WO2017068103A1 - Dispositif electronique organique a microstructures - Google Patents

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WO2017068103A1
WO2017068103A1 PCT/EP2016/075320 EP2016075320W WO2017068103A1 WO 2017068103 A1 WO2017068103 A1 WO 2017068103A1 EP 2016075320 W EP2016075320 W EP 2016075320W WO 2017068103 A1 WO2017068103 A1 WO 2017068103A1
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WO
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microstructure
substrate
electronic device
microstructures
organic
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Application number
PCT/EP2016/075320
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English (en)
Inventor
Bertrand Chambion
Original Assignee
Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/87—Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K59/873—Encapsulations

Definitions

  • the present invention is in the field of organic encapsulation of electronic components, as found for example in imagers or displays.
  • the invention relates to an organic electronic device and finds a particularly interesting application for components based on organic materials such as OLEDs.
  • OLED organic Light-Emitting Diode
  • OLED diode is a component that can produce light.
  • the structure of the OLED diode is relatively simple. Indeed, it is a superposition of several organic semiconductor layers between two electrodes of which at least one is transparent. More specifically, the basic structure of an OLED component consists in superimposing several layers of organic materials between a cathode and an anode.
  • Organic thin films typically include a hole transport layer, a transmission layer, and an electron transport layer.
  • the pixels of a color OLED screen are thus constituted so as to assume their own lighting. These pixels are in fact composed of three light-emitting diodes (one green, one blue and one red). These three diodes create their own light when subjected to a small potential difference or voltage.
  • These diodes whose thickness does not exceed one millimeter (the OLED diode stack is generally less than 100 nm), are composed of three layers of an organic semiconductor surrounded by a cathode and an anode, all based on a transparent support, called substrate, made of glass or plastic.
  • the component is hermetically encapsulated within a cavity in which a controlled atmosphere prevails.
  • components incorporating OLED materials are very sensitive to contaminants in the environment in which they are located.
  • contaminants there may be mentioned oxygen, water, or other chemical compounds that greatly degrade the performance of OLEDs stacks.
  • oxygen, water, or other chemical compounds that greatly degrade the performance of OLEDs stacks.
  • the water vapor degrades the interface between the electrode and the organic film, which results in the appearance of non-emissive black spots that penalize the quality of the device. This is why, after deposition, these types of stacks are protected and hermetically encapsulated by several layers that can be of different natures.
  • inorganic bonnet generally composed of thick glass covering and enveloping the component.
  • thin film deposited by the so-called atomic layer deposition technique or ALD for its acronym “Atomic Layer Deposition”.
  • organic encapsulants generally loaded with mineral particles.
  • OLEDs deposits are protected by two levels: a first thin-film protection and then a polymer organic encapsulation in conformal film form on OLEDs deposits. Finalized, the structure allows a curvature. It is known that the active layers and the thin-film protection are mechanically very fragile: only the van der Waals forces maintain their mechanical cohesion. In this context, it is essential to have a mechanical protection of the component concerned mechanically anchored to the substrate in order to improve the mechanical cohesion of the assembly.
  • a solution conventionally envisaged is to etch all the organic layers in order to recover a solid anchoring surface for protection and to place a bead of adhesive therein, as explained in the patent application US20040145309. This solution is not suitable for curved surface displays.
  • the aim of the invention is to overcome all or some of the problems mentioned above by proposing protection by organic encapsulation of components incorporating improved OLED type materials by virtue of the presence of microstructures integrated into the substrate making it possible to provide maximum mechanical cohesion between the substrate and the final polymer encapsulation protection.
  • the shape of the microstructures integrated into the substrate makes it possible to develop the contact surface between the polymer and each of the microstructures.
  • the presence of microstructures may also allow a better anchoring of the protective layer on the microstructures.
  • the subject of the invention is an organic electronic device comprising
  • At least one organic electronic component comprising at least one organic layer disposed on the substrate between an internal electrode and an external electrode
  • a chemical encapsulation layer comprising at least one inorganic layer covering the at least one electronic component
  • a mechanical encapsulation layer produced using one or more organic layers and defining a flat free surface characterized in that it comprises at least one microstructure integral with the substrate or the internal electrode embedded in the mechanical encapsulation.
  • the technical effect of the microstructure is to increase the contact area between the substrate and the organic encapsulation layer.
  • the at least one microstructure has a relief shape extending from the substrate into the mechanical encapsulation layer.
  • the at least one microstructure has a hollow shape in the substrate.
  • the electronic device according to the invention further comprises one or more organic layers disposed between the chemical encapsulation layer and the mechanical encapsulation layer.
  • the substrate is a thinned substrate.
  • the technical effect of this feature is to increase the flexibility of the device. It thus advantageously has a thickness of less than 50 microns.
  • the at least one organic layer of the organic electronic component is arranged so as not to cover the at least one microstructure.
  • the at least one microstructure is configured to improve the anchoring of the organic encapsulation layer on the at least one microstructure.
  • the at least one microstructure has a surface of contact with the surface of the substrate and a so-called characteristic section and the so-called characteristic section is greater than the surface of contact with the surface of the substrate.
  • the at least one microstructure is integrated into the at least one component.
  • the electronic device comprises a plurality of components disposed on the substrate in lines and columns forming a matrix and the at least one microstructure is positioned between two rows and two columns formed by four adjacent components.
  • the at least one microstructure is positioned between two components of a row or column.
  • the at least one microstructure is positioned at the periphery of the matrix.
  • the at least one component is an OLED.
  • the invention also relates to a display comprising such an electronic device.
  • the invention will be better understood and other advantages will appear on reading the detailed description of an embodiment given by way of example, a description illustrated by the attached drawing in which:
  • FIG. 1 schematically represents a sectional view of an organic electronic device according to the invention
  • FIG. 2 diagrammatically represents an embodiment of the invention comprising an OLED matrix and microstructures between four adjacent pixels
  • FIG. 3 represents a sectional view of another embodiment of the invention.
  • FIGS. 4a, 4b, 4c, 4d represent, seen from above, four variants of arrangement of the microstructures with respect to the components according to the invention.
  • FIGS. 5a, 5b, 5c, 5d show, in section, four examples of microstructures according to the invention.
  • FIGS. 6a, 6b, 6c show, in section, three examples of hollow microstructures according to the invention.
  • FIGS. 7a, 7b, 7c, 7d and 7e show, in section, five examples of relief microstructures according to the invention.
  • FIG. 1 shows schematically a sectional view of an organic electronic device 10 according to the invention.
  • the organic electronic device 10 comprises in a stack a substrate 1 1 typically made of silicon, at least one organic electronic component 12 comprising at least one organic layer disposed on the substrate 11 between an internet electrode and an external electrode, a chemical encapsulation layer 17 covering the at least one electronic component 12 and a mechanical encapsulation layer 13 made using one or more organic layers and defining a flat free surface.
  • the term "organic electronic component” means an electronic component comprising at least one organic layer and the electrode internal is diposed on the side of the substrate.
  • the substrate 11 may comprise an addressing circuit, for example CMOS.
  • the organic electronic device 10 may for example be of the OLED screen or micro-screen type, the substrate 11 of which is coated with a light-emitting unit comprising two external and internal electrodes (not shown in the figure) and between which there is a transmission structure. light.
