WO2015155481A1 - Support extracteur de lumière et dispositif oled l'incorporant - Google Patents

Support extracteur de lumière et dispositif oled l'incorporant Download PDF

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Publication number
WO2015155481A1
WO2015155481A1 PCT/FR2015/050929 FR2015050929W WO2015155481A1 WO 2015155481 A1 WO2015155481 A1 WO 2015155481A1 FR 2015050929 W FR2015050929 W FR 2015050929W WO 2015155481 A1 WO2015155481 A1 WO 2015155481A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
optical elements
metallic
refractive index
light
Prior art date
Application number
PCT/FR2015/050929
Other languages
English (en)
Inventor
Anthony JOUANIN
Guillaume Lecamp
Michèle SCHIAVONI
Philippe Lalanne
Original Assignee
Saint-Gobain Glass France
Centre National De La Recherche Scientifique
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint-Gobain Glass France, Centre National De La Recherche Scientifique filed Critical Saint-Gobain Glass France
Publication of WO2015155481A1 publication Critical patent/WO2015155481A1/fr

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K50/854—Arrangements for extracting light from the devices comprising scattering means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/331—Nanoparticles used in non-emissive layers, e.g. in packaging layer

Definitions

  • the invention relates to a light extracting support. It relates more particularly to a light extracting support of an organic light-emitting diode device, called “OLED” for "Organic Light Emitting Diodes” in English, as well as the OLED device incorporating it.
  • OLED organic light-emitting diode device
  • the OLED comprises a material, or a stack of organic electroluminescent materials, and is framed by two electrodes, one of the electrodes, said lower, generally the anode being associated with the glass substrate and the other electrode. , said upper, usually the cathode, being arranged on the organic electroluminescent system.
  • OLED is a device that emits light by electroluminescence using the recombination energy of holes injected from the anode and electrons injected from the cathode.
  • top emission in English
  • front emission devices that is to say with an upper (semi) transparent electrode and a lower reflective electrode
  • the front and rear emission devices that is to say with both a lower (semi) transparent electrode and a higher (semi) transparent electrode.
  • the invention relates to backward-transmitting OLED devices and possibly also backward and forward-transmitting OLED devices.
  • An OLED has a low light extraction efficiency: the ratio between the light that actually leaves the glass substrate and that emitted by the electroluminescent materials is relatively low, of the order of 0.25.
  • planarize this light extraction layer by a planarization enamel layer devoid of diffusing elements protruding, and always d refractive index greater than 1, 7, so as to cover them by embedding them in this planarization layer.
  • the enamel layer For good light extraction, the enamel layer must be thick and therefore absorbent.
  • the high index planarization layer is also thick to have good surface quality, increasing absorption.
  • the object of the invention is to provide a device for extracting light from a device
  • Alternative OLED particularly suitable for lighting, further improving the extraction of light emitted by said OLED device and even easier to manufacture, this without penalizing its reliability and preferably by reducing the absorption.
  • the invention proposes a light extracting support (light in the visible radiation sense), in particular light emitted from an organic electroluminescent system (or more broadly from any surface light emitting system generating guided modes) comprising:
  • a transparent dielectric substrate preferably glass, in particular a mineral glass or organic glass such as a polymeric film substrate refractive index n s of at most 1, 65 to 550 nm and preferably in all the range of the visible, with a main face, said first face,
  • each optical element being in a non-metallic medium which is of refractive index n 0 of at most 3.5 to 550nm and even at most 2.5 to 550nm better in the entire visible spectrum, preferably dielectric medium.
  • n 0 refractive index
  • At least a portion of the optical elements, said first optical elements, and preferably the majority and even at least 90% of the optical elements and even all, are made of metallic material, three-dimensional, and each have first, second and third nanometric dimensions ( perpendicular to each other),
  • length L1 (preferably average length) being the largest and along an axis X1
  • the second dimension (preferably average thickness) being along an axis Z1 perpendicular to X1 perpendicular to X1 and being the smallest of the dimensions perpendicular to X1,
  • said width W1 (preferably mean width), being along an axis Y1 perpendicular to X1 and Z1, with L1 / E1> 1, 5, even L1 / E1> 2, and L1 / E1 ⁇ 20 and better L1 / E1 ⁇ 5, better between 2 and 3.
  • Each first optical element is a nanopalet, with W1 ⁇ 1, 5E1, and 0.3L1 ⁇ W1 ⁇ L1 (better than 0.5L1 ⁇ W1 ⁇ L1 and even better 0.8L1 ⁇ W1 ⁇ L1), a plane P1 being formed by two vectors ⁇ ei f respectively parallel to X1 and Y1 and (preferably) passing through a point A of the nanopalet closest to the first face facing the nanopalet.
  • each first optical element in said non-metallic medium has a scattering cross section which has a resonance at a wavelength X m in the air in a range of 380 at 780 nm, X m being preferably less than 700 nm and even less than 600 nm.
  • the substrate (the first face) has a plane PO (preferably local plane that is to say facing the first optical element), in particular defined by X and Y axes perpendicular to each other - an axis Z being normal to the plane PO-, for each nanopalet the plane P1 forms with the plane PO an angle ⁇ of at most 30 ° and preferably at most 10 ° and even at most 5 ° or at most 2 °, and the first optical elements are connected to the first face by being on a non-metallic receiving layer interposed between the first optical elements and the first face, refractive index layer of at least 1, 7 and preferably at least 1 8.
  • a plane PO preferably local plane that is to say facing the first optical element
  • the first optical elements according to the invention have a much higher visible scattering cross section at the resonance than that of known dielectric particles and also a more controllable indicator of diffusion in the visible.
  • first metallic optical elements make it possible to efficiently extract the guided modes of a source of light like the OLED thanks to their anisotropic diffusion.
  • each first optical element according to the invention makes it possible to redirect the light through the substrate.
  • the high index receptor layer removes the nanopalets from the lower subscript substrate which ensures a good absorption - diffusion compromise and thus increases the luminous efficiency.
  • the angle a is at most 5 ° or 2 ° for the majority and even at least 90% or all the first optical elements (nanopalets).
  • X m can be measured as follows.
  • the following optical bench is located on the edge of the extractor support and in the region containing the first optical elements:
  • a monochromator and means coupled to the monochromator for scanning the spectrum of the visible wavelength per wavelength
  • a detector is placed perpendicular to the first face above in the region containing the first optical elements on the side of the first face.
  • the detector measures the scattering cross section of a first optical element as a function of the wavelength in the visible spectrum. Once the peak value (maximum) determined, we deduce the associated wavelength X m (abscissa). For a given first optical element, it is possible to have several distinct peaks X m and X ' m coming within the scope of the invention.
  • an OLED device may be etched according to the invention with ethanol up to the region containing the first optical elements for example with a layer covering the optical elements, dielectric or conductive polymer or conductive transparent oxide.
  • the first metallic optical elements are solid (no hollow core).
  • the first metallic optical element may have a metal core element (solid) coated with one or more metallic metal functional coatings.
  • the resonance of one or more optical elements (metallic) according to the invention can be excitable by a plane and progressive electromagnetic wave, monochromatic and of wavelength in the air ⁇ ⁇ in the visible spectrum, propagating parallel to the substrate and defined by a magnetic field H polarized parallel to the plane PO and orthogonal to the direction of propagation which is in the plane PO and parallel to the orthogonal projection of L1 on the plane PO.
  • the specific asymmetry of the first metallic optical element according to the invention induces a dipole moment substantially parallel to the substrate even under the aforementioned excitation conditions in which the electric field E is substantially orthogonal to the plane PO in the medium.
  • a metallic spherical particle is not suitable because it induces a dipole parallel to the field E (thus essentially Z) radiating essentially in the plane PO.
  • a metallic optical element inducing absorption losses The extraction efficiency is measured by the ratio between the extracted light and the light radiated in the guide. This ratio is much greater with the first optical element according to the invention than that with a metallic spherical particle.
  • X1, Y1 and Z1 are orthogonal axes specific to each first optical element. These axes can be distinct from one optical element to another.
  • all or part of the first (metallic) optical elements - and preferably the majority and even at least 90% of the optical elements and even all - are nanopalets, thereby reinforcing the dipoles in the plane PO to have a dipolar resonance along X1 and Y1 excitable by an electric field along X1 and Y1 respectively.
  • the nano-puck has the advantage of presenting two resonances inducing two dipoles px X1 and py along Y1. Even more preferably, X1 and Y1 are in the plane PO to maximize the dipoles.
  • the nanopalet (metallic) is longer (and wider) than thick and preferably is a nanocylinder, even a nanodisk, or is a nanodome.
  • X m is measured in the following manner. On the edge of the extractor support and in the region containing the first metallic optical elements, the following optical bench is located:
  • a monochromator and means coupled to the monochromator for scanning the spectrum of the visible wavelength per wavelength
  • a detector is placed perpendicular to the first face above in the region containing the first optical elements on the side of the first face.
  • the detector makes it possible to measure the scattering cross section as a function of the wavelength in the visible spectrum. Once the peak value (maximum) determined, we deduce the associated wavelength X m (abscissa). For a given first optical element, it is possible to have several distinct peaks X m ei X ' m .
  • non-metallic medium means the surrounding matter (including vacuum) which surrounds each first metallic optical element at the visible wavelength scale divided by the refractive index n 0 in the visible from the middle. It can be considered that the thickness of the medium all around the first optical element is at most 1 50nm and even at most 1 00nm.
  • the non-metallic medium is shared by several first metallic optical elements, in other words the majority or even each first optical element, has an identical optical medium, in particular formed by a layer (mono or muticouche).
  • the non-metallic medium may be heterogeneous, in particular the receiving layer (of a first optical element) is made of a material distinct from the separating layer or region (separating first optical elements) and / or from the covering layer (covering first optical elements) .
  • the refractive index n 0 of the heterogeneous medium may be the average refractive index. It is preferred that each of the materials of the heterogeneous medium has a refractive index of at most 3.5 and even at most 2.5.
  • a case where the medium is homogeneous (not heterogeneous) is when the first optical element is within a matrix (layer etc). In this case, the matrix is at the same time a receiving layer, a separating layer and preferably a covering layer.
  • the nonmetallic material of the non-metallic medium according to the invention as for it is either electroconductive (semiconductor included that is to say poorly electroconductive) or dielectric.
  • electroconductive semiconductor included that is to say poorly electroconductive
  • dielectric dielectric
  • an oxide and / or carbide and / or nitride of one or more metals falls within the definition of the non-metallic.
  • a conductive transparent oxide, known as TCO, oxide of at least one metal, and generally doped, falls within the definition of non-metal and is electroconductive.
  • the refractive index is conventionally measured by ellipsometry or deduced after chemical analysis of the material. According to the invention, the refractive index is at 550 nm and preferably over the entire visible spectrum.
  • a low refractive index is less than 1, 6 and preferably at most 1, 5.
  • a high refractive index is at least 1.7, and preferably at least 1.8.
  • section is meant the cross section, as opposed to a longitudinal section.
  • the cross section is preferably in a plane passing through the Z axis.
  • the first optical elements may be of distinct size (via one or all of the dimensions, in particular L1, E1 and W1, etc.) and / or of distinct geometry, of distinct nature and / or of distinct orientations.
  • the first optical elements are nanopalets.
  • the thickness of the first optical elements may preferably be smaller than the diameter of the conventional dielectric scattering particles (of the order of 400 nm), which makes it easier to obtain a light extraction layer with a low surface roughness and / or less thick.
  • the remarkable efficiency of a first optical element according to the invention can also make it possible to put fewer optical elements in number than conventional diffusing particles, which also makes it possible to obtain a low-roughness light extraction layer. of surface or less thick, for example using a monolayer of optical elements.
  • the first nanopalet optical element be as symmetrical as possible with respect to the Z axis.
  • L1, E1 and W1 will be adjusted also as a function of the metallic material of the first optical element, the refractive index n 0 of the non-metallic medium.
  • the wavelength X m of the useful resonance must not be in the infrared range. To place it in the visible, all other things being equal, it is better to choose for metallic material, silver rather than gold, or even copper.
  • the lower the refractive index n 0 of the nonmetallic medium the lower X m is.
  • a first metallic optical element may comprise one or several (disjoint) porosities or one or more local breaks, or else irregularities of material contours that are so small, for example larger dimension less than 10 nm and better not more than 5 nm.
  • first optical elements are nanopalets which each have the following dimensions:
  • E1 less than 120 nm and even 50 nm or 40 nm, preferably in a range of 5 nm to 30 nm, and even 8 or 10 to 30 nm
  • W1 may then be less than 150 nm and even 100 nm.
  • the first optical elements metal
  • the first optical elements can be randomly oriented in orthogonal projection in the plane PO.
  • optical elements are arranged periodically, or at least regularly spaced apart.
  • the first optical elements can be distributed or spaced at random.
  • the first (metallic) optical elements may have at least random spacing and even random orientation.
  • first optical elements metal
  • better still most, all are distributed, randomly spaced.
  • the first optical elements can be distributed relatively homogeneously on the surface facing the active surface (light emitting).
  • the first optical elements (metal) according to the invention are disjoint, at a constant distance or variable from each other, preferably on a monolayer. To limit possible interactions, it is preferred that the spacing T1 between all or part (preferably the majority and even at least 90% and even all) first adjacent metallic optical elements (and even between a first optical element and any other material surrounding metal) - greater than the near field distance.
  • T1 is the distance between the surfaces facing adjacent first optical elements.
  • T1 spacing between all or part (preferably most and even at least 90% and even all) of the first adjacent optical elements (of the same monolayer or between two adjacent monolayers) it is preferred that T1 is d at least 100 nm, preferably at least 200 nm and even at least 250 nm.
  • metal is interposed in a so-called separating layer between the first metallic optical elements, it is also preferred that this metal does not touch the first optical elements and is preferably at least 100 nm apart, preferably at least 200 nm and better 250nm (at least), of each first optical element.
  • the cross section and / or longitudinal of the first optical element may be locally deformed, for example shrink or flare.
  • the surface of the first (metallic) optical element may be smooth or rough. It is preferred that the roughness of the surface (preferably the majority or all) is less than E1 / 2 and / or at most 5nm.
  • the first metallic optical elements are (reported) on the receiving layer (deposit, film etc.) , non-metallic, bonded to the first face, preferably in optical contact with the first face and even better in adhesive contact.
  • the first optical elements are on the receiving layer, between metal tracks (electrode, lines, mesh etc).
  • the first optical elements of metallic material may correspond to nano-objects (nanopalets) on the nonmetallic receiving layer bonded to the first face.
  • the receiving layer is a so-called bottom layer when it is directly on the substrate (the first face) including a deposit on the substrate (the first face).
  • a barrier layer moisture for a plastic substrate, alkali for a mineral glass, etc.
  • the non-metallic receiving layer may be electroconductive (semiconductor included), for example transparent conductive oxide or conductive polymer, or preferably dielectric.
  • the receiving layer may be an oxide or a nitride or an oxynitride.
  • the non-metallic receiving layer may preferably be less than 200 nm thick, and even less than 100 nm thick.
  • the non-metallic receiving layer may consist of at least one material, preferably dielectric material, chosen from:
  • an oxide preferably a dielectric oxide, in particular at least one of the following elements: Ti, Zr,
  • a (oxy) nitride especially of silicon or titanium, in particular formed from a layer deposited by vapor deposition (PVD) or from a sol-gel layer,
  • TCO transparent conductive oxide or TCO (doped or non-doped) which may have a functionality (barrier, etc.).
  • the receiving layer may be in direct contact with the first metallic optical elements (all or part of the first optical elements).
  • the receiving layer may be a surface-functional layer: adhesion of the first optical element (metal).
  • the receiver layer may be an adhesion promoter layer with the contact surface of the optical element or a non-metallic coating of the surface of the first metal optical element.
  • the first optical elements (metal) can be dispersed into a monolayer (first and preferably single) on the receiver layer.
  • the receiving layer may comprise:
  • the receiving layer is a so-called bottom layer when it is directly on the substrate (the first face) including a deposit on the substrate (the first face).
  • a barrier layer moisture for a plastic substrate, alkali for a mineral glass, etc.
  • a layer of silicon nitride or a sol layer of Ti and / or Zr oxide oxide with a thickness of at most 200 nm and even at most 10 nm, is preferred.
  • Nanopalet (metallic) can be:
  • nanocylinder preferably of revolution, with an oval, circular, elliptical, triangular base, etc., in stars (polygonal), possibly truncated for example in a plane,
  • nanodome for example a truncated sphere.
  • metal material for the first optical element metal (pure or alloyed) in the conventional sense in the periodic table of the elements.
  • the first optical elements may preferably be smaller (at least for width and thickness), and because of their efficiency it helps to reduce the light extraction region thickness. Similarly, it is not necessarily necessary to planarize the first optical elements, in particular by a dielectric material under the electrode, or at least the thickness necessary for planarization, in particular by a dielectric material under the electrode, can to be reduced, in particular submicron.
  • the extractor support according to the invention comprises a non-metallic layer said separator between the first metal optical elements, a non-metallic covering layer covering at least a first optical element, better or the first optical elements. These two layers can be in fact a single layer with a separating region and a covering region.
  • the covering layer which is low index can be advantageously discontinuous, that is to say located directly on the first optical elements without extending laterally for example of at most 50nm or 30nm.
  • This low index discontinuous covering layer can be of thickness of at most 100 nm and even 50 nm and be coated with a high dielectric or electroconductive layer (TCO, conductive polymer) which also fills the discontinuities.
  • TCO dielectric or electroconductive layer
  • the covering layer the first optical elements may be at least 20 ⁇ which is the conventional thickness of diffusing layer in the case of planarized diffusing enamel and applied by screen printing of the prior art.
  • the extractive support comprises a so-called non-metallic covering layer covering the first elements.
  • metallic optics preferably all first optical elements, in particular at least one monolayer
  • dielectric layer preferably forming a planarization of the first optical elements (projecting from the first face), and / or being present between the first elements optics thus also forming a so-called separating layer.
  • This non-metallic covering layer may be of thickness less than 5 ⁇ , or even submicron (less than 1 ⁇ ) of at most 800nm and even at most 500nm or at most 300nm and even at most 150nm.
  • the thickness of the covering layer can be further reduced (by at most 100 nm or even at most 50 nm for example), especially since the planarization obtained is sufficient.
  • the thickness of the covering layer E r can be: - at most equal to twice the maximum thickness E1 m of the first metallic optical element (projecting from the first face) and even at most E1 m or at most 0.5E1 m
  • the non-metallic covering layer can be:
  • high index preferably or even low index (of at most 100 nm)
  • a multilayer under the electrode for example a low index layer (of at most 100 nm) and a high index layer (for planarization)
  • the cumulative thickness of the non-metallic separating layer and the non-metallic covering layer may be of thickness less than 5 ⁇ m, or even submicron (less than 1 ⁇ ). not more than 800nm and not more than 500nm or not more than 300nm and not more than 150nm.
