’exemple non limitatif, la première électrode Ei peut présenter une épaisseur comprise entre 0,1 pm et 2 pm.
La seconde électrode E2 de chaque sous-pixel PR, PG, PB, PW est préférentiellement réalisée dans un matériau métallique, plus préférentiellement l’argent. La seconde électrode E2 de chaque sous-pixel PR, PG, PB, PW présente une épaisseur inférieure à un seuil en-deçà duquel la seconde électrode E2 possède un coefficient de transmission en intensité strictement inférieur à 80%, de préférence strictement inférieur à 70%, plus préférentiellement strictement inférieur à 60%, moyenne sur le domaine visible. A titre d’exemple non limitatif, la seconde électrode E2 peut être en argent, et présente alors une épaisseur préférentiellement comprise entre 1 nm et 30 nm, plus préférentiellement comprise entre 8 nm et 30 nm, encore plus préférentiellement comprise entre 10 nm et 20 nm.
Les première et seconde électrodes Ei, E2 de chaque sous-pixel rouge PR, vert PG, bleu PB et blanc PW forment un résonateur optique de type Fabry-Pérot.
La première électrode Ei est préférentiellement une anode et la seconde électrode E2 est préférentiellement une cathode. Cependant, il est possible d’avoir une structure inversée, c’est-à-dire que la première électrode Ei peut être une cathode et la seconde électrode E2 peut être une anode.
La première électrode Ei est préférentiellement formée sur un substrat 3 de type TFT (« Thin Film Transistor» en langue anglaise) de sorte que chaque sous-pixel PR, PG, PB, PW est commandé par un TFT.
La seconde électrode E2 est avantageusement revêtue d’une couche d’encapsulation 5 adaptée pour protéger de l’air et de l’humidité la seconde électrode E2 et l’empilement 1 de chaque sous-pixel rouge PR, vert PG, bleu PB et blanc PW.
Empilements de couches électroluminescentes organiques
L’empilement 1 de chaque sous-pixel rouge PR, vert PG, bleu PB et blanc PW présente préférentiellement une épaisseur constante.
A titre d’exemple non limitatif, comme illustré à la figure 2, l’empilement 1 de chaque sous-pixel rouge PR, vert PG, bleu PB, peut comporter trois couches émissives 11, 15, 16 en tandem. Plus précisément, lorsque la première électrode Ei est une anode et la seconde électrode E2 est une cathode, l’empilement 1 de chaque sous-pixel rouge PR, vert PG, bleu PB et blanc PW peut comporter :
une première couche de transport de trous 10 formée sur la couche intercalaire 2 correspondante ;
une première couche émissive 11 émettant une lumière bleue, formée sur la première couche de transport de trous 10 ;
une première couche de transport d’électrons 12, formée sur la première couche émissive 11 ;
une couche de génération de charges 13 (appelée également couche d’interconnexion), formée sur la première couche de transport d’électrons 12 ;
une seconde couche de transport de trous 14, formée sur la couche de génération de charges 13 ;
une deuxième couche émissive 15 émettant une lumière verte, formée sur la seconde couche de transport de trous 14 ;
une troisième couche émissive 16 émettant une lumière rouge, formée sur la deuxième couche émissive 15 ;
une seconde couche de transport d’électrons 17, formée sur la troisième couche émissive 16, et destinée à être revêtue de la seconde électrode E2.
A titre de variantes, l’empilement 1 de chaque sous-pixel rouge PR, vert PG, bleu PB, peut comporter :
trois couches émissives 11, 15, 16 émettant respectivement des lumières bleue, verte et rouge sans être agencées en tandem (structure conventionnelle) ; deux couches émissives émettant respectivement des lumières jaune et bleue agencées en structure conventionnelle ;
deux couches émissives émettant respectivement des lumières jeune et bleue agencées en structure tandem.
Couches intercalaires des sous-pixels rouge, vert et bleu
La première épaisseur de la couche intercalaire 2 du sous-pixel rouge PR est adaptée de sorte que le résonateur optique autorise la transmission d’une lumière rouge R issue du filtrage interférentiel de la lumière blanche émise par l’empilement 1 du sous-pixel rouge PR. La deuxième épaisseur de la couche intercalaire 2 du sous-pixel vert PG est adaptée de sorte que le résonateur optique autorise la transmission d’une lumière verte G issue du filtrage interférentiel de la lumière blanche émise par l’empilement 1 du sous-pixel vert PG. La troisième épaisseur de la couche intercalaire 2 du sous-pixel bleu PB est adaptée de sorte que le résonateur optique autorise la transmission d’une lumière bleue B issue du filtrage interférentiel de la lumière blanche émise par l’empilement 1 du sous-pixel bleu PB.