  • the OLED emitter structure may consist in particular of a stack of organic films intended to transfer the electrons and the holes coming from the electrodes in order to be recombined in order to produce the excitons and to emit light, as explained above.
  • the organic encapsulation layer 17 thus covers the OLED emitting structure.
  • the chemical encapsulation layer serves to prevent contamination of the OLED organic layers, in particular by oxygen or water, or else other chemical compounds which greatly degrade the performance of OLED stacks.
  • This layer is generally of total thickness less than one micron, for example of the order of 300 nm and comprises at least one inorganic layer. Examples include Al 2 O 3, SiO 2, ZrO 2, and HfO 2, alone or in multilayer, generally deposited by ALD (for the acronym Atomic Layer Deposition) to obtain very dense layers and therefore good barrier.
  • ALD Atomic Layer Deposition
  • This layer may be more complex, for example consisting of an inorganic layer deposited by ALD, such as those mentioned above, an organic layer and a second inorganic layer deposited by ALD.
  • the mechanical encapsulation layer is thicker; it can be performed using one or more organic layers for a total thickness between 2 and 300 ⁇ (micrometers).
  • solgel materials for example with a polymer base and colloidal silica
  • polymers of the polycarbonate type for example with a polymer base and colloidal silica
  • PMMA collectively depositable, by spin coating
  • thermosetting materials such as epoxy resin
  • the substrate 1 1 comprises on its surface at least one microstructure 14 intended to increase the contact surface between the substrate 1 1 and the mechanical encapsulation layer 13.
  • the at least one microstructure 14 is an anchor pad integral with the substrate or the internal electrode. Indeed, it is on the organic layers that the stud (or microstructure) adheres much less well.
  • the anchoring stud (s) (or microstructures) are embedded in the mechanical encapsulation layer, for example for a mechanical layer typically of 10 microns thick over at least one third, or even half or even two thirds of its thickness. thickness.
  • the electronic component may be an organic electronic component comprising a stack of one or more organic layers.
  • each microstructure 14 provides a developed surface larger than the surface offered by a planar substrate of the prior art.
  • the mechanical encapsulation layer 13 is in contact with a larger substrate surface, which improves the mechanical cohesion at OLEDs stacks.
  • the mechanical cohesion is obtained by a better adhesion of the encapsulation layer on the substrate due to a greater contact area between the encapsulation layer and the substrate with microstructures.
  • the electronic device according to the invention may further comprise one or more organic layers disposed between the chemical encapsulation layer and the mechanical encapsulation layer for filtering.
  • organic layers disposed between the chemical encapsulation layer and the mechanical encapsulation layer for filtering.
  • These are generally photopernel resins, loaded with pigments.
  • the typical thickness of this layer for filtering is 2 ⁇ .
  • Such a device is said to be autonomous in that it does not need a subsequent glass cover (as is the case in the prior art).
  • This glass cover serving as mechanical protection is precisely replaced by the organic mechanical encapsulation layer.
  • This device can then be directly integrated into its packaging box.
  • the substrate is a thinned substrate. More precisely, after the production of the mechanical encapsulation layer, the substrate is thinned. For example, for a substrate having a nominal thickness of about 725 ⁇ , the substrate 1 1 can be thinned to less than 50 ⁇ . The technical effect of this feature is to increase the flexibility of the device.
  • the at least one organic layer of the organic electronic component is arranged so as not to cover the at least one microstructure.
  • the organic layer or layers of the organic electronic component are deposited locally.
  • FIG. 2 schematically represents an embodiment of the electronic device 20 according to the invention, the components of which are OLED pixels.
  • the electronic device 20 comprises a plurality of components 22, 23, 24, 25, that is to say OLED pixels in the embodiment considered, arranged on the substrate 1 1 in rows and columns forming a matrix 21 and a microstructure 14 is positioned between two rows and two columns formed by four adjacent components.
  • an emissive matrix based on OLED 21 is considered. It is desired to protect it with organic encapsulation.
  • the active layers are continuously deposited on an array of electrodes that supports individual pixel addressing. In this example, the array is considered a continuous surface of OLED layers to be protected.
  • FIG. 1 schematically represents an embodiment of the electronic device 20 according to the invention, the components of which are OLED pixels.
  • the electronic device 20 comprises a plurality of components 22, 23, 24, 25, that is to say OLED pixels in the embodiment considered, arranged on the substrate 1 1 in rows and columns forming a matrix 21 and a microstructure 14 is positioned between two rows
  • FIG. 2 illustrates an example of possible positioning of the microstructures 14 between the pixels of the OLED matrix to be protected, in the example of a 3 ⁇ 3 matrix. It is understood that the invention also applies to matrices of larger size.
  • a typical method of manufacturing an organic OLED component is used, to which is added a step of integrating the microstructure (s) to the OLED deposition substrate.
  • the microstructure (s) are integrated into the substrate before OLED deposition. Provided that the constraints imposed by OLEDs in terms of temperature and tolerance to certain chemical species are met, it may be possible to integrate the microstructure (s) into the substrate after OLED deposition. This integration step of the microstructure (s) must take place before the encapsulation step.
  • FIG. 3 shows a sectional view of another embodiment of the invention.
  • FIG. 3 represents the substrate 1 1 to which two microstructures 14 have been integrated before the OLED deposit.
  • the two microstructures 14 of the embodiment of FIG. 3 are raised microstructures in the form of a tube.
  • Other forms of microstructures are possible as explained in the description of the following figures.
  • each of the microstructures is positioned in a pixel element 1 6, next to the zone 15 allocated to the OLED deposit.
  • Other positions of the microstructures are also possible as explained in the description of the following figures.
  • the total OLED stack that is to say without the organic encapsulant, is typically 100 nm thick.
  • the height of the microstructures 14 may be between the thickness of the OLED deposit and the final thickness of the encapsulation layer (that is to say the polymer encapsulant).
  • heights of microstructures less than 100 ⁇ in height can be used.
  • the thickness of the encapsulant is at least equal to the height of the microstructures. This condition of thickness is not necessary for the proper functioning of the invention.
  • microstructures thus form anchor points that compensate for an adhesion of the very poor polymer encapsulant on the OLED stack due to a virtual absence of cohesion of these organic layers together since, as already mentioned, they are only linked together by the van der Waals forces only.
  • FIGS. 4a, 4b, 4c, 4d represent, seen from above, four variants of arrangement of the microstructures with respect to the components according to the invention.
  • FIGS. 4a, 4b, 4c and 4d show an electronic device according to the invention whose components are OLED pixels.
  • Figure 2 we consider a 3x3 OLED matrix.
  • Figure 4a is similar to Figure 2 where a microstructure 14 is positioned between two rows and two columns formed by four adjacent components.
  • Figure 4b shows a 3x3 OLED matrix in which the microstructures are positioned between two components of a row or column.
  • the microstructure 14 can be positioned between two rows of pixels, between the pixel 22 and the pixel 23.
  • FIG. 4c represents a 3x3 OLED matrix in which each microstructure is integrated into a component.