  • the cumulative thickness E c of the separating layer and the covering layer can be further reduced (by at most 100 nm or even 50 nm for example), especially since the planarization obtained is sufficient.
  • the cumulative thickness E c may be at most equal to three times the maximum thickness E1 m of the first metallic optical element (projecting from the first face) and even of at most 2E1 m or at most 1, 5E1 m.
  • This non-metallic covering layer can be:
  • dielectric oxides such as niobium oxide, zirconium oxide, alumina, tantalum oxide, nitrides such as silicon nitride, aluminum, in transparent conductive oxide (TCO), for example ITO, AZO, SnO 2 : F, SnO 2 : Sb, TiO 2 : Nb,
  • TCO transparent conductive oxide
  • conductive polymer for the covering layer (and / or the separating layer between the first optical elements) one can choose from at least one of the following families:
  • PEDOT polyethylenedioxythiopene
  • PEDOT / PSS polystyrene sulphonate
  • poly (acetylene) s poly (pyrrole) s, poly (aniline) s, poly (fluorene) s, poly (3-alkyl thiophene) s, polytetrathiafulvalenes, polynaphthalenes, poly (p-phenylene) s sulfide), and poly (para-phenylene vinyl) s.
  • polythiophenes it is possible to choose, for example, the product marketed by HC Strack under the name BAYTRON® or by the company Agfa under the name Orgacon®, or Orgacon EL-P3040® or from the company Heraeus the Clevios TM FET of less than 10 "2 Ohm cm, or the Clevios TM HIL 1 .1 of p of the order of 10 Ohm cm.
  • the term "based on” is understood to mean at least 50% by weight of the (solid) material involved, and preferably 80% and even 90%, and still more preferably essentially consists of.
  • a silica-based layer therefore contains at least 50% by weight and better still at least 80% by weight of silica.
  • a porous silica-based layer therefore contains at least 50% by weight and better still at least 80% by weight of silica on the solid material.
  • a filled silica-based layer therefore contains at least 50% by weight and better still at least 80% by weight of silica on the solid material off-charges.
  • a first optical element based on silver therefore contains at least 50% by weight and better still at least 80% by weight of silver, whether monolayer (monolithic) or multilayer.
  • the covering layer which is directly on the first metallic optical elements is part of the non-metallic medium of said first optical elements.
  • the non-metallic covering layer (possibly forming a separating layer between the first optical elements) may be chosen from at least one of the following materials:
  • a glass material in particular an enamel for example based on glass frit with a high refractive index (bismuth, lead, lanthanum) as described in patents WO20091 16531, WO201 1089343 or else WO2010084922 and WO2010084925,
  • a metal oxide of silicon in particular in a gel sol layer and / or a thin layer deposited by PVD,
  • a metal nitride or oxynitride (titanium, etc.) or of silicon for example in contact with an overlying electrode,
  • silica sol-gel layer / tit-oxide (sol-gel) layer (/ silicon nitride and / or titanium nitride)
  • silica sol-gel layer / silica sol-gel layer filled with high-index particles such as titanium oxide (/ silicon nitride and / or titanium nitride).
  • the extractor support according to the invention comprises a so-called covering layer, non-metallic, covering the first metal optical elements, preferably forming a planarization layer of the first optical elements projecting from the first face.
  • the extractor support according to the invention comprises a non-metallic separating layer between the first metal optical elements) optionally separate (by a discernable interface) from the covering layer.
  • the covering layer (and preferably the separating layer) is then based on a material chosen from at least one of the following materials:
  • a glass material in particular an enamel preferably a high index, an oxide based on at least one of the following elements: Si, Ti, Zr and their mixtures, in particular a silica, a titanium oxide, a titanium and zirconium oxide, a zirconium oxide, silica loaded with nanoparticles of high refractive index (titanium oxide etc),
  • TCO transparent conductive oxide
  • a transparent polymer especially a sulphide, a PEDOT, a
  • the covering layer has a refractive index of at most 1.6 to 550 nm, such as a layer of silica or substantially silica, it is preferred that it be at most 100 nm and even at most 50 nm to favor the propagation of light towards the substrate.
  • each low refractive index covering layer associated with a first metallic optical element, typically each is located on a first metallic optical element and for example with a thickness of at most 100 nm. Between the first metallic optical elements and laterally to this localized covering layer and on this covering layer (dielectric layer electrode) it is possible to have a high-index material.
  • the non-metallic covering layer (called high index) covering the first metallic optical elements (all or at least the majority), and / or being present between the first metallic optical elements (all or at least the majority) thus also forming a so-called separating layer has a refractive index of at least 1.7 at 550 nm (preferably in the entire visible spectrum) and preferably at most 2, preferably between 1.8 and 1.9.
  • a layer of enamel based on bismuth oxide, lead, lanthanum for instance those described in patents WO20091 16531, WO201 1089343 or WO2010084922 and WO2010084925; a silica gel sol layer (typically with a refractive index of 1.44) charged with (nano) particles of higher refractive index, such as titanium oxide, for example at least 30% better; % by volume fraction and even 60% by volume fraction without exceeding 70% preferably (74% corresponds to a compact stack of nanoparticles) or else like zirconia,
  • silicon nitride silicon oxide, mixed oxide of titanium and zirconium, zinc oxide, tin oxide, zinc oxide and tin oxide, silica and zirconium oxide,
  • a high-index polymer layer in particular a sulfur-containing polymer. It is possible to envisage a covering layer deposited by the PVD route when the roughness of the separating layer and the first (metallic) optical elements is already limited. Preferably, when the surface of the optical elements and / or the separating layer is (already) Ra less than 10 nm.
  • the average thickness of the covering layer will depend on the roughness of the first metallic optical elements as already mentioned, and / or also on the roughness of the separating layer (distinct) and / or its absorption (or its transparency) and of its refractive index. A submicron thickness and even at most 10 nm is preferred.
  • the covering layer may have ripples on a larger scale than the scale of defects impacting the OLED, that is to say beyond 10 ⁇ .
  • the surface of the covering layer is Ra less than 10 nm, better still 5 nm or even 3 nm.
  • the well-known roughness parameter Ra can be defined, for example, according to the ISO4287 standard and measured by atomic force microscopy on 10 ⁇ m by 10 ⁇ m.
  • the number of macroscopic defects (greater than 5 ⁇ , for example dust) of the covering layer is less than 10 per cm 2 . This number can be evaluated by optical microscopy.
  • the surface of the covering layer may have large-scale corrugations, for example an amplitude of 1 ⁇ over 100 to 200 ⁇ of lateral period.
  • the first metal optical elements are preferably separated by solid material.
  • the light-extracting support may comprise a low-index layer directly on the first optical elements (metal) preferably of at most 100 nm for example silica and a high-index layer of the aforementioned materials possibly thicker covering the low-index layer and even planarizing.
  • the extractor support may comprise a so-called non-metallic separating layer between the first (metallic) optical elements; monolayer or multilayer, in particular distinct from the above-mentioned non-metallic covering layer.
  • the non-metallic covering layer is optionally identical in material to the non-metallic separating layer or at least the interface is not distinct as already indicated.
  • a single deposit can form both the separator layer and the covering layer.
  • a single deposit can complete the partial filling between the optical elements and cover the optical elements.
  • the non-metallic separating layer may also be chosen from at least one of the following materials:
  • a metal or silicon oxide in particular a gel sol layer and / or a thin layer deposited by PVD
  • a sulphurized polymer a PEDOT, a PEDOT / PSS
  • the non-metallic separating layer may thus be based on a material chosen from at least one of the following materials:
  • a glass material in particular an enamel for example based on glass frit with a high refractive index (bismuth, lead, lanthanum) as described in patents WO20091 16531 or WO201 1089343 or else WO2010084922 and WO2010084925,
  • a particularly sulphurized polymer a PEDOT, a PEDOT / PSS.
  • the non-metallic separating layer may be of refractive index at 550 nm less than 1.7 to 550 nm and preferably at most 1.5, in particular a layer based on silica. It is then preferred that it be at most 100 nm, and even at most 50 nm to promote the propagation of light to the substrate.
  • the non-metallic separating layer may be multilayer, in which case it is each layer of said multilayer index of refraction at 550 nm less than 1.7, which is at most 100 nm, and even at most 50 nm.
  • this non-metallic separating layer (called high index) has a refractive index at 550 nm of at least 1.7, and preferably at most 2, especially between 1.8 and 1.9.
  • silica gel sol typically of refractive index at 1.44 at 550 nm
  • nanoparticles of higher refractive index such as titanium oxide, for example at least better 40% by volume fraction and even 60% by volume fraction without exceeding preferably 70% (74% corresponds to a compact stack of nanoparticles
  • silicon nitride silicon oxide, mixed oxide of titanium and zirconium, zinc oxide, tin oxide, zinc oxide and tin oxide, silica oxide and zirconium
  • s high-index polymer
  • the separating layer may be of such thickness that the first metallic optical elements remain protruding or flush with the separating layer.
  • the separating layer between the first (metallic) optical elements may be of thickness less than or equal to the (maximum) thickness of the first optical elements. If the first optical elements (metal) form protuberances (project) from the separating layer a covering layer covering the first optical elements (metal) can also fill the space remaining between the first optical elements (metal).
  • the surface of the nonmetallic spacer layer is Ra less than 10 nm, more preferably 5 nm or even 3 nm. If possible, it is not necessary to add a planarization function layer, non-metallic, especially dielectric, on the first optical element (metal). In other words, it can be envisaged that an electroconductive layer of the electrode, then chosen non-metallic, directly covers the separating layer and the first optical elements (metal).
  • a separating layer may be non-metallic and electroconductive, such as a conductive polymer or a TCO, and thus part of an electrode.
  • the receiving layer (even in the background) is non-metallic and electroconductive, for example a layer deposited by PVD (ITO, etc.), the first metallic optical elements being on this layer.
  • the support may comprise a transparent non-metallic electroconductive layer, based on conductive polymer and / or transparent conductive oxide, covering the first optical elements and / or between the first optical elements, in particular forming or forming part of a transparent electrode. .
  • the support may comprise a metal layer in the form of metal tracks, disjoint or interconnected, in particular arranged in a grid, between the first metallic optical elements (and forming part of an electrode) and / or (preferably) above first metallic optical elements (and forming part of an electrode), in particular on a covering layer, preferably dielectric layer, on the first optical elements
  • the spacing may be such between the metal tracks (or a mesh surface such that the first metal optical elements are not in contact with the tracks. If first metallic optical elements are in contact with the metal tracks, they are inoperative and are no longer defined as first optical elements but as sacrificial elements. Preferably, the majority are first metallic optical elements and not sacrificial elements or at least there are enough first metallic optical elements.
  • the number of macroscopic defects (greater than 5 ⁇ ) in the separating layer (coated or not with a non-metallic covering layer) is less than 10 per cm 2 . This number can be evaluated by optical microscopy.
  • the separating layer may have larger-scale undulations than the scale of defects impacting the OLED, that is to say beyond 10 ⁇ .
  • the surface of the separating layer may have large-scale corrugations, for example an amplitude of 1 ⁇ over 100 to 200 ⁇ of lateral period.
  • separating layer is taken in the general sense it can be:
  • a submicron thickness of at most 800 nm and even plus 500nm or better of not more than 300nm and even not more than 200nm or 100nm for better mechanical strength and ease of deposit In the case of a layer (separator and / or covering etc) obtained by sol-gel (silica oxide, titanium, zirconium and their mixtures), a submicron thickness of at most 800 nm and even plus 500nm or better of not more than 300nm and even not more than 200nm or 100nm for better mechanical strength and ease of deposit.
  • the first optical-metallic elements (and preferably the majority, at least 80% or even all) be surrounded or partially surrounded by a non-metallic medium.
  • low-index metal resistive index at 550nm less than 1, 6 and even at most 1.5
  • said buffer medium in particular which is between the selected high index separating layer and the first optical element
  • the non-metallic medium (of the majority and preferably at least 80% of the first optical elements) may comprise a tampering medium.
  • non-metallic of refractive index less than 1, 6 to 550nm and even at most 1.5, (directly) on said first optical element (its outer surface), or even surrounding (and in contact with) said first optical element, preferably having a thickness of at most 100 nm, preferably at most 50 nm and even at least 8 nm, better still at least 20 nm or 30 nm, buffer medium preferably at least partly above the first face.
  • the buffer medium may be a so-called buffer layer attached to the first optical element (metal) or deposited in a hole of a structured high index layer before forming the first optical element by a metal coating on the buffer layer.
  • the low-index buffer medium may comprise a layer of silica, in particular a sol-gel layer, and even a layer of porous silica (for lowering the refractive index) and even air.
  • the buffer medium (in particular a deposit) may be adjacent to a separating layer between the first optical elements, of refractive index of at least 1.7 to 550 nm and preferably of at most 2, in particular between 1, 8 and 1, 9.
  • the buffer medium may be identical in material to the receiving layer of the first optical elements or to the substrate.
  • the buffer medium may be silica, a low-enamel index, a silica layer, in particular a sol-gel layer, and even a porous silica layer (for lowering the refractive index).
  • a so-called low index layer having a refractive index of less than 1.6 at 550 nm and preferably at most 1.5, preferably at most 100 nm and for example at least 8 nm better at least 20 nm or 30 nm, said first optical element possibly being surrounded by said low index layer,
  • the light to be extracted encounters at least one first optical element (metal) before being absorbed.
  • the distance run before complete absorption is of the order of a few microns. It follows that, on at least 80% of the surface intended to form the extraction zone (for example corresponding substantially to the surface of the electrode) the number of nanopalets (metal) per unit area is greater than 1 by ⁇ 2 and even preferably greater than 3 per ⁇ 2 and preferably less than 10 per ⁇ 2 .
  • the resistivity of the electroconductive non-metallic medium may be less than or equal to 500mOhm.cm, preferably less than or equal to 50mOhm.cm,
  • this number is calculated by projecting the optical elements possibly on the first face. If two first optical elements (metal) are in exact coincidence one above the other are these two optical elements.
  • the term layer is taken in the broad sense it may be deposition (s) of material, film (s) reported (s). It may be a monolayer of material or a multilayer of material (s).
  • the non-metallic medium (in particular the separating layer, the covering layer) is chosen so as to have as little absorbency as possible and to be as transparent as possible.
  • the absorption of the substrate / (under layer) / receiving layer / first optical elements / separator layer is at most 10% and better still at most 5%
  • the absorption of the substrate / (underlayer (s)) / (receiving layer) / first optical elements / (separator layer) / covering layer is at most 10% and better still at most 5%.
  • the light transmittance TL (or at least the transmission at 550 nm) of the substrate unit // (sublayer (s)) / (receiving layer) / first optical elements / buffer layer) / separating layer is at least 75 % better by at least 80%
  • the light transmittance (or at least 550 nm) of the substrate // (underlayer (s)) / (receiver layer / first optical elements / buffer layer) / separator layer / cover layer layer is at least 75 % better by at least 80%.
  • TL or transmission at 550 nm is measured using a spectrophotometer.
  • a first region may be provided with first metallic optical elements and a second region above the first region in a direction opposite to the substrate) of different or identical first metallic optical elements.
  • At least a second monolayer of first optical elements is above the first monolayer of first optical elements reported on the substrate.
  • first optical elements metal
  • the nanopalets are based on silver, pure or alloyed
  • a separating layer between the nanopalets is of refractive index of at least 1.7 to 550 nm, preferably oxide layer (s)
  • a possible covering layer covers the nanopalets and has a refractive index of at least 1.7 to 550 nm, a separating and covering layer that can be a single layer,
  • the separator layer and the covering layer being of thickness Er less than 1 ⁇ and even 250 nm or 150 nm, and even preferably the thickness between the substrate and the electrode being less than 5 ⁇ and even 1 ⁇ and even at 250nm or 150nm, -
  • the nanopalet is surrounded or at least comprises on its surface a low refractive index layer, preferably at most 100nm, especially under the covering layer (high index).
  • the extraction support according to the invention may further comprise an electrode in the form of a single or multilayer electroconductive layer:
  • TCO ITO etc.
  • a multi-layer of metal For a discontinuous metal layer may be mentioned a grid as described in patent WO2009071821.
  • the width A of the tracks may be less than 30 ⁇ m, preferably 1 to
  • the distance B between two tracks can be at least 50 ⁇ and even at least 200 ⁇ and B is less than 5000 ⁇ , better than 2000 ⁇ or even ⁇ ⁇ .
  • In tracks, in grid preferably in silver, has a coverage ratio T which is preferably less than 25% and more preferably 10%, and even 6% and 2%.
  • the average thickness of the tracks may be between 100 nm and 5 ⁇ m, more preferably from 0.5 to 3 ⁇ m, or even between 0.5 and 1.5 ⁇ m to easily preserve transparency and high conductivity.
  • the network of metal tracks can be irregular.
  • the tracks may be in disjoint strips or preferably interconnected in particular to form meshes.
  • the electrode according to the invention may have a square resistance of less than or equal to 50 ohm / square, or even less than or equal to 10 Hz / square, or even 0.5 ohm / square.
  • An electroconductive coating on the metal grid can by its resistivity, its cover of the grid and its thickness, contribute to a better distribution of the current.
  • the surface of this electroconductive coating may preferably be intended to be in contact with the organic layers of the OLED: in particular the hole injection layer (“HIL”) and / or the hole-transporting layer (“ HTL ”) or be part of the HIL or HTL or play HTL or HIL.
  • HIL hole injection layer
  • HTL hole-transporting layer
  • This electroconductive coating is monolayer or multilayer, for example a conductive polymer (such as those already mentioned above) or else tin oxide, indium oxide, zinc oxide, molybdenum oxide MoO 3 , tungsten oxide WO 3 , oxide vanadium V 2 O 5 , ITO, IZO, SnZnO.
  • a conductive polymer such as those already mentioned above
  • tin oxide indium oxide, zinc oxide, molybdenum oxide MoO 3 , tungsten oxide WO 3 , oxide vanadium V 2 O 5 , ITO, IZO, SnZnO.
  • the extractor support according to the invention may comprise in particular a metal layer arranged in metal tracks, in particular in a grid, forming part of an electrode:
  • At least one of the first optical elements (metal) and preferably several first optical elements (metal) are facing areas between the metal tracks.
  • the extraction support according to the invention can comprise a non-metallic transparent electroconductive layer, in conductive polymer or in transparent conductive oxide, forming part (or even forming) of the electrode and
  • covering the first metallic optical elements in particular directly covering the first optical elements
  • first metallic optical elements forming part of a separating layer, or covering a separating layer between the first optical elements, in particular forming a transparent electrode.
  • This non-metallic electroconductive layer is monolayer or multilayer, for example a conductive polymer (such as those already mentioned above) or else tin oxide, indium oxide, zinc oxide, molybdenum oxide MoO 3 , tungsten oxide WO 3 vanadium oxide V 2 O 5 , ITO, IZO, SnZnO.
  • metal material for the first optical element a pure metal material or alloy.
  • the first optical element may be a monolayer or monolithic or a metal multilayer.
  • the metallic material is metallic in the conventional sense, especially based on an elemental metal such as silver, gold, aluminum, copper, nickel, platinum and their alloys.
  • the first metallic optical element may even be formed of a layer of contiguous electroconductive particles.
  • the first metallic optical element may therefore be composed of an assembly of metal particles, in a monolayer or a plurality of layers, in electrical contact or in an electroconductive matrix, for example metal, and another metal.
  • the surface of the first metallic optical element may optionally be coated with a non-metallic functional layer:
  • the transparent, dielectric substrate preferably a polymer, a plastic substrate and / or a glass substrate, in particular a glazing unit of any desired thickness, in particular made of mineral glass, in particular ultrathin, a glass fabric, optionally a composite substrate, for example a glass fabric in a polymer matrix.
  • the substrate may be a transparent thermoplastic polymer, for example polyethylene, polyester, polyamide, polyimide, polycarbonate, polyurethane, polymethylmethacrylate, or a fluoropolymer.
  • a layer of oxide, nitride or oxynitride deposited by gel sol, by PVD or CVD, or a polymeric layer rather than an enamel is preferred for the separating layer and / or for the covering layer.
  • the receiving layer may be on or part of a (multi) barrier layer for example as described in the patent application.
  • the substrate may have a second main face opposite to the first face and the exit side of the light.
  • This second face may have a textured free surface or may comprise external light extraction means known per se as a lenticular network, means in the form of a deposit or a film added in optical contact with the second face.
  • the second face may comprise a (multi) functional functional layer (anti-reflective, anti-fouling, hydrophobic, etc.).
  • the substrate can be flat or curved, including a car glazing (roof, roof, side window, rear quarter, rear window, windshield).
  • the substrate in particular glazing, can be assembled preferably on the side of this second face in double glazing (insulating or vacuum) or triple-glazed, or even laminated to another glazing glass or plastic.
  • the plastic substrate is for example a polyethylene terephthalate (PET) for example with a thickness of at least 50 ⁇ and generally at most 250 ⁇ .
  • PET polyethylene terephthalate
  • the invention relates to an OLED device (to any other guided mode light beam emitter) incorporating the light extracting support, an electrode (above, on and / or between the optical elements), an organic electroluminescent system on a light emitting surface. 'electrode
  • the first optical element made of metallic material in particular electron lithography known per se.
  • one method is to use the "HCL” for "colloidal hole mask lithograph” in English or else a dewetting of the metallic material, preferably silver ( deposition of a continuous layer and then annealed for example under nitrogen).
  • FIG. 1a shows a perspective view of a metal nanopalet of the example in FIG. 1.
  • Figure 1b shows a perspective view of metal nanopalets placed on the glass substrate in one embodiment of the invention.
  • FIG. 1c represents a perspective view of a metal nanopalet with an angle with respect to the glass substrate in one embodiment of the invention.
  • FIGS. 1d to 1n show in perspective views from above or in perspective examples of metal nanopalets in embodiments of the invention.
  • FIG. 5 is a view from above of the example of FIG. 5 'with metal nanopalets between and in a metal grid in one embodiment of the invention, the figures below are diagrammatic and are not At scale.
  • FIG. 1 represents a schematic sectional view of an OLED device 1000 incorporating a light extracting support 100 in a first embodiment of the invention.
  • the light extracting support 100 comprises a transparent dielectric substrate 1, here a glazing for example of silicosodocalcic glass, such as the Planilux glazing sold by Saint Gobain Glass, for example of thickness 1.1 mm. We can prefer a clear glass, even extraclair and as thin as possible. Alternatively, it is a plastic (rigid, semi rigid or flexible) including polyethylene terephthalate (PET), and has for example a thickness of 200 ⁇ .
  • PET polyethylene terephthalate
  • the light transmission T L of the substrate 1 is preferably at least 80% better by at least 90%.
  • the glazing 1 is for example rectangular.
  • the glazing unit 1 has a first main face 1 1 and a second opposite main face 10 (on the outlet side of the light), free surface optionally textured or having external means for extracting light known per se.
  • the second face 10 may comprise a (multi) functional layer (anti-reflective, anti-fouling, hydrophobic, etc.).
  • Light extracting elements of the OLED system, said metallic optical elements 2, are connected to the first face 11 in a non-metallic manner here via a so-called non-metallic, for example dielectric, high-index receiving layer layer 14 and preferably refractive index n of at most 3.5 to 550nm better in the entire visible spectrum and even at most 2.5 to 550nm better in the entire visible spectrum.
  • the light transmission T L of the glazing unit 1 / receiving layer 14 is preferably at least 80% better by at least 90% and / or the receiving layer 14 does not cause the T L of the glazing 1 to fall further. of 5%.
  • the receiver layer may have a functionality such as attachment or stability of the optical elements and / or be inherent in the manufacturing process.
  • Each optical element 2 is a metal element with a so-called low or internal surface 21 oriented towards the first face, here in contact s3 with the receiving layer 14, a so-called external or high surface 22 opposite the inner surface, a wafer defining opposite lateral edges 23, 24.
  • each optical element 2 corresponds to a nanopalet wider than thick, which in a simple form here is a nanodisk, straight cylinder with a circular base as shown in Figure 1a zoom.
  • length L1 the first dimension, called length L1 being the largest and along an axis X1
  • the second dimension being along an axis Z1 perpendicular to X1 and being the smallest of the dimensions perpendicular to X1,
  • width W1 being along an axis Y1 perpendicular to X1 and Z1,
  • a plane P1 is formed by two vectors ⁇ ei respectively parallel to X1 and Y1 and passing through a point A of the nanopalet closest to the first face facing the nanopalet as shown in Figure 1a.
  • L1 is here equal to W1.
  • W1 is here equal to W1.
  • the high and / or low surface is not flat (remaining defined by a closed curve), for example half-spherical (dome-shaped)
  • the substrate has a plane PO, local plane that is to say facing the first optical element, defined by X and Y axes perpendicular to each other and by an axis Z normal to the plane PO.
  • the nanopalet 2 is preferably (quasi) invariant by rotation around the Z axis, as here a nanodisk.
  • the nanopalets 2 are here placed horizontally on the layer 14 (or alternatively the first face directly) so the plane P1 forms with the plane PO a zero angle.
  • the thickness E1 is thus following Z and X1 and Y1 are in the plane PO.
  • the nanopalets 2 are dispersed on the receiving layer and spaced for example randomly without being in contact with each other.
  • the majority and even at least 80% are spaced apart by at least 100 nm, preferably at least 200 nm and even at least 250 nm.
  • the plane P1 forms, with the plane PO, an angle ⁇ of at most 30 ° and preferably of at most 10 ° and even from plus 5 ° or at most 2 °.
  • Each nanopalet 2 is further surrounded by a non-metallic medium of refractive index n 0 of at most 3.5 to 550 nm better in the entire visible spectrum and even at most 2.5 to 550 nm better. in the whole spectrum of the visible.
  • This medium can be defined as the surrounding matter that surrounds nanopalet 2 at the visible wavelength divided by the refractive index in the visible middle. It can be considered that the thickness of the medium all around the nanopalet 2 is at most 150nm and even at most 10Onm.
  • the nonmetallic media of the nanopalets 2 are preferably of identical material and of substantially identical size. So all nanopallets share the same surrounding matter preferably.
  • a layer 40 thicker than the nanopalets, presents between the nanopalets, a separating layer form, and is here directly on the nanopalets, on the upper surface 22.
  • This layer 40 has a refractive index of at most 3, 5 to 550nm - better in the entire spectrum of the visible - and preferably greater than 1, 7 even at 1, 8 and better at most 2.
  • the medium is heterogeneous, especially if the receiving layer 14 is made of material distinct from the separating layer and / or the covering layer. It is preferred that each of the materials of the heterogeneous medium has an index of at most 3.5 and even at most 2.5.
  • W1, L1 and E1 are such that each metal nanopalet 2 in its nonmetallic medium has a scattering cross section which has a resonance of wavelength ⁇ m in the air in a range from 380 to 780 nm,
  • This resonance is advantageously excitable by a progressive electromagnetic plane wave, monochromatic and wavelength in the air ⁇ ⁇ in the visible spectrum, defined by a magnetic field H polarized parallel to the plane PO and orthogonal to the direction of propagation which is in the plane PO and parallel to the orthogonal projection of L1 on the plane PO.
  • W1, L1 and E1 can vary from one nanopalet 2 to the other, as well as the shape, the metallic material and the orientation.
  • X m can vary from one nanopalet to another.
  • Elements of the same dimensional or architecture as the nanopalets but misdirected can exist without harming the extraction efficiency.
  • the region of the layer 40 between the nanopalets is said layer or separating region, the region of the layer between the nanopalets is said covering layer and is preferably of low local roughness surface.
  • This layer 40 may be formed after the nanopalets are on the receiving layer 14.
  • the layer 40 is dielectric with a high refractive index, that is to say with a refractive index of at least 1.7, and even with at least 1, 8 and preferably at most 2 to 550 nm, better in the whole of the visible spectrum.
  • the thickness is as thin as possible, in particular submicron. This is a single layer but can be made in several stages of deposition.
  • the nanopalets are arranged in a monolayer on the receiving layer. However, one can have several monolayers of nanopalets or even have other optical elements (classics etc.) dispersed within the layer 40.
  • a transparent electrode 5 is on the covering region of the layer 40 directly or indirectly via a dielectric functional layer (barrier, etc.), for example a layer of silicon nitride or titanium.
  • a dielectric functional layer for example a layer of silicon nitride or titanium.
  • This transparent electrode is formed of a TCO, for example ITO or based on ZnO (AZO, IZO, AGZO, IGZO) or stacking thin layers with silver (one or more silver layers) for example AZO / Ag / ITO.
  • Silver stacks are described in WO2008 / 029060, WO2008 / 059185, WO 2009/083693, WO2013 / 098532.
  • the upper surface 22 is preferably spaced a distance d L from the electrode 5, in particular from the nearest continuous metal layer, greater than 200 nm and even from any added metal material.
  • This transparent electrode comprises alternatively a pure or alloy metal electrode, preferably silver or even aluminum, discontinuous, especially in grid with an adjusted coverage rate for the chosen transparency.
  • the receiving layer 14 is organic and / or mineral, preferably dielectric, transparent (little absorbent). If necessary, adjust its thickness to avoid too much absorption.
  • the receiving layer 14 is directly on the first face or on a functional sub-layer known per se (single-layer or stack barrier alkaline, water ). In one configuration, this receiver layer 14 is a coating of the first face (or sub-layer). It can form a promoter layer of adhesion with the nanopalet to avoid its detachment and / or disorientation.
  • the material of the nanopalet is preferably silver (pure or even alloyed). If it is a nanopalet multilayer (multimaterial) metal, preferably at least 70%, at least 80% and even at least 95% of the thickness of the multilayer is silver.
  • the receiving layer 14 is in adhesive contact with the first face January 1, is a deposit deposited by any common means: liquid, PVD or CVD.
  • the electrode 5, preferably an anode, is then conventionally covered by an organic electroluminescent system 6 and a cathode 7.
  • the method of manufacturing nanopalets can induce a small dispersion of size and / or shape.
  • the nanopalets may be housed for example frozen, partially in the receiving layer 14.
  • Alternative examples of metallic nanopalets are shown in FIGS. 1 d to 1 n.
  • the nanopalet 2 may have a circular or oval base 21 and a trapezoidal section as shown in FIG. 1 d and 1 e.
  • the lower surface 21 may be greater than the upper surface 22 (FIG. 1 a) or the reverse (FIG. 1 e).
  • the nanopalet 2 can be a parallelepiped as shown in Figure 1 f. More generally, the bottom surface 21 or base of the nanopalet is a preferably flat closed curve.
  • the base of the nanopalet may be circular (Figure 1 g), rectangular (Figure 1h), square (Figure 1 i), irregular contours (Figure 1j), triangular (Figure 1j).
  • the nanopalet 2 may have an oval base 21 and form a nanodome as shown in Figure 1 1 and 1 m.
  • the base 21 can be placed on the receiving layer or the top of the dome is placed on the alternating receiving layer.
  • the nanopalet 2 can be of Chinese hat shape as shown in Figure 1 n.
  • FIG. 1a is a schematic sectional view of an OLED device 1000b incorporating a light extracting support 100b in a variant of the first embodiment of the invention and which differs from the first embodiment in the choice of the covering layer.
  • 40 ' which is electroconductive, non-metallic, conductive polymer or TCO such as for example ITO or AZO or IZO (or a TCO multilayer) and preferably forms the electrode 5'.
  • FIG. 1b represents a schematic sectional view of an OLED device 1000c incorporating a light extracting support 100c in a variant of the first embodiment of the invention which differs from the first mode in the number of layers or zones with nanopalets .
  • nanopalets 2 are inserted into the aforementioned nanopalets 2 (shape and / or size) possibly on another receiving layer (optional here in dotted lines) 14b, of high refractive index, on the initial covering layer.
  • the covering layer is then more precisely divided into two layers respectively lower layer 40a (covering first zone of nanopalets) and upper layer 40b (covering second zone of nanopalets) of thicknesses (submicron) distinct or equal.
  • the upper layer 40b for example is thicker than the lower layer 40a, for a function planarization.
  • the lower layer 40a may also be of a different nature from the upper layer 40b and even of low refractive index, especially if the thickness is less than 100 nm.
  • a nanopalet 2 of the first zone may be in coincidence or shifted by a nanopalet 2 of the second zone.
  • FIG. 2 represents a diagrammatic sectional view of an OLED 2000 device incorporating a light extracting support 200 in a second embodiment of the invention.
  • This support 200 differs in that the nanopalets 2 (whose upper surface 22) are covered directly by a layer 41, for example deposited by liquid or PVD, of thickness less than the (maximum) thickness of the nanopalets 2.
  • the nanopalets 2 are on a plastic substrate 1 'hard surmounted a high index receiving layer 14.
  • the layer 41 also forms a thin separating layer between the nanopallets 2 and can be a low refractive index layer in the visible (less than 1, 6 and even at most 1.5 to 550 nm), in particular with a thickness of at most 100nm, or be high refractive index.
  • the layer 42 covers the assembly, and like the layer 41, is dielectric. It is high refractive index in the visible (at least 1, 7 and even 1, 8 and at most 2 preferably), and preferably of submicron thickness even at most 300nm or at least more than 150nm.
  • the covering layer 42 is on the layer 41 (indirectly on the nanopalets) and also between the nanopalets and allows for example still to planarize locally.
  • a titanium oxide gel sol or by PVD
  • zirconium oxide or their mixtures silica, in particular sol-gel (typically of refractive index at 1.44) charged with (nanoparticles), no) particles of higher refractive index, such as titanium oxide preferably at least 60% by volume fraction, enamel
  • a low refractive index layer such as silica, which may be porous, made by the sol gel method, a high refractive index layer such as a titanium oxide, zirconium oxide or mixtures thereof, a silica gel sol layer (typically with a refractive index of 1.44) loaded with (nano) particles of higher refractive index, such as 60% titanium oxide by volume fraction without exceeding
  • FIG. 3 represents a schematic sectional view of a device
  • OLED 3000 incorporating a light extractor support 300 in a third embodiment of the invention.
  • This support 300 differs from the first embodiment in that a layer 41 'said separator thickness less than the (maximum) thickness of the nanopalets is between these nanopalets without covering them.
  • the separating layer 41 ' may be a low refractive index layer and preferably of at most 100 nm or a high refractive index.
  • the layer 42 is covering and dielectric, high refractive index in the visible (at least 1, 7 and even 1, 8 and preferably at most 2 to 550nm), preferably submicron even at most 300nm or still not more than 150nm.
  • the layer 42 is directly on the separating layer 41 'and directly on the nanopalets 2 and also between the nanopalets and allows for example still to planarize locally.
  • Layer 14 is high index.
  • a layer 43 is added between the covering layer 42 and the electrode 5, for example a layer of (oxy) nitride of silicon or titanium which can serve for example as protection in case of etching of the electrode, typically by an acidic solution.
  • This layer 43 for example of thickness less than or equal to 30 nm and preferably greater than or equal to 3 nm or even 5 nm.
  • FIG. 4 represents a schematic sectional view of an OLED device 4000 incorporating a light extracting support 400 in a fourth embodiment of the invention.
  • the layer 44 is a low layer refractive index in the visible, for example a layer of silica.
  • its thickness is at most 100 nm and even at most 50 nm. It is not necessarily a layer of planarization.
  • an electrode 5 without a metallic layer, in particular a TCO (ITO etc.) or a transparent conductive polymer, since the nanopalet metal distance 2 and the electrode 5 are relatively close. It is also possible to insert between the layer 44 and the electrode a high refractive index functional dielectric layer such as a layer based on silicon nitride or on titanium nitride or on titanium (and zirconium oxide) oxide. .
  • the separating layer 44 may be of the same metal oxide or of silicon as the receiving layer 14 ', especially in the gel sol layer.
  • the interface (here dashed) is not necessarily discernable.
  • the substrate may be a mineral glass or alternatively a plastic, even a plastic film.
  • the preferred materials for the nanopalet 2 are identical to those of the first embodiment.
  • layer 44 it is possible to choose silica deposited by CVD or by gel sol and optionally porous (with removal of the pore-forming agent), as for example described in document WO2008 / 059170.
  • FIG. 5 is a schematic sectional view of an OLED device 5000 incorporating a light extracting support 500 in a fifth embodiment of the invention which differs from the first embodiment in the choice of the electrode which comprises a discontinuous metal layer 5a, preferably based on silver, in the form of metal tracks.
  • the discontinuous metal layer 5a can be arranged in a regular or irregular grid: interconnected tracks forming meshes of any shape or disjoint bands fed at the periphery (by electrical contact zones). current circuits called bus bar (s)) especially on opposite edges of the electrode) preferably in a common manner.
  • An electroconductive layer 50 (less electroconductive than the metal tracks 5a) covers the metal tracks 5a and preferably fills at least the upper region or all the zones between the metal tracks. This material 50 can therefore be used to planarise locally including metal tracks and to level the slope caused by the tracks.
  • This layer 50 may be made of transparent conductive polymer such as PEDOT / PSS or TCO such as ITO, AZO, etc. It may alternatively be a layer forming part of the organic electroluminescent system 6.
  • the nanopalets 2 under the metal tracks may be close to the metal tracks and it is preferable to prefer the presence of metallic nanopalets offset from the metal tracks 5a.
  • FIG. 5 ' is a schematic sectional view of an OLED device 5000' incorporating the light extracting support 500 'in a variant of the fifth embodiment by the positioning of the discontinuous electrode 5a.
  • the discontinuous metal layer 5a formed of metal mesh tracks (or parallel), preferably silver, is directly on the receiving layer 14.
  • the discontinuous metal layer 5a may cover one or two nanopalets already present (s) and become inoperative (are no longer in a non-metallic medium according to the invention) and do not hinder or have little influence on the electrical performance or on the roughness of the metal layer 5a.
  • the electroconductive material 50 (less electroconductive than the metal tracks 5a) forms a covering layer 40 'which further directly covers the nanopalets (the upper surface 22) in addition to covering the metal tracks 5a.
  • the metal tracks 5a of the discontinuous electrode (here in mesh, or parallel ...) are narrow and widely spaced, as shown in plan view in FIG. 5 ".
  • Nanopalets in the form of nanodiscs (cylindrical circular and straight base) of dimensions E1 (thickness), W1 (width), L1 (length) are chosen.
  • W1, L1 and E1 are such that the nanopalet in its nonmetallic medium has a scattering cross section which has a resonance at a wavelength m in the visible range and is even less than 700 nm.
  • the nanopalets are more precisely on a high index receptor layer such as a silicon nitride, a titanium oxide and / or zirconium etc.), on the first surface. Between and directly on these nanopalets is present a high index layer selected from an enamel, a sol gel layer or even a deposition by PVD.
  • This separating and covering layer is submicron and better not more than 200 nm and even 100 nm.
  • the receiving layer may be of the same material as the separating and covering layer and thus the interface is not necessarily discernible.

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Abstract

L'invention concerne un support extracteur de lumière (100) comportant: un substrat, transparent (1), avec une première face (11) et des premiers éléments d'extraction de lumière (2) disjoints et liés à la première face par une couche réceptrice (14) haut indice, premiers éléments en matière métallique qui sont des des nanopalets métalliques dans un milieu non métallique (40). La longueur L1, l'épaisseur E1 et la largeur W1 sont telles que le premier élément optique dans ledit milieu a une section efficace de diffusion qui pré- sente une résonance à une longueur d'onde λm dans l'air dans une gamme allant de 380 à 780nm. Pour chaque nanobatonnet l'axe X1 forme avec le plan P0 du substrat un angle α d'au plus 30° et pour chaque nanopalet le plan P1 du nanopalet forme avec le plan P0 un angle α d'au plus 30°.

Description

SUPPORT EXTRACTEUR DE LUMIERE ET DISPOSITIF OLED
L'INCORPORANT
L'invention concerne un support extracteur de lumière. Elle concerne plus particulièrement un support extracteur de lumière d'un dispositif à diode électroluminescente organique, dit « OLED » pour « Organic Light Emitting Diodes » en anglais, ainsi que le dispositif OLED l'incorporant.
L'OLED comporte un matériau, ou un empilement de matériaux, électroluminescents) organique(s), et est encadrée par deux électrodes, l'une des électrodes, dite inférieure, généralement l'anode étant associée au substrat verrier et l'autre électrode, dite supérieure, généralement la cathode, étant agencée sur le système électroluminescent organique.
L'OLED est un dispositif qui émet de la lumière par électroluminescence en utilisant l'énergie de recombinaison de trous injectés depuis l'anode et d'électrons injectés depuis la cathode.
Il existe différentes configurations d'OLED :
- les dispositifs à émission par l'arrière (« bottom émission » en anglais), c'est-à-dire avec une électrode inférieure (semi) transparente et une électrode supérieure réfléchissante;
- les dispositifs à émission par l'avant (« top émission » en anglais), c'est-à-dire avec une électrode supérieure (semi) transparente et une électrode inférieure réfléchissante;
- les dispositifs à émission par l'avant et l'arrière, c'est-à-dire avec à la fois une électrode inférieure (semi) transparente et une électrode su- périeure (semi) transparente.
L'invention a trait aux dispositifs OLED à émission par l'arrière et éventuellement aussi aux dispositifs OLED à émission par l'arrière et par l'avant.
Une OLED présente une faible efficacité d'extraction de lumière : le rapport entre la lumière qui sort effectivement du substrat verrier et celle émise par les matériaux électroluminescents est relativement faible, de l'ordre de 0,25.
Ce phénomène, s'explique en partie, par le fait qu'une certaine quantité de photons reste emprisonnée dans des modes guidés entre les électrodes.
Il est donc recherché des solutions pour améliorer l'efficacité d'une OLED, à savoir augmenter le gain en extraction. Dans la demande de brevet WO2009/1 16531 , il est proposé d'intercaler entre le substrat verrier et l'électrode une couche d'émail d'indice de réfraction supérieur à 1 ,7 et incorporant des éléments diffusants sous forme de pores ou de particules diffusantes microniques.
Pour pallier des défaillances électriques dues à la rugosité de cette couche générée par ces particules ou ces pores, il est prévu de planariser cette couche d'extraction de lumière par une couche de planarisation en émail dénué d'éléments diffusants en protubérance, et toujours d'indice de réfraction supérieur à 1 ,7, de façon à les recouvrir en les noyant dans cette couche de planari- sation.
Pour une bonne extraction de lumière, la couche d'émail doit être épaisse et donc est absorbante. La couche de planarisation haut indice est également épaisse pour avoir une bonne qualité de surface, augmentant l'absorption.
L'invention a pour but un support extracteur de lumière d'un dispositif
OLED alternatif, convenant en particulier pour l'éclairage, améliorant encore l'extraction de lumière émise par ledit dispositif OLED et même qui soit plus simple à fabriquer, ceci sans pénaliser sa fiabilité et de préférence en réduisant l'absorption.
L'invention propose à cet effet un support extracteur de lumière (lumière au sens rayonnement dans le visible), notamment lumière émise d'un système électroluminescent organique (ou plus largement de tout système émetteur de lumière surfacique générant des modes guidés) comportant:
- un substrat transparent et diélectrique (ou au moins non métallique), de préférence verrier, notamment un vitrage en verre minéral ou organique notamment un film polymère, substrat d'indice de réfraction ns d'au plus 1 ,65 à 550nm et de préférence dans toute la gamme du visible, avec une face principale, dite première face,
- des éléments d'extraction de lumière, dits éléments optiques, dis- joints, et liés à la première face (incluant une intégration partielle dans la première face), chaque élément optique étant dans un milieu non métallique qui est d'indice de réfraction n0 d'au plus 3,5 à 550nm et même d'au plus 2,5 à 550nm mieux dans l'ensemble du spectre visible, milieu de préférence diélectrique. Au moins une partie des éléments optiques, dits premiers éléments optiques, et de préférence la majorité et même au moins 90% des éléments optiques et même tous, sont en matière métallique, tridimensionnels, et présentent chacun des première, deuxième et troisième dimensions nanométriques (perpendiculaires entre elles),
la première dimension, dite longueur L1 , (de préférence longueur moyenne) étant la plus grande et suivant un axe X1 ,
la deuxième dimension, dite épaisseur E1 , (de préférence épaisseur moyenne) étant suivant un axe Z1 perpendiculaire à X1 perpendiculaire à X1 et étant la plus petite des dimensions perpendiculaires à X1 ,
la troisième, dite largeur W1 (de préférence largeur moyenne), étant suivant un axe Y1 perpendiculaire à X1 et à Z1 , avec L1 /E1 >1 ,5, même L1 /E1 >2, et L1 /E1 <20 et mieux L1 /E1 <5, mieux entre 2 et 3.
Chaque premier élément optique est un nanopalet, avec W1≥1 ,5E1 , et 0,3L1 <W1≤L1 (mieux 0,5L1 <W1≤L1 et même mieux 0,8L1 <W1≤L1 ), un plan P1 étant formé par deux vecteurs ΐ ei f respectivement parallèles à X1 et Y1 et (de préférence) passant par un point A du nanopalet le plus proche de la première face en regard du nanopalet.
L1 , E1 et W1 de chaque premier élément optique sont telles que chaque premier élément optique dans ledit milieu non métallique a une section efficace de diffusion qui présente une résonance à une longueur d'onde Xm dans l'air dans une gamme allant de 380 à 780nm, Xm étant de préférence inférieure à 700nm et même inférieure à 600nm.
Le substrat (la première face) présente un plan PO (de préférence plan local c'est-à-dire en regard du premier élément optique), notamment défini par des axes X et Y perpendiculaires entre eux- un axe Z étant normal au plan PO-, pour chaque nanopalet le plan P1 forme avec le plan PO un angle a d'au plus 30 ° et de préférence d'au plus 10 ° et même d'au plus 5 ° ou encore d'au plus 2 °, et les premiers éléments optiques sont liés à la première face en étant sur une couche réceptrice non métallique intercalée entre les premiers éléments optiques et la première face, couche d'indice de réfraction d'au moins 1 ,7 et de préférence d'au moins 1 ,8.
Les premiers éléments optiques selon l'invention (nanopalets) présentent une section efficace de diffusion dans le visible beaucoup plus élevée à la résonance que celle des particules diélectriques connues et aussi une indicatrice de diffusion dans le visible plus contrôlable.
La forme et les dimensions de ces premiers éléments optiques métalliques permettent d'extraire efficacement les modes guidés d'une source de lumière comme l'OLED grâce à leur diffusion anisotrope.
L'orientation de chaque premier élément optique selon l'invention permet de rediriger la lumière au travers le substrat.
En outre, la couche réceptrice haut indice éloigne les nanopalets du substrat plus bas indice ce qui assure un bon compromis absorption - diffusion et augmente ainsi l'efficacité lumineuse.
De préférence, l'angle a est d'au plus 5° ou 2° pour la majorité et même au moins 90% ou tous les premiers éléments optiques (nanopalets).
Xm peut être mesurée de la façon suivante. On dispose sur la tranche du support extracteur et dans la région contenant les premiers éléments op- tiques le banc optique suivant :
- une source blanche,
- un monochromateur et des moyens couplés au monochromateur pour balayer le spectre du visible longueur d'onde par longueur d'onde,
- un système optique d'injection dans la région contenant les premiers éléments optiques.
Un détecteur est placé perpendiculairement à la première face au- dessus dans la région contenant les premiers éléments optiques du côté de la première face.
Le détecteur permet de mesurer la section efficace de diffusion d'un premier élément optique en fonction de la longueur d'onde dans le spectre du visible. Une fois la valeur pic (maximale) déterminée on en déduit la longueur d'onde Xm associée (abscisse). Pour un premier élément optique donné, il est possible d'avoir plusieurs pics à Xm et X'm distincts entrant dans le cadre de l'invention.
Pour cette mesure de Xm, on préfère éviter la présence de l'électrode, notamment si elle est métallique, du système électroluminescent organique et de la deuxième électrode (cathode). On peut par exemple décaper un dispositif OLED selon l'invention par de l'éthanol jusqu'à la région contenant les premiers éléments optiques par exemple avec une couche couvrant les éléments optiques, diélectrique ou polymère conducteur ou oxyde transparent conducteur.
De préférence, les premiers éléments optiques métalliques sont pleins (pas de cœur creux).
Le premier élément optique métallique peut avoir un élément de cœur métallique (plein) revêtu d'un ou plusieurs revêtements fonctionnels métalliques de métal distinct.
Dans un premier mode de réalisation, la résonance d'un ou des premiers éléments optiques (métalliques) selon l'invention peut être excitable par une onde électromagnétique plane et progressive, monochromatique et de longueur d'onde dans l'air λΕ dans le spectre visible, se propageant parallèlement au substrat et définie par un champ magnétique H polarisé parallèlement au plan PO et orthogonalement à la direction de propagation qui est dans le plan PO et parallèle à la projection orthogonale de L1 sur le plan PO.
L'assymétrie spécifique du premier élément optique métallique selon l'invention induit un moment dipolaire sensiblement parallèle au substrat même dans les conditions d'excitation précitées dans lequel le champ électrique E est essentiellement orthogonal au plan PO dans le milieu.
Dans ces mêmes conditions, une particule sphérique métallique ne convient pas car elle induit un dipôle parallèle au champ E (donc essentiellement suivant Z) rayonnant essentiellement dans le plan PO. Un élément optique métallique induisant des pertes par absorption l'efficacité d'extraction se mesure par le rapport entre la lumière extraite et la lumière rayonnée dans le guide. Ce rapport est bien supérieur avec le premier élément optique selon l'invention que celui avec une particule sphérique métallique.
X1 , Y1 et Z1 sont des axes orthogonaux propres à chaque premier élément optique. Ces axes peuvent être distincts d'un premier élément optique à l'autre.
Dans une réalisation préférée, tout ou partie des premiers éléments op- tiques (métalliques)- et de préférence la majorité et même au moins 90% des éléments optiques et même tous - sont des nanopalets, on renforce ainsi les dipôles dans le plan PO pour avoir une résonance dipolaire selon X1 et selon Y1 excitable par un champ électrique selon X1 et Y1 respectivement. Le nano- palet a l'avantage de présenter deux résonances induisant deux dipôles px sui- vant X1 et py suivant Y1 . Encore plus préférentiellement, X1 et Y1 sont dans le plan PO afin de maximiser les dipôles.
Le nanopalet (métallique) est plus long (et large) qu'épais et de préférence est un nanocylindre, même un nanodisque, ou encore est un nanodome.
Dans ce premier mode de réalisation avantageux, Xm est mesurée de la façon suivante. On dispose sur la tranche du support extracteur et dans la région contenant les premiers éléments optiques métalliques le banc optique suivant :
- une source blanche,
- un monochromateur et des moyens couplés au monochromateur pour balayer le spectre du visible longueur d'onde par longueur d'onde,
- un polariseur rendant le champ magnétique H polarisé parallèlement à la première face,
- un système optique d'injection dans la région contenant les premiers éléments optiques.
On s'arrange alors pour que la direction de propagation soit parallèle à la projection orthogonale de L1 sur le plan PO.
Un détecteur est placé perpendiculairement à la première face au- dessus dans la région contenant les premiers éléments optiques du côté de la première face.
Le détecteur permet de mesurer la section efficace de diffusion en fonction de la longueur d'onde dans le spectre du visible. Une fois la valeur pic (maximale) déterminée on en déduit la longueur d'onde X m associée (abscisse). Pour un premiers élément optique donné, il est possible d'avoir plusieurs pics à X m ei X'm distincts.
On entend par milieu -non métallique- selon l'invention la matière environnante (vide inclus) qui entoure chaque premier élément optique métallique à l'échelle de la longueur d'onde dans le visible divisée par l'indice de réfraction n0 dans le visible du milieu. On peut considérer que l'épaisseur du milieu tout autour du premier élément optique est d'au plus 1 50nm et même d'au plus 1 00nm.
De préférence le milieu non métallique est partagé par plusieurs premiers éléments optiques métalliques autrement dit la majorité voire chaque premier élément optique, a un milieu optique identique, notamment formé par une couche (mono ou muticouche).
Le milieu non métallique peut être hétérogène notamment la couche réceptrice (d'un premier élément optique) est en matériau distinct de la couche ou région séparatrice (séparant des premiers éléments optiques) et/ou de la couche couvrante (couvrant des premiers éléments optiques). L'indice de réfraction n0 du milieu hétérogène peut être l'indice de réfraction moyen. On préfère que chacun des matériaux du milieu hétérogène soit d'indice de réfraction d'au plus 3,5 et même d'au plus 2,5. Un cas ou le milieu est homogène (n'est pas hétérogène) est lorsque le premier élément optique est au sein d'une matrice (couche etc). Dans ce cas, la matrice est à la fois couche réceptrice, couche séparatrice et de préférence couche couvrante.
La matière non métallique du milieu non métallique selon l'invention quant à elle est soit électroconductrice (semi-conductrice inclus c'est-à-dire faiblement électroconductrice) soit diélectrique. Ainsi, un oxyde et/ou carbure et/ou un nitrure d'un ou de métaux rentre dans la définition du non métallique. Un oxyde transparent conducteur, connu sous le nom de TCO, oxyde d'au moins un métal, et généralement dopé, rentre dans la définition de non métallique et est électroconducteur.
L'indice de réfraction est mesuré classiquement par ellipsométrie ou déduit après analyse chimique du matériau. Selon l'invention l'indice de réfraction est à 550nm et de préférence sur l'ensemble du spectre visible.
Selon l'invention un bas indice de réfraction est inférieur à 1 ,6 et de préférence d'au plus 1 ,5. Selon l'invention un haut indice de réfraction est d'au moins 1 ,7 et de préférence d'au moins 1 ,8.
On entend par section selon l'invention, la section transversale, par opposition à une section longitudinale. La section transversale est de préférence suivant un plan passant par l'axe Z.
Les premiers éléments optiques peuvent être de taille distincte (via une ou toutes les dimensions notamment L1 , E1 et W1 etc) et/ou de géométrie distincte, de nature distincte et/ou d'orientations distinctes.
De préférence pour 50% mieux au moins 80%, même au moins 90% (ou tous) des premiers éléments optiques sont des nanopalets. Par simplicité, on peut de préférence utiliser un seul type de premiers éléments optiques (dimensions identiques ou similaires, même nature) et même d'éléments optiques, avec une éventuelle dispersion sur l'orientation (a variable).
Et même de préférence 50% mieux au moins 80%, même au moins
90% (ou tous) des éléments optiques et même tous sont des premiers éléments optiques, et même mieux des nanopalets.
L'épaisseur des premiers éléments optiques peut être de préférence plus faible que le diamètre des particules diffusantes classiques diélectriques (de l'ordre de 400nm) ce qui facilite l'obtention d'une couche d'extraction de lumière à faible rugosité de surface et/ou moins épaisse.
L'efficacité remarquable d'un premier élément optique selon l'invention peut aussi permettre de mettre moins d'éléments optiques en nombre que de particules diffusantes classiques ce qui facilite aussi l'obtention d'une couche d'extraction de lumière à faible rugosité de surface ou moins épaisse, par exemple utilisant une monocouche d'éléments optiques.
Il reste possible d'ajouter des particules diffusantes classiques même si on préfère les omettre ou d'en réduire le nombre.
Plus l'angle a est faible, mieux la lumière est extraite.
On préfère que le premier élément optique en nanopalet soit le plus symétrique possible par rapport à l'axe Z.
D'un point de vue dimensionnel, L1 , E1 et W1 vont être ajustés aussi en fonction de la matière métallique du premier élément optique, de l'indice de réfraction n0 du milieu non métallique.
La longueur d'onde Xm de la résonance utile ne doit pas être dans le domaine des infrarouges. Pour la placer dans le visible, toutes choses égales par ailleurs, il est préférable de choisir pour la matière métallique, l'argent plutôt que l'or ou même que le cuivre.
Toutes choses égales par ailleurs, plus l'indice de réfraction n0 du mi- lieu non métallique est bas, plus Xm est bas.
Naturellement un premier élément optique métallique (nanopalet) peut comprendre une ou des porosités (disjointes) ou une ou des ruptures locales, ou encore des irrégularités de contours de matière tellement petites, ponc- tuelles par exemple de plus grande dimension inférieure à 10nm et mieux d'au plus 5nm.
Dans un mode de réalisation préféré, des premiers éléments optiques (de préférence la majorité et même au moins 90% ou tous les premiers élé- ments optiques) sont les nanopalets qui présentent chacun les dimensions suivantes :
- L1 /E1 dans une gamme de 2 à 5, mieux de 2 à 3
- L1 inférieure à 300nm, mieux inférieure à 250nm, à 150nm, de préférence de 10nm à 200nm, mieux de 30 à 150nm et même de 20 à 100nm ou 120nm
- (de préférence) E1 inférieure à 120nm et même à 50nm ou à 40nm, de préférence dans une gamme de 5nm à 30nm, et même de 8 ou de 10 à 30nm
- 0,5L1 <W1≤L1 et mieux 0,6L1 <W1≤L1 et même encore 0,8LKW1≤L1
- de préférence à (quasi) symétrie de révolution suivant Z1 .
Typiquement, W1 peut être alors inférieure à 150nm et même à 100nm. En particulier, les premiers éléments optiques (métalliques), de taille ou géométrie distinctes ou identiques, peuvent être orientés de manière aléatoire en projection orthogonale dans le plan PO.
En outre, alternativement ou cumulativement, il n'est pas nécessaire que les éléments optiques soient arrangés de manière périodique, ou au moins régulièrement répartis, espacés.
Les premiers éléments optiques (métalliques) peuvent être répartis ou espacés de manière aléatoire. Les premiers éléments optiques (métalliques) peuvent avoir au moins un espacement aléatoire et même une orientation aléatoire.
De préférence, des premiers éléments optiques (métalliques), et mieux la majorité, même tous, sont répartis, espacés aléatoirement .
Les premiers éléments optiques (métalliques) peuvent être répartis de manière relativement homogène sur la surface en regard de la surface active (émettrice de lumière).
Les premiers éléments optiques (métalliques) selon l'invention sont disjoints, à distance constante ou variable les uns des autres, de préférence sur une monocouche. Pour limiter d'éventuelles interactions, on préfère que l'espacement T1 entre tout ou partie (de préférence la majorité et même au moins 90% et même tous) premiers éléments optiques métalliques adjacents (et même entre un premier élément optique et tout autre matière métallique en- vironnante)- soit supérieure à la distance de champ proche.
T1 est la distance entre les surfaces en regard de premiers éléments optiques adjacents.
Dans une réalisation pour l'espacement T1 entre tout ou partie (de préférence la majorité et même au moins 90% et même tous) des premiers éléments optiques adjacents (d'une même monocouche ou entre deux monocouches adjacentes) on préfère que T1 soit d'au moins 100nm, de préférence d'au moins 200nm et même d'au moins 250nm.
Si du métal est intercalé dans une couche dite séparatrice entre les premiers éléments optiques métalliques, on préfère également que ce métal ne touche pas les premiers éléments optiques et soit distant de préférence d'au moins 100nm, de préférence d'au moins 200nm et mieux de 250nm (au moins), de chaque premier élément optique.
La section transversale et/ou longitudinale du premier élément optique (métallique) peut être déformée localement par exemple se rétrécir ou s'évaser.
De la même manière, la surface du premier élément optique (métallique) peut être lisse ou rugueuse. On préfère que la rugosité de la surface (de préférence de la majorité voire de tous) soit inférieure à E1 /2 et/ou d'au plus 5nm.
Dans une configuration de l'invention, les premiers éléments optiques métalliques (tout ou partie, de préférence la majorité et même au moins 90% ou mieux tous les premiers éléments optiques) sont (rapportés) sur la couche réceptrice (dépôt, film etc), non métallique, liée à la première face, de préférence en contact optique avec la première face et même mieux en contact adhésif. Eventuellement, tout ou partie des premiers éléments optiques sont sur la couche réceptrice, entre des pistes métalliques (électrode, en lignes, en maille etc).
Les premiers éléments optiques en matière métallique (de préférence la majorité et même au moins 90% ou mieux tous) peuvent correspondre à des nano-objets (nanopalets) sur la couche réceptrice non métallique liée à la première face.
La couche réceptrice (non métallique) est une couche dite de fond lorsqu'elle est directement sur le substrat (la première face) notamment un dépôt sur le substrat (la première face). Toutefois, on peut intercaler une ou d'autres couches comme une couches barrière (à l'humidité pour un substrat plastique, aux alcalins pour un verre minéral etc) entre le substrat (la première face) et cette couche réceptrice.
La couche réceptrice non métallique peut être électroconductrice (semi- conductrice inclus), par exemple en oxyde transparent conducteur ou en polymère conducteur, ou de préférence diélectrique. La couche réceptrice peut être un oxyde voire un nitrure ou un oxynitrure.
La couche réceptrice non métallique peut être de préférence d'épaisseur inférieure à 200nm, et même inférieure à 100nm.
La couche réceptrice non métallique peut être constituée d'au moins un matériau, de préférence diélectrique, choisi parmi :
- un oxyde, de préférence diélectrique, notamment de l'un au moins des éléments suivants : Ti, Zr,
- un sol gel d'un ou plusieurs métaux
- un (oxy)nitrure notamment de silicium ou encore de titane, notamment formée à partir d'une couche déposée par dépôt en phase vapeur dit PVD ou encore à partir d'une couche sol gel,
- ou un oxyde transparent conducteur ou TCO (dopé ou non) qui peut avoir une fonctionnalité (barrière etc).
La couche réceptrice (non métallique) peut être en contact direct avec les premiers éléments optiques métalliques (tout ou partie des premiers éléments optiques).
La couche réceptrice peut être une couche à fonctionnalité de surface : adhésion du premier élément optique (métallique).
La couche réceptrice peut être une couche formant promoteur d'adhésion avec la surface de contact de l'élément optique ou un revêtement non métallique de la surface du premier élément optique métallique. Les premiers éléments optiques (métalliques) peuvent être dispersés en une (première et de préférence unique) monocouche sur la couche réceptrice.
La couche réceptrice peut comprendre :
- des portions de surface pour l'adhésion du matériau métallique,
- et des portions de surface anti adhésion du matériau métallique (pas de dépôt possible ou retrait facile).
La couche réceptrice (non métallique) est une couche dite de fond lorsqu'elle est directement sur le substrat (la première face) notamment un dépôt sur le substrat (la première face). Toutefois, on peut intercaler une ou d'autres couches comme une couches barrière (à l'humidité pour un substrat plastique, aux alcalins pour un verre minéral etc) entre le substrat (la première face) et cette couche réceptrice.
Pour la couche réceptrice on préfère une couche de nitrure de silicium ou une couche sol gel d'oxyde de Ti et/ou Zr, d'épaisseur d'au plus 200nm et même d'au plus 10Onm.
Le nanopalet (métallique) peut être :
- un nanocylindre, de préférence de révolution, avec une base ovale, circulaire, elliptique, triangulaire etc, en étoiles (polygonale), éven- tuellement tronquée par exemple suivant un plan,
- un nanodome par exemple sphère tronquée.
Selon l'invention, on entend par matière métallique pour le premier élément optique, un métal (pur ou allié) au sens classique dans la classification périodique des éléments.
Des particules diffusantes classiques dans les couches d'extraction de lumière sont par exemple des particules de Ti02 d'au moins 400nm de diamètre voire même micronique. Les premiers éléments optiques peuvent être de préférence de plus petite taille (au moins pour la largeur et l'épaisseur), et grâce à leur efficacité cela contribue à réduire l'épaisseur de région d'extraction de lu- mière. De même, il n'est pas forcément nécessaire de planariser les premiers éléments optiques, notamment par une matière diélectrique sous l'électrode, ou à tout le moins l'épaisseur nécessaire pour planariser, notamment par une matière diélectrique sous l'électrode, peut être réduite, notamment submicronique. De préférence, le support extracteur selon l'invention comprend une couche non métallique dite séparatrice entre les premiers éléments optiques métalliques, une couche couvrante non métallique couvrant au moins un premier élément optique, mieux des ou les premiers éléments optiques. Ces deux couches peuvent être en fait une seule couche avec une région séparatrice et une région couvrante.
La couche couvrante qui est bas indice peut être avantageusement discontinue, c'est-à-dire localisé directement sur les premiers éléments optiques sans s'étendre latéralement par exemple d'au plus 50nm ou 30nm.
Cette couche couvrante discontinue bas indice peut être d'épaisseur d'au plus 100nm et même 50nm et être revêtue d'une couche haut indice diélectrique ou électroconductrice (TCO, polymère conducteur) qui remplit aussi les discontinuités.
La couche couvrante les premiers éléments optiques peut être d'au moins 20μιτι qui est l'épaisseur classique de couche diffusante dans le cas d'émail diffusant planarisé et appliqué par sérigraphie de l'art antérieur.
Avantageusement, pour réduire l'absorption et parce que les premiers éléments optiques métalliques sont susceptibles de créer une faible rugosité et peuvent être en plus faible quantité étant donné leur efficacité, le support ex- tracteur comporte une couche dite couvrante non métallique couvrant les premiers éléments optiques métalliques (de préférence tous les premiers éléments optiques, notamment au moins d'une monocouche), notamment couche diélectrique, de préférence formant planarisation des premiers éléments optiques (en saillie de la première face), et/ou étant présente entre les premiers éléments optiques formant ainsi également une couche dite séparatrice.
Cette couche couvrante non métallique peut être d'épaisseur inférieure à 5μιτι, ou même submicronique (inférieure à 1 μιτι) d'au plus 800nm et même d'au plus 500nm ou d'au plus 300nm et même d'au plus 150nm.
L'épaisseur de la couche couvrante peut être encore abaissée (d'au plus 100nm ou même d'au plus 50nm par exemple) en particulier dès lors que la planarisation obtenue est suffisante. Ainsi l'épaisseur de la couche couvrante Er peut être : - au plus égal à deux fois l'épaisseur maximale E1 m du premier élément optique métallique (en saillie de la première face) et même au plus E1 m ou au plus 0,5E1 m
- ou, si au moins partiellement logé dans un trou borgne de la pre- mière face, deux fois l'épaisseur maximale de la partie du premier élément optique métallique qui est en saillie de la première face et même au plus égale à cette épaisseur maximale ou au plus 0,5 fois cette épaisseur maximale
- ou si au moins partiellement logé dans un trou d'une couche rappor- tée, deux fois l'épaisseur maximale de la partie du premier élément optique métallique qui est en saillie de la couche rapportée, et même au plus égal à cette épaisseur maximale ou au plus 0,5 fois cette épaisseur maximale.
La couche couvrante non métallique peut être:
- d'une monocouche sous l'électrode, haut indice de préférence voire bas indice (d'au plus 100nm),
- d'une multicouche sous l'électrode par exemple couche bas indice (d'au plus 100nm) et couche haut indice (de planarisation)
- d'une couche faisant partie ou formant l'électrode.
Plus largement, l'épaisseur cumulée de la couche séparatrice non métallique et la couche couvrante non métallique (notamment couche formant à la fois couche séparatrice et couche couvrante) peut être d'épaisseur inférieure à 5μιτι, ou même submicronique (inférieure à 1 μιτι) d'au plus 800nm et même d'au plus 500nm ou d'au plus 300nm et même d'au plus 150nm.
L'épaisseur cumulée Ec de la couche séparatrice et de la couche couvrante peut être encore abaissée (d'au plus 100nm ou même 50nm par exemple) en particulier dès lors que la planarisation obtenue est suffisante. Ainsi l'épaisseur cumulée Ec peut être au plus égal à trois fois l'épaisseur maximale E1 m du premier élément optique métallique (en saillie de la première face) et même d'au plus égal 2E1 m ou d'au plus 1 ,5E1 m.
Cette couche couvrante non métallique peut être :
- diélectrique, des oxydes tels que de l'oxyde de niobium, de l'oxyde de zirconium, de l'alumine, de l'oxyde de tantale, des nitrures tels que nitrure de silicium, d'aluminium, - en oxyde transparent conducteur (TCO), par exemple ITO, AZO, SnO2:F, SnO2:Sb, TiO2:Nb,
- à base de (nano)particules métalliques ou d'oxyde(s) conducteur(s) notamment dans un liant électroconducteur ou électriquement iso- lant,
- en polymère conducteur.
Comme polymère conducteur pour la couche couvrante (et/ou la couche séparatrice entre les premiers éléments optiques) on peut choisir parmi l'une au moins des familles suivantes :
- la famille des polythiophènes, comme le PEDOT (3,4- polyéthylenedioxythiopène), le PEDOT/PSS c'est-à-dire le (3,4- polyéthylènedioxythiopène mélangé avec polystyrènesulfonate, et autres dérivés décrits dans la demande US 2004 253439,
- ou encore les poly(acétylène)s, poly(pyrrole)s, poly(aniline)s, po- ly(fluorène)s, poly(3-alkyl thiophène)s, polytétrathiafulvalènes, poly- naphthalènes, poly(p-phénylène sulfide), et poly(para-phénylène viny- lène)s.
Comme polythiophènes, on peut choisir par exemple le produit commercialisé par la société HC Strack sous le nom de BAYTRON® ou encore par la société Agfa sous le nom d'Orgacon®, ou d'Orgacon EL-P3040® ou encore de la société Heraeus le Clevios™ FET de p de moins de 10"2 Ohm. cm, ou le Clevios™ HIL 1 .1 . de p de l'ordre de 10 Ohm. cm.
On entend selon l'invention par « à base de » comme au moins 50% en poids de la matière (solide) en jeu et de préférence 80% et même 90% et en- core plus préférentiellement essentiellement constituée de.
Par exemple, une couche à base de silice contient donc au moins 50% en poids et mieux au moins 80% en poids de silice. Une couche à base de silice poreuse contient donc au moins 50% en poids et mieux au moins 80% en poids de silice sur la matière solide. Une couche à base de silice chargée con- tient donc au moins 50% en poids et mieux au moins 80% en poids de silice sur la matière solide hors charges.
Par exemple un premier élément optique à base d'argent (pur ou allié) contient donc au moins 50% en poids et mieux au moins 80% en poids d'argent, qu'il soit monocouche (monolithique) ou multicouche. La couche couvrante qui est directement sur les premiers éléments optiques métalliques fait partie du milieu non métallique desdits premiers éléments optiques.
La couche couvrante non métallique (éventuellement formant couche séparatrice entre les premiers éléments optiques) peut être choisie parmi l'un au moins des matériaux suivants:
- une matière verrière, notamment un émail par exemple à base de fritte de verre haut indice de réfraction (bismuth, plomb, lanthane) comme décrit dans les brevets WO20091 16531 , WO201 1089343 ou encore WO2010084922 et WO2010084925,
- un oxyde métallique de silicium, notamment en couche sol gel et/ou couche mince déposée par PVD,
- un nitrure ou oxynitrure métallique (titane etc) ou de silicium, par exemple en contact avec une électrode sus-jacente,
- un polymère sulfuré,
et/ou un empilement desdits matériaux, notamment :
- émail/nitrure de silicium et/ou nitrure de titane
- couche (sol-gel) de silice/nitrure de silicium et/ou nitrure de titane
- couche (sol-gel) de silice/ couche (sol-gel) d'oxyde de titane(/ nitrure de silicium et/ou de titane)
- couche (sol-gel) de silice/ couche (sol-gel) de silice chargée de particules haut indice comme l'oxyde de titane(/ nitrure de silicium et/ou de titane).
Aussi, de préférence, le support extracteur selon l'invention comprend une couche dite couvrante, non métallique, couvrant les premiers éléments optiques métalliques, de préférence formant une couche de planarisation des premiers éléments optiques en saillie de la première face. Et de préférence, le support extracteur selon l'invention comprend une couche séparatrice non métallique entre les premiers éléments optiques métalliques) éventuellement dis- tincte (par une interface discernable) de la couche couvrante.
La couche couvrante (et de préférence la couche séparatrice) est alors à base d'un matériau choisi parmi l'un au moins des matériaux suivants:
- une matière verrière, notamment un émail de préférence haut indice, - un oxyde à base de l'un au moins des éléments suivants : Si, Ti, Zr et leurs mélanges notamment une silice, un oxyde de titane, un oxyde de titane et de zirconium, un oxyde de zirconium, de la silice chargée avec des nanoparticules de haut indice de réfraction (oxyde de titane etc),
- un oxyde transparent conducteur (TCO), notamment à base de l'un au moins des éléments suivants : Sn, In, Zn et leurs mélanges notamment SnO, ZnO, SnZnO, ITO, ITZO, AZO, GZO, AGZO,
- un nitrure métallique ou de silicium,
- un polymère transparent notamment sulfuré, un PEDOT, un
PEDOT/PSS,
et/ou un empilement desdits matériaux.
Si la couche couvrante est d'indice de réfraction d'au plus 1 ,6 à 550nm, comme une couche de silice ou essentiellement en silice, on préfère qu'elle soit d'au plus 100nm et même d'au plus 50nm pour favoriser la propagation de la lumière vers le substrat.
On peut avoir une étendue latérale limitée de chaque couche couvrante bas indice de réfraction associée à un premier élément optique métallique, typiquement chacune est localisée sur un premier élément optique métallique et par exemple d'épaisseur d'au plus 100 nm. Entre les premiers éléments optiques métalliques et latéralement à cette couche couvrante localisée et sur cette couche couvrante (électrode couche diélectrique) on peut avoir une matière haut indice.
De préférence, la couche couvrante non métallique (dite haut indice) couvrant les premiers éléments optiques métalliques (tout ou au moins la majorité), et/ou étant présente entre les premiers éléments optiques métalliques (tout ou au moins la majorité) formant ainsi également une couche dite séparatrice, est d'indice de réfraction d'au moins 1 ,7 à 550nm (de préférence dans tout le spectre visible) et de préférence d'au plus 2, de préférence entre 1 ,8 et 1 ,9.
On peut choisir en particulier pour la couche couvrante haut indice:
- un couche d'émail à base d'oxyde de bismuth, de plomb, de lanthane comme par exemple ceux décrits dans les brevets WO20091 16531 , WO201 1089343 ou encore WO2010084922 et WO2010084925 - une couche sol gel de silice (typiquement d'indice de réfraction à 1 ,44) chargée avec des (nano)particules de plus haut indice de réfraction, comme l'oxyde de titane, par exemple d'au moins 30% mieux 40% en fraction volumique et même 60% en fraction volumique sans dépasser 70% de préférence (74% correspond à un empilement compact de nanoparticules) ou encore comme la zircone,
- une couche mince notamment déposée par PVD : en nitrure de silicium, oxyde de titane, oxyde mixte de titane et de zirconium, oxyde de zinc, oxyde d'étain, oxyde de zinc et d'étain, oxyde de silice et de zirconium,
- une couche en polymère haut indice notamment polymère sulfuré. On peut envisager une couche couvrante déposée par voie PVD lorsque la rugosité de la couche séparatrice et des premiers éléments optiques (métalliques) est déjà limitée. De préférence, lorsque la surface des éléments optiques et/ou de la couche séparatrice, est (déjà) de Ra inférieure à 10nm.
L'épaisseur moyenne de la couche couvrante va dépendre de la rugosité des premiers éléments optiques métalliques comme déjà dit, et/ou également de la rugosité de la couche séparatrice (distincte) et /ou de son absorption (ou de sa transparence) et de son indice de réfraction. On préfère une épaisseur submicronique et même d'au plus 10Onm.
La couche couvrante peut avoir des ondulations à plus grande échelle que l'échelle des défauts impactant l'OLED c'est-à-dire au-delà de 10μιτι.
De préférence, la surface de la couche couvrante est de Ra inférieure à 10nm, mieux à 5nm ou même à 3nm. Le paramètre de rugosité bien connu Ra peut être définie par exemple selon la norme ISO4287 et mesurée par micros- copie à force atomique sur 10μιτι par 10μιτι.
On préfère en outre que le nombre de défauts macroscopiques (de taille supérieure à 5μιτι, par exemple poussière) de la couche couvrante soit inférieur à 10 par cm2. Ce nombre peut être évalué par microscopie optique.
La surface de la couche couvrante peut présenter des ondulations à grande échelle par exemple une amplitude de 1 μιτι sur 100 à 200μιτι de période latérale.
Les premiers éléments optiques métalliques sont de préférence séparés par de la matière solide. Le support extracteur de lumière peut comporter une couche bas indice directement sur les premiers éléments optiques (métalliques) de préférence d'au plus 100nm par exemple en silice et une couche haut indice en les matériaux précités éventuellement plus épaisse recouvrant la couche bas indice et même planarisante.
Le support extracteur peut comprendre une couche dite séparatrice non métallique entre les premiers éléments optiques (métalliques); monocouche ou multicouche, notamment distincte de la couche couvrante non métallique précitée.
La couche couvrante non métallique est éventuellement de matière identique à la couche séparatrice non métallique ou au moins l'interface n'est pas distincte comme déjà indiqué. Un seul dépôt peut former à la fois la couche séparatrice et la couche couvrante. Un seul dépôt peut compléter le remplissage partiel entre les éléments optiques et couvrir les éléments optiques.
La couche séparatrice non métallique peut être également être choisie parmi l'un au moins des matériaux suivants:
- une matière verrière, notamment un émail,
- un oxyde métallique ou de silicium, notamment en couche sol gel et/ou couche mince déposée par PVD),
- un nitrure métallique (titane etc) ou de silicium,
- un polymère sulfuré, un PEDOT, un PEDOT/PSS
et/ou un empilement desdits matériaux.
La couche séparatrice non métallique peut être ainsi à base d'un matériau choisi parmi l'un au moins des matériaux suivants:
- une matière verrière, notamment un émail par exemple à base de fritte de verre haut indice de réfraction (bismuth, plomb, lanthane) comme décrit dans les brevets WO20091 16531 ou WO201 1089343 ou encore WO2010084922 et WO2010084925,
- un oxyde à base de l'un au moins des éléments suivants : Si, Ti, Zr et leurs mélanges notamment une silice, un oxyde de titane un oxyde de titane et de zirconium, un oxyde de zirconium, de la silice chargée avec des nanoparticules de haut indice de réfraction (oxyde de titane etc), - un oxyde transparent conducteur (TCO), notamment à base de l'un au moins des éléments suivants : Sn, In, Zn et leurs mélanges notamment SnOx, ZnOx, SnZnOx, ITO, AZO, IGZO, AGZO,
- un nitrure métallique ou de silicium
- un polymère notamment sulfuré, un PEDOT, un PEDOT/PSS.
La couche séparatrice non métallique, dite bas indice, peut être d'indice de réfraction à 550nm inférieur à 1 ,7 à 550nm et de préférence d'au plus 1 ,5, notamment une couche à base de silice. On préfère alors qu'elle soit d'au plus 100 nm, et même d'au plus 50nm pour favoriser la propagation de la lumière vers le substrat.
La couche séparatrice non métallique peut être multicouche, auquel cas c'est chaque couche dudit multicouche d'indice de réfraction à 550nm inférieur à 1 ,7, qui est d'au plus 100 nm, et même d'au plus 50nm.
De préférence, cette couche séparatrice non métallique (dite haut in- dice) est d'indice de réfraction à 550nm d'au moins 1 ,7 et de préférence d'au plus 2, notamment entre 1 ,8 et 1 ,9.
On peut choisir en particulier pour cette couche séparatrice non métallique (mono ou multicouche) haut indice:
- une couche en émail à base d'oxyde de bismuth, de plomb de lan- thane comme par exemple ceux décrits dans l'art antérieur précité,
- et/ou une couche de sol gel de silice (typiquement d'indice de réfraction à 1 ,44 à 550nm) chargées avec des nanoparticules de plus haut indice de réfraction comme l'oxyde de titane, par exemple d'au moins 30 mieux 40% en fraction volumique et même 60% en fraction volu- mique sans dépasser 70% de préférence (74% correspond à un empilement compact de nanoparticules),
- et/ou une couche notamment déposée par PVD : en nitrure de silicium, oxyde de titane, oxyde mixte de titane et de zirconium, oxyde de zinc, oxyde d'étain, oxyde de zinc et d'étain, oxyde de silice et de zirconium
- et/ou une couche en polymère(s) haut indice : polymère sulfuré, PEDOT, PEDOT/PSS.
La couche séparatrice peut être d'épaisseur telle que les premiers éléments optiques métalliques restent saillants ou affleurant la couche séparatrice. La couche séparatrice entre les premiers éléments optiques (métalliques) peut être d'épaisseur inférieure ou égale à l'épaisseur (maximale) des premiers éléments optiques. Si les premiers éléments optiques (métalliques) forment des protubérances (sont en saillie) de la couche séparatrice une couche couvrante couvrant les premiers éléments optiques (métalliques) peut aussi combler l'espace restant entre les premiers éléments optiques (métalliques).
De préférence, la surface de la couche séparatrice non métallique est de Ra inférieure à 10nm, mieux à 5 nm ou même à 3nm. Si possible, il n'est ainsi pas nécessaire de rajouter une couche à fonction de planarisation, non métallique, notamment diélectrique, sur le premier élément optique (métallique). En d'autres termes on peut envisager alors qu'une couche électroconductrice de l'électrode, choisie alors non métallique, couvre directement la couche séparatrice et les premiers éléments optiques (métalliques).
Au-delà de cette configuration, une couche séparatrice peut être non métallique et électroconductrice, comme un polymère conducteur ou un TCO, et faire ainsi partie d'une électrode. Par exemple la couche réceptrice (même de fond) est non métallique et électroconductrice par exemple une couche déposée par PVD (ITO etc), les premiers éléments optiques métalliques étant sur cette couche.
Aussi le support peut comprendre une couche électroconductrice transparente non métallique, à base de polymère conducteur et/ou d'oxyde transparent conducteur, couvrant les premiers éléments optiques et/ou entre les premiers éléments optiques, notamment formant ou faisant partie d'une électrode transparente.
Par ailleurs, le support peut comprendre une couche métallique sous forme de pistes métalliques, disjointes ou interconnectées, notamment arrangée en grille, entre les premiers éléments optiques métalliques (et faisant partie d'une électrode) et/ou (de préférence) au-dessus des premiers éléments optiques métalliques (et faisant partie d'une électrode) notamment sur une couche couvrante, de préférence diélectrique, sur les premiers éléments optiques
L'espacement peut être tel entre les pistes métalliques (ou une surface de mailles telles) que les premiers éléments optiques métalliques ne sont pas en contact avec les pistes. Si des premiers éléments optiques métalliques sont en contact avec les pistes métalliques, ils sont inopérants et ne sont plus définis comme premiers éléments optiques mais comme éléments sacrificiels. De préférence, la majorité sont des premiers éléments optiques métalliques et non des éléments sacrificiels ou au moins il y a suffisamment de premiers éléments op- tiques métalliques.
On préfère en outre que le nombre de défauts macroscopiques (de taille supérieure à 5μιτι) de la couche séparatrice (revêtue ou non d'une couche couvrante non métallique) soit inférieur à 10 par cm2. Ce nombre peut être évalué par microscopie optique.
La couche séparatrice peut avoir des ondulations à plus grande échelle que l'échelle des défauts impactant l'OLED c'est-à-dire au delà de 10μιτι.
La surface de la couche séparatrice peut présenter des ondulations à grande échelle par exemple une amplitude de 1 μιτι sur 100 à 200μιτι de période latérale.
Le terme couche séparatrice est pris au sens général il peut s'agir :
- de préférence d'un dépôt de matériau(x) entre les premiers éléments optiques (métalliques) notamment dispersés sur la couche réceptrice sur le substrat,
- et/ou un film autosupporté incorporant les premiers éléments optiques (métalliques), saillants ou non,
Dans le cas d'une couche (séparatrice et/ou couvrante etc) obtenue par voie sol-gel (oxyde de silice, titane, zirconium et leurs mélanges) on préfère notamment une épaisseur submicronique, d'au plus 800nm et même d'au plus 500nm ou mieux d'au plus 300nm et même d'au plus 200nm ou 100nm pour une meilleure tenue mécanique et une facilité de dépôt.
Pour ajuster la longueur d'onde Xm, on peut souhaiter qu'au moins un des premiers éléments optiques- métalliques- (et de préférence la majorité, au moins 80% ou même tous) soit entouré ou partiellement entouré d'un milieu non métallique bas indice (d'indice de réfraction à 550nm inférieur à 1 ,6 et même d'au plus 1 ,5), de préférence diélectrique, dit milieu tampon notamment qui est entre la couche séparatrice choisie haut indice et le premier élément optique,
Aussi, le milieu non métallique (de la majorité et de préférence d'au moins 80% des premiers éléments optiques) peut comprendre un milieu tam- pon, non métallique, d'indice de réfraction inférieur à 1 ,6 à 550nm et même d'au plus 1 ,5, (directement) sur ledit premier élément optique (sa surface externe), voire même entourant (et en contact avec ) ledit premier élément optique, de préférence d'épaisseur d'au plus 100nm de préférence même d'au plus 50nm et même d'au moins 8nm, mieux au moins 20nm ou 30nm, milieu tampon de préférence en partie au-dessus de la première face.
Le milieu tampon peut être une couche dite tampon rapportée sur le premier élément optique (métallique) ou déposé dans un trou d'une couche structurée haut indice avant de former le premier élément optique par un revê- tement métallique sur la couche tampon.
Le milieu tampon bas indice peut comporter une couche de silice, notamment une couche sol-gel, et même une couche de silice poreuse (pour abaisser l'indice de réfraction) et même de l'air.
Le milieu tampon (notamment un dépôt) peut être adjacent à une couche séparatrice entre les premiers éléments optiques, d'indice de réfraction d'au moins 1 ,7 à 550nm et de préférence d'au plus 2, notamment entre 1 ,8 et 1 ,9.
Le milieu tampon peut être en matière identique à la couche réceptrice des premiers éléments optiques ou au substrat.
Le milieu tampon peut être de la silice, un émail bas indice, une couche de silice, notamment une couche sol gel, et même une couche de silice poreuse (pour abaisser l'indice de réfraction).
La surface (externe) d'au moins un des premiers éléments optiques (métalliques) -et de préférence la majorité voire au moins 80% ou même tous- peut comporter un revêtement choisi parmi :
- une couche dite bas indice, d'indice de réfraction inférieur à 1 ,6 à 550nm et de préférence d'au plus 1 ,5, de préférence d'au plus 100nm et par exemple d'au moins 8 nm mieux au moins 20nm ou 30nm, ledit premier élément optique étant éventuellement entourée de ladite couche bas indice,
- un revêtement promoteur d'adhésion avec la couche réceptrice sur le substrat.
La lumière à extraire (notamment de l'OLED) rencontre au moins un premier élément optique (métallique) avant d'être absorbée. La distance par- courue avant absorption complète est de l'ordre de quelques microns. Il s'ensuit que, sur au moins 80% de la surface destinée à former la zone d'extraction (par exemple correspondant sensiblement à la surface de l'électrode) le nombre de nanopalets (métalliques) par unité de surface est supérieur à 1 par μιη2 et même de préférence supérieur à 3 par μιη2 et de préférence inférieur à 10 par μιτι2.
Suivant l'invention, la résistivité du milieu non métallique électroconducteur, ou au moins de la couche séparatrice électroconductrice et/ou de la couche couvrante électroconductrice identique ou distincte ; peut être inférieure ou égale à 500mOhm.cm, de préférence inférieure ou égale à 50mOhm.cm,
S'il s'agit d'un TCO cela peut être inférieur à 0,1 mOhm.cm.
S'il s'agit d'un semi-conducteur cela est notamment entre 0,1 et 50mOhm.cm (bornes incluses), de préférence entre 5 et 50mOhm.cm (bornes incluses).
De préférence, dans le cas de premiers éléments optiques (métalliques) rapportés sur la première face (au-dessus) on calcule ce nombre en projetant les éléments optiques éventuellement sur la première face. Si deux premiers éléments optiques (métalliques) sont en coïncidence exacte l'un au- dessus de l'autre on compte ces deux éléments optiques.
Selon l'invention, le terme couche est pris au sens large il peut s'agir de dépôt(s) de matière, de film(s) rapporté(s). Il peut s'agit d'une monocouche de matière ou d'une multicouche de matière(s).
Le milieu non métallique (notamment la couche séparatrice, la couche couvrante) est choisi pour faiblement absorbant le moins possible et être même le plus transparent possible.
De préférence :
- l'absorption de l'ensemble substrat/(sous couche(s))/ (couche réceptrice)/ premiers éléments optiques /couche séparatrice est d'au plus 10% et mieux d'au plus 5%,
- l'absorption de l'ensemble substrat/(sous couche(s))/(couche réceptrice) / premiers éléments optiques /(couche séparatrice)/ couche couvrante est d'au plus 10% et mieux d'au plus 5%.
De préférence: - la transmission lumineuse TL (ou au moins la transmission à 550nm) de l'ensemble substrat//(sous couche(s))/(couche réceptrice)/ premiers éléments optiques /couche tampon)/couche séparatrice est d'au moins 75% mieux d'au moins 80%
- la transmission lumineuse (ou au moins à 550nm) de l'ensemble substrat//(sous couche(s))/(couche réceptrice)/ premiers éléments optiques /couche tampon)/couche séparatrice/couche couvrante est d'au moins 75% mieux d'au moins 80%.
La TL ou la transmission à 550nm est mesurée à l'aide d'un spectro- photomètre.
On peut prévoir une première région avec des premiers éléments optiques métalliques et une deuxième région au-dessus de la première région en direction opposée au substrat) de premiers éléments optiques métalliques différents ou identiques.
Par exemple, au moins une deuxième monocouche de premiers éléments optiques (métalliques), sous forme de nanoobjets, est au-dessus de la première monocouche de premiers éléments optiques rapportés sur le substrat. Entre les première et deuxième couche il peut y avoir une couche de préférence haut indice.
Dans le mode de réalisation préféré avec des nanopalets métalliques:
- les nanopalets sont à base d'argent, pur ou allié,
- E1 dans une gamme de 2 à 3,
- L1 de 20 à 100nm ou 120nm et/ou de préférence E1 de 8 ou de 10 à 30nm,
- et même 0,5L1 <W1≤L1 mieux 0,8L1 <W1≤L1 ,
- une couche séparatrice entre les nanopalets est d'indice de réfraction d'au moins 1 ,7 à 550nm, de préférence couche d'oxyde(s)
- une éventuelle couche couvrante couvre les nanopalets et est d'indice de réfraction d'au moins 1 ,7 à 550nm, couche séparatrice et couvrante pouvant être une seule couche,
- l'ensemble couche séparatrice et couche couvrante étant d'épaisseur Er inférieure à 1 μιτι et même à 250nm ou à 150nm, et même de préférence l'épaisseur entre le substrat et l'électrode étant inférieure à 5μιτι et même à 1 μιτι et même à 250nm ou à 150nm, - éventuellement le nanopalet est entouré ou au moins comporte sur sa surface une couche bas indice de réfraction, de préférence d'au plus 100nm, notamment sous la couche couvrante (haut indice).
Le support extracteur selon l'invention peut comprendre en outre une électrode sous forme d'une couche électroconductrice mono ou multicouche:
- continue,
- ou discontinue notamment arrangée en grille, métallique, éventuellement planarisée par une couche électroconductrice (minérale ou polymère),
notamment directement sur la couche séparatrice choisie diélectrique et/ou directement sur la couche couvrante choisie diélectrique.
Pour une couche pleine on peut citer un TCO (ITO etc) ou un multi- couches métalliques. Pour une couche métallique discontinue on peut citer une grille telle que décrite dans le brevet WO2009071821 .
La largeur A des pistes peut être inférieure à 30μιτι, de préférence 1 à
20μιτι, encore plus préférentiellement de 1 ,5μιτι à 15μιτι.
La distance B entre deux pistes peut être d'au moins 50μιτι et même d'au moins 200μιτι et B est inférieur à 5000μιτι, mieux inférieur à 2000μιτι voire Ι ΟΟΟμηπ.
Une autre caractérisation possible d'une électrode métallique discontinue
(en pistes, en grille), de préférence en argent, a un taux de couverture T qui est de préférence inférieur à 25% et encore mieux à 10%, et même à 6% et à 2%.
L'épaisseur moyenne des pistes peut être entre 100nm et 5μιτι, encore plus préférentiellement de 0,5 à 3μιτι, voire même entre 0,5 et 1 ,5μιτι pour con- server aisément une transparence et une haute conductivité.
Le réseau de pistes métalliques peut être irrégulier. Les pistes peuvent être en bandes disjointes ou de préférence interconnectées notamment pour former des mailles.
Avantageusement, l'électrode selon l'invention (grille ou couche conti- nue) peut présenter une résistance carré inférieure ou égale à 5Ohm/carré, voire inférieure ou égale à 10hm/carré, voire même 0,5Ohm/carré.
Un revêtement électroconducteur sur la grille métallique peut de par sa résistivité, sa couverture de la grille et son épaisseur, contribuer à une meilleure répartition du courant. La surface de ce revêtement électroconducteur peut être destinée de préférence à être en contact avec les couches organiques de l'OLED : notamment la couche d'injection de trous (« HIL » en anglais) et/ou la couche de transport de trous (« HTL » en anglais) ou faire partie de l'HIL ou de L'HTL ou jouer le rôle d'HTL ou HIL.
Ce revêtement électroconducteur est monocouche ou multicouche par exemple un polymère conducteur (tels que ceux déjà précités) ou encore en oxyde d'étain, oxyde d'indium, oxyde de zinc, oxyde de molybdène Mo03, oxyde de de tungstène W03, oxyde de vanadium V205, ITO, IZO, SnZnO.
Le support extracteur selon l'invention peut comprendre en particulier une couche métallique arrangée en pistes métalliques, notamment en grille, faisant partie d'une électrode :
- entre les premiers éléments optiques métalliques et/ou en dessous des premiers éléments optiques métalliques
- ou au-dessus des premiers éléments optiques métalliques.
Si au-dessus, il est souhaitable qu'au moins un des premiers éléments optiques (métalliques) et de préférence plusieurs premiers éléments optiques (métalliques) soient en regard des zones entre les pistes métalliques.
Ainsi, alternativement ou cumulativement à la présence d'une couche métallique en pistes, le support extracteur selon l'invention peut comprendre une couche électroconductrice transparente non métallique, en polymère conducteur ou en oxyde transparent conducteur, faisant partie (ou même formant) de l'électrode et
- couvrant les premiers éléments optiques métalliques, notamment di- rectement couvrant les premiers éléments optiques,
- et/ou soit présente entre les premiers éléments optiques métalliques, faisant partie d'une couche séparatrice, soit couvrant une couche séparatrice entre les premiers éléments optiques, notamment formant une électrode transparente.
Cette couche électroconductrice non métallique est monocouche ou multicouche par exemple un polymère conducteur (tels que ceux déjà précités) ou encore en oxyde d'étain, oxyde d'indium, oxyde de zinc, oxyde de molybdène Mo03, oxyde de de tungstène W03, oxyde de vanadium V205, ITO, IZO, SnZnO. On entend plus précisément par matière métallique pour le premier élément optique un matériau à base de métal pur ou allié. Le premier élément optique peut être une monocouche ou monolithique ou une multicouche métallique.
La matière métallique est métallique au sens classique, notamment à base d'un métal élémentaire tel que l'argent, l'or, l'aluminium, le cuivre, le nickel, le platine et leurs alliages.
Le premier élément optique métallique peut être même être formé d'une couche de particules électronductrices jointives.
Le premier élément optique métallique peut donc être composé d'un assemblage de particules métalliques, en une monocouche ou une plusieurs couches, en contact électrique ou dans une matrice électroconductrice par exemple métallique et d'un autre métal.
La surface du premier élément optique métallique peut être éventuelle- ment revêtue par une couche fonctionnelle non métallique :
- protection contre l'oxydation, la corrosion,
- couche bas indice de réfraction.
Le substrat transparent, diélectrique, de préférence polymère, plastique et/ou verrier notamment un vitrage d'épaisseur quelconque la plus mince pos- sible, notamment en verre minéral notamment ultramince, un textile de verre, substrat éventuellement composite par exemple toile de verre dans une matrice polymère.
Le substrat peut être un polymère thermoplastique transparent, par exemple en polyéthylène, en polyester, en polyamide, en polyimide, en poly- carbonate, en polyuréthane, en polyméthacrylate de méthyle, ou en un polymère fluoré. Dans ce cas, on privilégie pour la couche séparatrice et/ou pour la couche couvrante une couche d'oxyde, de nitrure ou d'oxynitrure déposée par sol gel, par PVD ou CVD, ou encore une couche polymérique plutôt qu'un émail. La couche réceptrice peut être sur ou faire partie d'une (multi)couche barrière par exemple comme décrite dans la demande de brevet.
Le substrat peut présenter une deuxième face principale opposée à la première face et du côté de la sortie de la lumière. Cette deuxième face peut avoir une surface libre éventuelle texturée ou comporter des moyens externes d'extraction de la lumière connus en soi comme un réseau lenticulaire, moyens sous forme d'un dépôt ou d'un film rapporté en contact optique avec la deuxième face. Alternativement ou cumulativement la deuxième face peut comprendre une (multi)couche fonctionnelle classique (antireflets, anti salissures, hydrophobe etc).
Le substrat, notamment vitrage, peut être plan ou bombé, notamment un vitrage automobile (toit, pavillon, vitre latérale, custode, lunette arrière, pare- brise).
Le substrat, notamment vitrage, peut être assemblé de préférence du coté de cette deuxième face en double vitrage (isolant ou sous vide) ou triple vi- trage, voire être feuilleté à un autre vitrage en verre ou plastique.
Le substrat plastique est par exemple un polyéthylène téréphtalate (PET) par exemple d'épaisseur d'au moins 50μιτι et généralement d'au plus 250μηπ.
L'invention concerne enfin un dispositif OLED (à tout autre émetteur de lumière surfacique à modes guidés) incorporant le support extracteur de lumière, une électrode (au-dessus, sur et/ou entre les éléments optiques), un système électroluminescent organique sur l'électrode
Pour un système électroluminescent organique donné de spectre d'émission donné (monochromatique ou plurichromatique), on s'arrange pour que Xm soit dans le spectre d'émission.
Plusieurs méthodes sont envisageables pour la fabrication du premier élément optique en matière métallique, en particulier la lithographie électronique connue en soi.
Dans le cas des premiers éléments optiques, en nanopalet en particu- lier, une méthode consiste à utiliser la « HCL » pour « hole mask colloïdal litho- graphy » en anglais ou encore un démouillage du matériau métallique, de préférence de l'argent (dépôt d'une couche continue puis recuit par exemple sous azote).
Pour la fabrication des premiers éléments optiques en matière métal- lique via les trous borgnes du substrat ou les trous d'une couche structurée dessus on privilégie la lithographie électronique connue en soi.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention vont à présent être décrits en regard des dessins sur lesquels : • Les figures 1 , 1 bis, 1 ter, 2, 3, 4, 5, 5', représentent chacune une vue en coupe d'un dispositif OLED incorporant un support extracteur de lumière avec des nanopalets métalliques dans un milieu non métallique dans des modes de réalisation de l'invention.
· La figure 1 a représente une vue en perspective d'un nanopalet métalliques de l'exemple en figure 1 .
• La figure 1 b représente une vue en perspective de nanopalets métalliques posés sur le substrat verrier dans un mode de réalisation de l'invention.
· La figure 1 c représente une vue en perspective d'un nanopalet métallique avec un angle par rapport au substrat verrier dans un mode de réalisation de l'invention.
• Les figures 1 d à 1 n représentent en vues de dessus ou en perspective des exemples de nanopalets métalliques dans des modes de ré- alisation de l'invention.
• La figure 5" représente une vue de dessus de l'exemple de la figure 5' avec des nanopalets métalliques entre et dans une grille métallique dans un mode de réalisation de l'invention. Les figures ci-après sont schématiques et ne sont pas à l'échelle.
La figure 1 représente une vue schématique en coupe d'un dispositif OLED 1000 incorporant un support extracteur de lumière 100 dans un premier mode de réalisation de l'invention.
Le support extracteur de lumière 100 comporte un substrat diélectrique transparent 1 , ici un vitrage par exemple en verre silicosodocalcique, tel que le vitrage Planilux vendu par Saint Gobain Glass, par exemple d'épaisseur 1 ,1 mm. On peut préférer un verre clair, voire extraclair et le plus mince possible. En variante, il s'agit d'un plastique (rigide, semi rigide ou flexible) notamment en polyéthylène téréphtalate (PET), et présente par exemple une épais- seur de 200μιτι. La transmission lumineuse TL du substrat 1 est de préférence d'au moins 80% mieux d'au moins 90%. Le vitrage 1 est par exemple rectangulaire.
Le vitrage 1 présente une première face principale 1 1 et une deuxième face 10 principale opposée (du côté de la sortie de la lumière), surface libre éventuellement texturée ou comportant des moyens externes d'extraction de la lumière connus en soi. Alternativement ou cumulativement, la deuxième face 10 peut comprendre une (multi)couche fonctionnelles (antireflets, anti salissures, hydrophobe etc).
Des éléments d'extraction de lumière du système OLED dits éléments optiques 2, métalliques, sont liés à la première face 1 1 de manière non métallique ici via une couche dite couche réceptrice 14 non métallique, par exemple diélectrique, haut indice et de préférence d'indice de réfraction n d'au plus 3,5 à 550nm mieux dans l'ensemble du spectre du visible et même d'au plus 2,5 à 550nm mieux dans l'ensemble du spectre du visible. La transmission lumineuse TL de l'ensemble vitrage 1 /couche réceptrice 14 est de préférence d'au moins 80% mieux d'au moins 90% et/ou la couche réceptrice 14 ne fait pas chuter la TL du vitrage 1 de plus de 5 %. La couche réceptrice peut avoir une fonctionnalité telle que l'accrochage ou la stabilité des éléments optiques et/ou être inhérente au procédé de fabrication.
Chaque élément optique 2 est un élément métallique avec une surface dite basse ou interne 21 orienté vers la première face, ici en contact s3 avec la couche réceptrice 14, une surface dite externe ou haute 22 à l'opposé de la surface interne, une tranche définissant des bords latéraux opposés 23, 24.
Dans ce premier mode de réalisation, plus précisément, chaque élément optique 2 correspond à un nanopalet plus large qu'épais, qui dans une forme simple ici est un nanodisque, cylindre droit avec une base circulaire comme montré en zoom en figure 1 a.
Les nanopalets 2, en matière métallique de préférence en argent, pré- sentent ainsi chacun des première, deuxième et troisième dimensions nanomé- triques:
- la première dimension, dite longueur L1 , étant la plus grande et suivant un axe X1 ,
- la deuxième dimension, dite épaisseur E1 , étant suivant un axe Z1 perpendiculaire à X1 et étant la plus petite des dimensions perpendiculaires à X1 ,
- la troisième, dite largeur W1 , étant suivant un axe Y1 perpendiculaire à X1 et Z1 ,
- avec L1 /E1 >1 ,5 et mieux L1 /E1 >2, et avec L1 /E1 <20 - et avec W1 >1 ,5E1 et 0.3L1 <W1 <L1 .
Un plan P1 est formé par deux vecteurs ι ei f respectivement parallèles à X1 et Y1 et passant par un point A du nanopalet le plus proche de la première face en regard du nanopalet comme montré en figure 1 a.
Dans cette forme simple en nanodisque, L1 est ici égale à W1 . En variantes :
- la surface haute et/ou basse n'est pas plane (restant définie par une courbe fermée), par exemple demi-sphérique (en dôme)
- et/ou le cylindre suivant Z1 n'est pas droit (surface basse et surface haute partiellement en regard l'une de l'autre).
Le substrat présente un plan PO, plan local c'est-à-dire en regard du premier élément optique, défini par des axes X et Y perpendiculaires entre eux et par un axe Z normal au plan PO.
Le nanopalet 2 est de préférence (quasi) invariant par rotation autour de l'axe Z, comme ici un nanodisque.
Les nanopalets 2 sont ici posés à l'horizontale sur la couche 14 (ou en variante la première face directement) donc le plan P1 forme avec le plan PO un angle a nul. L'épaisseur E1 est donc suivant Z et X1 et Y1 sont dans le plan PO.
Comme montré en figure 1 b, les nanopalets 2 sont dispersés sur la couche réceptrice et espacés par exemple de manière aléatoire sans être en contact les uns avec les autres. De préférence la majorité et même au moins 80% sont distants entre eux d'au moins 100nm, de préférence d'au moins 200nm et même d'au moins 250nm.
De manière plus générale, on peut tolérer une certaine inclinaison du nanopalet 2 vis-à-vis du substrat 1 . Comme montré en figure 1 c, pour un nanopalet 2 représenté en forme de nanodisque par simplicité, le plan P1 forme avec le plan PO un angle a d'au plus 30° et de préférence d'au plus 10° et même d'au plus 5° ou encore d'au plus 2°.
Chaque nanopalet 2 est en outre entouré par un milieu non métallique et d'indice de réfraction n0 d'au plus 3,5 à 550nm mieux dans l'ensemble du spectre du visible et même d'au plus 2,5 à 550nm mieux dans l'ensemble du spectre du visible.
Ce milieu peut être défini comme la matière environnante qui entoure le nanopalet 2 à la longueur d'onde dans le visible divisée par l'indice de réfraction dans le visible du milieu. On peut considérer que l'épaisseur du milieu tout autour du nanopalet 2 est d'au plus 150nm et même d'au plus 10Onm.
Les milieux non métallique des nanopalets 2 sont de préférence en matière identique et de dimension sensiblement identique. Donc tous les nanopa- lets partagent la même matière environnante de préférence.
Ici, une couche 40, plus épaisse que les nanopalets, présente entre les nanopalets, forme couche séparatrice, et est ici directement sur les nanopalets, sur la surface haute 22. Cette couche 40 est d'indice de réfraction d'au plus 3,5 à 550nm - mieux dans l'ensemble du spectre du visible- et de préférence supérieure à 1 ,7 même à 1 ,8 et mieux d'au plus 2.
Le milieu de chaque nanopalet (identique pour tous) comprend ici :
- la couche 40, séparatrice et couvrante, haut indice
- la couche réceptrice 14.
Le milieu est hétérogène notamment si la couche réceptrice 14 en ma- tériau distinct de la couche séparatrice et/ou de la couche couvrante. On préfère que chacun des matériaux du milieu hétérogène soit d'indice d'au plus 3,5 et même d'au plus 2,5.
W1 , L1 et E1 sont telles que chaque nanopalet métallique 2 dans son milieu non métallique a une section efficace de diffusion qui présente une réso- nance de longueur d'onde Xm dans l'air dans une gamme allant de 380 à 780nm,
Cette résonance est avantageusement excitable par une onde électromagnétique plane progressive, monochromatique et de longueur d'onde dans l'air λΕ dans le spectre visible, définie par un champ magnétique H polarisé pa- rallèlement au plan PO et orthogonalement à la direction de propagation qui est quant à elle dans le plan PO et parallèle à la projection orthogonale de L1 sur le plan PO.
Le choix du métal et l'indice de réfraction n0 du milieu influe sur W1 , E1 et L1 .
W1 , L1 et E1 peut varier d'un nanopalet 2 à l'autre, de même que la forme, la matière métallique et l'orientation.
Xm peut varier d'un nanopalet à l'autre.
Des éléments de même dimensionnel ou architecture que les nanopalets mais mal orientés peuvent exister sans nuire à l'efficacité d'extraction. De préférence moins de 20% mieux moins de 10% et même moins de 5% sont des éléments optiques mal orientés.
La région de la couche 40 entre les nanopalets est dite couche ou région séparatrice, la région de la couche entre les nanopalets est dite couche couvrante et est de préférence de surface de faible rugosité locale.
Cette couche 40 peut être formée après que les nanopalets soient sur la couche réceptrice 14. La couche 40 est diélectrique de haut indice de réfraction, c'est-à-dire d'indice de réfraction d'au moins 1 ,7 et même d'au moins 1 ,8 et de préférence d'au plus 2 à 550nm, mieux dans l'ensemble du spectre du visible. L'épaisseur est la plus mince possible en particulier submicronique. Il s'agit ici d'une seule couche mais qui peut être faite en plusieurs étapes de dépôt.
Les nanopalets sont arrangés en une monocouche sur la couche réceptrice. Toutefois, on peut avoir plusieurs monocouches de nanopalets ou même avoir d'autres éléments optiques (classiques etc) dispersés au sein de la couche 40.
Une électrode 5 transparente est sur la région couvrante de la couche 40 directement ou indirectement via une couche fonctionnelle diélectrique (barrière etc) par exemple une couche en nitrure de silicium ou de titane.
Cette électrode transparente est formée d'un TCO, par exemple ITO ou à base de ZnO (AZO, IZO, AGZO, IGZO) ou d'empilement de couche minces à l'argent (une ou plusieurs couches argent) par exemple AZO/Ag /ITO. Des empilements à l'argent sont décrits dans les documents WO2008/029060, WO2008/059185, WO 2009/083693, WO2013/098532.
La surface haute 22 est de préférence distante d'une distance dL de l'électrode 5, notamment de la couche métallique continue la plus proche, supérieure à 200nm et même de toute matière métallique rajoutée.
Cette électrode transparente comporte en variante une électrode métallique pur ou allié, de préférence argent voire aluminium, discontinue, notam- ment en grille avec un taux de couverture ajusté pour la transparence choisie.
La couche réceptrice 14 est organique et/ou minérale, de préférence diélectrique, transparente (peu absorbante). Si nécessaire, on ajuste son épaisseur pour éviter trop d'absorption. La couche réceptrice 14 est directement sur la première face ou sur une sous couche fonctionnelle connue en soi (mono couche ou empilement barrière aux alcalins, à l'eau...). Dans une configuration, cette couche réceptrice 14 est un revêtement de la première face (ou d'une sous-couche). Elle peut former une couche promotrice d'adhésion avec le nanopalet pour éviter son décollement et/ou sa désorientation.
La matière du nanopalet est de préférence en argent (pur voire allié). S'il s'agit d'un nanopalet en multicouche (multimatériaux) métallique, de préférence au moins 70%, au moins 80% et même au moins 95% de l'épaisseur de la multicouche est en argent.
La couche réceptrice 14 est en contact adhésif avec la première face 1 1 , est un dépôt déposé par tout moyen commun : voie liquide, par PVD ou CVD.
L'électrode 5, de préférence une anode, est ensuite couverte de manière classique d'un système électroluminescent organique 6 et d'une cathode 7.
Le procédé de fabrication des nanopalets peut induire une faible dispersion de la taille et/ou de la forme.
Comme matériaux préférés :
- pour le nanopalet : argent pur ou allié
- pour la couche 40 : un oxyde de titane (sol gel ou par PVD), de zir- conium ou leurs mélanges, sol gel de silice (typiquement d'indice de réfraction à 1 ,44) chargée avec des (nano)particules de plus haut indice de réfraction, comme l'oxyde de titane de préférence d'au moins 60% en fraction volumique, un émail (de préférence en couche sub- micronique)
- pour la couche réceptrice 14: nitrure de silicium ou sol-gel de Ti et/ou
Zr (éventuellement avec de la silice).
En variante non représentée, les nanopalets peuvent être logés par exemple figés, partiellement dans la couche réceptrice 14. Des exemples alternatifs de nanopalets métalliques (le milieu non métallique n'est pas montré) sont montrés en figures 1 d à 1 n.
Le nanopalet 2 peut avoir une base circulaire ou ovale 21 et une section trapézoïdale comme montré en figure 1 d et 1 e. La surface basse 21 peut être supérieure à la surface haute 22 (figure 1 a) ou l'inverse (figure 1 e). Le nanopalet 2 peut être un parallélépipède comme montré en figure 1 f. Plus généralement, la surface basse 21 ou base du nanopalet est une courbe fermée de préférence plane.
La base du nanopalet, de préférence cylindrique et mieux cylindre droit, peut être circulaire (figure 1 g), rectangulaire (figure 1 h), carré (figure 1 i), à contours irréguliers (figure 1j), triangulaire (figure 1j).
Le nanopalet 2 peut avoir une base 21 ovale et former un nanodôme comme montré en figure 1 1 et 1 m. La base 21 peut être posée sur la couche réceptrice ou le sommet du dôme est posé sur la couche réceptrice en alterna- tive.
Le nanopalet 2 peut être de forme en chapeau chinois comme montré figure 1 n.
La figure 1 bis représente une vue schématique en coupe d'un dispositif OLED 1000b incorporant un support extracteur de lumière 100b dans une variante du premier mode de réalisation de l'invention et qui diffère du premier mode de réalisation par le choix de la couche couvrante 40' qui est électroconductrice, non métallique, en polymère conducteur ou en TCO comme par exemple ITO ou AZO ou IZO (ou une multicouche de TCO) et forme de préfé- rence l'électrode 5'.
La figure 1 ter représente une vue schématique en coupe d'un dispositif OLED 1000c incorporant un support extracteur de lumière 100c dans une variante du premier mode de réalisation de l'invention qui diffère du premier mode par le nombre de couches ou zones avec des nanopalets.
En effet, on insère d'autres nanopalets 2 identiques ou distincts aux nanopalets précités 2 (forme et/ou taille) éventuellement sur une autre couche réceptrice (optionnelle ici en pointillés) 14b, de haut indice de réfraction, sur la couche couvrante initiale.
La couche couvrante est alors plus précisément divisée en deux couches respectivement couche inférieure 40a (couvrante première zone de nanopalets) et couche supérieure 40b (couvrante deuxième zone de nanopalets) d'épaisseurs (submicroniques) distinctes ou égales. La couche supérieure 40b par exemple est plus épaisse que la couche inférieure 40a, pour une fonction de planarisation. La couche inférieure 40a peut aussi être de nature différente de la couche supérieure 40b et même de bas indice de réfraction, surtout si de faible épaisseur de moins de 100nm. Un nanopalet 2 de la première zone peut être en coïncidence ou en décalé d'un nanopalet 2 de la deuxième zone.
La figure 2 représente une vue schématique en coupe d'un dispositif OLED 2000 incorporant un support extracteur de lumière 200 dans un deuxième mode de réalisation de l'invention.
Ce support 200 diffère en ce que les nanopalets 2 (dont la surface haute 22) sont couverts directement par une couche 41 , par exemple déposée par voie liquide ou PVD, d'épaisseur inférieure à l'épaisseur (maximale) des nanopalets 2. Par exemple les nanopalets 2 sont sur un substrat plastique 1 ' surmonté dur une couche réceptrice 14 haut indice.
La couche 41 forme aussi une fine couche séparatrice entre les nano- palets 2 et peut être une couche bas indice de réfraction dans le visible (inférieur à 1 ,6 et même d'au plus 1 ,5 à 550nm) notamment d'épaisseur d'au plus 100nm, ou être haut indice de réfraction.
La couche 42 couvre l'ensemble, et comme la couche 41 , est diélectrique. Elle est haut indice de réfraction dans le visible (d'au moins 1 ,7 et même 1 ,8 et d'au plus 2 de préférence), et de préférence d'épaisseur submicronique même d'au plus 300nm ou encore d'au plus 150nm. La couche couvrante 42 est sur la couche 41 (indirectement sur les nanopalets) et également entre les nanopalets et permet par exemple encore de planariser localement.
Comme matériaux préférés :
- pour le nanopalet : argent pur ou allié
- pour la couche 42 : un oxyde de titane (sol gel ou par PVD), de zir- conium ou leurs mélanges, de la silice notamment sol gel (typiquement d'indice de réfraction à 1 ,44) chargée avec des (na- no)particules de plus haut indice de réfraction, comme l'oxyde de ti- tane de préférence d'au moins 60% en fraction volumique, un émail
(en couche submicronique)
- pour la fine couche séparatrice 41 :
- une couche bas indice de réfraction comme de la silice éventuellement poreuse faite par voie sol gel, - une couche haut indice de réfraction comme un oxyde de titane, de zirconium ou leurs mélanges, une couche de sol gel de silice (typiquement d'indice de réfraction à 1 ,44) chargée avec des (na- no)particules de plus haut indice de réfraction, comme l'oxyde de titane à hauteur de 60% en fraction volumique sans dépasser
70%,
- comme substrat plastique : un PET (ou en variante un vitrage minéral). La figure 3 représente une vue schématique en coupe d'un dispositif
OLED 3000 incorporant un support extracteur de lumière 300 dans un troisième mode de réalisation de l'invention.
Ce support 300 diffère du premier mode de réalisation en ce qu'une couche 41 ' dite séparatrice d'épaisseur inférieure à l'épaisseur (maximale) des nanopalets est entre ces nanopalets sans les recouvrir. La couche séparatrice 41 ' peut être une couche bas indice de réfraction et de préférence d'au plus 100nm ou haut indice de réfraction. La couche 42 est couvrante et diélectrique, haut indice de réfraction dans le visible (d'au moins 1 ,7 et même 1 ,8 et de préférence d'au plus 2 à 550nm), de préférence submicronique même d'au plus 300nm ou encore d'au plus 150nm. La couche 42 est directement sur la couche séparatrice 41 ' et directement sur les nanopalets 2 et également entre les nanopalets et permet par exemple encore de planariser localement. La couche 14 est haut indice.
Si nécessaire (dans ce mode de réalisation ou les autres) on rajoute une couche 43 entre la couche couvrante 42 et l'électrode 5 comme par exemple une couche d'(oxy)nitrure de silicium ou de titane qui peut servir par exemple de protection en cas de gravure de l'électrode, typiquement par une solution acide. Cette couche 43 par exemple d'épaisseur inférieure ou égale à 30nm et de préférence supérieure ou égale à 3nm voire à 5nm.
Les matériaux préférés sont identiques à ceux du deuxième mode de réalisation. La figure 4 représente une vue schématique en coupe d'un dispositif OLED 4000 incorporant un support extracteur de lumière 400 dans un quatrième mode de réalisation de l'invention.
Ce support diffère du premier mode de réalisation en ce que la couche 44 (séparatrice et couvrante), diélectrique, est une couche bas indice de réfraction dans le visible, par exemple une couche de silice. De préférence, son épaisseur est d'au plus 100nm et même d'au plus 50nm. Elle n'est pas nécessairement une couche de planarisation.
On peut préférer dans cette configuration une électrode 5 sans couche métallique, notamment qui est un TCO (ITO etc) ou un polymère transparent conducteur car la distance nanopalet métallique 2 et électrode 5 est relativement proche. On peut aussi choisir d'intercaler entre la couche 44 et l'électrode une couche diélectrique fonctionnelle haut indice de réfraction comme une couche à base de nitrure de silicium ou de nitrure de titane ou d'oxyde de ti- tane (et de zirconium).
La couche séparatrice 44 peut être du même oxyde métallique ou de silicium que la couche réceptrice 14' notamment en couche sol gel. L'interface (ici en pointillés) n'est pas forcément discernable.
Le substrat peut être un verre minéral ou en variante un plastique, même un film plastique.
Les matériaux préférés pour le nanopalet 2 sont identiques à ceux du premier mode de réalisation. Pour la couche 44 on peut choisir de la silice déposée par CVD ou par sol gel et éventuellement poreuse (avec élimination de l'agent porogène) comme par exemple décrit dans le document WO2008/059170.
La figure 5 représente une vue schématique en coupe d'un dispositif OLED 5000 incorporant un support extracteur de lumière 500 dans un cinquième mode de réalisation de l'invention qui diffère du premier mode de réali- sation par le choix de l'électrode qui comporte une couche métallique discontinue 5a, de préférence à base d'argent, sous formes de pistes métalliques.
La couche métallique discontinue 5a peut être arrangée en grille régulière ou irrégulière : pistes interconnectées formant des mailles de toute forme ou bandes disjointes alimentées en périphérie (par des zones de contact élec- triques courant appelées bus bar(s)) notamment sur des bords opposés de l'électrode) de préférence de manière commune.
Une couche électroconductrice 50 (moins électroconductrice que les pistes métalliques 5a) couvre les pistes métalliques 5a et de préférence remplit au moins la région supérieure voire toutes les zones entre les pistes métalliques. Cette matière 50 peut donc servir planariser localement notamment les pistes métalliques et pour aplanir le dénivelé causé par les pistes. Cette couche 50 peut être en polymère transparent conducteur tel que PEDOT/PSS ou en TCO tel que ITO, AZO... Il peut s'agir en variante d'une couche faisant partie du système organique électroluminescent 6.
Bien sûr, toutes les configurations de nanopalets dans leurs milieux des modes de réalisation précédents et suivants sont possibles avec une telle électrode.
Les nanopalets 2 sous les pistes métalliques peuvent être proches des pistes métalliques et il est préférable de privilégier la présence de nanopalets métalliques décalés des pistes métalliques 5a.
La figure 5' représente une vue schématique en coupe d'un dispositif OLED 5000' incorporant le support extracteur de lumière 500' dans une va- riante du cinquième mode de réalisation par le positionnement de l'électrode discontinue 5a. En particulier la couche discontinue métallique 5a, formée de pistes métalliques en maille (ou en parallèle), de préférence en argent, est directement sur la couche réceptrice 14.
La couche discontinue métallique 5a peut recouvrir un ou des nanopalets 2X déjà présent(s) et qui deviennent inopérants (ne sont plus dans un milieu non métallique selon l'invention) et ne gênent ou influent peu sur les performances électriques ou sur la rugosité de la couche métallique 5a.
La matière électroconductrice 50 (moins électroconductrice que les pistes métalliques 5a) forme une couche couvrante 40' qui couvre en outre di- rectement les nanopalets (la surface haute 22) en plus de couvrir les pistes métalliques 5a.
Les pistes métalliques 5a de l'électrode discontinue (ici en maille, ou parallèles...) sont étroites et très espacés, comme montré en vue de dessus en figure 5". EXEMPLES DE RESONANCE
On choisit des nanopalets en argent en forme de nanodisques (cylin- drique base circulaire et droit) de dimensions E1 (épaisseur), W1 (largeur), L1 (longueur). Les nanopalets sont du côté de la première face d'un substrat en verre d'indice de réfraction n=1 ,5 environ dans le visible.
W1 , L1 et E1 sont telles que le nanopalet dans son milieu non métallique a une section efficace de diffusion qui présente une résonance à une lon- gueur d'onde m dans le visible et est même inférieure à 700nm.
Les nanopalets sont plus précisément sur une couche réceptrice haut indice comme un nitrure de silicium, un oxyde de titane et/ou de zirconium etc), sur la premièreface. Entre et directement sur ces nanopalets est présente une couche haut indice choisie parmi un émail, une couche sol gel ou même un dépôt par PVD. Cette couche séparatrice et couvrante est submicronique et mieux d'au plus 200nm et même 100nm. La couche réceptrice peut être en même matière que la couche séparatrice et couvrante et ainsi l'interface n'est pas nécessairement discernable.
Deux exemples sont consignés dans le tableau suivant en prenant l'indice du milieu à 1 ,8.
Exemples W1 (nm) L1 (nm) E1 (nm) λιη (nm)
1 70 70 30 645
2 25 25 10 570

Claims

REVENDICATIONS
1 . Support extracteur de lumière (100 à 500') notamment lumière émise d'une source lumineuse surfacique comme un système électroluminescent organique (7), comportant:
- un substrat, transparent (1 , 1 ') et diélectrique, avec une face principale (1 1 ), dite première face, substrat d'indice de réfraction ns d'au plus 1 ,65 à 550nm
- des éléments d'extraction de lumière (2), dits éléments optiques, disjoints et liés à la première face, chaque élément optique étant dans un milieu non métallique qui est d'indice de réfraction n0 d'au plus 3,5 à 550nm,
caractérisé en ce qu'au moins une partie des éléments optiques, dits premiers éléments optiques (2) sont en matière métallique, tridimensionnels, et présentent chacun des première, deuxième et troisième dimensions nanométriques, la première dimension, dite longueur L1 , étant la plus grande et suivant un axe X1 , la deuxième dimension, dite épaisseur E1 , étant suivant un axe Z1 perpendiculaire à X1 et étant la plus petite des dimensions perpendiculaires à X1 , la troisième, dite largeur W1 , étant suivant un axe Y1 perpendiculaire à X1 et à Z1 , avec L1 /E1 >1 ,5 et L1 /E1 <20, en ce que chaque premier élément optique est un nanopalet (2), avec W1≥1 ,5E1 , et 0,3L1 <W1≤L1 , un plan P1 étant formé par deux vecteurs ΐ et / respectivement parallèles à X1 et Y1 et passant par un point A du nanopalet le plus proche de la première face en regard du nanopalet, en ce que L1 , E1 et W1 de chaque premier élément optique étant telles que chaque premier élément optique dans ledit milieu non métallique a une section efficace de diffusion qui présente une résonance à une longueur d'onde m dans l'air dans une gamme allant de 380 à 780nm, en ce que le substrat présentant un plan P0, pour chaque nanopalet le plan P1 forme avec le plan P0 un angle a d'au plus 30°
et en ce que les premiers éléments optiques sont liés à la première face en étant sur une couche réceptrice (14) non métallique intercalée entre les premiers éléments optiques et la première face, couche d'indice de réfraction d'au moins 1 ,7 et de préférence d'au moins 1 ,8.
2. Support extracteur de lumière (100 à 500') selon la revendication précédente caractérisé en ce que la couche réceptrice (14), est constituée d'au moins un matériau, de préférence diélectrique, choisi parmi :
- un oxyde, de préférence diélectrique, notamment de l'un au moins des éléments suivants : Ti, Zr,
- un (oxy)nitrure notamment de silicium ou encore de titane,
- un oxyde transparent conducteur ou TCO, dopé ou non.
3. Support extracteur de lumière (100 à 500') selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la couche réceptrice (14) présente une épaisseur inférieure à 200nm et même inférieure à 100nm.
4. Support extracteur de lumière (100 à 500') selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'espacement T1 entre la majorité des premiers éléments optiques adjacents est d'au moins 200nm et même d'au moins 250nm et/ou le nombre de nanopalets par unité de surface est supérieur à 1 par μιη2 et même de préférence supérieur à 3 par μιη2 et inférieur à 10 par μιη2.
5. Support extracteur de lumière (100 à 500') selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une couche dite couvrante non métallique (40,) couvrant les premiers éléments optiques (2), de préférence formant planarisation des premiers éléments optiques notamment qui sont en saillie de la première face, éventuellement étant présente entre les premiers éléments optiques formant ainsi également une couche dite séparatrice, la couche couvrante étant d'épaisseur inférieure à 5μιτι, de préférence inférieure à 1 μιτι.
6. Support extracteur de lumière (100 à 500') selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une couche dite couvrante non métallique (40) couvrant les premiers éléments optiques (2), éventuellement étant présente entre les premiers éléments optiques formant ainsi également une couche dite séparatrice, et en ce que la couche couvrante non métallique est à base d'un matériau qui est choisi parmi l'un au moins des matériaux suivants:
- une matière verrière, notamment un émail,
- un oxyde à base de l'un au moins des éléments suivants : Si, Ti, Zr et leurs mélanges notamment une silice, un oxyde de titane, un oxyde de ti- tane et de zirconium, un oxyde de zirconium, de la silice chargée avec des nanoparticules de haut indice de réfraction
- un oxyde transparent conducteur, notamment à base de l'un au moins des éléments suivants : Sn, In, Zn et leurs mélanges
- un nitrure ou oxynitrure métallique ou de silicium,
- un polymère transparent notamment sulfuré, un PEDOT, un PEDOT/PSS,
et/ou un empilement desdits matériaux.
7. Support extracteur de lumière (100 à 500') selon l'une des revendica- tions précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une couche dite couvrante, non métallique (40), couvrant les premiers éléments optiques (2), notamment étant présente entre les premiers éléments optiques formant ainsi également une couche dite séparatrice, couche couvrante d'indice de réfraction à 550nm d'au moins 1 ,7, notamment entre 1 ,8 et 1 ,9 et de préférence d'au plus 2.
8. Support extracteur de lumière (400) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une couche dite séparatrice bas indice, non métallique (44) entre les premiers éléments optiques (2), d'indice de réfraction inférieur à 1 ,7 à 550nm et de préférence d'au plus 1 ,5, notamment une couche à base de silice.
9. Support extracteur de lumière (100 à 500') selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une couche dite séparatrice non métallique (40) entre les premiers éléments optiques (2), d'indice de réfraction d'au moins 1 ,7 à 550nm et de préférence d'au plus 2, notamment entre 1 ,8 et 1 ,9.
10. Support extracteur de lumière selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que pour au moins un des premiers éléments optiques, le milieu comprend un milieu tampon, non métallique, d'indice de réfraction inférieur à 1 ,6 à 550nm, sur le premier élément optique voire même entourant le premier élément optique, de préférence d'épaisseur d'au plus 100nm, milieu tampon de préférence en partie au-dessus de la première face en particulier adjacent à une couche séparatrice entre les premiers éléments optiques (2) d'indice de réfraction d'au moins 1 ,7 à 550nm.
1 1 . Support extracteur de lumière (500) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une couche métallique arrangée en pistes métalliques (5a), notamment en grille, faisant partie d'une électrode, entre les premiers éléments optiques (2) et/ou au-dessus des premiers éléments optiques notamment sur une couche couvrante, de préférence diélectrique, sur les premiers éléments optiques.
12. Support extracteur de lumière (500') selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une couche électroconductrice transparente non métallique, à base de polymère conducteur et/ou d'oxyde transparent conducteur, couvrant les premiers éléments optiques et/ou entre les premiers éléments optiques notamment formant une électrode transparente.
13. Support extracteur de lumière (100 à 500') selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'angle a est d'au plus 5° pour la majorité des premiers éléments optiques.
14. Support extracteur de lumière (100 à 500') selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les nanopalets (2) présentent chacun les dimensions suivantes :
- L1 /E1 allant de 2 à 5 de préférence de 2 à 3,
- L1 inférieure à 200nm, de préférence de 30 à 150nm,
- E1 inférieure à 50nm, de préférence de 5nm à 30nm,
- 0,5LKW1≤L1 ,
- et sont de préférence à symétrie de révolution suivant Z1 .
15. Support extracteur de lumière (100 à 500') selon l'une des revendica- tions précédentes caractérisé en ce que les premiers éléments optiques
(2) sont espacés aléatoirement.
16. Dispositif OLED (1000 à 5000') incorporant le support extracteur de lumière selon l'une des revendications précédentes et comportant une électrode (5, 5a), un système électroluminescent organique (6) sur l'électrode.
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