Les première, deuxième et troisième épaisseurs des couches intercalaires 2 des sous-pixels rouge PR, vert PG et bleu PB sont préférentiellement comprises entre 1 nm et 200 nm, plus préférentiellement comprises entre 1 nm et 100 nm. Les couches intercalaires 2 des souspixels rouge PR, vert PG et bleu PB sont avantageusement réalisées dans un matériau électriquement conducteur et transparent dans le domaine visible. Le matériau électriquement conducteur et transparent dans le domaine visible est avantageusement un oxyde, de préférence sélectionné dans le groupe comportant l’oxyde d’indium-étain, l’oxyde d’étain SnC>2, l’oxyde de zinc ZnO.
Couche intercalaire du sous-pixel blanc
L’épaisseur variable de la couche intercalaire 2 du sous-pixel blanc PW présente avantageusement un profil apériodique.
Selon une première forme d’exécution illustrée à la figure 1, l’épaisseur variable de la couche intercalaire 2 du sous-pixel blanc PW présente un profil possédant au moins trois paliers de valeurs différentes correspondant aux lumières rouge, verte et bleue. Lorsque la couche intercalaire 2 du sous-pixel blanc PW et les couches intercalaires 2 des sous-pixels rouge PR, vert PG et bleue PB sont réalisées dans le même matériau, les valeurs des trois paliers correspondent aux première, deuxième et troisième épaisseurs des couches intercalaires 2 des sous-pixels rouge PR, vert PG et bleue PB.
ίο
Selon une deuxième forme d’exécution illustrée à la figure 3c, l’épaisseur variable de la couche intercalaire 2 du sous-pixel blanc PW présente un profil curviligne, de préférence convexe ou concave. Lorsque la couche intercalaire 2 du sous-pixel blanc PW et les couches intercalaires 2 des sous-pixels rouge PR, vert PG et bleue PB sont réalisées dans le même matériau, le profil curviligne de la couche intercalaire 2 du sous-pixel blanc PW comprend les valeurs des première, deuxième et troisième épaisseurs des couches intercalaires 2 des souspixels rouge PR, vert PG et bleue PB.
Selon une troisième forme d’exécution, l’épaisseur variable de la couche intercalaire 2 du sous-pixel blanc PW présente un profil en forme de V (illustré à la figure 3a) ou de V inversé (c’est-à-dire de la forme suivante Λ, illustrée à la figure 3b). Lorsque la couche intercalaire 2 du sous-pixel blanc PW et les couches intercalaires 2 des sous-pixels rouge PR, vert PG et bleue PB sont réalisées dans le même matériau, le profil en forme de V ou de V inversé de la couche intercalaire 2 du sous-pixel blanc PW comprend les valeurs des première, deuxième et troisième épaisseurs des couches intercalaires 2 des sous-pixels rouge PR, vert PG et bleue PB.
Selon un premier mode de réalisation, la couche intercalaire 2 du sous-pixel blanc PW est réalisée dans un matériau électriquement conducteur et transparent dans le domaine visible. Le matériau électriquement conducteur et transparent dans le domaine visible est avantageusement un oxyde, de préférence sélectionné dans le groupe comportant l’oxyde d’indium-étain, l’oxyde d’étain SnC>2, l’oxyde de zinc ZnO.
Selon une variante d’exécution, le pixel comporte une résine 4 électriquement isolante agencée pour isoler électriquement les sous-pixels rouge PR, vert PG, bleu PB et blanc PW ; et la couche intercalaire 2 du sous-pixel blanc PW est réalisée dans la résine 4 électriquement isolante. A titre d’exemples non limitatifs, la résine 4 électriquement isolante peut être la résine dénommée TELR commercialisée par la société TOK, ou encore la résine dénommée JSR. commercialisée par la société JSR. Le sous-pixel blanc PW présente une surface S. L’épaisseur variable de la couche intercalaire 2 du sous-pixel blanc PW présente avantageusement un profil adapté de sorte que la première électrode Ei et l’empilement 1 du sous-pixel blanc PW possèdent une surface de contact Sc supérieure ou égale à la moitié de la surface S du sous-pixel blanc PW.
Micro-écran
Un objet de l’invention est un micro-écran à diodes électroluminescentes organiques, comportant une matrice de pixels conformes à l’invention. Les pixels de la matrice présentent préférentiellement un pas de 5 pm.
Un tel micro-écran possède une forte luminance (jusqu’à 10000 cd/m2) ainsi qu’une forte couverture de couleur (au moins 60%).
Procédé de fabrication du pixel
Les première et seconde électrodes Ei, E2, et l’empilement 1 de chaque sous-pixel PR, PG, PB, PW sont avantageusement déposés par évaporation.
La couche intercalaire 2 de chaque sous-pixel PR, PG, PB, PW, est avantageusement déposée par ATT) (yAtomic Loyer Déposition» en langue anglaise) dans la mesure où il est nécessaire d’obtenir une rugosité de surface inférieure ou égale à 1 nm RMS afin que chaque sous-pixel PR, PG, PB, PW possède une émission de lumière homogène, sans court-circuit, dans le cas d’un micro-écran avec un pas de 5 pm. En outre, la technique ATT) est particulièrement adaptée car le contrôle de l’épaisseur déposée doit être de l’ordre du nanomètre. Les techniques d’évaporation classiques utilisant un masque d’évaporation ne sont pas opérantes car la précision d’alignement et la taille des ouvertures dans le masque d’évaporation sont insuffisantes.
Lorsque la couche intercalaire 2 du sous-pixel blanc PW est réalisée dans la résine 4 électriquement isolante, la résine 4 est déposée selon des largeurs différentes selon le souspixel, avec une largeur plus importante pour le sous-pixel blanc PW. A cet effet, il est possible d’utiliser un masque 6 asymétrique, comportant un premier ensemble 60 d’orifices et un second ensemble 61 d’orifices. Les orifices du premier ensemble 60 présentent une largeur supérieure à celle des orifices du second ensemble 61. Les premier et second ensembles 60, 61 d’orifices sont agencés selon la matrice souhaitée de sous-pixels PR, PG, PB, PW du micro-écran.
L’épaisseur variable de la couche intercalaire 2 du sous-pixel blanc PW est avantageusement obtenue par une technique sélectionnée dans le groupe comportant une lithographie, une gravure isotrope, une gravure orientée. Ces techniques sont particulièrement adaptées lorsque ladite couche intercalaire 2 est réalisée dans un matériau électriquement conducteur et transparent dans le domaine visible. Lorsque la couche intercalaire 2 du souspixel blanc PW est réalisée dans la résine 4 électriquement isolante, l’épaisseur variable de ladite couche intercalaire 2 peut être avantageusement obtenue par fluage de la résine 4. A titre d’exemples non limitatifs, la résine TELR est fluée à 200°C pendant 30 min et la résine JSR est fluée à 150°C pendant 10 min. La résine 4 électriquement isolante présente avantageusement une épaisseur inférieure à 1 pm avant fluage, et une épaisseur inférieure à 300 nm après fluage. La température de fluage et la durée de fluage permettent de contrôler la pente de la couche intercalaire 2 afin de limiter sa valeur, et ce afin de déposer l’empilement 1 de manière satisfaisante.
L’invention ne se limite pas aux modes de réalisation exposés. L’homme du métier est mis à même de considérer leurs combinaisons techniquement opérantes, et de leur substituer des équivalents.
Claims (12)
- REVENDICATIONS1. Pixel d’un micro-écran à diodes électroluminescentes organiques, comportant des souspixels rouge (PR), vert (PG), bleu (PB) et blanc (PW) ; chaque sous-pixel (PR, PG, PB, PW) comprenant :- une première électrode (Ei), réfléchissante dans le domaine visible ;- une seconde électrode (E2), semi-transparente dans le domaine visible ; les première et seconde électrodes (Ei, E2) formant un résonateur optique ;- un empilement (1 ; 10-17) de couches électroluminescentes organiques, formé entre les première et seconde électrodes (Ei, E2), et configuré pour émettre une lumière blanche ;- une couche intercalaire (2), intercalée entre la première électrode (Ei) et l’empilement (1 ; 10-17) ;les couches intercalaires (2) des sous-pixels rouge (PR), vert (PG) et bleu (PB) présentant respectivement des première, deuxième et troisième épaisseurs constantes adaptées de sorte que le résonateur optique autorise respectivement la transmission de lumières rouge, verte et bleue issues de la lumière blanche émise par l’empilement (1 ; 10-17) correspondant ;la couche intercalaire (2) du sous-pixel blanc (PW) présentant une épaisseur variable adaptée de sorte que le résonateur optique autorise la transmission à la fois de lumières rouge, verte et bleue issues de la lumière blanche émise par l’empilement (1 ; 10-17) correspondant.
- 2. Pixel selon la revendication 1, dans lequel l’épaisseur variable de la couche intercalaire (2) du sous-pixel blanc (PW) présente un profil apériodique.
- 3. Pixel selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’épaisseur variable de la couche intercalaire (2) du sous-pixel blanc (PW) présente un profil possédant au moins trois paliers de valeurs différentes correspondant aux lumières rouge, verte et bleue.
- 4. Pixel selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’épaisseur variable de la couche intercalaire (2) du sous-pixel blanc (PW) présente un profil curviligne, de préférence convexe ou concave.
- 5. Pixel selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’épaisseur variable de la couche intercalaire (2) du sous-pixel blanc (PW) présente un profil en forme de V ou de V inversé.
- 6. Pixel selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel les couches intercalaires (2) des sous-pixels rouge (PR), vert (PG) et bleu (PB) sont réalisées dans un matériau électriquement conducteur et transparent dans le domaine visible.
- 7. Pixel selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la couche intercalaire (2) du souspixel blanc (PW) est réalisée dans un matériau électriquement conducteur et transparent dans le domaine visible.
- 8. Pixel selon la revendication 6 ou 7, dans lequel le matériau électriquement conducteur et transparent dans le domaine visible est un oxyde, de préférence sélectionné dans le groupe comportant l’oxyde d’indium-étain, l’oxyde d’étain SnCE, l’oxyde de zinc ZnO.
- 9. Pixel selon l’une des revendications 1 à 6 et selon la revendication 8 en combinaison avec la revendication 6, comportant une résine (4) électriquement isolante agencée pour isoler électriquement les sous-pixels rouge (PR), vert (PG), bleu (PB) et blanc (PW) ; et la couche intercalaire (2) du sous-pixel blanc (PW) est réalisée dans la résine (4) électriquement isolante.
- 10. Pixel selon la revendication 9, dans lequel le sous-pixel blanc (PW) présente une surface (S) ; et l’épaisseur variable de la couche intercalaire (2) du sous-pixel blanc (PW) présente un profil adapté de sorte que la première électrode (Ei) et l’empilement (1 ; 10-17) du sous-pixel blanc (1) possèdent une surface de contact (Sc) supérieure ou égale à la moitié de la surface (S) du sous-pixel blanc (PW).
- 11. Pixel selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel les première et seconde électrodes (Ei, E2) et l’empilement (1 ; 10-17) de chaque sous-pixel rouge (PR), vert (PG), bleu (PB) et blanc (PW) présentent une épaisseur constante.
- 12. Micro-écran à diodes électroluminescentes organiques, comportant une matrice de pixels selon l’une des revendications 1 à 11.1/2
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1753204A FR3065324A1 (fr) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | Pixel d'un micro-ecran a diodes electroluminescentes organiques |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1753204 | 2017-04-12 | ||
| FR1753204A FR3065324A1 (fr) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | Pixel d'un micro-ecran a diodes electroluminescentes organiques |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3065324A1 true FR3065324A1 (fr) | 2018-10-19 |
Family
ID=59031190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1753204A Pending FR3065324A1 (fr) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | Pixel d'un micro-ecran a diodes electroluminescentes organiques |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3065324A1 (fr) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005101541A1 (fr) * | 2004-04-07 | 2005-10-27 | Eastman Kodak Company | Dispositif photoemetteur organique couleur avec pixels de gamme de couleurs ajoutes |
| US20090051283A1 (en) * | 2007-08-21 | 2009-02-26 | Cok Ronald S | Led device having improved contrast |
| EP2325915A1 (fr) * | 2009-11-24 | 2011-05-25 | Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives | Dispositif d'affichage électronique à écran électroluminescent, et son procédé de fabrication. |
| US20160343967A1 (en) * | 2014-11-13 | 2016-11-24 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Top-emitting white organic light emitting diode device, method for manufacturing the same, and display apparatus |
-
2017
- 2017-04-12 FR FR1753204A patent/FR3065324A1/fr active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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