WO2010000976A2 - Dispositif d'affichage electronique polychrome a ecran electroluminescent - Google Patents

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WO2010000976A2
WO2010000976A2 PCT/FR2009/000714 FR2009000714W WO2010000976A2 WO 2010000976 A2 WO2010000976 A2 WO 2010000976A2 FR 2009000714 W FR2009000714 W FR 2009000714W WO 2010000976 A2 WO2010000976 A2 WO 2010000976A2
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David Vaufrey
Christophe Prat
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Definitions

  • the present invention relates to a polychromatic electronic display device with electroluminescent screen.
  • the invention applies in particular to organic light-emitting diode (“OLED”) screens.
  • the display devices using "OLEDs” comprise a transmission zone formed of a matrix of pixels, each pixel typically consisting of several subpixels of different colors (RGB: red, green and blue in color). general), and an electrical connection area arranged adjacent to this active area.
  • RGB red, green and blue in color
  • Each pixel of this "OLED" matrix usually incorporates a multilayer light-emitting structure comprising an organic film interposed between two lower and upper electrodes which serve as anode and cathode, and one of which is transparent or semi-transparent to light. emitted while the other is generally reflective.
  • organic layers are deposited at each sub-pixel (a type of layer or stack of layers by color) by means of a stencil or "shadow mask".
  • the minimum dimension of the openings of this stencil therefore defines a minimum size for these sub-pixels.
  • This minimum size for each sub-pixel can also be imposed by the dimensions of the addressing circuit used for the power supply of each sub-pixel, via the aforementioned connection area. It has therefore been sought to increase the resolution of the screens by playing on one of these two parameters, i.e. the size of the openings of the stencil or, if it is the limiting factor, that of the addressing circuit.
  • a major disadvantage of the stacks of "OLED" units presented in these documents is that the gain in lifetime that they provide in each pixel for the critical sub-pixel (typically blue), by maximizing the area of its structure transmitter, does not optimize the resolution of the screen, which is limited by the stencil used for the deposition of sub-pixels of smaller dimensions.
  • Another disadvantage of known stacks where the critical subpixels (eg blue) are located in the internal "OLED” unit is that the photons they emit are reabsorbed by the emitting structures of the other sub-pixels in the unit " OLED "external, which results in a loss of flux for these photons on the emission side of the screen.
  • An object of the present invention is to provide a polychromatic display device comprising an electroluminescent emission face and, towards the inside of the device, at least one substrate coated with a matrix of pixels, this device comprising a stack of electroluminescent units where each pixel consists of at least three sub-pixels of different colors, a device that overcomes these disadvantages.
  • a device is such that, for each pixel, the sub-pixel of the lowest transmission wavelength ⁇ c , or critical sub-pixel, is exclusively located in that of the units, or external unit, which is adjacent to this transmitting face, each other sub-pixel emitting at a wavelength greater than ⁇ c being exclusively located in a unit which is internal with respect to this external unit and which is adjacent to the substrate (as opposed to the external unit which is distal to this substrate), the area of this critical sub-pixel being greater than that of each other sub-pixel.
  • this arrangement of the sub-pixels within the stack of light-emitting units according to the invention makes it possible to gain both resolution and life time for the matrix of pixels obtained.
  • sub-pixels of smaller dimensions are located directly on the substrate, thus allowing the use of conventional technologies of microelectronics for their manufacture and thus the realization of smaller patterns. sizes (hence the gain in resolution).
  • the area A of this critical subpixel is at least equal to the sum of those of the other subpixels (ie A b ⁇ e u ⁇ A r0U ge + A ve rt). which makes it possible to gain even more resolution and longer life for the screen. Even more preferably, the critical subpixel can extend beyond (ie in excess of) the edges of all the other sub-pixels underlying.
  • the location of the critical sub-pixels in the unit turned on the side of the transmission face makes it possible to avoid, within each pixel, the aforementioned phenomenon of loss of luminous flux emitted by the critical sub-pixel .
  • the critical sub-pixel can be activatable independently of each other sub-pixel: it is transparent when it is not activated and, when it is activated, transmits at said wavelength ⁇ c by adding if necessary the radiation emitted by each other sub-pixel.
  • each pixel advantageously comprises organic structures emitting radiation, such as organic light-emitting diodes ("OLEDs"), which respectively form the sub-pixels and which are each interposed between and in electrical contact with two electrodes respectively serving as anode and cathode for the corresponding emitting structure, one of these electrodes being transparent or semitransparent and the other electrode being reflective.
  • OLEDs organic light-emitting diodes
  • said stack consists of two electroluminescent units respectively external and internal, said critical sub-pixel emitting within said external unit and being stacked on the other sub-pixels that all emit within said internal unit.
  • this display device comprises a single active or passive matrix type substrate, each pixel being delimited by an external electrode applied to the emitting structure of said critical sub-pixel, or critical structure. , and by several internal electrodes which are applied on this substrate and on which the emitting structures of the other sub-pixels, or non-critical structures, are deposited spaced apart, at least one intermediate electrode being applied to the non-critical structures and / or under the critical structure.
  • this device may comprise a single intermediate electrode which is applied at a time, for each pixel, under said critical structure and on said non-critical structures with which this critical structure is substantially aligned.
  • the device according to this first embodiment may comprise two external and internal intermediate electrodes which are superimposed by being separated by at least one electrically insulating and transparent inorganic layer, preferably deposited by the "ALD" technique for depositing an atomic layer ("atomic layer deposition "in English) and made of a material selected from the group consisting of oxides of aluminum, silicon, zinc and silicon nitrides, these intermediate electrodes being respectively applied, for each pixel, under the critical structure and on all non-critical structures.
  • the internal electrodes and the external intermediate electrode may each form a (semi) transparent anode, and the inner intermediate electrode and the outer electrode may then each form a reflective cathode.
  • this layer can be optimized by simulation to allow the extraction of the maximum luminous flux of the internal and external units. In this case we find for each electroluminescent unit the preferred arrangement of an emitting structure interposed between a lower anode and an upper cathode.
  • the display device comprises two respectively external and internal substrates which are each active or passive matrix and which are assembled to one another at their peripheries by adhesive strings. forming a sealed encapsulation for the device, the external substrate being provided with regularly spaced critical emitting structures which each form a critical subpixel, and the inner substrate being provided with non-transmitting structures regularly spaced critics which each form at least one of the other sub-pixels and which are separated from these critical structures by an electrical insulator, the two matrices formed by these substrates being connected to independent power supply circuits.
  • said insulator consists of a vacuum separating these critical and non-critical structures, so as to overcome the efficiency limitations of each critical sub-pixel by controlling the light interferences between these structures.
  • said substrates are separated from each other by a distance of less than 2 ⁇ m, to minimize the emissions of a non-critical structure towards a neighboring non-critical structure and to maximize them towards the critical structure vis-à-vis .
  • said sub-pixels may for example consist of three sub-pixels respectively red, green and blue, said critical sub-pixel located exclusively in said external unit being a sub-pixel emitting in the blue, and the other sub-pixels exclusively located in said internal unit being sub-pixels emitting in the red and / or in the green.
  • the transmitting structure of each of the sub-pixels other than said critical sub-pixel is able to selectively transmit, depending on the voltage applied to it, at at least two distinct radiations of wavelengths both greater than that of this critical sub-pixel so as to successively form at least two-color non-critical subpixels.
  • the emitting structure of each non-critical sub-pixel can then comprise two different emitting materials capable of emitting in the low-voltage red and in the green at higher voltage, for obtaining two-color sub-pixels.
  • these non-critical sub-pixels which are at least two-colored, have the advantage, in this first embodiment of the invention, of simplifying the addressing of the electroluminescent units by requiring two fewer internal electrodes for the corresponding electroluminescent units and, in this second embodiment of the invention, also to simplify the structure of the internal substrate.
  • they can be sealed encapsulated by various means, including:
  • FIG. 1 is a diagrammatic view from above of a arrangement according to the prior art of three respectively red, green and blue subpixels of a light-emitting screen
  • FIG. 2 is a schematic view from above of an arrangement according to the principle of the invention of these three sub-pixels, distributed in two superimposed units of a light-emitting screen
  • FIG. 3 is a partial diagrammatic cross-sectional view of a display device according to the first embodiment of the invention using the stacking principle of FIG. 2
  • FIG. 4 is a schematic view from above of the essential components of the stack of a display device. according to a variant of Figure 3
  • Figure 5 is a partial schematic cross-sectional view of a display device according to the second embodiment of the invention.
  • the display devices 1, 1 ', 101 according to the invention described hereinafter with reference to FIGS. 2 to 5 are of the "OLED" type, comprising in known manner at least one substrate 2, 102a, 102b, typically in silicon coated with a matrix of pixels which overcomes an integrated circuit structure for addressing each pixel and which may comprise for example for each pixel two transistors and a capacitor or more complex circuits, and which is connected to an electrical connection zone (not shown) for the establishment of a potential difference between electrodes 3 to 6 in contact with which are interlaced multilayer emitting structures organic film (monolayer or multilayer, not shown).
  • OLED organic film
  • these electrodes 3 to 6 each serve as anode or cathode and at least one of them is transparent to the light emitted by the pixels in order to radiate this light emitted towards the external device 1, the, 101.
  • the organic film inserted between these electrodes 3 to 6 it is designed to transfer the electrons and holes that come from the electrodes 3 to 6 and which are recombined to generate excitons and therefore the light emission.
  • FIG. 1 shows a known arrangement of three sub-pixels R, V, B (respectively red, green and blue) for each pixel of an "OLED" screen matrix, in which an attempt has been made to maximize the size of the shortest wavelength subpixel B at the expense of that of the subpixel R and the subpixel V, which have been reduced with the dimensional limit I imposed by the size of the openings of the stencil used to deposit these sub-pixels and / or that of the addressing circuit for the supply of each sub-pixel.
  • the current density in the subpixel B which is known to be the most sensitive to aging, has been minimized, so as to increase the lifetime of this sub-pixel B of the highest transmission area. high, and we obtained a pixel of dimension L in the direction of the succession of the three sub-pixels R, V and B.
  • the sub-pixels R 1 V and B ' can be solicited independently or simultaneously, the superimposed subpixel B' being transparent when it is not activated so as not to alter the emission of the sub-pixels R and V in this case. Once activated, the sub-pixel B 'emits a radiation which is added, if necessary, to those of the sub-pixels R and V.
  • each sub-pixel that can be used in a screen according to the invention can vary from 400 ⁇ m 2 to approximately 90000 ⁇ m 2 .
  • the display device 1 according to the first embodiment of the invention which is illustrated in FIG. 3 comprises a single substrate 2 of active or passive matrix type, each pixel being delimited by:
  • electrodes 4 and 5 which are applied on this substrate 2 and on which the emitting structures ER and Ev of the sub-pixels R and V, respectively spaced apart (preferably separated by vacuum), are respectively deposited electrodes 4 and 5 forming, for example, transparent or semi-transparent anodes, and by
  • this electrode 6 forming, for example, both a cathode for the internal "OLED" unit U 1 and an anode for the external OLED unit U e .
  • the edges of the emitting structure EB are substantially aligned with those of the emitting structure ER and of the emitting structure Ev although, as illustrated in FIG. 4, this alignment can only be approximate for the device the. It may be noted in this regard that this precise alignment is not imperative, whether in terms of colorimetry (insofar as the luminance of the sub-pixels R, V, B 'can be adjusted by the addressing as a function of the desired color and solicited pixels) or in terms of resolution (insofar as the illuminated maximum elementary surface does not exceed the size of the pixel).
  • the display device 1 or the device could comprise not one but two external and internal intermediate electrodes which are superimposed by being separated by an electrically insulating transparent inorganic layer, and which are respectively applied, for each pixel, under the emitting structure E 6 and on both structures E R and E v .
  • This layer preferably deposited by the "ALD" layer deposition technique atomic, can be advantageously made of a material selected from the group consisting of oxides of aluminum, silicon, zinc and silicon nitrides.
  • the two inner electrodes and the outer intermediate electrode can each form a transparent or semi-transparent anode, and the inner intermediate electrode and the outer electrode can each then form a reflective cathode, which allows to find for each electroluminescent unit Uj and U e the preferred arrangement of an emitting structure ER, EV or EB interposed between a lower anode and an upper cathode.
  • the sub-pixels R and V are produced in a single two-color R / V sub-pixel which has the property of transmitting in the low-voltage red and in the higher-voltage green.
  • a multilayer emitter structure composed of at least two distinct materials emitting respectively in red and green, which is for example the following: doped doped anode / HTM014 p / NPB / TMM004 Irppy / TMM004 doped TER04 / Alq3 / N-doped Bphen / cathode, where Alq3 and Bphen materials are available from Aldrich and where other materials are available from Merck Germany.
  • the stack obtained makes it possible specifically to optimize the optical cavity of the blue sub-pixel to increase the optical coupling output, while compromise will be found for the other underlying red and green subpixels, if it is desired to deposit the transport layers in a common way.
  • the or each intermediate electrode must be structured, which is for example achievable by depositing this electrode by means of a conventional stencil.
  • the device 101 according to the second embodiment of the invention illustrated in FIG. 5 comprises two external 102a and internal 102b active or passive matrix substrates (commonly called "backplanes" in English by those skilled in the art) assembled by cords. 110 glue peripherals forming sealed encapsulation.
  • the outer substrate 102a is provided, on its side facing the other substrate 102b, emitting structures E'B in the regularly spaced blue which each form in contact with a pair of electrodes (not shown) a blue sub-pixel and the inner substrate is provided with regularly spaced emitting structures E ' R and EV which each form a red and / or green subpixel in contact with a pair of electrodes (not shown) and which are separate from the structures E' B by vacuum forming electrical insulation.
  • the two matrices formed by these substrates 102a and 102b are respectively connected to independent power supply circuits (not shown).
  • This spatial separation between the emitting structures E ' B and the emitting structures E'R and EV advantageously makes it possible to overcome the yield limitations of each blue sub-pixel by controlling the light interferences between these structures E'B, E'R and EV
  • the use of the two substrates 102a and 102b on which are deposited the emitting structures E'B, E'R and EV does not really penalize the manufacture of the device 101, because it is not necessary to to precisely align these structures E ' B , E' R and EV and that the encapsulation of the screen is obtained in a very simple manner by the only adhesive beads 110.
  • This device 101 also provides a very high resolution and different modes. less destructive operations for Uj and U e units .
  • the spatial separation of the emitting structures of these two units Uj and U e allows, on the one hand, to overcome performance limitations, particularly noticeable for the E'B emitting structures and, on the other hand, to operate in parallel these very sensitive E'B structures with densities lower current, so with a longer life.
  • the substrates 102a and 102b are separated from one another by a distance of less than 2 ⁇ m, to avoid "parallax" errors by minimizing the emissions of a structure E'R OR EV towards a neighboring structure E'R OR EV to focus on the E'B structure vis-à-vis.
  • this display device 101 of FIG. 5 requires the connection of power supply circuits (called
  • two-color subpixels RA / emitting either in the red or in the green depending on the applied electrical voltage can advantageously be made, in place of the remote arrangement of red and green subpixels on the "backplane" 102b.
  • Such a two-color emitting structure RA / may for example have the following configuration: "backplane" / reflective electrode / p-doped HTL / EBL /
  • HTL stands for "hole transport layer”
  • EBL electron blocking layer
  • EL Error layer
  • HBL hole blocking layer
  • ETL electrostatic transport layer
  • the emitting structure E'B in blue it can for example have the following configuration:
  • Semi-transparent electrodes and optical cavities receiving these sub-pixels can be optimized, so as to maximize the efficiency of these OLED units and the light emission cones, via the inter-electrode space and the distances between diodes.
  • the precise alignment of the transmitting structures of these two backplanes 102a and 102b is not as essential as for the screens with a single backplane, except for the purpose of optimizing the total luminance because the inter-pixel areas of the upper matrix 102a hide the flux emitted by the pixels of the lower matrix 102b.
  • a misalignment does not induce a loss of resolution in the device 101.
  • each blue sub-pixel a transmission area twice as large as that of each green or red pixel.
  • the resolution of the screen then corresponds to the size of each blue subpixel and the addressing of the screen takes into account this difference in size between sub-pixels to compensate for the differences in resolution of the two backplanes 102a and 102b. .
  • the major advantage of this device 101 is the considerable gain in definition provided by these two “backplanes” 102a and 102b, and also in the lifetime of the "OLED" units, without being penalized by a requirement of precise alignment of the sub-pixels.

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'affichage électronique polychrome à écran électroluminescent, en particulier à diodes électroluminescentes organiques ("OLED"). Dispositif d'affichage électronique (1) polychrome comprenant une face d'émission électroluminescente et, vers l'intérieur du dispositif, au moins un substrat (2) revêtu d'une matrice de pixels, ce dispositif comprenant un empilement de plusieurs unités électroluminescentes (Ui et Ue) où chaque pixel est constitué d'au moins trois sous-pixels de couleurs différentes. Selon l'invention, pour chaque pixel, le sous-pixel de longueur d'onde d'émission la plus basse λc, ou sous-pixel critique, est exclusivement localisé dans l'unité externe (Ue) qui est adjacente à cette face d'émission, chaque autre sous-pixel émettant à une longueur d'onde supérieure à λc étant exclusivement localisé dans une unité interne (Ui) par rapport à cette unité externe et qui est adjacente au substrat, l'aire de ce sous-pixel critique étant supérieure à celle de chaque autre sous-pixel.

Description

DISPOSITIF D'AFFICHAGE ELECTRONIQUE POLYCHROME A ECRAN
ELECTROLUMINESCENT.
La présente invention concerne un dispositif d'affichage électronique polychrome à écran électroluminescent. L'invention s'applique en particulier à des écrans à diodes électroluminescentes organiques (« OLED » pour « organic light-emitting diode »).
De manière connue, les dispositifs d'affichage utilisant des « OLED » comprennent une zone d'émission formée d'une matrice de pixels, chaque pixel étant typiquement constitué de plusieurs sous-pixels de couleurs différentes (RVB : rouge, vert et bleu en général), et une zone de connexion électrique agencée de manière adjacente à cette zone active. Chaque pixel de cette matrice « OLED » incorpore usuellement une structure multicouches émettrice de lumière comprenant un film organique intercalé entre deux électrodes inférieure et supérieure qui servent d'anode et de cathode, et dont l'une est transparente ou semi-transparente à la lumière émise alors que l'autre est généralement réfléchissante.
Pour réaliser ces écrans, on dépose des couches organiques au niveau de chaque sous-pixel (un type de couche ou d'empilement de couches par couleur) au moyen d'un pochoir ou « shadow mask ». La dimension minimale des ouvertures de ce pochoir définit donc une taille minimale pour ces sous-pixels. Cette taille minimale pour chaque sous-pixel peut être également imposée par les dimensions du circuit d'adressage utilisé pour l'alimentation électrique de chaque sous-pixel, via la zone de connexion précitée. On a donc cherché à accroître la résolution des écrans en jouant sur l'un de ces deux paramètres, i.e. la taille des ouvertures du pochoir ou, s'il s'agit du facteur limitatif, celle du circuit d'adressage.
D'autres voies d'amélioration de la résolution de tels écrans ont été explorées dans le passé, consistant à réaliser des empilements d'unités « OLED ». Dans ce type d'écran, certains sous-pixels et leurs structures émettrices correspondantes sont localisés dans une unité « OLED » dite externe, adjacente à la face d'émission alors que d'autres sont localisés dans une unité « OLED » dite interne, adjacente au substrat, une électrode du pixel ainsi formé pouvant être commune à deux unités superposées.
On a par ailleurs cherché dans ces empilements à minimiser la densité de courant circulant dans le sous-pixel qui est le plus sensible au vieillissement - celui dont la longueur d'onde est la plus petite, typiquement le bleu dans le cas RVB - en privilégiant sa surface d'émission aux dépens de celle des autres sous-pixels, de sorte à accroître la durée de vie de ce sous- pixel critique et donc de l'ensemble du dispositif. On peut par exemple citer le document US-B-6 747 618, qui présente à sa figure 8 un tel empilement avec les deux sous-pixels rouge et vert localisés dans l'unité externe, et le sous-pixel bleu localisé dans l'unité interne avec une aire d'émission supérieure à la somme des aires des sous- pixels rouge et vert. On peut également citer le document US-B-7 250 722 qui décrit un empilement dans lequel les sous-pixels rouge et bleu sont localisés dans une même unité interne ou externe et le sous-pixel vert dans l'autre unité, toujours en veillant à ce que l'aire d'émission du sous-pixel bleu soit supérieure à celle des autres sous-pixels pour augmenter sa durée de vie.
Un inconvénient majeur des empilements d'unités « OLED » présentés dans ces documents est que le gain en durée de vie qu'ils procurent dans chaque pixel pour le sous-pixel critique (typiquement bleu), par maximisation de l'aire de sa structure émettrice, ne permet pas d'optimiser la résolution de l'écran, qui reste limitée par le pochoir utilisé pour le dépôt des sous-pixels de plus petites dimensions. Un autre inconvénient des empilements connus où les sous- pixels critiques (e.g. bleus) sont localisés dans l'unité « OLED » interne est que les photons qu'ils émettent sont réabsorbés par les structures émettrices des autres sous-pixels dans l'unité « OLED » externe, ce qui se traduit par une perte de flux pour ces photons sur la face d'émission de l'écran. Un but de la présente invention est de proposer un dispositif d'affichage polychrome comprenant une face d'émission électroluminescente et, vers l'intérieur du dispositif, au moins un substrat revêtu d'une matrice de pixels, ce dispositif comprenant un empilement d'unités électroluminescentes où chaque pixel est constitué d'au moins trois sous-pixels de couleurs différentes, dispositif qui remédie à ces inconvénients.
A cet effet, un dispositif selon l'invention est tel que, pour chaque pixel, le sous-pixel de longueur d'onde d'émission la plus basse λc, ou sous-pixel critique, est exclusivement localisé dans celle des unités, ou unité externe, qui est adjacente à cette face d'émission, chaque autre sous-pixel émettant à une longueur d'onde supérieure à λc étant exclusivement localisé dans une unité qui est interne par rapport à cette unité externe et qui est adjacente au substrat (par opposition à l'unité externe qui est distale par rapport à ce substrat), l'aire de ce sous-pixel critique étant supérieure à celle de chaque autre sous-pixel.
On notera que cet agencement des sous-pixels au sein de l'empilement d'unités électroluminescentes selon l'invention permet de gagner à la fois en résolution et en temps de vie pour la matrice de pixels obtenue. En particulier, on peut prévoir une luminance visuelle (en cd/m2) identique pour chacun de ces sous-pixels, parmi lesquels le sous-pixel critique (de longueur d'onde la plus faible, par exemple de couleur bleue dans le cas RVB, indigo ou violette) peut présenter sans limitation dimensionnelle aucune, une aire d'émission très supérieure à celle de chaque autre sous-pixel sous-jacent, ce qui se traduit par une durée de vie pouvant être très notablement accrue pour le dispositif d'affichage.
Par ailleurs, les sous-pixels de plus petites dimensions (rouge et vert dans le cas RVB) sont situés directement sur le substrat, permettant ainsi l'utilisation de technologies classiques de la microélectronique pour leur fabrication et donc la réalisation de motifs de plus petites tailles (d'où le gain en résolution).
De préférence, l'aire A de ce sous-pixel critique est au moins égale à la somme de celles des autres sous-pixels (soit Abιeu ≥ Ar0Uge + Avert). ce qui permet de gagner encore en résolution et en durée de vie pour l'écran. A titre encore plus préférentiel, le sous-pixel critique peut s'étendre au-delà (i.e. en dépassement) des bords de l'ensemble des autres sous-pixels sous- jacents.
On notera également que la localisation des sous-pixels critiques dans l'unité tournée du côté de la face d'émission permet d'éviter, au sein de chaque pixel, le phénomène précité de perte de flux lumineux émis par le sous-pixel critique.
Avantageusement, le sous-pixel critique peut être activable indépendamment de chaque autre sous-pixel : il est transparent lorsqu'il n'est pas activé et, lorsqu'il est activé, émet à ladite longueur d'onde λc en s'additionnant le cas échéant au rayonnement émis par chaque autre sous- pixel.
Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque pixel comprend avantageusement des structures organiques émettrices de rayonnements, telles que des diodes électroluminescentes organiques (« OLED »), qui forment respectivement les sous-pixels et qui sont chacune intercalées entre et en contact électrique avec deux électrodes servant respectivement d'anode et de cathode pour la structure émettrice correspondante, l'une de ces électrodes étant transparente ou semi- transparente et l'autre électrode pouvant être réfléchissante. De préférence, ledit empilement est constitué de deux unités électroluminescentes respectivement externe et interne, ledit sous-pixel critique émettant au sein de ladite unité externe et étant empilé sur les autres sous-pixels qui émettent tous au sein de ladite unité interne.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, ce dispositif d'affichage comporte un unique substrat de type à matrice active ou passive, chaque pixel étant délimité par une électrode externe appliquée sur la structure émettrice dudit sous-pixel critique, ou structure critique, et par plusieurs électrodes internes qui sont appliquées sur ce substrat et sur lesquelles sont déposées de manière espacée les structures émettrices des autres sous-pixels, ou structures non critiques, au moins une électrode intermédiaire étant appliquée sur les structures non critiques et/ou sous la structure critique. Conformément à ce premier mode, ce dispositif peut comporter une unique électrode intermédiaire qui est appliquée à la fois, pour chaque pixel, sous ladite structure critique et sur lesdites structures non critiques avec lesquelles cette structure critique est sensiblement alignée. En variante, le dispositif selon ce premier mode peut comporter deux électrodes intermédiaires externe et interne qui sont superposées en étant séparées par au moins une couche inorganique électriquement isolante et transparente, de préférence déposée par la technique « ALD » de dépôt de couche atomique (« atomic layer déposition » en anglais) et réalisée en un matériau choisi dans le groupe constitué par les oxydes d'aluminium, de silicium, de zinc et les nitrures de silicium, ces électrodes intermédiaires étant respectivement appliquées, pour chaque pixel, sous la structure critique et sur l'ensemble des structures non critiques. Dans cette variante, les électrodes internes et l'électrode intermédiaire externe peuvent chacune former une anode (semi)transparente, et l'électrode intermédiaire interne et l'électrode externe peuvent alors chacune former une cathode réfléchissante. L'épaisseur de cette couche pourra être optimisée par simulation pour permettre l'extraction du maximum de flux lumineux des unités internes et externes. On retrouve dans ce cas pour chaque unité électroluminescente l'agencement préférentiel d'une structure émettrice intercalée entre une anode inférieure et une cathode supérieure.
On notera que le matériau inorganique transparent précité qui forme la couche isolante utilisée dans cette variante pourrait également être utilisé pour l'encapsulation de l'écran selon l'invention.
Selon un second mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'affichage comporte deux substrats respectivement externe et interne qui sont chacun à matrice active ou passive et qui sont assemblés l'un à l'autre en leurs périphéries par des cordons de colle formant encapsulation étanche pour le dispositif, le substrat externe étant pourvu de structures émettrices critiques régulièrement espacées qui forment chacune un sous- pixel critique, et le substrat interne étant pourvu de structures émettrices non critiques régulièrement espacées qui forment chacune l'un au moins des autres sous-pixels et qui sont séparées de ces structures critiques par un isolant électrique, les deux matrices formées par ces substrats étant connectées à des circuits indépendants d'alimentation électrique. On notera que l'utilisation de ces deux substrats sur lesquels sont déposées les structures émettrices ne complique pas véritablement le procédé de fabrication du dispositif d'affichage selon l'invention, du fait qu'il n'est pas nécessaire dans ce second mode d'aligner précisément les structures émettrices critiques et non critiques déposées en regard, et surtout que l'encapsulation de l'écran est réalisée par les seuls cordons de colle précités formant une enceinte hermétique.
Ce dispositif procure en outre une très haute résolution et des modes de fonctionnement moins destructeurs pour les unités électroluminescentes, comme cela sera expliqué par la suite. Conformément à ce second mode, ledit isolant jest constitué par du vide séparant ces structures critiques et non critiques, de sorte à s'affranchir des limitations de rendement de chaque sous-pixel critique en contrôlant les interférences lumineuses entre ces structures.
Avantageusement selon ce second mode, lesdits substrats sont séparés entre eux d'une distance inférieure à 2 μm, pour minimiser les émissions d'une structure non critique vers une structure non critique voisine et les maximiser vers la structure critique en vis-à-vis.
Selon une autre caractéristique générale de l'invention, lesdits sous-pixels peuvent par exemple être constitués de trois sous-pixels respectivement rouge, vert et bleu, ledit sous-pixel critique exclusivement localisé dans ladite unité externe étant un sous-pixel émettant dans le bleu, et les autres sous-pixels exclusivement localisés dans ladite unité interne étant des sous-pixels émettant dans le rouge et/ou dans le vert.
Selon une autre caractéristique de l'invention notamment commune à ces premier et second modes, la structure émettrice de chacun des sous-pixels autres que ledit sous-pixel critique est apte à émettre sélectivement, en fonction de la tension électrique qui lui est appliquée, au moins deux rayonnements distincts de longueurs d'onde toutes deux supérieures à celle de ce sous-pixel critique de sorte à former successivement des sous-pixels non critiques au moins bicolores.
Dans l'exemple précité de sous-pixels émettant dans le bleu, le rouge et le vert, la structure émettrice de chaque sous-pixel non critique peut alors comprendre deux matériaux émetteurs distincts aptes à émettre dans le rouge à basse tension et dans le vert à plus haute tension, pour l'obtention de sous-pixels bicolores.
On notera que ces sous-pixels non critiques au moins bicolores présentent l'avantage, dans ce premier mode de l'invention, de simplifier l'adressage des unités électroluminescentes en requérant deux fois moins d'électrodes internes pour les unités électroluminescentes correspondantes et, dans ce second mode de l'invention, de simplifier également la structure du substrat interne. D'une manière générale pour l'ensemble des dispositifs d'affichage selon la présente invention, on notera qu'ils peuvent être encapsulés de manière étanche par divers moyens, comprenant notamment :
- pour le premier mode de l'invention, le collage d'une plaque de protection transparente par exemple en verre ou en matière plastique et pourvue de filtres optiques colorés sur sa face d'assemblage avec l'écran, ou bien le recouvrement de l'écran par une ou plusieurs couches d'encapsulation pouvant être formées du matériau inorganique transparent précité, et
- pour le second mode de l'invention, par les cordons de colle déposés entre les deux substrats et formant l'enceinte hermétique précitée.
D'autres avantages, caractéristiques et détails de l'invention ressortiront du complément de description qui va suivre en référence à des dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples et dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique de dessus d'un agencement selon l'art antérieur de trois sous-pixels respectivement rouge, vert et bleu d'un écran électroluminescent, la figure 2 est une vue schématique de dessus d'un agencement selon le principe de l'invention de ces trois sous-pixels, répartis dans deux unités superposées d'un écran électroluminescent, la figure 3 est une vue schématique partielle en coupe transversale d'un dispositif d'affichage selon le premier mode de réalisation de l'invention utilisant le principe d'empilement de la figure 2, la figure 4 est une vue schématique de dessus des composants essentiels de l'empilement d'un dispositif d'affichage selon une variante de la figure 3, et la figure 5 est une vue schématique partielle en coupe transversale d'un dispositif d'affichage selon le second mode de réalisation de l'invention.
Les dispositifs d'affichage 1 , l', 101 selon l'invention décrits ci-après en référence aux figures 2 à 5 sont de type à « OLED », comprenant de manière connue au moins un substrat 2, 102a, 102b typiquem ent en silicium revêtu d'une matrice de pixels qui surmonte une structure de circuit intégré servant à adresser chaque pixel et pouvant comporter par exemple pour chaque pixel deux transistors et un condensateur ou des circuits plus complexes, et qui est reliée à une zone de connexion électrique (non illustrée) pour l'établissement d'une différence de potentiel entre des électrodes 3 à 6 au contact desquelles sont intercalées des structures émettrices multicouches à film organique (monocouche ou multicouches, non représenté). Comme cela sera expliqué ci-après, ces électrodes 3 à 6 servent chacune d'anode ou de cathode et l'une au moins d'entre elles est transparente à la lumière émise par les pixels afin de faire rayonner cette lumière émise vers l'extérieur du dispositif 1 , l', 101. Quant au film organique intercalé entre ces électrodes 3 à 6, il est conçu pour transférer les électrons et les trous qui proviennent des électrodes 3 à 6 et qui sont recombinés pour générer des excitons et donc l'émission de lumière.
On a représenté à la figure 1 un agencement connu de trois sous-pixels R, V, B (respectivement rouge, vert et bleu) pour chaque pixel d'une matrice d'écran « OLED », dans lequel on a cherché à maximiser la taille du sous-pixel B de longueur d'onde la plus courte aux dépens de celle du sous-pixel R et du sous-pixel V, qui ont été réduites avec la limite dimensionnelle I imposée par la taille des ouvertures du pochoir utilisé pour déposer ces sous-pixels et/ou celle du circuit d'adressage pour l'alimentation de chaque sous-pixel. De cette manière, on a minimisé la densité de courant dans le sous-pixel B qui est de manière connue le plus sensible au vieillissement, de sorte à accroître la durée de vie de ce sous-pixel B d'aire d'émission la plus élevée, et l'on a obtenu un pixel de dimension L dans le sens de la succession des trois sous-pixels R, V et B.
Est illustré à la figure 2 le principe général selon l'invention utilisant un empilement de deux unités « OLED » respectivement interne (i.e. opposée à la face d'émission de l'écran) et externe (i.e. adjacente à cette face d'émission) où, pour chaque pixel, le sous-pixel bleu B' est uniquement localisé dans l'unité externe et les sous-pixels rouge R et vert V sont uniquement localisés dans l'unité interne, avec une aire d'émission pour le sous-pixel B' qui est égale ou supérieure à la somme des aires d'émissions respectives des deux autres sous-pixels R et V. On voit à la figure 2 que ce sous-pixel B' dépasse avantageusement de chaque côté des bords de l'ensemble des sous-pixels R et V, en présentant une dimension L" réduite par rapport à la dimension correspondante L de la figure 1.
Selon la couleur désirée, les sous-pixels R1 V et B' peuvent être sollicités indépendamment ou simultanément, le sous-pixel B' superposé étant transparent lorsqu'il n'est pas activé pour ne pas altérer l'émission des sous-pixels R et V dans ce cas. Une fois activé, le sous-pixel B' émet un rayonnement qui s'additionne, le cas échéant, à ceux des sous-pixels R et V.
Cet agencement particulier des sous-pixels R, V et B' dans cet empilement, combiné au choix d'une aire maximale pour le sous-pixel B' permet à la fois d'optimiser la durée de vie de ce sous-pixel bleu et de gagner en résolution. En particulier, cette localisation du sous-pixel B' du côté de la face d'émission de l'écran permet de conserver intact le flux de photons bleus, en évitant la réabsorption de ces derniers par les sous-pixels R et V. A titre indicatif, l'aire de chaque sous-pixel utilisable dans un écran selon l'invention peut varier de 400 μm2 à 90000 μm2 environ.
Le dispositif d'affichage 1 selon le premier mode de l'invention qui est illustré à la figure 3 comporte un unique substrat 2 de type à matrice active ou passive, chaque pixel étant délimité par :
- une électrode externe 3 appliquée sur la structure émettrice EB du sous-pixel B' et formant par exemple une cathode réfléchissante,
- par deux électrodes internes ou de fond 4 et 5 qui sont appliquées sur ce substrat 2 et sur lesquelles sont respectivement déposées de manière espacée (séparées de préférence par du vide) les structures émettrices ER et Ev des sous-pixels R et V, ces électrodes 4 et 5 formant par exemple des anodes transparentes ou semi-transparentes, et par
- une électrode intermédiaire 6 qui surmonte ces structures émettrices ER et Ev et sur laquelle est appliquée la structure émettrice EB, cette électrode 6 formant par exemple à la fois une cathode pour l'unité « OLED » interne U1 et une anode pour l'unité « OLED » externe Ue.
Comme visible à la figure 3, les bords de la structure émettrice EB sont sensiblement alignés avec ceux de la structure émettrice ER et de la structure émettrice Ev bien que, comme illustré à la figure 4, cet alignement puisse n'être qu'approximatif pour le dispositif l'. On peut noter à ce sujet que cet alignement précis n'est pas impératif, que ce soit en termes de colorimétrie (dans la mesure ou la luminance des sous-pixels R, V, B' peut être ajustée par l'adressage en fonction de la couleur recherchée et des pixels sollicités) ou en termes de résolution (dans la mesure ou la surface élémentaire maximale éclairée n'excède pas la taille du pixel).
En variante, le dispositif d'affichage 1 ou l' pourrait comporter non pas une mais deux électrodes intermédiaires externe et interne qui sont superposées en étant séparées par une couche inorganique transparente électriquement isolante, et qui sont respectivement appliquées, pour chaque pixel, sous la structure émettrice E6 et sur les deux structures ER et Ev. Cette couche, de préférence déposée par la technique « ALD » de dépôt de couche atomique, peut être avantageusement réalisée en un matériau choisi dans le groupe constitué par les oxydes d'aluminium, de silicium, de zinc et les nitrures de silicium.
Dans cette configuration d'empilement, les deux électrodes internes et l'électrode intermédiaire externe peuvent chacune former une anode transparente ou semi-transparente, et l'électrode intermédiaire interne et l'électrode externe peuvent alors chacune former une cathode réfléchissante, ce qui permet de retrouver pour chaque unité électroluminescente Uj et Ue l'agencement préférentiel d'une structure émettrice ER, EV OU EB intercalée entre une anode inférieure et une cathode supérieure.
Selon une autre variante de ce premier mode, on réalise les sous-pixels R et V en un seul sous-pixel bicolore R/V qui présente la propriété d'émettre dans le rouge à basse tension et dans le vert à plus haute tension. A cet effet, on utilise pour chaque sous-pixel bicolore une structure émettrice multicouches composée d'au moins deux matériaux distincts émettant respectivement dans le rouge et le vert, qui est par exemple la suivante : anode / HTM014 dopé p /NPB / TMM004 dopé Irppy / TMM004 dopé TER04 / Alq3 / Bphen dopé N / cathode, où les matériaux Alq3 et Bphen sont disponibles chez Aldrich et où les autres matériaux sont disponibles chez Merck Germany.
Qn notera que cette variante à sous-pixels bicolores R/V permet de simplifier l'adressage de chacune des unités « OLED », en comparaison des unités des figures 3 et 4 nécessitant quatre électrodes indépendantes.
D'une manière générale en référence à ce premier mode de l'invention, il convient de noter que l'empilement obtenu permet de pouvoir spécifiquement optimiser la cavité optique du sous-pixel bleu pour accroître le couplage optique de sortie, alors qu'un compromis sera trouvé pour les autres sous-pixels rouge et vert sous-jacents, si l'on souhaite déposer les couches de transport de façon commune. Egalement pour ce premier mode de l'invention, il convient de noter que la ou chaque électrode intermédiaire doit être structurée, ce qui est par exemple réalisable par dépôt de cette électrode au moyen d'un pochoir conventionnel.
Le dispositif 101 selon le second mode de réalisation de l'invention illustré à la figure 5 comporte deux substrats externe 102a et interne 102b à matrice active ou passive (communément appelés « backplanes » en anglais par l'homme du métier) assemblés par des cordons périphériques de colle 110 formant encapsulation étanche. Le substrat externe 102a est pourvu, sur sa face tournée vers l'autre substrat 102b, de structures émettrices E'B dans le bleu régulièrement espacées qui forment chacune au contact d'une paire d'électrodes (non illustrées) un sous-pixel bleu, et le substrat interne est pourvu de structures émettrices E'R et EV régulièrement espacées qui forment chacune un sous-pixel rouge et/ou vert au contact d'une paire d'électrodes (non illustrées) et qui sont séparées des structures E'B par du vide formant isolant électrique. Les deux matrices formées par ces substrats 102a et 102b sont respectivement connectées à des circuits indépendants d'alimentation électrique (non illustrés). Cette séparation spatiale entre les structures émettrices E'B et les structures émettrices E'R et EV permet avantageusement de s'affranchir des limitations de rendement de chaque sous-pixel bleu en contrôlant les interférences lumineuses entre ces structures E'B, E'R et EV
Comme indiqué précédemment, l'utilisation des deux substrats 102a et 102b sur lesquels sont déposées les structures émettrices E'B, E'R et EV ne pénalise pas vraiment la fabrication du dispositif 101 , du fait qu'il n'est pas nécessaire d'aligner précisément ces structures E'B, E'R et EV et que l'encapsulation de l'écran est obtenue de manière très simple par les seuls cordons de colle 110. Ce dispositif 101 procure en outre une très haute résolution et des modes de fonctionnements moins destructeurs pour les unités Uj et Ue. En effet, la séparation spatiale des structures émettrices de ces deux unités Uj et Ue permet, d'une part, de s'affranchir des limitations de rendement, notamment perceptibles pour les structures émettrices E'B et, d'autre part, de faire fonctionner en parallèle ces structures E'B très sensibles avec des densités de courant plus faibles, donc avec une durée de vie plus élevée. Avantageusement, les substrats 102a et 102b sont séparés entre eux d'une distance inférieure à 2 μm, pour éviter les erreurs de « parallaxe » en minimisant les émissions d'une structure E'R OU EV vers une structure E'R OU EV voisine pour les focaliser sur la structure E'B en vis-à-vis.
Bien entendu, ce dispositif d'affichage 101 de la- figure 5 nécessite la connexion de circuits d'alimentation électrique (appelés
« drivers » an anglais) spécifiques aux deux matrices déposées sur les substrats 102a et 102b, i.e. avec un nombre de flexibles multiplié par deux en comparaison des dispositifs 1 , l' à une seule matrice.
En variante et comme indiqué ci-dessus pour le premier mode de l'invention, on peut avantageusement réaliser des sous-pixels bicolores RA/ émettant soit dans le rouge soit dans le vert en fonction de la tension électrique appliquée, en lieu et place de l'agencement à distance de sous- pixels rouge et vert sur le « backplane » 102b. Une telle structure émettrice bicolore RA/ peut par exemple présenter la configuration suivante : « backplane » / électrode réfléchissante / HTL dopé p / EBL /
EL vert / EL rouge / HBL / ETL dopé n / électrode (semi)transparente, où HTL signifie « hole transport layer » (couche de transfert de trous), EBL signifie « électron blocking layer » (couche bloquant les électrons), EL signifie « emissive layer » (couche d'émission), HBL signifie « hole blocking layer » (couche bloquant les trous) et ETL signifie « électron transport layer » (couche de transfert des électrons).
Quant à la structure émettrice E'B dans le bleu, elle peut par exemple présenter la configuration suivante :
« backplane » / électrode (semi)transparente / HTL dopé p / EBL / EL Bleu / HBL / ETL dopé n / électrode (semi)transparente. Dans les exemples précités, on notera que les couches de transfert (HTL et ETL) des deux structures émettrices (la structure externe bleue et la structure interne rouge/vert) sont dopées, mais que cela n'est pas nécessaire. Ainsi, par exemple au moins l'une des deux structures émettrice (avantageusement la structure bleue) pourrait être non dopée.
Les électrodes semi-transparentes et les cavités optiques recevant ces sous-pixels peuvent être optimisées, de façon à maximiser l'efficacité de ces unités « OLED » et les cônes d'émission lumineuse, via l'espace inter-électrodes et les distances entre diodes. On notera que l'alignement précis des structures émettrices de ces deux « backplanes » 102a et 102b n'est pas aussi essentiel que pour les écrans à un unique « backplane », hormis dans le but d'optimiser la luminance totale du fait que les zones inter-pixels de la matrice supérieure 102a cachent le flux émis par les pixels de la matrice inférieure 102b. Cependant, un désalignement n'induit pas de perte de résolution dans le dispositif 101.
De plus, on choisit avantageusement pour chaque sous-pixel bleu une aire d'émission deux fois supérieure à celle de chaque pixel vert ou rouge. La résolution de l'écran correspond alors à la taille de chaque sous- pixel bleu et l'adressage de l'écran prend en compte cette différence de taille entre sous-pixels pour compenser les différences de résolution des deux « backplanes » 102a et 102b.
En résumé, l'avantage majeur de ce dispositif 101 est le gain considérable en définition procuré par ces deux « backplanes » 102a et 102b, et également en durée de vie des unités « OLED », sans pour autant être pénalisé par un impératif d'alignement précis des sous-pixels.

Claims

REVENDICATIONS
1) Dispositif d'affichage électronique (1 , l', 101) polychrome comprenant une face d'émission électroluminescente et, vers l'intérieur du dispositif, au moins un substrat (2, 102a, 102b) revêtu d'une matrice de pixels, ce dispositif comprenant un empilement de plusieurs unités électroluminescentes (Uj et Ue) où chaque pixel est constitué d'au moins trois sous-pixels (R, V1 B') de couleurs différentes, caractérisé en ce que, pour chaque pixel, le sous-pixel de longueur d'onde d'émission la plus basse λc, ou sous-pixel critique (B'), est exclusivement localisé dans celle des unités, ou unité externe (Ue), qui est adjacente à cette face d'émission, chaque autre sous-pixel (R, V) émettant à une longueur d'onde supérieure à λc étant exclusivement localisé dans une unité (U1) qui est interne par rapport à cette unité externe et qui est adjacente au substrat, l'aire de ce sous-pixel critique (B') étant supérieure à celle de chaque autre sous-pixel (R, V).
2) Dispositif (1 , l', 101) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit sous-pixel critique (B') est activable indépendamment de chaque autre sous-pixel (R, V)1 en étant conçu pour être transparent lorsqu'il n'est pas activé et, lorsqu'il est activé, pour émettre à ladite longueur d'onde λc en s'additionnant le cas échéant au rayonnement émis par chaque autre sous-pixel.
3) Dispositif (1 , l', 101) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'aire dudit sous-pixel critique (B') est au moins égale à la somme de celles des autres sous-pixels (R et V).
4) Dispositif (1 , l', 101) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque pixel comprend des structures organiques émettrices de rayonnements (ER ou E'R, Ev ou E'v, EB ou E'B), telles que des diodes électroluminescentes organiques (« OLED »), qui forment respectivement les sous-pixels (R, V, B') et qui sont chacune intercalées entre et en contact électrique avec deux électrodes (4 et 6, 5 et 6, 6 et 3), l'une de ces électrodes étant transparente ou semi-transparente (4, 5).
5) Dispositif (1 , l', 101) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit empilement est constitué de deux unités électroluminescentes respectivement externe (Ue) et interne (Uj), ledit sous-pixel critique (B') émettant au sein de ladite unité externe et étant empilé sur les autres sous- pixels (R et V) qui émettent tous au sein de ladite unité interne.
6) Dispositif (1, l') selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un unique substrat (2) de type à matrice active ou passive, chaque pixel étant délimité par une électrode externe (3) appliquée sur la structure émettrice dudit sous-pixel critique (B'), ou structure critique (EB), et par plusieurs électrodes internes (4 et 5) qui sont appliquées sur ce substrat et sur lesquelles sont déposées de manière espacée les structures émettrices des autres sous-pixels (R et V), ou structures non critiques (ER et Ev), au moins une électrode intermédiaire (6) étant appliquée sur les structures non critiques et/ou sous la structure critique.
7) Dispositif (1, l') selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte une unique électrode intermédiaire (6) qui est appliquée à la fois, pour chaque pixel, sous ladite structure critique (EB) et sur lesdites structures non critiques (ER et Ev) avec lesquelles cette structure critique est sensiblement alignée.
8) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte deux électrodes intermédiaires externe et interne qui sont superposées en étant séparées par au moins une couche électriquement isolante et transparente, de préférence réalisée en un matériau choisi dans le groupe constitué par les oxydes d'aluminium, les oxydes de silicium, les oxydes de zinc et les nitrures de silicium, et qui sont respectivement appliquées, pour chaque pixel, sous ladite structure critique (E6) et sur l'ensemble desdites structures non critiques (ER et Ev).
9) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites électrodes internes et ladite électrode intermédiaire externe forment chacune une anode transparente ou semi-transparente, et en ce que l'électrode intermédiaire interne et l'électrode externe forment chacune une cathode réfléchissante.
10) Dispositif (101) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte deux substrats respectivement externe (102a) et interne (102b) qui sont chacun à matrice active ou passive et qui sont assemblés l'un à l'autre en leurs périphéries par des cordons de colle (110) formant encapsulation étanche pour le dispositif, le substrat externe étant pourvu de structures émettrices critiques (E'B) régulièrement espacées qui forment chacune un sous-pixel critique (B'), et le substrat interne étant pourvu de structures émettrices non critiques (E'R, E'V) régulièrement espacées qui forment chacune l'un au moins des autres sous-pixels (R, V) et qui sont séparées de ces structures critiques par un isolant électrique, les deux matrices formées par ces substrats étant connectées à des circuits indépendants d'alimentation électrique.
11) Dispositif (101) selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits substrats (102a et 102b) sont séparés entre eux d'une distance inférieure à 2 μm, pour minimiser les émissions d'une structure non critique (E'R, E'v) vers une structure non critique voisine et les maximiser vers la structure critique (E'B) en vis-à-vis.
12) Dispositif (1, l', 101) selon une des revendications 5 à 11 , caractérisé en ce que la structure émettrice (ER OU E'R, EV OU EV) de chacun des sous-pixels (R, V) autres que ledit sous-pixel critique (B') est apte à émettre sélectivement, en fonction de la tension électrique qui lui est appliquée, au moins deux rayonnements distincts de longueurs d'onde toutes deux supérieures à celle λc de ce sous-pixel critique de sorte à former successivement des sous-pixels non critiques au moins bicolores.
13) Dispositif (1 , l', 101) selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits sous-pixels sont constitués de trois sous-pixels (R, V, B1) respectivement rouge, vert et bleu, ledit sous-pixel critique (B') exclusivement localisé dans ladite unité externe (Ue) étant un sous-pixel émettant dans le bleu, et les autres sous-pixels (R et V) exclusivement localisés dans ladite unité interne (UO étant des sous-pixels émettant dans le rouge et/ou dans le vert.
14) Dispositif (1 , l', 101) selon les revendications 12 et 13, caractérisé en ce que la structure émettrice de chaque sous-pixel non critique (R, V) comprend deux matériaux émetteurs distincts aptes à émettre dans le rouge à basse tension et dans le vert à plus haute tension.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012138999A1 (fr) * 2011-04-08 2012-10-11 Universal Display Corporation Nouvelle architecture d'affichage oled
US8957579B2 (en) 2012-09-14 2015-02-17 Universal Display Corporation Low image sticking OLED display
US9385167B2 (en) 2008-10-01 2016-07-05 Universal Display Corporation OLED display architecture
US9559151B2 (en) 2008-10-01 2017-01-31 Universal Display Corporation OLED display architecture
US9799840B2 (en) 2011-10-17 2017-10-24 Osram Oled Gmbh Organic electronic component with dopant, use of a dopant and method for the production of the dopant
EP3203521A4 (fr) * 2014-09-29 2018-06-27 Boe Technology Group Co. Ltd. Dispositif d'affichage électroluminescent organique et son procédé de pilotage, et appareil d'affichage
WO2021012465A1 (fr) * 2019-07-22 2021-01-28 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 Panneau d'affichage pliable

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9231227B2 (en) * 2011-10-28 2016-01-05 Universal Display Corporation OLED display architecture
KR102213343B1 (ko) * 2019-07-01 2021-02-08 한국과학기술원 다색 픽셀 어레이를 갖는 마이크로 led 디스플레이 및 그의 구동 회로와 결합에 따른 제조 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998034214A1 (fr) * 1997-02-03 1998-08-06 The Trustees Of Princeton University Dispositifs organiques luminescents empiles
EP1119059A2 (fr) * 1994-12-13 2001-07-25 The Trustees of Princeton University Dispositif organique électroluminescent
EP1391918A2 (fr) * 2002-08-20 2004-02-25 Eastman Kodak Company Dispositif d'affichage de couleur a diode organique électroluminescent a durée de vie étenduée
US20060181203A1 (en) * 2005-02-16 2006-08-17 Hsin-Fei Meng Voltage-tuning multi-layer full-color conjugated polymer LED
US20060231842A1 (en) * 2005-04-19 2006-10-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3557227B2 (ja) * 1993-04-27 2004-08-25 住友化学工業株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
US5703436A (en) * 1994-12-13 1997-12-30 The Trustees Of Princeton University Transparent contacts for organic devices
JPH1012378A (ja) * 1996-06-19 1998-01-16 Idemitsu Kosan Co Ltd 多色発光装置およびその製造方法
TWI237414B (en) * 2004-01-15 2005-08-01 Chi Mei Optoelectronics Corp Electronic light emitting device and manufacture method thereof
US7250728B2 (en) 2004-04-21 2007-07-31 Au Optronics Bottom and top emission OLED pixel structure
KR100729089B1 (ko) * 2005-08-26 2007-06-14 삼성에스디아이 주식회사 유기 발광표시장치 및 그 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1119059A2 (fr) * 1994-12-13 2001-07-25 The Trustees of Princeton University Dispositif organique électroluminescent
WO1998034214A1 (fr) * 1997-02-03 1998-08-06 The Trustees Of Princeton University Dispositifs organiques luminescents empiles
EP1391918A2 (fr) * 2002-08-20 2004-02-25 Eastman Kodak Company Dispositif d'affichage de couleur a diode organique électroluminescent a durée de vie étenduée
US20060181203A1 (en) * 2005-02-16 2006-08-17 Hsin-Fei Meng Voltage-tuning multi-layer full-color conjugated polymer LED
US20060231842A1 (en) * 2005-04-19 2006-10-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8827488B2 (en) 2008-10-01 2014-09-09 Universal Display Corporation OLED display architecture
US9385167B2 (en) 2008-10-01 2016-07-05 Universal Display Corporation OLED display architecture
US9559151B2 (en) 2008-10-01 2017-01-31 Universal Display Corporation OLED display architecture
US10177201B2 (en) 2008-10-01 2019-01-08 Universal Display Corporation OLED display architecture
US10192936B1 (en) 2008-10-01 2019-01-29 Universal Display Corporation OLED display architecture
WO2012138999A1 (fr) * 2011-04-08 2012-10-11 Universal Display Corporation Nouvelle architecture d'affichage oled
US9799840B2 (en) 2011-10-17 2017-10-24 Osram Oled Gmbh Organic electronic component with dopant, use of a dopant and method for the production of the dopant
US10158092B2 (en) 2011-10-17 2018-12-18 Osram Oled Gmbh Organic electronic component with dopant, use of a dopant and method for the production of the dopant
US8957579B2 (en) 2012-09-14 2015-02-17 Universal Display Corporation Low image sticking OLED display
EP3203521A4 (fr) * 2014-09-29 2018-06-27 Boe Technology Group Co. Ltd. Dispositif d'affichage électroluminescent organique et son procédé de pilotage, et appareil d'affichage
WO2021012465A1 (fr) * 2019-07-22 2021-01-28 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 Panneau d'affichage pliable

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