  • each microstructure 14 is positioned in a pixel element, next to the zone allocated to the OLED deposit, as shown in FIG. 3 also.
  • FIG. 4d represents a 3 ⁇ 3 OLED matrix in which the microstructures are positioned at the periphery of the matrix. This configuration is particularly advantageous if the size of the pixels and / or the manufacturing method used do not leave enough room for the microstructures.
  • the 3x3 matrix is only one example to present the different possible positions of the microstructures in and around the matrix.
  • the invention also applies to matrices of different size.
  • FIGS. 4a, 4b, 4c, 4d represents an alternative positioning of the microstructures. It is also possible on the same device to have several different positions, for example a microstructure between two pixels of a pixel line and five microstructures at the periphery of the matrix or microstructures positioned between four adjacent pixels in one part of the matrix and microstructures embedded in the pixels in another part of the matrix. Finally, it is quite possible to have a device according to the invention in which the microstructures are positioned according to all the variants shown in FIGS. 4a, 4b, 4c and 4d, that is to say between four adjacent pixels. , between the pixels of each row of pixels and of each column of pixels of the matrix, integrated in the pixels and at the periphery of the matrix. In other words, all the combinations of positioning of the microstructures can be envisaged without departing from the scope of the invention.
  • microstructure density looser than all the pixels One can consider positioning microstructures every n pixels (n being an integer between 1 and the resolution along the long side of the screen). It is also possible to apply a denser density of microstructure, for example two or three microstructures between 4 adjacent pixels instead of a single microstructure.
  • the density of microstructures is to be chosen according to the space available between the pixels and around the matrix and the desired resultant adhesion.
  • Figures 5a, 5b, 5c, 5d show, in section, four examples 141, 142, 143, 144 of microstructures 14 according to the invention. In FIGS.
  • the microstructures 141, 142, 143 have a relief shape extending from the substrate 1 1 in the mechanical encapsulation layer 13 (not shown). More precisely, the microstructure 143 is said to be of the pad type, that is to say having the shape of a cylinder.
  • the microstructure 141 is said to be of tube type, that is to say having the shape of a perforated cylinder.
  • the microstructure 142 is a ball-shaped relief microstructure.
  • the microstructure can be any polyhedron, perforated or not, so as to increase the contact area between the substrate 1 1 and the mechanical encapsulation layer 13.
  • the microstructure can have a regular shape or although an irregular shape. More generally, the arrangement of the microstructures on the surface of the substrate may be periodic, as shown in FIGS. 4a to 4d, but it may also be irregular.
  • the microstructure 144 has a recessed shape in the substrate 1 1 so as to receive the encapsulant of the encapsulation layer and thus make it possible to have a surface of contact with the substrate 1 1 and the layer encapsulation 13 larger than in the configuration where there would be no microstructure.
  • microstructures are discrete microstructures. In other words, they do not form a continuous necklace. Thus, they each constitute a point of anchorage of the encapsulation layer on the microstructure and not on the OLED layers.
  • the pixelated OLED deposition methods can be based either on a full plate deposition, in which case the selective metallizations provide rasterization, or on a selective deposition, that is to say directly by pixel.
  • the adhesion of the polymer to the microstructures is, in the state of the art, impaired by the presence of the OLED deposit but the microstructures have a developed surface more important than the plane substrate, which helps to ensure the mechanical cohesion between the substrate and the encapsulation polymer. Note that in this case, the use of truncated ball-type microstructures will be particularly interesting for the anchoring effect.
  • microstructures make it possible to greatly improve the cohesion between the encapsulant and the substrate.
  • the microstructures remain bare and can fully ensure their function of mechanical anchoring between the encapsulant and the substrate.
  • Figures 6a, 6b, 6c show, in section, three examples of microstructures 144, 145, 146 recessed according to the invention.
  • the invention finds application with any type of microstructures provided that the microstructure brings by its morphology a developed surface larger than the base plane substrate.
  • the microstructure allows a better mechanical cohesion between the microstructure and the encapsulation layer through a greater contact area between them.
  • the hollow microstructures can be obtained by etching.
  • the hollow microstructure in the substrate 1 1 is intended to receive the encapsulant of the encapsulation layer and thus allow to have a contact surface with the substrate 1 1 and the encapsulation layer 13 plus important than in the configuration where there would be no microstructure.
  • the microstructure 144 is in the form of a hollow cylinder. This is called vertical engraving.
  • the microstructure 145 is in the shape of a truncated tetrahedron. We speak of flared engraving.
  • the microstructure 146 is in the form of a cone of revolution whose base is located on the surface of the substrate 1 1 intended to receive the encapsulant. We are talking about open engraving.
  • the hollow microstructures typically measure a few micrometers in depth, advantageously between 5 and 10 micrometers, and can be up to 100 micrometers.
  • the hollow microstructures typically have a width of 1 or 2 micrometers and can extend to about 100 micrometers depending on the space available between the pixels.
  • Figures 7a, 7b, 7c, 7d and 7e show, in section, five examples of microstructures 143, 147, 148, 141, 142 embossed according to the invention.
  • the microstructure 143 is said to be of the pad type, that is to say having the shape of a cylinder (or of a rectangular parallelepiped).
  • the microstructure 147 has the shape of a tetrahedron or cone of revolution.
  • the microstructure 148 is in the form of truncated tetrahedron (or truncated cone of revolution).
  • the microstructure 141 is said to be of tube type, that is to say having the shape of a perforated cylinder. It can also be a rectangular openwork parallelepiped.
  • the microstructure 142 is a truncated ball-like relief microstructure at the substrate contacting surface.
  • the raised microstructures may be a few micrometers deep, advantageously between 50 and 60 microns.
  • Embossed microstructures typically have a width of 10 to 20 microns. In the case of a large screen, the pixels are larger and the microstructures can be as well. It is then possible to envisage the use of microstructures with a width of approximately 1 millimeter.
  • the relief microstructures consist mainly of metals. The materials used depend on the application that will be made later. Obviously, the materials used for the relief microstructures must be compatible with the OLED deposit. For example, tungsten, gold, aluminum, copper, titanium, chromium, nickel and solder alloys based on tin, silver and / or indium may be mentioned.
  • the microstructures are built using standard microelectronics processes such as etchings, deposits, photolithography, dissolution of resins, associated with selective deposition by masks. Thus, it is possible to build microstructures by controlling their form factor and size.
  • a microstructure has a contact surface with the surface of the substrate and a so-called characteristic section.
  • characteristic section is meant the largest section of the microstructure in a plane parallel to the surface of the substrate. In the example of FIG. 7e, the contact surface of the microstructure ball with the surface of the substrate is the surface 30.
  • the so-called characteristic section is the section 31 containing a diameter of the ball.
  • the so-called characteristic section 31 is greater than the contact surface 30 with the surface of the substrate.
  • the same reasoning can be carried out with the microstructure 145 in the form of truncated tetrahedron (or truncated cone of revolution).
  • the so-called characteristic section of the microstructure 145 is the base of the microstructure (in the substrate) and this section is greater than the surface of contact with the surface of the substrate 11.
  • the so-called characteristic section of the microstructure 148 being the base (this time outside the substrate), it is greater than the surface of contact with the surface of the substrate 1 1.
  • a microstructure obtained by flared etching will promote mechanical anchoring.
  • mechanical anchoring is favored in the case where the microstructure extends into the encapsulating layer as it widens.
  • the larger contact area between the encapsulation layer and the substrate with microstructures allows better adhesion of the encapsulation layer on the substrate.
  • the presence of at least one microstructure, whatever its shape, improves the mechanical cohesion between the substrate and the encapsulant.
  • the so-called characteristic section of a microstructure greater than the contact surface of the microstructure with the surface of the substrate improves the anchoring of the mechanical encapsulation layer on the microstructure.
  • the presence of at least one microstructure of specific shape improves the mechanical anchoring of the mechanical encapsulation layer on the microstructure, that is to say that the specific shape of the microstructure allows attachment of the encapsulation layer around the embossed microstructure or in the hollow microstructure.
  • a network of microstructures disposed on the substrate so as to constitute as many mechanical anchoring points for the encapsulation polymer.
  • the stacks consist of active chemicals.
  • the invention also relates to a display comprising an electronic device as described above.
  • the invention is particularly interesting in the case of an OLED display having a curvature because it ensures maximum cohesion between the substrate and the encapsulant when curving the display and thus to avoid decohesion mechanical layers between them.

Abstract

La présente invention concerne un dispositif électronique organique (10) comprenant un substrat (11), au moins un composant électronique organique (12) comprenant au moins une couche organique disposée sur le substrat (11) entre une électrode interne et une électrode externe, une couche d'encapsulation chimique (17) recouvrant le au moins un composant électronique (12), une couche d'encapsulation mécanique (13) réalisée à l'aide d'une ou plusieurs couches organiques et définissant une surface libre plane. Selon l'invention, le dispositif comprend au moins une microstructure (14) solidaire du substrat ou de l'électrode interne noyée dans la couche d'encapsulation mécanique (13).

Description

DISPOSITIF ELECTRONIQUE ORGANIQUE A MICROSTRUCTURES
La présente invention se situe dans le domaine de l'encapsulation organique de composants électroniques, tel qu'on les trouve par exemple dans les imageurs ou afficheurs. L'invention concerne un dispositif électronique organique et trouve une application particulièrement intéressante pour les composants à base de matériaux organiques comme les OLEDs.
Pour bien fonctionner, certains composants électroniques ont besoin d'être protégés mécaniquement et chimiquement. Parmi ces composants, on peut citer les composants électroniques organiques par exemple des composants optoélectroniques tels que des diodes électroluminescentes organiques aussi connues sous l'abréviation OLED pour l'acronyme anglo-saxon « Organic Light-Emitting Diode ». La diode OLED est un composant qui permet de produire de la lumière. La structure de la diode OLED est relativement simple. En effet, il s'agit d'une superposition de plusieurs couches semi-conductrices organiques entre deux électrodes dont l'une au moins est transparente. Plus précisément, la structure de base d'un composant OLED consiste à superposer plusieurs couches de matériaux organiques entre une cathode et une anode. Les couches minces organiques comportent typiquement une couche de transport de trous, une couche d'émission et une couche de transport d'électrons. En appliquant une tension électrique appropriée, les électrons et les trous sont injectés dans la couche d'émission à partir de la cathode et de l'anode. Les électrons et les trous se combinent dans la couche d'émission pour former des excitons puis l'électroluminescence apparaît. Les matériaux de transfert de charges, la couche d'émission et le choix des électrodes sont des paramètres fondamentaux qui déterminent les performances et l'efficacité du composant OLED. Les pixels d'un écran OLED couleur sont donc constitués de façon à assumer eux-mêmes leur propre éclairage. Ces pixels sont en effet composés de trois diodes électroluminescentes (une verte, une bleue et une rouge). Ces trois diodes créent leur propre lumière lorsqu'elles sont soumises à une faible différence de potentiel ou une tension. Ces diodes, dont l'épaisseur ne dépasse pas le millimètre (l'empilement de la diode OLED étant généralement inférieur à 100 nm), sont composées de trois couches d'un semi-conducteur organique entourées par une cathode et une anode, l'ensemble reposant sur un support transparent, appelé substrat, en verre ou en matière plastique.
Pour assurer le bon fonctionnement d'un composant de type OLED, on a recours à l'encapsulation du composant. Le composant est encapsulé hermétiquement à l'intérieur d'une cavité dans laquelle règne une atmosphère contrôlée. En effet, les composants intégrant des matériaux du type matériaux pour les OLED sont très sensibles aux contaminants de l'environnement dans lequel ils se trouvent. Parmi les contaminants, on peut citer l'oxygène, l'eau, ou encore d'autres composés chimiques qui dégradent très fortement les performances des empilements OLEDs. Notamment, en pénétrant dans la diode OLED, la vapeur d'eau dégrade l'interface entre l'électrode et le film organique, ce qui résulte en l'apparition de points noirs non émissifs qui pénalisent la qualité du dispositif. C'est pourquoi, après dépôt, ces types d'empilements sont protégés et encapsulés hermétiquement par plusieurs couches qui peuvent être de différentes natures. On peut notamment citer le capot inorganique généralement composé de verre épais recouvrant et enveloppant le composant. Il existe aussi le film mince déposé par la technique dite de dépôt de couche atomique ou ALD pour son acronyme anglo-saxon « Atomic Layer Déposition ». Enfin, on peut citer les encapsulants organiques généralement chargés en particules minérales.
Le but de ces protections est de ralentir au maximum la diffusion d'espèces chimiques à travers les composants afin d'en assurer la protection vis-à-vis de l'environnement.
L'état de l'art de la protection d'empilement OLED sur substrat plan consiste à fritter un capot de verre épais par laser. Cette technique présente l'avantage d'un scellement parfait verre/verre sans présence de cordon de colle, comme cité dans la demande de brevet US20150048070. De nouveaux produits intégrant des afficheurs OLED courbes arrivent progressivement sur le marché. On peut notamment citer les écrans de télévision et de téléphone portable.
Dans ces applications, une protection avec un capot en verre épais est difficilement implémentable du fait de la courbure de l'afficheur OLED.
Les dépôts OLEDs sont protégés par deux niveaux : une première protection par film mince puis une encapsulation organique polymère sous forme de film conforme sur les dépôts OLEDs. Finalisée, la structure autorise une courbure. Il est connu que les couches actives et la protection par film mince sont mécaniquement très fragiles : seules les forces de van der Waals maintiennent leur cohésion mécanique. Dans ce contexte, il est capital d'avoir une protection mécanique du composant concerné ancré mécaniquement au substrat afin d'améliorer la cohésion mécanique de l'ensemble.
Une solution classiquement envisagée est de graver l'ensemble des couches organiques afin de récupérer une surface d'ancrage solide pour la protection et y placer un cordon de colle, comme explicité dans la demande de brevet US20040145309. Cette solution n'est néanmoins pas adaptée pour les afficheurs à surface courbe.
Une autre solution présentée dans la demande de brevet FR2958795 consiste à intégrer une topologie particulière dans la structure du joint de colle périphérique permettant le scellement d'un capot de verre sur un dispositif OLED. Cela permet d'aboutir à la multiplication du nombre de couches barrière à la diffusion de contaminants tels que l'oxygène ou l'eau. Cette solution traite essentiellement des problématiques de perméation et diffusion d'espèces depuis la périphérie des dispositifs mais ne résout pas le problème de protection mécanique des composants sur une surface courbe.
L'invention vise à pallier tout ou partie des problèmes cités plus haut en proposant une protection par encapsulation organique de composants intégrant des matériaux du type OLED améliorée grâce à la présence de microstructures intégrées au substrat permettant d'assurer une cohésion mécanique maximale entre le substrat et la protection polymère finale d'encapsulation. La forme des microstructures intégrées au substrat permet de développer la surface de contact entre le polymère et chacune des microstructures. La présence de microstructures peut aussi permettre un meilleur ancrage de la couche de protection sur les microstructures.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif électronique organique comprenant
• un substrat,
· au moins un composant électronique organique comprenant au moins une couche organique disposée sur le substrat entre une électrode interne et une électrode externe,
• une couche d'encapsulation chimique comprenant au moins une couche inorganique recouvrant le au moins un composant électronique,
· une couche d'encapsulation mécanique réalisée à l'aide d'une ou plusieurs couches organiques et définissant une surface libre plane caractérisé en ce qu'il comprend au moins une microstructure solidaire du substrat ou de l'électrode interne noyée dans la couche d'encapsulation mécanique. L'effet technique de la microstructure est d'augmenter la surface de contact entre le substrat et la couche d'encapsulation organique.
Selon un mode de réalisation, la au moins une microstructure a une forme en relief s'étendant depuis le substrat dans la couche d'encapsulation mécanique.
Selon un autre mode de réalisation, la au moins une microstructure a une forme en creux dans le substrat.
Avantageusement, le dispositif électronique selon l'invention comprend en outre une ou plusieurs couches organiques disposées entre la couche d'encapsulation chimique et la couche d'encapsulation mécanique.
Avantageusement, le substrat est un substrat aminci. L'effet technique de cette caractéristique est d'augmenter la souplesse du dispositif. II présente ainsi avantageusement une épaisseur inférieure à 50 microns. Avantageusement, la au moins une couche organique du composant électronique organique est disposée de façon à ne pas recouvrir la au moins une microstructure.
Avantageusement, la au moins une microstructure est configurée de manière à améliorer l'ancrage de la couche d'encapsulation organique sur la au moins une microstructure. Avantageusement, la au moins une microstructure a une surface de contact avec la surface du substrat et une section dite caractéristique et la section dite caractéristique est supérieure à la surface de contact avec la surface du substrat. Selon un mode de réalisation, la au moins une microstructure est intégrée dans le au moins un composant.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif électronique comprend une pluralité de composants disposés sur le substrat selon des lignes et des colonnes formant une matrice et la au moins une microstructure est positionnée entre deux lignes et deux colonnes formées par quatre composants adjacents.
Selon un autre mode de réalisation, la au moins une microstructure est positionnée entre deux composants d'une ligne ou d'une colonne.
Selon un autre mode de réalisation, la au moins une microstructure est positionnée en périphérie de la matrice.
Avantageusement, le au moins un composant est une OLED.
L'invention concerne aussi un afficheur comprenant un tel dispositif électronique. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel :
• la figure 1 représente schématiquement une vue en coupe d'un dispositif électronique organique selon l'invention,
• la figure 2 représente schématiquement un mode de réalisation de l'invention comprenant une matrice OLED et des microstructures entre quatre pixels adjacents,
• la figure 3 représente une vue en coupe d'un autre mode de réalisation de l'invention,
• les figures 4a, 4b, 4c, 4d représentent, vues de dessus, quatre variantes de disposition des microstructures par rapport aux composants selon l'invention,
• les figures 5a, 5b, 5c, 5d représentent, vus en coupe, quatre exemples de microstructures selon l'invention,
• les figures 6a, 6b, 6c représentent, vus en coupe, trois exemples de microstructures en creux selon l'invention,
• les figures 7a, 7b, 7c, 7d et 7e représentent, vus en coupe, cinq exemples de microstructures en relief selon l'invention.
Sur ces figures, dans un souci de clarté, les échelles ne sont pas respectées. Par ailleurs, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures. La figure 1 représente schématiquement une vue en coupe d'un dispositif électronique organique 10 selon l'invention. Le dispositif électronique organique 10 comprend en empilement un substrat 1 1 typiquement en silicium, au moins un composant électronique organique 12 comprenant au moins une couche organique disposés sur le substrat 1 1 entre une électrode internet et une électrode externe, une couche d'encapsulation chimique 17 recouvrant le au moins un composant électronique 12 et une couche d'encapsulation mécanique 13 réalisée à l'aide d'une ou plusieurs couches organiques et définissant une surface libre plane. On entend par composant électronique organique un composant électronique comprenant au moins une couche organique et l'électrode interne est diposée du côté du substrat. Généralement, le substrat 1 1 peut comprendre un circuit d'adressage par exemple CMOS. Le dispositif électronique organique 10 peut par exemple être de type écran ou microécran OLED et dont le substrat 1 1 est revêtu d'une unité électroluminescente comportant deux électrodes externes et internes (non représentées sur la figure) et entre lesquelles se trouve une structure émettrice de lumière. La structure émettrice OLED peut être notamment constituée d'un empilement de films organiques destiné à transférer les électrons et les trous provenant des électrodes dans le but d'être recombinés afin de produire les excitons et émettre de la lumière, comme expliqué précédemment. La couche d'encapsulation organique 17 recouvre donc la structure émettrice OLED.
La couche d'encapsulation chimique sert à éviter la contamination des couches organique de l'OLED notamment par l'oxygène ou l'eau ou encore d'autres composés chimiques qui dégradent très fortement les performances des empilements OLEDs. On peut parler d'une couche barrière à la diffusion de ces espèces. Cette couche est généralement d'épaisseur totale inférieur au micron, par exemple de l'ordre de 300 nm et comprend au moins une couche inorganique. On peut citer à titre d'exemple AI2O3, SiO2, ZrO2, et HfO2, seuls ou en multicouche, en général déposés par ALD (pour l'acronyme anglo-saxon Atomic Layer Déposition) pour obtenir des couches très denses et donc bonne barrière. Cette couche peut être plus complexe, par exemple constituée d'une couche inorganique déposée par ALD, telles que celles précédemment citées, une couche organique et une deuixème couche inorganique déposée par ALD. La couche d'encapsulation mécanique est elle plus épaisse ; elle peut être réalisée à l'aide d'une ou plusieurs couches organiques pour une épaisseur totale comprise entre 2 et 300 μηι (micromètres). Parmi les matériaux possibles, on peut envisager les matériaux solgel (par exemple avec une base polymère et de la silice colloïdale), les polymères type Polycarbonate, PMMA (déposables de manière collective, à la tournette (spin coating en anglais)) ou encore des matériaux thermodurcissable (comme la résine époxy).
Selon l'invention, le substrat 1 1 comprend à sa surface au moins une microstructure 14 destinée à augmenter la surface de contact entre le substrat 1 1 et la couche d'encapsulation mécanique 13. Autrement dit, il s'agit d'une microstructure ponctuelle. Plus précisément la au moins une microstructure 14 est un plot d'ancrage solidaire du substrat ou de l'électrode interne. En effet, c'est sur les couches organiques que le plot (ou microstructure) adhère beaucoup moins bien. Le ou les plots d'ancrage (ou microstructures) sont noyés dans la couche d'encapsulation mécanique, par exemple pour une couche mécanique de typiquement de 10 microns d'épaisseur sur au moins un tiers, voire la moitié ou même deux tiers de son épaisseur.
Le composant électronique peut être un composant électronique organique comprenant un empilement d'une ou plusieurs couches organiques.
Dans l'art antérieur, les différentes couches actives déposées sur le substrat 1 1 présentent une très faible adhérence entre elles et ne sont liées mécaniquement que par les forces de van der Waals. La présence d'une ou plusieurs microstructures 14 résout le problème du manque d'adhérence du polymère d'encapsulation sur le substrat 1 1 au niveau d'une zone sans adhérence 15. En effet, chaque microstructure 14 apporte une surface développée plus grande que la surface offerte par un substrat plan de l'art antérieur. Autrement dit, la couche d'encapsulation mécanique 13 est en contact avec une surface de substrat plus grande, ce qui permet d'améliorer la cohésion mécanique au niveau des empilements OLEDs. La cohésion mécanique est obtenue par une meilleure adhésion de la couche d'encapsulation sur le substrat grâce à une surface de contact plus importante entre la couche d'encapsulation et le substrat avec microstructures.
Avantageusement, le dispositif électronique selon l'invention peut comprendre en outre une ou plusieurs couches organiques disposées entre la couche d'encapsulation chimique et la couche d'encapsulation mécanique pour le filtrage. Ce sont en général des résines photopaternables, chargées de pigments. L'épaisseur typique de cette couche destinée au filtrage est de 2 μηι.
Un tel dispositif est dit autonome en ce sens qu'il n'a pas besoin de capot de verre subséquent (comme c'est le cas dans l'art antérieur). Ce capot de verre servant de protection mécanique est justement remplacé par la couche d'encapsulation mécanique organique. Ce dispositif peut ensuite être directement intégré dans son boîtier de packaging.
Avantageusement, le substrat est un substrat aminci. Plus précisément, après la réalisation de la couche d'encapsulation mécanique, le substrat est aminci. Par exemple, pour un substrat ayant une épaisseur nominale de l'ordre de 725 μιτι, le substrat 1 1 peut être aminci à moins de 50 μηι. L'effet technique de cette caractéristique est d'augmenter la souplesse du dispositif.
Avantageusement, la au moins une couche organique du composant électronique organique est disposée de façon à ne pas recouvrir la au moins une microstructure. Afin d'obtenir cette disposition, la ou les couches organique du composant électronique organique sont déposées localement.
La figure 2 représente schématiquement un mode de réalisation du dispositif électronique 20 selon l'invention dont les composants sont des pixels OLED. Le dispositif électronique 20 comprend une pluralité de composants 22, 23, 24, 25, c'est-à-dire des pixels OLED dans le mode de réalisation considéré, disposés sur le substrat 1 1 selon des lignes et des colonnes formant une matrice 21 et une microstructure 14 est positionnée entre deux lignes et deux colonnes formées par quatre composants adjacents. Dans ce mode de réalisation, une matrice émissive à base d'OLED 21 est considérée. On souhaite la protéger avec une encapsulation organique. Dans ce cas, et en accord avec les procédés de pixellisation de surface OLED, les couches actives sont déposées de manière continue sur une matrice d'électrodes qui prend en charge l'adressage individuel des pixels. Dans cet exemple, la matrice est considérée comme une surface continue de couches OLEDs à protéger. La figure 2 illustre un exemple de positionnement possible des microstructures 14 entre les pixels de la matrice OLED à protéger, dans l'exemple d'une matrice de 3x3. Il est bien entendu que l'invention s'applique aussi à des matrices de taille plus importante. En ce qui concerne le procédé de fabrication d'un tel dispositif électronique, on utilise un procédé typique de fabrication d'un composant organique OLED auquel on ajoute une étape d'intégration de la ou des microstructure(s) au substrat de dépôt des OLEDs. Avantageusement, la ou les microstructure(s) sont intégrées au substrat avant le dépôt OLED. Sous réserve de répondre aux contraintes imposées par les OLED en termes de température, tolérance à certaines espèces chimiques, il peut être envisageable d'intégrer la ou les microstructure(s) au substrat après le dépôt OLED. Cette étape d'intégration de la ou des microstructure(s) doit avoir lieu avant l'étape d'encapsulation.
La figure 3 représente une vue en coupe d'un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 3 représente le substrat 1 1 auquel deux microstructures 14 ont été intégrées avant le dépôt OLED. Les deux microstructures 14 du mode de réalisation de la figure 3 sont des microstructures en relief, en forme de tube. D'autres formes de microstructures sont possibles comme explicité dans la description des figures suivantes. Dans l'exemple présenté, chacune des microstructures est positionnée dans un élément pixel 1 6, à côté de la zone 15 allouée au dépôt OLED. D'autres positionnements des microstructures sont également possibles comme expliqué dans la description des figures suivantes.
L'empilement total OLED, c'est-à-dire sans l'encapsulant organique, représente typiquement 100 nm d'épaisseur. De ce fait, la hauteur des microstructures 14 pourra être comprise entre l'épaisseur du dépôt OLED et l'épaisseur finale de la couche d'encapsulation (c'est-à-dire l'encapsulant polymère). Typiquement, des hauteurs de microstructures inférieures à 100 μηι de hauteur pourront être utilisées. Lors du séchage, polymérisation ou réticulation de l'encapsulant, l'adhérence et la cohésion mécanique sont donc fortement renforcées au niveau des microstructures. Après séchage, l'épaisseur de l'encapsulant est au moins égal à la hauteur des microstructures. Cette condition d'épaisseur n'est pas nécessaire au bon fonctionnement de l'invention. Par contre, elle est nécessaire pour obtenir un dépôt homogène sur la surface de la zone à protéger. Les microstructures forment ainsi des points d'ancrage qui compensent une adhésion de l'encapsulant polymère très médiocre sur l'empilement OLED due à une quasi absence de cohésion de ces couches organiques entre elles puisque, comme déjà mentionné, elles ne sont liées entre elles que par les forces de van der Waals uniquement.
Les figures 4a, 4b, 4c, 4d représentent, vues de dessus, quatre variantes de disposition des microstructures par rapport aux composants selon l'invention. Sur les figures 4a, 4b, 4c et 4d est représenté un dispositif électronique selon l'invention dont les composants sont des pixels OLED. De même que sur la figure 2, nous considérons une matrice OLED 3x3. La figure 4a est similaire à la figure 2 où une microstructure 14 est positionnée entre deux lignes et deux colonnes formées par quatre composants adjacents. La figure 4b représente une matrice OLED 3x3 dans laquelle les microstructures sont positionnées entre deux composants d'une ligne ou d'une colonne. Ainsi, dans cet exemple de configuration, la microstructure 14 peut être positionnée entre deux lignes de pixels, entre le pixel 22 et le pixel 23. Une autre microstructure 14 peut aussi être positionnée entre deux colonnes de pixels, entre le pixel 22 et le pixel 25. La figure 4c représente une matrice OLED 3x3 dans laquelle chaque microstructure est intégrée dans un composant. Autrement dit, chaque microstructure 14 est positionnée dans un élément pixel, à côté de la zone allouée au dépôt OLED, comme représenté sur la figure 3 également. La figure 4d représente une matrice OLED 3x3 dans laquelle les microstructures sont positionnées en périphérie de la matrice. Cette configuration est particulièrement avantageuse si la taille des pixels et/ou le procédé de fabrication utilisé ne laissent pas assez de place pour les microstructures.
Là encore, la matrice 3x3 n'est qu'un exemple pour présenter les différents positionnements possibles des microstructures dans et autour de la matrice. L'invention s'applique également à des matrices de taille différente.
Chacune des figures 4a, 4b, 4c, 4d représente une variante de positionnement des microstructures. Il est aussi possible sur un même dispositif d'avoir plusieurs positionnements différents, par exemple une microstructure entre deux pixels d'une ligne de pixels et cinq microstructures en périphérie de la matrice ou bien des microstructures positionnées entre quatre pixels adjacents dans une partie de la matrice et des microstructures intégrées dans les pixels dans une autre partie de la matrice. Enfin, il est tout à fait envisageable d'avoir un dispositif selon l'invention dans lequel les microstructures sont positionnées selon toutes les variantes présentées sur les figures 4a, 4b, 4c et 4d, c'est-à-dire entre quatre pixels adjacents, entre les pixels de chaque ligne de pixels et de chaque colonne de pixels de la matrice, intégrées dans les pixels et en périphérie de la matrice. Autrement dit, toutes les combinaisons de positionnement des microstructures sont envisageables sans sortir du cadre de l'invention.
De même, il est possible d'appliquer une densité de microstructures plus lâche que tous les pixels. On peut envisager de positionner des microstructures tous les n pixels (n étant un nombre entier compris entre 1 et la résolution selon le grand côté de l'écran). Il est aussi possible d'appliquer une densité de microstructure plus dense, par exemple deux ou trois microstructures entre 4 pixels adjacents au lieu d'une seule microstructure. La densité de microstructures est à choisir en fonction de la place disponible entre les pixels et autour de la matrice et de l'adhérence résultante souhaitée. Les figures 5a, 5b, 5c, 5d représentent, vus en coupe, quatre exemples 141 , 142, 143, 144 de microstructures 14 selon l'invention. Sur les figures 5a, 5b, 5c, les microstructures 141 , 142, 143 ont une forme en relief s'étendant depuis le substrat 1 1 dans la couche d'encapsulation mécanique 13 (non représentée). Plus précisément, la microstructure 143 est dite de type plot, c'est-à-dire ayant la forme d'un cylindre. La microstructure 141 est dite de type tube, c'est-à-dire ayant la forme d'un cylindre ajouré. La microstructure 142 est une microstructure en relief de type bille.
Plus généralement, la microstructure peut être n'importe quel polyèdre, ajouré ou non, de façon à augmenter la surface de contact entre le substrat 1 1 et la couche d'encapsulation mécanique 13. De plus, la microstructure peut avoir une forme régulière ou bien une forme irrégulière. De façon plus générale, la disposition des microstructures à la surface du substrat peut être périodique, comme représenté sur les figures 4a à 4d, mais elle peut également être irrégulière. Sur la figure 5d, la microstructure 144 a une forme en creux dans le substrat 1 1 de façon à recevoir l'encapsulant de la couche d'encapsulation et ainsi de permettre d'avoir une surface de contact avec le substrat 1 1 et la couche d'encapsulation 13 plus importante que dans la configuration où il n'y aurait pas de microstructure.
Par ailleurs, les microstructures sont des microstructures discrètes. Autrement dit, elles ne forment pas un collier continu. Ainsi, elles constituent chacune un point d'ancrage ponctuel de la couche d'encapsulation sur la microstructure et non pas sur les couches OLED.
Les procédés de dépôt OLED pixellisés peuvent être basés soit sur un dépôt pleine plaque, auquel cas les métallisations sélectives assurent la pixellisation, soit sur un dépôt sélectif, c'est-à-dire directement par pixel. Dans le premier cas, et en considérant la présence de dépôt OLED sur les microstructures, l'adhésion du polymère sur les microstructures est, dans l'état de l'art, altérée par la présence du dépôt OLED mais les microstructures présentent une surface développée plus importante que le substrat plan, ce qui aide à assurer la cohésion mécanique entre le substrat et le polymère d'encapsulation. A noter que dans ce cas, l'utilisation de microstructures de type bille tronquée sera particulièrement intéressante pour l'effet d'ancrage. En effet, une telle morphologie de microstructure permet d'améliorer fortement la cohésion entre l'encapsulant et le substrat. Dans le second cas, grâce au dépôt sélectif d'OLED, les microstructures restent nues et pourront assurer pleinement leur fonction d'ancrage mécanique entre l'encapsulant et le substrat.
Les figures 6a, 6b, 6c représentent, vus en coupe, trois exemples de microstructures 144, 145, 146 en creux selon l'invention. Comme déjà mentionnée, l'invention trouve une application avec tout type de microstructures pourvu que la microstructure apporte de par sa morphologie une surface développée plus grande que le substrat plan de base. Autrement dit, la microstructure permet une meilleure cohésion mécanique entre la microstructure et la couche d'encapsulation grâce à une plus grande surface de contact entre elles.
Les microstructures en creux peuvent être obtenues par gravure. Comme déjà expliqué, la microstructure en creux dans le substrat 1 1 est destinée à recevoir l'encapsulant de la couche d'encapsulation et ainsi de permettre d'avoir une surface de contact avec le substrat 1 1 et la couche d'encapsulation 13 plus importante que dans la configuration où il n'y aurait pas de microstructure. La microstructure 144 est en forme de cylindre creux. On parle alors de gravure verticale. La microstructure 145 est en forme de tétraèdre tronqué. On parle de gravure évasée. La microstructure 146 est en forme de cône de révolution dont la base se situe à la surface du substrat 1 1 destinée à recevoir l'encapsulant. On parle de gravure ouverte.
Les microstructures en creux mesurent typiquement quelques micromètres de profondeur, avantageusement entre 5 et 10 micromètres, et peuvent aller jusqu'à 100 micromètres. Les microstructures en creux ont typiquement une largeur de 1 ou 2 micromètres et peuvent s'étendre jusqu'à environ 100 micromètres selon la place disponible entre les pixels.
Les figures 7a, 7b, 7c, 7d et 7e représentent, vus en coupe, cinq exemples de microstructures 143, 147, 148, 141 , 142 en relief selon l'invention. La microstructure 143 est dite de type plot, c'est-à-dire ayant la forme d'un cylindre (ou d'un parallélépipède rectangle). La microstructure 147 a la forme d'un tétraèdre ou cône de révolution. La microstructure 148 est en forme de tétraèdre tronqué (ou de cône de révolution tronqué). La microstructure 141 est dite de type tube, c'est-à-dire ayant la forme d'un cylindre ajouré. Il peut aussi s'agir d'un parallélépipède rectangle ajouré. La microstructure 142 est une microstructure en relief de type bille tronquée au niveau de la surface de contact avec le substrat.
Les microstructures en relief peuvent mesurer quelques micromètres de profondeur, avantageusement entre 50 et 60 micromètres. Les microstructures en relief ont typiquement une largeur de 10 à 20 micromètres. Dans le cas d'un grand écran, les pixels sont plus grands et les microstructures peuvent l'être aussi. Il est alors possible d'envisager l'utilisation de microstructures d'une largeur d'environ 1 millimètre. Les microstructures en relief sont constituées principalement de métaux. Les matériaux utilisés dépendent de l'application qui en sera faite ultérieurement. De toute évidence, les matériaux utilisés pour les microstructures en relief doivent être compatibles avec le dépôt OLED. On peut par exemple citer le tungstène, l'or, l'aluminium, le cuivre, le titane, le chrome, le nickel et des alliages de brasure à base notamment d'étain, d'argent et/ou d'indium. Les microstructures sont construites grâce aux procédés standards de la microélectronique tels que des gravures, dépôts, photolithographie, dissolution de résines, associés à des dépôts sélectifs par masques. Ainsi, il est possible de construire des microstructures en contrôlant leur facteur de forme et leur taille.
On peut noter qu'on ne sort pas du cadre de l'invention en considérant une microstructure en creux ou en relief de la forme d'un polyèdre quelconque ou d'un cône de révolution, tronqué ou pas, ajouré ou pas. Certaines morphologies de microstructure sont plus avantageuses que d'autres. En effet, il est souhaitable d'avoir une microstructure configurée de manière à améliorer l'ancrage de la couche d'encapsulation mécanique sur la au moins une microstructure. De manière générale, on peut dire qu'une microstructure a une surface de contact avec la surface du substrat et une section dite caractéristique. Par section caractéristique, on entend la plus grande section de la microstructure selon un plan parallèle à la surface du substrat. Dans l'exemple de la figure 7e, la surface de contact de la microstructure bille avec la surface du substrat est la surface 30. La section dite caractéristique est la section 31 contenant un diamètre de la bille. La section dite caractéristique 31 est supérieure à la surface de contact 30 avec la surface du substrat. Le même raisonnement peut être mené avec la microstructure 145 en forme de tétraèdre tronqué (ou de cône de révolution tronqué). La section dite caractéristique de la microstructure 145 est la base de la microstructure (dans le substrat) et cette section est supérieure à la surface de contact avec la surface du substrat 1 1 . De manière similaire, pour la microstructure 148 en forme de tétraèdre tronqué (ou de cône de révolution tronqué) mais cette fois-ci en relief, la section dite caractéristique de la microstructure 148 étant la base (cette fois-ci à l'extérieur du substrat), elle est supérieure à la surface de contact avec la surface du substrat 1 1 . On peut dire que pour une microstructure en creux, une microstructure obtenue par gravure évasée va favoriser l'ancrage mécanique. Pour une microstructure en relief s'étendant depuis le substrat dans la couche d'encapsulation mécanique, l'ancrage mécanique est favorisé dans le cas où la microstructure s'étend dans la couche d'encapsulation en s'élargissant.
La surface de contact plus importante entre la couche d'encapsulation et le substrat avec microstructures permet une meilleure adhésion de la couche d'encapsulation sur le substrat. Autrement dit, la présence d'au moins une microstructure, quelle que soit sa forme, améliore la cohésion mécanique entre le substrat et l'encapsulant.
La section dite caractéristique d'une microstructure supérieure à la surface de contact de la microstructure avec la surface du substrat améliore l'ancrage de la couche d'encapsulation mécanique sur la microstructure. Autrement dit, la présence d'au moins une microstructure de forme spécifique, améliore l'ancrage mécanique de la couche d'encapsulation mécanique sur la microstructure, c'est-à-dire que la forme spécifique de la microstructure permet un accrochage de la couche d'encapsulation autour de la microstructure en relief ou dans la microstructure en creux. Ainsi, il est possible d'implémenter, avant le dépôt des empilements, un réseau de microstructures disposé sur le substrat afin de constituer autant de points d'ancrage mécanique pour le polymère d'encapsulation. Les empilements sont constitués de substances chimiques actives. Si on grave localement un empilement, il y a un risque de contamination de l'empilement à proximité de la gravure. En gravant avant le dépôt des empilements, on évite tout risque de contamination des empilements. Cette solution technique évite de graver localement les empilements pour avoir accès à une surface d'ancrage saine et améliore considérablement la cohésion de l'assemblage final.
De plus, s'il est envisagé de retravailler le substrat de dépôt ultérieurement, par exemple pour l'amincir, la couche de polymère peut servir de poignée mécanique pour le polissage qui doit être parfaitement solidaire du substrat. Enfin, s'il est envisagé de courber le dispositif final, les contraintes différentielles sont prises en charge par les microstructures. Il en résulte une moindre sollicitation des empilements organiques. L'invention concerne aussi un afficheur comprenant un dispositif électronique tel que décrit précédemment. L'invention est particulièrement intéressante dans le cas d'un afficheur OLED comportant une courbure car elle permet d'assurer une cohésion maximale entre le substrat et l'encapsulant lors de la mise en courbure de l'afficheur et ainsi d'éviter la décohésion mécanique des couches entre elles.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif électronique organique (10, 20) comprenant
• un substrat (1 1 ),
• au moins un composant électronique organique (12, 22, 23, 24, 25) comprenant au moins une couche organique disposée sur le substrat (1 1 ) entre une électrode interne et une électrode externe,
• une couche d'encapsulation chimique (17) recouvrant le au moins un composant électronique (12, 22, 23, 24, 25),
• une couche d'encapsulation mécanique (13) réalisée à l'aide d'une ou plusieurs couches organiques et définissant une surface libre plane caractérisé en ce qu'il comprend au moins une microstructure (14, 141 , 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148) solidaire du substrat ou de l'électrode interne, noyée dans la couche d'encapsulation mécanique.
2. Dispositif électronique (10, 20) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la au moins une microstructure (14, 141 , 142, 143,
147, 148) a une forme en relief s'étendant depuis le substrat (1 1 ) dans la couche d'encapsulation mécanique (13).
3. Dispositif électronique (10, 20) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la au moins une microstructure (144, 145, 146) a une forme en creux dans le substrat (1 1 ).
4. Dispositif électronique (10, 20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en qu'il comprend en outre une ou plusieurs couches organiques disposées entre la couche d'encapsulation chimique (17) et la couche d'encapsulation mécanique (13).
5. Dispositif électronique (10, 20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat (1 1 ) est un substrat aminci.
6. Dispositif électronique (10, 20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la au moins une couche organique du composant électronique organique est disposée de façon à ne pas recouvrir la au moins une microstructure.
7. Dispositif électronique (10, 20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la au moins une microstructure (142, 145, 148) est configurée de manière à améliorer l'ancrage de la couche d'encapsulation mécanique (1 3) sur la au moins une microstructure (142, 145, 148).
8. