WO2012045949A1 - Procede de connexion(s) electrique(s) d'un dispositif a diode electroluminescente organique encapsule et un tel dispositif oled - Google Patents

Procede de connexion(s) electrique(s) d'un dispositif a diode electroluminescente organique encapsule et un tel dispositif oled Download PDF

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WO2012045949A1
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electrical connection
lower electrode
electrode
layer
zone
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Svetoslav Tchakarov
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Saint-Gobain Glass France
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    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine

Definitions

  • the invention relates to a method of electrical connection (s) of an encapsulated organic light-emitting diode device and on such a device.
  • An organic light emitting diode (OLED) device conventionally comprises:
  • OLEDs are electronic components that are very sensitive to oxygen and to liquid water and in vapor form. Also, the OLEDs are further provided with one or more encapsulation layers covering the organic electroluminescent system.
  • the OLEDs are conventionally provided with conductive elements for electrical connection in order to supply the electrodes.
  • the connector is taken on exposed parts of the electrodes, parts not covered by encapsulation.
  • patent EP03077939 proposes an OLED lamp (see FIG.
  • an organic electroluminescent system partially covering the lower electrode and thereby leaving a portion of the first electrode in a first substrate edge (for the lower electrical connection),
  • a second electrode covering the organic electroluminescent system and extending in a second substrate edge opposite the first substrate edge (for the upper electrical connection), - a layer-based encapsulation, partially covering the upper electrode, and leaving partially exposed the first and second edges for electrical connections.
  • the deposition of the encapsulation layers is carried out through a mask protecting the areas of connections provided, which makes the process more complicated and / or laborious (installation, removal ).
  • the document WO2008 / 103558 proposes for its part an OLED device (in connection with FIG. 4c) with an encapsulation film surrounding the entire device and comprising connector holes ("via contact” in English), to the connector elements of the devices. electrodes ("leads” in English), the holes being filled with conductive adhesives, silver ink or solder ("solder" in English).
  • the object of the invention is therefore to provide an organic light-emitting diode device encapsulated by a layer (s) and with a simpler and more reliable power supply, in particular an OLED device that is more compatible with industrial requirements (production efficiency, ease of production, etc.). .) even for large surfaces.
  • the invention firstly proposes a method of electrical connection (s) of an encapsulated organic light-emitting diode device comprising in this order:
  • a dielectric substrate especially a transparent substrate, in particular made of mineral glass or of plastic,
  • a first electrode said lower electrode, possibly transparent, based on electroconductive layer (s),
  • organic electroluminescent system based on organic electroluminescent layer (s), on the lower electrode,
  • a second so-called upper electrode possibly transparent, for example based on electroconductive layer (s), on the organic electroluminescent system and overflowing (partially) on an adjacent electrically insulated area of the lower electrode (zone naked, possibly covered by said at least one electroconductive layer (s) of lower electrode separated by structuring of this electrode),
  • the method further comprises, after the encapsulation of the device:
  • soldering step with ultrasonic vibrations in other words, US soldering
  • the solder material forming, by local deterioration, a solder pad (in particular a substantially vertical point, ) from the encapsulation surface to at least the surface of the lower electrode (preferably the main surface or even the surface of the wafer),
  • solder material forming, by local deterioration, a solder pad
  • the encapsulation surface (notably substantially vertical) from the encapsulation surface to at least the surface of the upper electrode (preferably the main surface or even the surface of the wafer).
  • the method according to the invention allows a gain in labor and in a number of steps. critical for production efficiency, while improving the reliability over time of these OLED devices.
  • the method according to the invention is also more tolerant of misalignment. Connectivity being performed a posteriori, this reduces the number of misalignment, including alignment with respect to the mask opening.
  • the invention thus makes it possible firstly to reduce the leakage current to a large extent by limiting the risk of surface pollution by a mask-handling tool.
  • the mask is also an often reusable device but requires a special cleaning procedure, which can be avoided with the method according to the invention.
  • the present invention further allows the designer to achieve with the utmost freedom OLEDS devices whose connection areas may have shapes and arrangements on the electrodes that are a function of the lighting profile that is desired.
  • the layer or layers of the electrode in play When soldering with US (or by abuse of the ultrasound welding language), the layer or layers of the electrode in play, of the order of a few nm to a few hundred nm, are generally also pierced (partially or entirely). The electrical - welding - electrode connection is then made laterally by the edges.
  • the provision of ultrasound is essential for the attachment of the solder material on the dielectric substrate, in particular of the glass type.
  • the method according to the invention may also make it possible to avoid the manufacture of internal current leads, that is to say under the encapsulation layer and adjacent to the electrodes, as proposed in document WO2008 / 103558 or else supplying current into a border zone without encapsulation.
  • a known current supply for the OLEDS is in the form of a band on the electrode in play, serving to distribute the current in a uniform manner (in other words bus bar in English), in particular comprising:
  • a metal layer for example PVD deposition of Ni, NiCr, Al, Cu, thick from 50 to 1000 nm, which involves additional metallization and "patterning",
  • an electroconductive material in particular a foam, a possibly sticky material deposited by inkjet charged with
  • This step of forming current feed (s) can be simplified.
  • the current feed forming step for the lower electrode, underlying the encapsulation layer can be coupled (especially concomitantly) to the lower electrode forming step and include the deposition of ) material (x) for the lower electrode.
  • One or more current leads are thus produced by the deposition of (s) material (s) for the lower electrode, in particular the gate electrode, for example described in document WO2010 / 034944, as follows:
  • the electrode material in particular a metal layer (silver, aluminum ..) in the electrode area (forming a grid) and the current feeding area (forming a solid metal area),
  • This grid electrode can also be smoothed by filling the space between the meshs of the grid and adding an electroconductive smoothing coating between and on the meshes (identical or not to the filling material), especially as described in FIG. WO2009 / 071821.
  • connection method according to the invention can be any connection method according to the invention.
  • the connection method according to the invention can be any connection method according to the invention.
  • step (s) free of internal current supplying step (s), in particular of the strip type, for the lower electrode and / or for the upper electrode, that is to say free of fed current (s) underlying (s) to the encapsulation layer (not yet crossed by the solder), step (s) before said encapsulation,
  • the solder for the lower electrical connection may be sufficiently wide to distribute the current (thus forming a current feed zone for the lower electrode, at the outer portion, and / or the solder for the electrical connection upper is sufficiently wide to distribute the current (thus forming a current supply zone for the upper electrode, partly external).
  • the brazing zone with US may be formed of one or more brazing points, in particular along the same electrode edge, or continuously, in band for example.
  • the upper connection zone (which is a brazing zone with possible US) may be an adjacent or opposite edge to the lower connection zone (which is a brazing zone with US potential).
  • solder material with US is a filler metal which is generally an alloy, most often (mainly) tin-based.
  • the solder with US made can easily connect the electrode in play to an external connector element. Between the element of connection and the electrode in play, the electrical connection can be provided by a single contact. But besides the fact that the electrical contact is imperfect, this mode of contact may result in the use perforation of the electrode and therefore a degradation of the functionality of the glazing.
  • the method according to the invention may comprise a connection of an external connection element for the lower electrode, in particular by heating the device encapsulated in the lower electrical connection zone after brazing or during ultrasonic brazing for the lower electrical connection zone and / or it may comprise a connection of an external connector element for the upper electrode, in particular by heating the device encapsulated in the upper electrical connection zone after soldering or during ultrasonic soldering for the zone superior electrical connection.
  • the external electrical connection element is in particular chosen from at least one of the following electrical connection means:
  • At least one electroconductive wire for example metal, for example copper, aluminum, steel, stainless steel, iron, tungsten gold, silver,
  • At least one electroconductive strip optionally (self) adhesive, especially metallic foil type, for example thick between 50 pm and 100 pm.
  • the external electrical connection means may be provided on the surface with solder material (tinned copper, etc.) to facilitate its attachment.
  • the OLED device according to the invention can be:
  • the upper electrode and the lower electrode are transparent.
  • the lower connection solder does not does not cross the (s) material (s) of the upper electrode in the lower electrical connection area (and preferably does not cross internal reported element including current leads for example wire type).
  • the deposition of layer (s) for the upper electrode can expose the first edge possibly coated with the (s) electroluminescent (s) organic (s), including masking of the first edge.
  • the upper electrode is thus deposited by masking, in particular if it is a vacuum deposition, for example by evaporation, for which it is possible to use a magnetic mask (Ni, etc.) held by magnets on the screen. opposite side of the substrate, unlike magnetron sputtering deposits.
  • Such deposits are easier if it is a reflective upper electrode, often thick, especially monolayer for example aluminum.
  • the lower connection solder passes through the material (s) of the upper electrode into the lower electrical connection area.
  • the deposition of layer (s) for the upper electrode covering said first edge (and the underlying organic layer (s)) may comprise, preferably before brazing with US in the lower electrical connection zone. and especially before encapsulation, selective local structuring, without (post) masking, in the region of the first edge, which divides said layer deposit (s) for the upper electrode into an electrically inactive zone and said upper electrode ( and optionally dividing the underlying organic layers), structuring optionally up to the lower electrode (not included or at least partially to retain the electroconductive function), and preferably the method comprises filling the structured area of the an insulating material.
  • the lower electrode may be in particular reflective and the upper electrode transparent.
  • the deposition of (s) layers (s) for the lower electrode in particular transparent, for example deposited by magnetron sputtering, can cover the zone intended to be the adjacent zone, of superior connection.
  • the process may then comprise, prior to the deposition of the layer (s) of the upper electrode (and preferably with the deposition of the organic layers), a local structuring of said layer (s) of the lower electrode ( possibly organic layers) without post-masking:
  • the method may comprise a filling of the thus structured area of an insulating material, (by screen printing in particular), in particular thicker and overflowing on an edge of the electrode.
  • PU polyurethane
  • EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
  • PVB polyvinyl butyral
  • a copolymer of polyethylene and acrylate by example sold by the company Dupont under the name of Butacite or sold by the company Solutia under the name of Saflex.
  • These plastics have, for example, a thickness between 0.2 mm and 1.1 mm, in particular 0.38 and 0.76 mm.
  • the invention also relates to an organic electroluminescent device encapsulated with electrical connection (s), in particular as manufactured by the method already described, comprising in this order:
  • a dielectric substrate in particular transparent
  • organic electroluminescent system based on organic electroluminescent layer (s), on the lower electrode,
  • a second so-called upper (possibly transparent) electrode based on electroconductive layer (s), on the organic electroluminescent system and overflowing (partially) on an adjacent isolated area of the lower electrode (bare, possibly covered by the or electroconductive layers of lower electrode separated by structuration),
  • a dielectric (electrically insulating) encapsulation based on a layer (s) (transparent), thus covering (thus entirely on) the upper electrode, the organic electroluminescent system and the lower electrode, preferably also covering the lateral edges of the minus the organic electroluminescent system (and preferably the lower electrode and / or the upper electrode),
  • a lower electrical connection zone formed of a brazing pad (soldered with US) in contact with the lower electrode (preferably from above or even by the wafer) and opening (substantially vertically) encapsulation
  • an upper electrical connection zone formed of solder (soldered with US), opening (substantially vertically) from the encapsulation.
  • This brazing pad is in contact with the upper electrode (preferably from above or even the wafer) or with the surface of electroconductive layer (s) adjacent electrically connected with the upper electrode in said zone.
  • OLED device In addition, one or more of the following features may be provided for the OLED device:
  • the upper electrode covers the first edge of the lower electrode and a zone of selective electrical insulation is between the lower electrical connection and the upper electrical connection, zone separating in two parts the upper electrode or the underlying organic layers. the underlying lower electrode being conserved (or sufficiently preserved),
  • the zone of selective electrical insulation is a cutout in particular laser
  • the upper electrode does not cover the first edge of the lower electrode
  • the lower electrode is a stack of thin layers comprising at least one thin layer based on silver and the dielectric encapsulation also covers the edge of the lower electrode, to protect it,
  • the substrate is in particular mineral glass
  • the electrode comprises an external connection element for the lower electrode connected, in particular by brazing, to the solder pad and / or an external connector element for the upper electrode connected, in particular by brazing, to the brazing pad.
  • the electrode can be obtained by a deposit or a succession of deposits made by a technique using vacuum such as cathodic sputtering possibly assisted by magnetic field.
  • Electrodes For a (semi) transparent electrode, it is possible to use any type of transparent electroconductive layer, for example so-called “TCO” layers (for Transparent Conductive Oxide).
  • TCO Transparent Conductive Oxide
  • the electrodes may in particular be electroconductive layers chosen from metal oxides, especially the following materials:
  • doped tin oxide in particular fluorine SnO 2 : F or antimony SnO 2 : Sb (the precursors that can be used in the case of chemical vapor deposition "CVD" may be organometallic or tin halides associated therewith with a hydrofluoric acid or trifluoroacetic acid fluorine precursor),
  • doped zinc oxide in particular aluminum ZnO: Al (the precursors that can be used, in the case of CVD deposition, may be organometallic or zinc and aluminum halides) or gallium ZnO: Ga,
  • tin ⁇ the precursors which can be used in the case of CVD deposition may be organometallic or halide of tin and indium), or the oxide of zinc-doped indium (IZO).
  • TCC transparent conductive coating in English
  • Ag Ag, Al, Pd, Cu, Pd, Pt, In, Mo, Au.
  • the surfaces of the electrodes are not necessarily continuous.
  • the encapsulation carried out makes it particularly possible to protect the silver layer (s) against environmental corrosion.
  • the chosen transparent lower electrode may be a gate electrode, in particular described in WO2008 / 132397 with, as already seen, preferably a solid border for the current supply.
  • connection zone generally along an edge of the substrate (and / or the active OLED zone) may be variable in particular be:
  • the upper connection zone may be on an edge adjacent to or opposite the edge of the lower connection zone.
  • the encapsulated OLED device according to the invention can then be provided with:
  • the lower electrode which is discontinuous and thus forming at least one row of lower electrode zones, preferably all or all the electrode zones having a first dimension, in particular of at least 3 cm in the direction of said row, the electrode areas of the row being, for example, spaced apart by a so-called intraranged distance in particular less than or equal to 0.5 mm,
  • the upper electrode which is discontinuous in the form of upper electrode zones arranged on the electroluminescent zones, the encapsulation covering the entire device.
  • Each electrode zone may be a geometric pattern (square, rectangle, round, etc.), in particular solid or of grid type.
  • the electrode areas may be of substantially identical shape and / or size within a row.
  • the dimension of the lower electrode zone may be any, for example at least 3 cm, 5 cm or even about ten cm (10 cm and beyond).
  • the lower electrode may form a single row of lower electrode areas, and in the direction perpendicular to that row, the upper electrode and the electroluminescent layer may be discontinuous to form a plurality of parallel rows.
  • the etching of the lower electrode is then preferably (a line) perpendicular to the orientation of the rows of the upper electrodes. From one row to another, the patterns can be shifted, for example for a staggered arrangement.
  • the electroluminescent regions are shifted from the lower electrode areas in the direction of that array and the upper electrode regions are shifted from the electroluminescent regions in the direction of that array.
  • This type of connection guarantees a uniformity of lighting on large surfaces, a satisfactory filling factor, reliability, is inexpensive and easy to manufacture, especially on an industrial scale.
  • the OLED device can also be organized in a plurality of substantially parallel electroluminescent rows spaced apart from one another preferably of less than 0.5 mm, each row being connectable in series.
  • the electrode areas can be shaped and / or of substantially distinct size.
  • These rows may preferably be electrically insulated from each other by an insulating resin, in particular screen-printed or ink-jet coated.
  • the intraranged spaces and / or the spaces between rows can be preferably manufactured by laser, by chemical screen printing with an etching paste.
  • the distance between the electroluminescent zones of distinct rows may be greater than the distance between the zones of the same row, preferably from 100 ⁇ m, in particular between 100 ⁇ m and 250 ⁇ m.
  • Each row can thus be independent. If one of the zones in each row is defective, the entire row still works. And the adjacent rows are intact.
  • the lower electrode may comprise a plurality of rows of lower electrode zones and the electroluminescent layer and the upper electrode reproduce these rows (offset in the row direction).
  • the first solder with US being on the (lower) lower connection edge, called the "first" lower electrode zone of the row, typically the closest to a first edge of the substrate,
  • the second solder with US being on the upper electrical connection zone which is the zone adjacent to the last lower electrode zone of the row, typically the closest to an edge of the substrate opposite to the first edge.
  • the first solder with US extending on the edges of the "first" lower electrode zones of each row, typically areas that are closest to a first edge of the substrate,
  • “Last" lower electrode areas of the rows typically areas closest to an edge of the substrate opposite the first edge.
  • the substrate may preferably be flat.
  • the substrate may be transparent (especially for emission through the susbtrate).
  • This substrate may be large, for example, top surface to 0.02 m 2, or even 0.5 m 2 or 1 m 2 and with an electrode substantially occupying the surface (the structuring zones).
  • the substrate may be rigid, flexible or semi-flexible.
  • the substrate may be a plastic, for example a polycarbonate, a polyethylene terephthalate (PET), a polyethylene naphthalate (PEN), a polymethylmethacrylate (PMMA).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • the substrate is preferably glass, in particular of silicosodocalcic glass.
  • organic electroluminescent layers are polymers, it is called PLED (Polymer Light Emitting Diodes in English). If the electroluminescent layers are small molecules, it is called SM-OLED (Small Mollecule Organic Light Emitting Diodes).
  • PLED An example of PLED consists of a following stack:
  • the upper electrode may be a layer of Ca.
  • an SM-OLED consists of a stack of hole injection layers, a hole transport layer, an emissive layer, an electron transport layer.
  • hole injection layer is copper phthalocyanine (CuPC)
  • the hole-transporting layer may for example be ⁇ , ⁇ '-Bis (naphthalen-1-yl) -N, N'-bis ( phenyl) benzidine (alpha-NPB).
  • the emitting layer may be, for example, by a layer of 4,4 ', 4'-tri (N-carbazolyl) triphenylamine (TCTA) doped with tris (2-phenylpyridine) iridium [Ir (ppy) 3 ].
  • TCTA tris (2-phenylpyridine) iridium
  • the electron transport layer can be composed of tris- (8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq 3 ) or bathophenanthroline (BPhen).
  • the upper electrode may be a Mg / Al or LiF / Al layer.
  • organic electroluminescent stacks are for example described in US6645645.
  • the OLED device according to the invention can also integrate any functionalization (s) known in the field of glazing.
  • functionalizations mention may be made of: hydrophobic / oleophobic, hydrophilic / oleophilic layer, photocatalytic antifouling, thermal radiation reflective (solar control) or infra-red (low-emissive) stack, antireflection, reflecting layer for mirror effect.
  • the OLED device according to the invention can form (alternative or cumulative choice) a lighting system, decorative, architectural, a signaling system, display - for example of the type drawing, logo, alphanumeric signaling arranged both outside and 'indoors -.
  • the OLED device according to the invention may be intended for the building possibly mounted in double glazing, forming a particularly illuminating facade, a (door) window including illuminating.
  • the OLED device according to the invention can be intended for a transport vehicle, such as a rear window, a side window or a car roof, a rearview mirror, a part of the windshield, a windshield or to any other land, water or air vehicle, including a porthole or cockpit.
  • a transport vehicle such as a rear window, a side window or a car roof, a rearview mirror, a part of the windshield, a windshield or to any other land, water or air vehicle, including a porthole or cockpit.
  • the OLED device according to the invention can be intended for street furniture such as a bus shelter wall, to be a display stand, a jewelery display, a showcase, a greenhouse.
  • the OLED device according to the invention can be intended for interior furnishings, in particular be a shelf element, a mirror, a furniture illuminating facade, an aquarium wall, be a pavement, especially illuminating, for wall coverings or floor or ceiling.
  • Figure 1 is a schematic longitudinal sectional view of an OLED device encapsulated with electrical connections in a first embodiment of the invention.
  • FIG. 1A is a partial schematic view from above of the encapsulated OLED device of FIG.
  • Figure lter is a partial schematic view from above in a variant of the encapsulated OLED device of Figure 1.
  • Figure 2 is a schematic longitudinal sectional view of an encapsulated OLED device with electrical connections in a second embodiment of the invention.
  • Figure 3 is a schematic longitudinal sectional view of an encapsulated OLED device with electrical connections in a third embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a partial schematic view from above of the encapsulated OLED device of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a partial schematic view from above in a variant of the encapsulated OLED device of FIG.
  • FIG. 6 is a partial schematic view from above in another variant of the encapsulated OLED device of FIG.
  • Figure 1 is a schematic longitudinal sectional view of an encapsulated OLED device with electrical connections 100 in a first embodiment of the invention.
  • the encapsulated OLED device 100 is emitted by the substrate and comprises:
  • a dielectric transparent substrate 1 for example a glass sheet, for example rectangular with longitudinal and lateral edges,
  • a first electrode said transparent lower electrode 2, based on electroconductive layer (s), for example square, and preferably offset from the edges of the substrate 1 (to limit corrosion, in particular in the case of an electrode with 'money),
  • an organic electroluminescent system 3 based on organic electroluminescent layer (s), partially on (or alternatively covering) the lower electrode 2, leaving exposed a first edge 21 of the electrode 2, here first so-called lateral edge, because along the first lateral edge of the substrate,
  • a second so-called upper reflective electrode 4 preferably in the form of an electroconductive layer, on the organic electroluminescent system 3 (for example covering its surface), on one side leaving exposed the lateral edge 21 of the electrode 2, and on the other side overflowing on an adjacent zone, here lateral 22 and electrically isolated from the lower electrode 2 and the upper electrode 4 partly covering a portion 22, in strip, which is in the material (s) of the lower electrode 2, strip offset from the second lateral edge of the substrate and separated from the lower electrode 2 by an electrical insulation line 7 of about 200 ⁇ m and filled with a passivation resin 71 also projecting over a surface edge lower electrode 2,
  • the passivation resin 71 is for example an acrylic or polyamide resin, for example the Wepelan SD2154 E and SD 2954 resins.
  • the encapsulation 5 also covers marginal areas 51, 52 of the bare glass, along the first and second side edges of the glass 1.
  • the glass sheet 2 is about 0.7 to 10 mm thick, optionally extraclear, with a surface area of about m 2 . Its slice 21 is preferably smooth.
  • the sheet 2 is optionally tempered thermally or chemically and / or curved.
  • the lower electrode 2 is for example a stack of thin layers with silver or even a preferably planarized metal grid.
  • the organic electroluminescent system 3 is for example formed:
  • the organic electroluminescent system 3 can emit a polychromatic radiation, a white light.
  • the reflective upper electrode 4 is metallic, in particular based on silver or aluminum.
  • the OLED 100 device includes:
  • brazing pad with US vibrations
  • a lower connection 61 passing through the encapsulation 5, the lower electrode 2 in a zone of the exposed lateral edge 21,
  • brazing pad (with US vibrations) of upper connection 62, passing through the encapsulation 5, the upper electrode 4 in the zone adjacent to the band 22.
  • the solder pads 61 and 62 emerge from the encapsulation 5.
  • the solder material is a tin-based alloy.
  • solder pads 61 and 62 Two external connection elements 81 and 82 protruding from the lateral edges of the substrate are respectively soldered directly to the solder pads 61 and 62, without the need for US vibrations. These solderings are made by local heating of solder pads US 61, 62, for example with a laser or by induction. As shown in FIG. 1a, the solder pad 61 can extend along the lateral edge, in the form of a strip for a better current distribution (forming a bus-bar current supply) and the connection element.
  • external 81 may be a tin-plated copper foil.
  • the other solder pad (not shown) extends along the opposite side edge in the form of a strip for a better current distribution (forming a bus-bar current supply) and the external connection element can also be a tin-plated copper foil.
  • the solder pad 61 can extend along the lateral edge, in the form of local solders regularly distributed, for a better distribution of the current and the external connector element 81 can be a series of wires in tinned copper fixed on these local solders.
  • the other brazing pad (not shown) can extend along the opposite lateral edge, in the form of local solders regularly distributed, for a better distribution of the current and the external connector element may be a series of copper wires tinned attached to these local solders.
  • the OLED100 device is made as follows:
  • the lower electrode material (s) is deposited in a thin layer (s), for example by evaporation or magnetron sputtering, for example forming a silver stack or a grid metal (aluminum ..) planarized with possibly its bus-bar type current supply formed at the same time,
  • the lower-layer lower electrode material (s) is preferably structured by selective acid etching using a serigraphed etching paste or by laser cutting; forming two electrically insulated areas: the lower electrode zone 2, and the adjacent lateral zone 22 for the electrical connection of the upper electrode 4 and passively the edges of the lower electrode 2 at least on the side adjacent side zone 22.
  • Laser cutting has visible characteristic beads.
  • the electroluminescent organic layers (defining the illuminating zone) are deposited on the lower electrode 2 (leaving the exposed edge zone 21, for example, at the opposite of the passivation zone 7, for the zone of lower connections) and is deposited, for example by evaporation, the thin layer or layers for the upper electrode 4 on the organic layers, the passivation layer and (at least ) partly on the sideband 22.
  • the encapsulation layer or layers 5 covering the assembly formed of the upper electrode 4, the connection zone of the lower electrode 21, and the adjacent lateral zone 22 (if it exceeds of the upper electrode).
  • the brazing is carried out by ultrasonic vibrations to form the connection zone of the lower electrode and the connection zone of the upper electrode.
  • the brazing of the foil 71 is carried out on the solder pad 61 and brazing of the foil 72 is carried out on the solder pad 62.
  • Figure 2 is a schematic longitudinal sectional view of an electrically-encapsulated electrically-conductive device 200 with electrical connections in a second embodiment according to the invention.
  • the encapsulated electroluminescent device 200 differs first from the first device 100 in that it further comprises a lamination interlayer 9 (EVA, PVB, PU or silicone ...) or cast resin and a glass substrate against which makes it possible to add additional protection to the encapsulation 5.
  • a lamination interlayer 9 EVA, PVB, PU or silicone .
  • the lamination interlayer 9 is for example carrying external connector elements 71, 72.
  • the encapsulated electroluminescent device 200 then differs from the first device 100 in that the organic electroluminescent system 3 extends in the zone of the lateral edge, zone of lower connector 21. Also, the solder pad US 61 also passes through this system 3 in this zone 21.
  • the encapsulated electroluminescent device 200 finally differs from the first device 100 in that the upper electrode 4 extends further and covers all the lower electrode materials in the adjacent zone 22, upper connection zone. Also, the US 62 solder pad goes through the upper electrode 4 in this zone 22.
  • FIG. 3 is a diagrammatic view in longitudinal section of an electrically-encapsulated electroluminescent device with electrical connections 300 in a second embodiment according to the invention.
  • the encapsulated electroluminescent device 300 differs from the first device 100 especially in that the organic electroluminescent system 3 and the upper electrode 4 '(substantially) cover the lower electrode 4 in the zone of the lateral edge 21, zone of lower connection 21. , the lower connection solder pad US 61 'also passes through these layers.
  • the device 300 comprises an electrically insulating zone 70 which is more central than this solder pad 61 ', a zone separating at least the upper electrode 4 and preferably the organic electroluminescent system 3 also, in two zones. .
  • This zone of selective electrical insulation is preferably produced by laser cutting, and preferably before encapsulation 5. In a variant, this selective insulation zone is made by laser cutting after encapsulation and is laminated.
  • the lower electrode 2 is itself intact or sufficiently preserved from this structuring to drive electrically in this region.
  • This electrically insulating zone 70 may be filled with a passivation resin, for example identical to resin 71, or even filled by encapsulation. This electrically insulating zone 70 is covered in any case by the encapsulation 5.
  • solder pads 61 ', 62' and the insulating zones 70 and 7 are side strips, for example parallel strips.
  • the encapsulated electroluminescent device 300 may optionally differ from the first device 100 in that it is also (or only) forward-emitting (via the upper electrode 4, the encapsulation layer 5).
  • the upper electrode 4 ', the encapsulation 5 are transparent and the lower electrode is reflective (or even semi-reflective).
  • FIG. 5 is a partial schematic view from above in a variant of the encapsulated OLED device of FIG.
  • the brazing pads 61 ', 62' are each on a lateral and longitudinal edge, in the shape of a square.
  • the isolation zones 70 and 7 are modified accordingly.
  • FIG. 6 is a partial schematic view from above in another variant of the encapsulated OLED device of FIG.
  • Devices 100 to 300 may be for a transport vehicle, such as a rear window, an illuminating side window or an illuminating car roof, a mirror mirror, a windshield portion, or any other land, water or air vehicle including a porthole or a cockpit.
  • a transport vehicle such as a rear window, an illuminating side window or an illuminating car roof, a mirror mirror, a windshield portion, or any other land, water or air vehicle including a porthole or a cockpit.
  • Electroluminescent devices 100 to 300 may be intended for street furniture, such as a bus shelter, a display rack, a jewelery display, a showcase, a shelf element, an aquarium wall, a greenhouse.
  • the electroluminescent devices 100 to 300 may be intended for interior furnishings, a furniture facade, an illuminating paver, in particular in glass, for wall or floor coverings, an illuminated ceiling slab, for the credence of the kitchen or for the bathroom.
  • Electroluminescent devices 100 to 300 can be used for decorative, architectural, signaling and display lighting.

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Abstract

L'invention porte sur un procédé de fabrication d'un dispositif OLED encapsulé (100) qui comporte, après l'encapsulation du dispositif une étape de brasage avec vibrations ultrasons dans un premier bord de l'électrode inférieure, formant zone de connexion électrique inférieure par un plot de brasure (Q1) depuis la surface d'encapsulation jusqu'à au moins la surface de l'électrode inférieure (2) et/ou une étape de brasage avec vibrations ultrasons dans une zone de connexion électrique supérieure par un plot de brasure (62) depuis la surface d'encapsulation jusqu'à au moins la surface de l'électrode supérieure(4). L'invention porte aussi sur un tel dispositif OLED.

Description

PROCEDE DE CONNEXION(S) ELECTRIQUE(S) D'UN DISPOSITIF A DIODE ELECTROLUMINESCENTE ORGANIQUE ENCAPSULE ET UN TEL DISPOSITIF OLED
L'invention se porte sur un procédé de connexion(s) électrique(s) d'un dispositif à diode électroluminescente organique encapsulé et sur un tel dispositif.
Un dispositif à diode électroluminescente organique (OLED pour « organic light emitting diodes » en anglais) comporte classiquement :
- un substrat verrier,
- une électrode inférieure en couche(s) électroconductrice(s),
- un système électroluminescente organique,
- une électrode supérieure en couche(s) électroconductrice(s),
De façon connue, les OLEDs sont des composants électroniques très sensibles à l'oxygène et à l'eau liquide et sous forme vapeur. Aussi, l'OLEDs sont pourvus en outre d'une ou plusieurs couche d'encapsulation couvrant le système électroluminescent organique.
Par ailleurs, les OLEDs sont pourvus de manière classique d'éléments conducteurs de connexion électrique afin d'alimenter les électrodes.
Actuellement, la connectique est prise sur des parties découvertes des électrodes, parties non recouvertes par l'encapsulation.
Ainsi le brevet EP03077939 propose une lampe OLED (cf. figure 2) comportant :
- un substrat,
- une première électrode,
- un système électroluminescent organique, couvrant partiellement l'électrode inférieure et laissant ainsi exposée une portion de la première électrode dans un premier bord de substrat (pour la connexion électrique inférieure),
- une deuxième électrode couvrant le système électroluminescent organique et s'étendant dans un deuxième bord de substrat opposé au premier bord de substrat (pour la connexion électrique supérieure), - une encapsulation à base de couches, couvrant partiellement l'électrode supérieure, et laissant en partie exposés les premier et deuxième bords pour les connexions électriques.
Ainsi, pour rendre possible ces connexions, le dépôt des couches d'encapsulation est effectué à travers un masque protégeant les zones de connectique prévues, ce qui rend le procédé plus compliqué et/ou laborieux (pose, retrait...).
De plus, dans les zones d'ombrage (de bords de masque) des défauts peuvent apparaître ce qui rend vulnérable l'encapsulation.
Le document WO2008/103558 propose quant à lui un dispositif OLED (en relation avec la figure 4c) avec un film encapsulation entourant tout le dispositif et comportant des trous de connectiques (« via contact » en anglais), jusqu'aux éléments de connectique des électrodes (« leads » en anglais), les trous étant à remplir d'adhésifs conducteurs, d'encre à l'argent ou de brasure (« solder » en anglais).
Il est encore possible de simplifier l'alimentation électrique et/ou d'améliorer la fiabilité électrique du dispositif OLED obtenu.
L'invention a ainsi pour objet de fournir un dispositif à diode électroluminescente organique encapsulé par couche(s) et avec une alimentation électrique plus simple et fiable notamment un dispositif OLED davantage compatible avec les exigences industrielles (rendement de production, facilité de production...) même pour des grandes surfaces.
A cet effet, l'invention propose d'abord un procédé de connexion(s) électrique(s) d'un dispositif à diode électroluminescente organique encapsulé comportant dans cet ordre :
- un substrat diélectrique, notamment transparent, notamment en verre minéral ou en plastique,
- une première électrode dite électrode inférieure, éventuellement transparente, à base de couche(s) électroconductrice(s),
- un système électroluminescent organique, à base de couche(s) électroluminescente(s) organique(s), sur l'électrode inférieure,
- une deuxième électrode dite supérieure, éventuellement transparente, par exemple à base de couche(s) électroconductrice(s), sur le système électroluminescent organique et débordante (partiellement) sur une zone adjacente électriquement isolée de l'électrode inférieure (zone nue, éventuellement couverte par la ou lesdites couche(s) électroconductrice(s) d'électrode inférieure séparées par structuration de cette électrode),
- une encapsulation diélectrique, électriquement isolante, à base de couche(s) éventuellement transparente(s, couvrant (donc entièrement sur) l'électrode supérieure, le système électroluminescent organique et l'électrode inférieure, de préférence recouvrant également la tranche d'au moins le système électroluminescent organique, et encore mieux, de préférence recouvrant la tranche de l'électrode inférieure et/ou la tranche de l'électrode supérieure).
Le procédé comporte, en outre, après l'encapsulation du dispositif :
- une étape de brasage avec vibrations ultrasons (autrement dit brasage US) dans un premier bord de l'électrode inférieure, formant zone de connexion électrique inférieure, le matériau de brasure formant, par détérioration locale, un plot de brasure (notamment sensiblement vertical,) depuis la surface d'encapsulation jusqu'à au moins la surface de l'électrode inférieure (de préférence la surface principale voire la surface de la tranche),
- et/ou une étape de brasage avec vibrations ultrasons (autrement dit brasage US) dans la zone adjacente qui est électroconductrice
(couche(s) électroconductrice(s)...), - zone adjacente - éventuellement surmontée, au moins dans une aire, de l'électrode supérieure, et par exemple zone adjacente en regard d'un bord distinct du premier bord - et forme une zone de connexion électrique supérieure, le matériau de brasure formant, par détérioration locale, un plot de brasure
(notamment sensiblement vertical,) depuis la surface d'encapsulation jusqu'à au moins la surface de l'électrode supérieure (de préférence la surface principale voire la surface de la tranche).
Ce procédé est simple et à très bas coût. Il permet de définir et d'intégrer de manière simple et économique la zone de connexion inférieure et/ou la zone de connexion supérieure dans le dispositif OLED encapsulé sans pratiquer au préalable de trous dans l'encapsulation classiquement réalisés par photolithographie par l'utilisation de masque avant le dépôt de l'encapsulation.
En se passant des étapes de pose et de retrait de masque(s), le procédé selon l'invention permet un gain en main d'œuvre et en nombre d'étapes critiques pour le rendement de production, tout en améliorant la fiabilité dans le temps de ces dispositifs OLED.
Le procédé selon l'invention est aussi plus tolérant aux erreurs d'alignement. La connectique étant effectuée a posteriori, cela réduit le nombre d'erreurs d'alignement, notamment alignement par rapport à l'ouverture de masque.
L'invention permet ainsi d'abord de diminuer le courant de fuite dans des proportions importantes en limitant les risques de pollution de surface par outil de manipulation de masque.
De plus la pose de masque se faisant souvent de manière automatique dans l'outil de dépôt, cela ajoute un surcoût d'investissement lié à cette gestion automatique. Le masque est aussi un dispositif souvent réutilisable mais nécessite une procédure spéciale de nettoyage, ce qui peut être évité avec le procédé selon l'invention.
Par ailleurs, il arrive que lors des phases de dépôt des différentes couches qui suivent l'application du masque, ce dernier se dilate différemment du substrat sous l'effet de la chaleur, si bien que, lors de l'application de couche(s) électroconductrice(s) formant l'électrode supérieure, cette dernière peut être amenée à venir en contact avec l'électrode inférieure créant ainsi un court-circuit plus ou moins partiel par désalignement.
Ensuite, lors du retrait du masque, les couches qui ont été déposées sur celui-ci ont tendance à s'effriter et à se redéposer ensuite sous forme de poussières sur l'empilement, créant ainsi des dysfonctionnements du dispositif OLED. C'est pourquoi, afin d'éviter un tel inconvénient, le retrait du masque s'accompagne habituellement d'une aspiration, ce qui impose pour cette opération l'intervention de deux opérateurs.
La présente invention permet en outre au concepteur de réaliser avec la plus grande liberté des dispositifs OLEDS dont les zones de connexion peuvent avoir des formes et des dispositions sur les électrodes qui sont fonction du profil d'éclairage que l'on souhaite obtenir.
Lors de la brasure avec US (ou par abus de langage la soudure avec ultrasons), la ou les couches de l'électrode en jeu, de l'ordre de quelques nm à quelques centaines de nm, vont être généralement également percées (en partie ou entièrement). La liaison électrique soudure - électrode se fait alors latéralement, par les bords. L'apport des ultrasons est indispensable pour l'accroche du matériau de brasure sur le substrat diélectrique, en particulier de type verrier.
On peut prévoir des méthodes de formation de zone de connexion électrique distinctes pour les deux électrodes. Toutefois, on préfère recourir au brasage ultrasons pour les deux électrodes.
Le procédé selon l'invention peut permettre en outre d'éviter la fabrication d'amenées de courant internes, c'est-à-dire sous la couche d'encapsulation et adjacentes aux électrodes, comme proposé dans le document WO2008/103558 ou encore d'amenées de courant dans une zone de bordure sans encapsulation.
Une amenée de courant connu pour les OLEDS est sous forme d'une bande sur l'électrode en jeu, servant à répartir le courant de manière uniforme (autrement dit bus bar en anglais), notamment comprenant :
- une couche métallique, par exemple dépôt par PVD de Ni, NiCr, Al, Cu, épaisse de 50 à 1000 nm, qui implique une métallisation additionnelle et un « patterning »,
- ou une couche en émail à l'argent, sérigraphié, épaisse de 10 pm à 100 pm environ, qui implique une cuisson à au moins 120°C,
- ou une matière électroconductrice, notamment une mousse, une matière éventuellement collante déposée par jet d'encre chargée de
(nano) particules métalliques type argent ou cuivre, qui implique une cuisson à une température supérieure à 60°C.
On peut simplifier cette étape de formation d'amenée(s) de courant. Par exemple; l'étape de formation d'amenée de courant pour l'électrode inférieure, sous jacente à la couche d'encapsulation, peut être couplée (notamment concomitante) à l'étape de formation de l'électrode inférieure et comprendre le dépôt de(s) matériau(x) pour l'électrode inférieure.
On réalise ainsi une ou des amenées de courant par le dépôt même de(s) matériau(x) pour l'électrode inférieure - notamment électrode en grille comme par exemple décrit dans le document WO2010/034944 -, comme suit :
- fourniture d'un masque fissuré dans la zone d'électrode inférieure pour le dépôt de l'électrode en grille (au travers des fissures) et avec au moins une zone adjacente libre de masque pour former une amenée de courant par exemple une bande,
- dépôt du matériau d'électrode, notamment une couche métallique (argent, aluminium..) dans la zone d'électrode (formant une grille) et la zone d'amenée de courant (formant une zone métallique pleine),
- retrait du masque.
Cette électrode en grille peut en outre être lissée en remplissant l'espace entre les mailles de la grille et en rajoutant un revêtement de lissage électroconducteur entre et sur les mailles (identique ou non à la matière de remplissage), notamment telle que décrite dans le document WO2009/071821.
Alternativement ou cumulativement, de préférence, le procédé de connexion selon l'invention peut être
- exempt d'étape(s) de formation d'amenée(s) de courant internes, notamment de type en bande, pour l'électrode inférieure et/ou pour l'électrode supérieure, c'est-à-dire exempt d'amenée(s) de courant sous-jacente(s) à la couche d'encapsulation (non encore traversée par la brasure), étape(s) avant ladite encapsulation,
- et/ou exempt d'étape(s) de formation d'amenée(s) de courant, notamment de type en bande, dans une zone (plus périphérique, de bordure notamment) sans ladite couche d'encapsulation, après ladite encapsulation.
Par ailleurs, de préférence, la brasure pour la connexion électrique inférieure peut être suffisamment étendue pour répartir le courant (formant donc une zone d'amenée de courant pour l'électrode inférieure, en partie externe, et/ou la brasure pour la connexion électrique supérieure est suffisamment étendue pour répartir le courant (formant donc une zone d'amenée de courant pour l'électrode supérieure, en partie externe).
La zone de brasure avec US peut être formée d'un ou plusieurs points de brasure, notamment le long d'un même bord d'électrode, ou de manière continue, en bande par exemple.
La zone de connexion supérieure (qui est une zone de brasure avec US éventuelle) peut être un bord adjacent ou opposé à la zone de connexion inférieure (qui est une zone de brasure avec US éventuelle).
Le matériau de brasure avec US est un métal d'apport qui est généralement un alliage, le plus souvent (principalement) à base d'étain.
Une fois la brasure avec US réalisée, on peut raccorder facilement l'électrode en jeu à un élément de connectique externe. Entre l'élément de connexion et l'électrode en jeu, la liaison électrique peut être assurée par un simple contact. Mais outre le fait que le contact électrique est imparfait, ce mode de contact risque d'entraîner à l'usage une perforation de l'électrode et donc une dégradation de la fonctionnalité du vitrage.
Aussi de préférence, le procédé selon l'invention peut comprendre un raccord d'un élément de connectique externe pour l'électrode inférieure notamment par chauffage du dispositif encapsulé dans la zone de connexion électrique inférieure après le brasage ou lors du brasage avec ultrasons pour la zone de connexion électrique inférieure et/ou il peut comprendre un raccord d'un élément de connectique externe pour l'électrode supérieure notamment par chauffage du dispositif encapsulé dans la zone de connexion électrique supérieure après le brasage ou lors du brasage avec ultrasons pour la zone de connexion électrique supérieure.
On peut ainsi raccorder facilement et de manière fiable l'électrode en jeu à un élément de connectique externe (de préférence plat et dépassant du substrat).
L'élément de connexion électrique externe, est notamment choisi parmi l'un au moins des moyens de connexion électriques suivants :
- au moins un fil électroconducteur, par exemple métallique par exemple en cuivre, en aluminium, en acier, en inox, en fer, en tungstène en or, en argent,
- au moins une bande électroconductrice éventuellement (auto)adhésive, notamment métallique de type clinquant, par exemple épais entre 50 pm et 100 pm environ.
Le moyen de connexion électrique externe peut être pourvu en surface d'un matériau de brasure (cuivre étamé etc) pour faciliter sa fixation.
Le dispositif OLED selon l'invention peut être :
- à émission par le substrat (bottom émission en anglais), auquel cas l'électrode inférieure et le substrat sont transparents et l'électrode supérieure est réfléchissante,
- par le dessus (top émission en anglais) auquel cas l'électrode supérieure est transparente, et l'électrode inférieure réfléchissante,
- à la fois par le substrat et par le dessus auquel cas l'électrode supérieure et l'électrode inférieure sont transparentes.
Dans une première configuration, la brasure de connexion inférieure ne traverse pas le(s) matériau(x) de l'électrode supérieure dans la zone de connexion électrique inférieure (et de préférence ne traverse pas d'élément interne rapporté notamment d'amenées de courant par exemple de type filaire).
Par exemple, le dépôt de couche(s) pour l'électrode supérieure peut laisser exposer le premier bord éventuellement revêtu par le(s) couche(s) électroluminescente(s) organique(s), notamment par masquage du premier bord .
On procède donc au dépôt de l'électrode supérieure par masquage, en particulier s'il s'agit d'un dépôt sous vide par exemple par évaporation pour lequel on peut utiliser un masque magnétique (Ni etc), tenu par des aimants sur la face opposée du substrat, contrairement aux dépôts par pulvérisation magnétron.
De tels dépôts sont plus aisés s'il s'agit d'une électrode supérieure réfléchissante, souvent épaisse, notamment monocouche par exemple de l'aluminium.
Dans une deuxième configuration, la brasure de connexion inférieure traverse le(s) matériau(x) de l'électrode supérieure dans la zone de connexion électrique inférieure.
Par exemple, le dépôt de couche(s) pour l'électrode supérieure couvrant ledit premier bord (et la ou les couches organiques sous-jacentes), le procédé peut comprendre, de préférence avant le brasage avec US dans la zone de connexion électrique inférieure et notamment avant l'encapsulation, une structuration locale sélective, sans (post) masquage, dans la zone du premier bord, qui divise ledit dépôt de couche(s) pour l'électrode supérieure en une zone électriquement inactive et en ladite électrode supérieure (et divisant éventuellement les couches organiques sous-jacentes), structuration allant éventuellement jusqu'à l'électrode inférieure (non incluse ou à tout le moins partiellement pour conserver la fonction électroconductrice), et de préférence le procédé comprend un remplissage de la zone structurée d'une matière isolante.
Cela peut être notamment réalisé par ablation laser, en ajustant la puissance (pour contrôler la profondeur d'ablation) et la longueur d'onde en fonction de l'absorption des couches.
On peut aussi employer la gravure chimique, notamment la sérigraphie chimique, ou la découpe mécanique.
Dans cette première configuration, l'électrode inférieure peut être notamment réfléchissante et l'électrode supérieure transparente.
Par ailleurs, le dépôt de(s) couches(s) pour l'électrode inférieure, notamment transparente, par exemple déposée par pulvérisation magnétron, peut couvrir la zone destinée à être la zone adjacente, de connexion supérieure.
Le procédé peut comprendre alors avant le dépôt de couche(s) de l'électrode supérieure (et de préférence avec le dépôt des couches organiques) une structuration locale de(s)dite(s) couche(s) de l'électrode inférieure (éventuellement des couches organiques) sans post masquage :
- par ablation (découpe) laser, en ajustant la longueur d'onde et la puissance en fonction de l'absorption des couches, utilisation de préférence lorsque l'électrode inférieure n'est pas réfléchissante (métallique),
- par gravure chimique,
- par découpe mécanique.
Et de préférence le procédé peut comprendre un remplissage de la zone ainsi structurée d'une matière isolante, (par sérigraphie notamment), notamment plus épaisse et débordante sur un bord de l'électrode.
Naturellement on peut préférer choisir d'utiliser la même technique pour la structuration locale sélective de l'électrode supérieure que pour la structure locale de l'électrode inférieure, par exemple la découpe laser.
Après reprise des contacts sur les électrodes, on peut couvrir le dispositif OLED d'un élément isolant électrique et/ou de protection mécanique, transparent si nécessaire.
Par exemple on réalise, après le(s) brasage(s) avec US, un feuilletage si nécessaire avec un matériau intercalaire (une feuille thermoplastique par exemple) et un contre substrat notamment en verre.
Le moyen de connexion électrique externe peut être ainsi intégré à la face d'une feuille intercalaire de feuilletage.
Comme intercalaire de feuilletage usuel, on peut citer le polyuréthane (PU) utilisé souple, un thermoplastique sans plastifiant tel que le copolymère éthylène/acétate de vinyle (EVA), le polyvinyl butyral (PVB), un copolymère de polyéthylène et d'acrylate par exemple vendu par la société Dupont sous le nom de Butacite ou vendu par la société Solutia sous le nom de Saflex. Ces plastiques ont par exemple avec une épaisseur entre 0,2 mm et 1,1 mm, notamment 0,38 et 0,76 mm.
Comme autres matières plastiques, on peut aussi utiliser des polyoléfines comme du polyéthylène (PE), polypropylène (PP) du PEN ou du PVC ou des résines ionomères.
L'invention porte aussi sur un dispositif électroluminescent organique encapsulé à connexion(s) électrique(s), notamment tel que fabriqué par le procédé déjà décrit, comportant dans cet ordre :
- un substrat diélectrique, notamment transparent,
- une première électrode dite électrode inférieure, à base de couche(s) électroconductrice(s), notamment transparente,
- un système électroluminescent organique, à base de couche(s) électroluminescente(s) organique(s), sur l'électrode inférieure,
- une deuxième électrode dite supérieure (éventuellement transparente), à base de couche(s) électroconductrice(s), sur le système électroluminescent organique et débordante (partiellement) sur une zone adjacente isolée de l'électrode inférieure (nue, éventuellement couverte par la ou les couches électroconductrices d'électrode inférieure séparées par structuration),
- une encapsulation diélectrique (électriquement isolante) à base de couche(s) (transparente), couvrant (donc entièrement sur) l'électrode supérieure, le système électroluminescent organique et l'électrode inférieure, de préférence recouvrant également les bords latéraux d'au moins le système électroluminescent organique (et de préférence de l'électrode inférieure et/ou de l'électrode supérieure),
- une connexion électrique dite inférieure de l'électrode inférieure et une connexion électrique dite supérieure de l'électrode supérieure et comportant en outre :
- dans un premier bord de l'électrode inférieure, une zone de connexion électrique inférieure formée d'un plot de brasure (par brasage avec US) en contact avec l'électrode inférieure (de préférence par le dessus voire par la tranche) et débouchant (sensiblement verticalement) de l'encapsulation
et/ou - dans la zone adjacente qui est électroconductrice et électriquement isolée de l'électrode inférieure, une zone de connexion électrique supérieure formée d'une brasure (par brasage avec US), débouchant (sensiblement verticalement) de l'encapsulation.
Ce plot de brasure est en contact avec l'électrode supérieure (de préférence par le dessus voire par la tranche) ou avec la surface de couche(s) électroconductrice(s) adjacentes en liaison électrique avec l'électrode supérieure dans ladite zone.
On peut prévoir en outre l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes pour le dispositif OLED :
- l'électrode supérieure couvre le premier bord de l'électrode inférieure et une zone d'isolation électrique sélective est entre la connexion électrique inférieure et la connexion électrique supérieure, zone séparant en deux parties l'électrode supérieure voire les couches organiques sous-jacentes, l'électrode inférieure sous-jacente étant conservée (ou suffisamment préservée),
- la zone d'isolation électrique sélective est une découpe notamment laser,
- l'électrode supérieure ne couvre pas le premier bord de l'électrode inférieure,
- l'électrode inférieure est un empilement de couches minces comprenant au moins une couche mince à base d'argent et l'encapsulation diélectrique recouvre également la tranche de l'électrode inférieure, pour la protéger,
- le substrat est en verre notamment minéral,
- dans la zone adjacente, la ou les couche(s) électroconductrice(s) sont identiques à la ou les couches électroconductrices de l'électrode inférieure, et sont isolées électriquement par découpe notamment laser,
- il comprend un élément de connectique externe pour l'électrode inférieure raccordé, notamment par brasure, au plot de brasure et/ou un élément de connectique externe pour l'électrode supérieure raccordé, notamment par brasure, au plot de brasure. L'électrode peut être obtenue par un dépôt ou une succession de dépôts effectués par une technique utilisant le vide comme la pulvérisation cathodique éventuellement assistée par champ magnétique.
Pour une électrode (semi)transparente, on peut utiliser tout type de couches électroconductrices transparentes, par exemple des couches dites « TCO » (pour Transparent Conductive Oxyde en anglais). Les électrodes peuvent être notamment des couches électroconductrices choisies parmi les oxydes métalliques notamment les matériaux suivants :
- oxyde d'étain dopé, notamment en fluor Sn02: F ou à l'antimoine Sn02: Sb (les précurseurs utilisables en cas de dépôt chimique en phase vapeur « CVD » peuvent être des organo-métalliques ou halogénures d'étain associés avec un précurseur de fluor du type acide fluorhydrique ou acide trifluoracétique),
- l'oxyde de zinc dopé, notamment à l'aluminium ZnO :AI (les précurseurs utilisables, en cas de dépôt par CVD, peuvent être des organo- métalliques ou halogénures de zinc et d'aluminium) ou au gallium ZnO:Ga,
- ou encore l'oxyde d'indium dopé, notamment à l'étain ΓΙΤΟ (les précurseurs utilisables en cas de dépôt par CVD peuvent être des organo-métalliques ou halogénures d'étain et d'indium), ou l'oxyde d'indium dopé au zinc (IZO).
On peut aussi utiliser des couches métalliques dites « TCC » (pour Transparent conductive coating en anglais) par exemple en Ag, Al, Pd, Cu, Pd, Pt, In, Mo, Au.
On peut enfin utiliser un empilement à l'argent : couche(s) électrique(s)/Ag/couche(s) diélectrique(s)/Ag /couche(s) diélectrique(s)) telle(s) que décrite(s) dans les documents WO2008/059185, WO2009/083693.
Pour une électrode réfléchissante, on peut utiliser une/des couches métalliques dites « TCC » (pour Transparent conductive coating en anglais) par exemple en Ag, Al, Pd, Cu, Pd, Pt, In, Mo, Au.
Les surfaces des électrodes ne sont pas forcément continues.
L'encapsulation réalisée permet tout particulièrement de protéger la/les couches d'argent contre la corrosion environnementale.
Comme couches d'encapsulation, de préférence d'épaisseur totale supérieure à 100 nm et inférieure à 3 pm, on peut choisir des couches minérales (Al203, Si3N4, Si02, AIN...) éventuellement avec ajout de couches polymériques (parylène, polyimide...).
L'électrode inférieure choisie transparente peut être une électrode en grille, notamment décrite dans le document WO2008/132397 avec comme déjà vu de préférence une bordure pleine pour l'amenée de courant.
Bien entendu la localisation de la zone de connexion inférieure, généralement le long d'un bord du substrat (et/ou de la zone OLED active) peut être variable notamment être
- sur un seul bord,
- sur un premier bord et sur un deuxième bord adjacent (de manière continue ou discontinue), notamment en équerre,
- sur un premier bord et sur un deuxième bord opposé.
Bien entendu la localisation de la zone de connexion supérieure, généralement le long d'un bord du substrat (et/ou de la zone OLED active) peut être variable notamment être :
- sur un seul bord,
- sur un premier bord et sur un deuxième bord adjacent (de manière continue ou discontinue), notamment en équerre,
- sur un premier bord et sur un deuxième bord opposé.
Enfin, la zone de connexion supérieure peut être sur un bord adjacent ou opposé au bord de la zone de connexion inférieure.
En outre, en fonction de ces localisations, on adapte en conséquence
- la localisation et le nombre de structuration locale sélective de l'électrode supérieure,
- et/ou la localisation et le nombre de la structuration locale de l'électrode inférieure,
- le nombre de connexions électriques et de brasures par US.
Le dispositif OLED encapsulé selon l'invention peut être en outre subdivisé en une pluralité de zones électroluminescentes organiques, par exemple tel que décrit dans le document WO2008/119899.
Le dispositif OLED encapsulé selon l'invention peut alors être muni :
- de l'électrode inférieure qui est discontinue formant ainsi au moins une rangée de zones d'électrode inférieure, de préférence des ou toutes les zones d'électrode présentant une première dimension notamment d'au moins 3 cm dans la direction de ladite rangée, les zones d'électrode de la rangée étant par exemple espacées entre elles par une distance dite intrarangée notamment inférieure ou égale à 0,5 mm,
- du système électroluminescent organique qui est discontinu sous forme des zones électroluminescentes agencées sur les zones d'électrode inférieure,
- de l'électrode supérieure qui est discontinue sous forme de zones d'électrode supérieure agencées sur les zones électroluminescentes, l'encapsulation couvrant l'ensemble du dispositif.
Chaque zone d'électrode peut être un motif géométrique (carré, rectangle, rond...) notamment plein ou de type en grille.
Les zones d'électrodes peuvent être de forme et/ou de taille sensiblement identiques au sein d'une rangée. Dans la direction perpendiculaire à la rangée, la dimension de la zone d'électrode inférieure peut être quelconque, par exemple d'au moins 3 cm, 5 cm voire d'une dizaine de cm (10 cm et au-delà).
L'électrode inférieure peut former une seule rangée de zones d'électrode inférieure, et suivant la direction perpendiculaire à cette rangée, l'électrode supérieure et la couche électroluminescente peuvent être discontinues pour former une pluralité de rangées parallèles. La gravure de l'électrode inférieure est alors de préférence (une ligne) perpendiculaire à l'orientation des rangées des électrodes supérieures. D'une rangée à l'autre, les motifs peuvent être décalés, par exemple pour un arrangement en quinconce.
Pour une connexion en série de la rangée de zones d'électrode inférieure, les zones électroluminescentes sont décalées des zones d'électrode inférieure dans la direction de cette rangée et les zones d'électrode supérieure sont décalées des zones électroluminescentes dans la direction de cette rangée.
On rappelle que dans une connexion série, le courant passe d'une zone d'électrode supérieure à la zone d'électrode inférieure adjacente.
Ce type de connexion garantit une uniformité de l'éclairage sur des grandes surfaces, un facteur de remplissage satisfaisant, une fiabilité, est peu onéreux et facile à fabriquer, notamment à l'échelle industrielle.
De manière avantageuse, le dispositif OLED peut être organisé aussi en une pluralité de rangées électroluminescentes sensiblement parallèles et espacées entre elles de préférence de moins de 0,5 mm, chaque rangée étant susceptible d'être connectée en série.
D'une rangée à l'autre, les zones d'électrodes peuvent être de forme et/ou de taille sensiblement distinctes.
Ces rangées peuvent être de préférence isolées électriquement entre elles par une résine isolante, notamment sérigraphiée ou déposée par jet d'encre.
Les espaces intrarangées et/ou les espaces entre rangées peuvent être fabriqués de préférence par laser, par sérigraphie chimique avec une pâte de gravure.
La distance entre les zones électroluminescentes de rangées distinctes peut être supérieure à la distance entre les zones d'une même rangée, de préférence à partir de 100 pm, notamment entre 100 pm et 250 pm.
Chaque rangée peut être ainsi indépendante. Si une des zones dans chaque rangée est défectueuse, la rangée entière fonctionne quand même. Et les rangées adjacentes sont intactes.
Alternativement, l'électrode inférieure peut comprendre une pluralité de rangées de zones d'électrode inférieure et la couche électroluminescente et l'électrode supérieure reproduisent ces rangées (en décalé suivant la direction des rangées).
Divers types de connexions sont donc possibles dans le cas de plusieurs rangées :
- une seule connexion en série de l'ensemble des zones électroluminescentes,
- un ensemble de connexions séries et parallèles,
- des connexions en série propres à chaque rangée.
Pour une rangée donnée (unique) connectée en série (typiquement de direction parallèle à deux bords opposés du substrat), on peut procéder à deux brasages avec US :
- la première brasure avec US étant sur le (premier) bord de connexion inférieure, dite « première » zone d'électrode inférieure de la rangée, typiquement la plus proche d'un premier bord du substrat,
- la deuxième brasure avec US étant sur la zone de connexion électrique supérieure qui est la zone adjacente à la dernière zone d'électrode inférieure de la rangée, typiquement la plus proche d'un bord du substrat opposé au premier bord .
Pour plusieurs rangées données connectées en série (typiquement chacune de direction parallèle à deux bords opposés du substrat), on peut procéder à deux brasages avec US par rangée comme décrit précédemment pour la connexion en série.
Pour plusieurs rangées données connectées en série parallèle (typiquement chacune suivant une même direction parallèle à deux bords opposés du substrat), on peut procéder à deux brasages avec US :
- la première brasure avec US s'étendant sur les bords des « premières » zones d'électrode inférieure de chaque rangée, typiquement zones qui sont les plus proches d'un premier bord du substrat,
- la deuxième brasure avec US s'étendant sur les bords des
« dernières » zones d'électrode inférieure des rangées, typiquement zones les plus proches d'un bord du substrat opposé au premier bord. Par ailleurs, le substrat peut être de préférence plan. Le substrat peut être transparent (en particulier pour une émission à travers le susbtrat).
Ses faces principales peuvent être rectangulaires, carrées ou même de toute autre forme (ronde, ovale, polygonale...). Ce substrat peut être de grande taille par exemple de surface supérieure à 0,02m2 voire même 0.5 m2 ou 1 m2 et avec une électrode occupant sensiblement la surface (aux zones de structuration près).
Le substrat peut être rigide, flexible ou semi-flexible.
Le substrat peut être un plastique, par exemple un polycarbonate, un polyéthylène téréphtalate (PET), un polyéthylène naphtalate (PEN), un polyméthacrylate de méthyle (PMMA).
Le substrat est de préférence verrier, notamment en verre silicosodocalcique.
Les OLED sont généralement dissociés en deux grandes familles suivant le matériau organique utilisé.
Si les couches électroluminescentes organiques sont des polymères, on parle de PLED (Polymer Light Emitting Diodes en anglais). Si les couches électroluminescentes sont des petites molécules, on parle de SM-OLED (Small Mollecule Organic Light Emitting Diodes en anglais).
Un exemple de PLED consiste en un empilement suivant :
- une couche de poly(2,4-ethilene dioxythiophene) dopé au poly(styren sulphonate) (PEDOT : PSS) de 50nm,
- une couche de phenyl poly (p-phenylenevynilene) Ph-PPV de 50 nm. L'électrode supérieure peut être une couche de Ca.
D'une manière générale la structure d'une SM-OLED consiste en un empilement de couches d'injection de trous, couche de transport de trous, couche émissive, couche de transport d'électron.
Un exemple de couche d'injection de trous est le phthalocyanine de cuivre (CuPC), la couche de transport de trous peut être par exemple le Ν,Ν'- Bis(naphthalen-l-yl)-N,N'-bis(phenyl)benzidine (alpha-NPB).
La couche émissive peut être par exemple par une couche de 4,4', 4*- tri(N-carbazolyl) triphenylamine (TCTA) dopé au fac tris(2-phenylpyridine) iridium [Ir(ppy)3] .
La couche de transport d'électron peut être composée de tris-(8- hydroxyquinoline) aluminum (Alq3) ou le bathophenanthroline (BPhen).
L'électrode supérieure peut être une couche de Mg/AI ou LiF/AI .
Des exemples d'empilements électroluminescents organiques sont par exemple décrits dans le document US6645645.
Le dispositif OLED selon l'invention peut par ailleurs intégrer toute(s) fonctionnalisation(s) connue(s) dans le domaine du vitrage. Parmi les fonctionnalisations, on peut citer : couche hydrophobe/oléophobe, hydrophile/oléophile, photocatalytique antisalissure, empilement réfléchissant le rayonnement thermique (contrôle solaire) ou infra-rouge (bas-émissif), antireflet, couche réfléchissante pour effet miroir.
Le dispositif OLED selon l'invention peut former (choix alternatif ou cumulatif) un système d'éclairage, décoratif, architectural, un système de signalisation, d'affichage - par exemple du type dessin, logo, signalisation alphanumérique disposés aussi bien en extérieur qu'en intérieur -.
Le dispositif OLED selon l'invention peut être destiné au bâtiment monté éventuellement en double vitrage, formant une façade notamment éclairante, une (porte) fenêtre notamment éclairante.
Le dispositif OLED selon l'invention peut être destiné à un véhicule de transport, tel qu'une lunette arrière, une vitre latérale ou un toit éclairant d'automobile, un rétroviseur, une partie de pare-brise, un pare-brise ou à tout autre véhicule terrestre, aquatique ou aérien, notamment un hublot ou un cockpit.
Le dispositif OLED selon l'invention peut être destiné au mobilier urbain tel qu'une paroi d'abribus, être un présentoir, un étalage de bijouterie, une vitrine, une serre.
Le dispositif OLED selon l'invention peut être destiné à l'ameublement intérieur, notamment être un élément d'étagère, un miroir, une façade éclairante de meuble, une paroi d'aquarium, être un pavé, notamment éclairant, pour revêtements muraux ou sol ou plafond .
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée ci-après d'exemples de réalisation non limitatifs et des figures suivantes 1 à 6 qui représentent schématiquement des vues partielles de dispositifs OLED encapsulés dans différents modes de réalisation de l'invention.
La figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif OLED encapsulé à connexions électriques dans un premier mode de réalisation de l'invention.
La figure Ibis est une vue schématique partielle de dessus du dispositif OLED encapsulé de la figure 1.
La figure lter est une vue schématique partielle de dessus dans une variante du dispositif OLED encapsulé de la figure 1.
La figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif OLED encapsulé à connexions électriques dans un deuxième mode de réalisation de l'invention.
La figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif OLED encapsulé à connexions électriques dans un troisième mode de réalisation de l'invention.
La figure 4 est une vue schématique partielle de dessus du dispositif OLED encapsulé de la figure 3.
La figure 5 est une vue schématique partielle de dessus dans une variante du dispositif OLED encapsulé de la figure 3.
La figure 6 est une vue schématique partielle de dessus dans une autre variante du dispositif OLED encapsulé de la figure 3.
Par souci de clarté, les éléments sur les figures ne sont pas représentés à l'échelle. EXEMPLE 1
La figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif OLED encapsulé à connexions électriques 100 dans un premier mode de réalisation de l'invention.
Le dispositif OLED encapsulé 100 est à émission par le substrat et comporte :
- un substrat transparent diélectrique 1, par exemple une feuille de verre, par exemple rectangulaire avec des bords longitudinaux et latéraux,
- une première électrode dite électrode inférieure 2 transparente, à base de couche(s) électroconductrice(s), par exemple carrée, et de préférence décalée des bords du substrat 1 (pour limiter la corrosion notamment dans le cas d'une électrode à l'argent),
- un système électroluminescent organique 3 à base de couche(s) électroluminescente(s) organique(s), partiellement sur (ou en variante couvrant) l'électrode inférieure 2, laissant exposé un premier bord 21 de l'électrode 2, ici premier bord dit latéral, car le long du premier bord latéral du substrat,
- une deuxième électrode dite supérieure 4 réfléchissante, de préférence sous forme d'une couche électroconductrice, sur le système électroluminescent organique 3 (par exemple couvrant sa surface), d'un côté laissant exposé le bord latéral 21 de l'électrode 2, et de l'autre côté débordante sur une zone adjacente, ici latérale 22 et isolée électriquement de l'électrode inférieure 2 et l'électrode supérieure 4 couvrant en partie une portion 22, en bande, qui est en les matériau(x) de l'électrode inférieure 2, bande décalée du deuxième bord latéral du substrat et séparée de l'électrode inférieure 2 par une ligne d'isolation électrique 7 d'environ 200 pm et remplie d'une résine de passivation 71 débordant en outre sur un bord de surface d'électrode inférieure 2,
- une encapsulation électriquement isolante 5 à base d'une couche par exemple Si3N4, Si02, d'épaisseur 500 nm, déposée sous vide ou en plasma atmosphérique ; couvrant la surface et les tranches de l'électrode supérieure 4, du système électroluminescent organique 3 et de l'électrode inférieure 2. La résine de passivation 71 est par exemple une résine acrylique ou polyamide, par exemple les résines Wepelan SD2154 E and SD 2954.
L'encapsulation 5 couvre également des zones marginales 51, 52 du verre nu, le long des premier et deuxième bords latéraux du verre 1.
La feuille de verre 2 est épaisse de 0,7 à 10 mm environ, éventuellement extraclair, de surface pouvant être de l'ordre du m2. Sa tranche 21 est préférentiellement lisse. La feuille 2 est éventuellement trempée thermiquement ou chimiquement et/ou bombée.
L'électrode inférieure 2 est par exemple un empilement de couches minces à l'argent voire une grille métallique de préférence planarisée.
Le système électroluminescent organique 3 (OLED) est par exemple formé :
- d'une couche en alpha-NPD,
- d'une couche en TCTA + Ir(ppy)3,
- d'une couche en BPhen,
- d'une couche en LiF.
Le système électroluminescent organique 3 peut émettre un rayonnement polychromatique, une lumière blanche.
L'électrode supérieure réfléchissante 4, est métallique, notamment à base d'argent ou d'aluminium.
Pour les connexions électriques, le dispositif OLED 100 comprend :
- un plot de brasure (avec vibrations US) de connexion inférieure 61, traversant l'encapsulation 5, l'électrode inférieure 2 dans une zone du bord latéral 21 exposé,
- un plot de brasure (avec vibrations US) de connexion supérieure 62, traversant l'encapsulation 5, l'électrode supérieure 4 dans la zone adjacente avec la bande 22.
Les plots de brasures 61 et 62 émergent de l'encapsulation 5. Le matériau de brasure est un alliage à base d'étain.
Deux éléments de connectique externes 81 et 82 dépassants des bords latéraux du substrat sont respectivement brasés directement sur les plots de brasures 61 et 62, sans nécessité de vibrations US. Ces brasures se font par réchauffage local des plots de brasure US 61, 62, par exemple avec un laser ou par induction. Comme montré en figure Ibis, le plot de brasure 61 peut s'étendre le long du bord latéral, sous forme d'une bande pour une meilleure répartition du courant (formant une amenée de courant de type bus bar) et l'élément de connectique externe 81 peut être un clinquant en cuivre étamé. L'autre plot de brasure (non montré) s'étend le long du bord latéral opposé sous forme d'une bande pour une meilleure répartition du courant (formant une amenée de courant de type bus bar) et l'élément de connectique externe peut être aussi un clinquant en cuivre étamé.
Comme montré en figure lter, le plot de brasure 61 peut s'étendre le long du bord latéral, sous forme de brasures locales régulièrement réparties, pour une meilleure répartition du courant et l'élément de connectique externe 81 peut être une série de fils en cuivre étamé fixés sur ces brasures locales.
L'autre plot de brasure (non montré) peut s'étendre le long du bord latéral opposé, sous forme de brasures locales régulièrement réparties, pour une meilleure répartition du courant et l'élément de connectique externe peut être une série de fils en cuivre étamé fixés sur ces brasures locales.
On réalise le dispositif OLED100 de la manière suivante :
- en première étape, sur le substrat 1 on dépose le ou les matériaux d'électrode inférieure en couche(s) mince(s), par exemple par évaporation ou pulvérisation magnétron, par exemple formant un empilement à l'argent ou encore une grille métallique (aluminium ..) planarisée avec éventuellement son amenée de courant de type bus bar formée en même temps,
- en deuxième étape, on structure, de préférence par gravure acide sélective à l'aide d'une pâte de gravure sérigraphiée ou encore par découpe laser, le ou les matériaux d'électrode inférieure en couche(s) mince(s), pour former deux zones isolées électriquement : la zone d'électrode inférieure 2, et la zone adjacente latérale 22 pour la connexion électrique de l'électrode supérieure 4 et on passive les bords de l'électrode inférieure 2 au moins du côté de la zone adjacente latérale 22. Une découpe laser présente des bourrelets caractéristiques visibles.
- en troisième étape, on dépose les couches organiques électroluminescentes (définissant la zone éclairante) sur l'électrode inférieure 2 (en laissant la zone de bord découverte 21 par exemple à l'opposé de la zone de passivation 7, pour la zone de connectique inférieure) et on dépose, par exemple par évaporation, la ou les couches minces pour l'électrode supérieure 4 sur les couches organiques, la couche de passivation et (au moins) en partie sur la bande latérale 22.
- en quatrième étape, on dépose la ou les couches d'encapsulation 5 couvrant l'ensemble formé de l'électrode supérieure 4, de la zone de connectique de l'électrode inférieure 21, et de la zone adjacentes latérale 22 (si elle dépasse de l'électrode supérieure).
- en cinquième étape, on réalise les brasures par vibrations ultrasons pour former la zone de connectique de l'électrode inférieure et la zone de connectique de l'électrode supérieure.
- en sixième étape : on réalise la brasure du clinquant 71 sur le plot de brasure 61 et on réalise la brasure du clinquant 72 sur le plot de brasure 62.
EXEMPLE 2
La figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif électroluminescent encapsulé à connexions électriques 200 dans un deuxième mode de réalisation selon l'invention.
Le dispositif électroluminescent encapsulé 200 diffère d'abord du premier dispositif 100 en ce qu'il comporte en outre un intercalaire de feuilletage 9 (EVA, PVB, PU ou silicone...) ou de la résine coulée et un contre substrat en verre l' ce qui permet d'ajouter une protection supplémentaire à l'encapsulation 5.
L'intercalaire de feuilletage 9 est par exemple porteur des éléments de connectiques externes 71, 72.
Le dispositif électroluminescent encapsulé 200 diffère ensuite du premier dispositif 100 en ce que le système électroluminescent organique 3 s'étend dans la zone du bord latéral, zone de connectique inférieure 21. Aussi, le plot de brasure US 61 traverse aussi ce système 3 dans cette zone 21.
Le dispositif électroluminescent encapsulé 200 diffère enfin du premier dispositif 100 en ce que l'électrode supérieure 4 s'étend plus et couvre tous les matériaux d'électrode inférieure dans la zone adjacente 22, zone de connectique supérieure. Aussi, le plot de brasure US 62 traverse aussi l'électrode supérieure 4 dans cette zone 22.
EXEMPLE 3
La figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif électroluminescent encapsulé à connexions électriques 300 dans un deuxième mode de réalisation selon l'invention.
Le dispositif électroluminescent encapsulé 300 diffère du premier dispositif 100 surtout en ce que le système électroluminescent organique 3 et l'électrode supérieure 4' couvrent (sensiblement) l'électrode inférieure 4 dans la zone du bord latéral 21, zone de connectique inférieure 21. Ainsi, le plot de brasure US de connexion inférieure 61' traverse également ces couches.
En outre, pour éviter les courts circuits, le dispositif 300 comporte une zone isolante électriquement 70 plus centrale que ce plot de brasure 61', zone séparant au moins l'électrode supérieure 4 et de préférence le système électroluminescent organique 3 également, en deux zones. De préférence on réalise cette zone d'isolation électrique sélective par découpe laser, et de préférence avant l'encapsulation 5. En variante, on réalise cette zone d'isolation sélective par découpe laser après encapsulation et on feuillète.
L'électrode inférieure 2 est quant à elle intacte ou suffisamment préservée de cette structuration pour conduire électriquement dans cette région.
Cette zone isolante électriquement 70 peut être remplie d'une résine de passivation par exemple identique à la résine 71, voire remplie par l'encapsulation. Cette zone isolante électriquement 70 est couverte en tout cas par l'encapsulation 5.
Dans ce mode de réalisation on peut préférer utiliser également le laser pour former la zone d'isolation 7.
Comme montré en figure 4, les plots de brasure 61', 62' et les zones d'isolation 70 et 7 sont des bandes latérales, par exemple parallèles.
Le dispositif électroluminescent encapsulé 300 peut optionnellement différer du premier dispositif 100 en ce qu'il est aussi (voire uniquement) à émission par l'avant (via l'électrode supérieure 4, la couche d'encapsulation 5). Ainsi, l'électrode supérieure 4', l'encapsulation 5 sont transparentes et l'électrode inférieure l' est réfléchissante (voire semi réfléchissante). La figure 5 est une vue schématique partielle de dessus dans une variante du dispositif OLED encapsulé de la figure 3.
Les plots de brasure 61', 62' sont chacun sur un bord latéral et longitudinal, en forme d'équerre.
Les zones d'isolation 70 et 7 sont modifiées en conséquence.
La figure 6 est une vue schématique partielle de dessus dans une autre variante du dispositif OLED encapsulé de la figure 3.
Il ya deux zones éclairantes OLED et pour chacune d'elles
- deux plots de brasures US 61' en bandes discontinues sur les bords latéraux 21 de la zone OLED en jeu, pour former deux zones de connectiques inférieures opposées,
- deux plots de brasures US 62' en bandes discontinues sur les bords longitudinaux 22 de la zone OLED en jeu, pour former deux zones de connectiques supérieures opposées,
- deux zones d'isolation électrique sélective 70 le long des bords latéraux 21, en ligne droite,
- deux zones d'isolation électrique 7 le long des bords longitudinaux 22, en ligne droite.
Pour écourter la fabrication, on préfère former simplement deux lignes d'isolation électrique 7 servant pour les deux zones actives.
Les applications des dispositifs OLEDS décrits précédemment sont multiples.
Les dispositifs électroluminescents 100 à 300 peuvent être destinés au bâtiment, formant ainsi une façade éclairante, une fenêtre ou porte fenêtre éclairante.
Les dispositifs 100 à 300 peuvent être destinés à un véhicule de transport, tel qu'une lunette arrière éclairante, une vitre latérale éclairante ou un toit d'automobile éclairant, un miroir pour rétroviseur, une partie de pare- brise, ou à tout autre véhicule terrestre, aquatique ou aérien notamment un hublot ou un cockpit.
Les dispositifs électroluminescents 100 à 300 peuvent être destinés au mobilier urbain, tel qu'un abribus, un présentoir, un étalage de bijouterie, une vitrine, un élément d'étagère, une paroi d'aquarium, une serre.
Les dispositifs électroluminescents 100 à 300 peuvent être destinés à l'ameublement intérieur, une façade de meuble, un pavé éclairant, notamment en verre, pour revêtements muraux ou sol, une dalle de plafond éclairante, pour la crédence de la cuisine ou pour la salle de bains.
Les dispositifs électroluminescents 100 à 300 peuvent servir pour un éclairage décoratif, architectural, de signalisation, d'affichage.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé de connexion(s) électrique(s) d'un dispositif à diode électroluminescente organique encapsulé ( 100 à 300) comportant dans cet ordre :
- un substrat diélectrique ( 1),
- une première électrode dite électrode inférieure (2), à base de couche(s) électroconductrice(s),
- un système électroluminescent organique (3), à base de couche(s) électroluminescente(s) organique(s) sur l'électrode inférieure,
- une deuxième électrode dite supérieure (4), à base de couche(s) électroconductrice(s), sur le système électroluminescent organique et éventuellement débordante sur une zone adjacente (22) électriquement isolée de l'électrode inférieure,
- une encapsulation diélectrique (5) à base de couche(s), couvrant l'électrode supérieure, le système électroluminescent organique et l'électrode inférieure,
caractérisé en ce qu'il comporte, après l'encapsulation du dispositif :
- une étape de brasage avec vibrations ultrasons dans un premier bord de l'électrode inférieure (21), formant zone de connexion électrique inférieure, le matériau de brasure formant, par détérioration locale, un plot de brasure (61, 61') depuis la surface d'encapsulation jusqu'à au moins la surface de l'électrode inférieure,
et/ou
- une étape de brasage avec vibrations ultrasons dans la zone adjacente (22) qui est électroconductrice et forme une zone de connexion électrique supérieure, le matériau de brasure formant alors, par détérioration locale, un plot de brasure (62, 62') depuis la surface d'encapsulation jusqu'à au moins la surface de l'électrode supérieure.
Procédé de connexion(s) électrique(s) d'un dispositif à diode électroluminescente organique encapsulé ( 100 à 300) selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comprend une étape de formation d'une amenée de courant pour l'électrode inférieure sous jacente à la couche d'encapsulation, qui est éventuellement couplée à l'étape de formation d'électrode inférieure, et qui comprend le dépôt de(s) matériau(x) pour l'électrode inférieure.
Procédé de connexion(s) électrique(s) d'un dispositif à diode électroluminescente organique encapsulé (100 à 300) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est exempt d'étape(s) de formation d'amenée(s) de courant interne(s) pour l'électrode inférieure et/ou pour l'électrode supérieure, avant ladite encapsulation. Procédé de connexion(s) électrique(s) d'un dispositif diode électroluminescente organique encapsulé (100 à 300) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que en ce qu'il est exempt d'étape(s) de formation d'amenée(s) de courant pour l'électrode inférieure et/ou pour l'électrode supérieure dans une zone sans ladite couche d'encapsulation, après ladite encapsulation.
Procédé de connexion(s) électrique(s) d'un dispositif diode électroluminescente organique encapsulé (100 à 300) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la brasure résultante du brasage pour la connexion électrique inférieure est suffisamment étendue pour répartir le courant et/ou la brasure résultante du brasage pour la connexion électrique supérieure est suffisamment étendue pour répartir le courant.
Procédé de connexion(s) électrique(s) d'un dispositif diode électroluminescente organique encapsulé (100 à 300) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un raccord d'un élément de connectique externe (81) pour l'électrode inférieure par chauffage du dispositif encapsulé dans la zone de connexion électrique inférieure après le brasage ou lors dudit brasage pour la zone de connexion électrique inférieure et/ou en ce qu'il comprend un raccord d'un élément de connectique externe (82) pour l'électrode supérieure par chauffage du dispositif encapsulé dans la zone de connexion électrique supérieure après le brasage ou lors dudit brasage pour la zone de connexion électrique supérieure.
Procédé de connexion(s) électrique(s) d'un dispositif diode électroluminescente organique encapsulé (100 à 300) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le dépôt de couche(s) pour l'électrode supérieure (4) laisse exposé le premier bord éventuellement revêtu par le(s) couche(s) électroluminescente(s) organique(s), notamment par masquage du premier bord, ou en ce que le dépôt de couche(s) pour l'électrode supérieure couvrant ledit premier bord, le procédé comprend, de préférence avant ledit brasage dans la zone de connexion électrique inférieure et notamment avant l'encapsulation, une structuration locale sélective (70), sans masquage, dans la zone du premier bord (21), qui divise ledit dépôt de couche(s) pour l'électrode supérieure (4) en une zone électriquement inactive et en ladite électrode supérieure, notamment structuration par gravure chimique, par ablation laser, par découpe mécanique et de préférence le procédé comprend un remplissage de la zone structurée (70) d'une matière isolante.
Procédé de connexion(s) électrique(s) d'un dispositif diode électroluminescente organique encapsulé (100 à 300) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'avant le dépôt de couche(s) de l'électrode supérieure (4), il comprend une structuration locale de(s)dite(s) couche(s) de l'électrode inférieure sans post masquage, notamment par ablation laser, par gravure chimique, par découpe mécanique.
Dispositif à diode électroluminescente organique encapsulé à connexion(s) électrique(s) (100 à 300) comportant dans cet ordre :
- un substrat diélectrique (1),
- une première électrode (2), dite électrode inférieure, à base de couche(s) électroconductrice(s),
- un système électroluminescent organique (3), à base de couche(s) électroluminescente(s) organique(s), sur l'électrode inférieure,
- une deuxième électrode dite supérieure (4), à base de couche(s) électroconductrice(s), sur le système électroluminescent organique et éventuellement débordante sur une zone adjacente (22) isolée électriquement de l'électrode inférieure,
- une encapsulation diélectrique (5) à base de couche(s), couvrant l'électrode supérieure, le système électroluminescent organique et l'électrode inférieure,
caractérisé en ce qu'il comporte : - dans un premier bord de l'électrode inférieure (21), une zone de connexion électrique inférieure formée d'un plot de brasure (61, 61') en contact avec l'électrode inférieure et débouchant de l'encapsulation, et/ou
- dans la zone adjacente (22) qui est électroconductrice et électriquement isolée de l'électrode inférieure, une zone de connexion électrique supérieure formée d'un plot de brasure (62, 62'), plot de brasure débouchant de l'encapsulation.
10. Dispositif électroluminescent organique encapsulé à connexion(s) électrique(s) (300) selon la revendication 9 caractérisé en ce que l'électrode supérieure couvre le premier bord (21) de l'électrode inférieure et en ce qu'il comporte une zone d'isolation électrique sélective (70) entre la connexion électrique inférieure (61) et la connexion électrique supérieure (62), zone séparant en deux parties l'électrode supérieure (4).
11. Dispositif électroluminescent organique encapsulé à connexion(s) électrique(s) (300) selon la revendication précédente caractérisé en ce que la zone d'isolation électrique sélective (70) est une découpe notamment laser.
12. Dispositif électroluminescent organique encapsulé à connexion(s) électrique(s) (100, 200) selon la revendication 9 caractérisé en ce que l'électrode supérieure (4) ne couvre pas le premier bord (21) de l'électrode inférieure (2).
13. Dispositif électroluminescent organique encapsulé à connexion(s) électrique(s) (100 à 300) selon l'une des revendications 9 à 12 caractérisé en ce que l'électrode inférieure (2) est un empilement de couches minces comprenant au moins une couche mince à base d'argent et l'encapsulation diélectrique (5) recouvre également la tranche de l'électrode inférieure.
14. Dispositif électroluminescent organique encapsulé à connexion(s) électrique(s) (100 à 300) selon l'une des revendications 9 à 13 caractérisé en ce que dans la zone adjacente (22), la ou les couche(s) électroconductrice(s) sont identiques à la ou les couches électroconductrices de l'électrode inférieure (2), et sont isolées électriquement de l'électrode inférieure par découpe notamment laser (7).
15. Dispositif électroluminescent organique encapsulé à connexion(s) électrique(s) (100 à 300) selon l'une des revendications 9 à 14 caractérisé en ce qu'il comprend un élément de connectique externe (81) pour l'électrode inférieure (2) raccordé, notamment par brasure, au plot de brasure (61, 61') et/ou un élément de connectique externe (82) pour l'électrode supérieure (4) raccordé, notamment par brasure, au plot de brasure (62, 62').
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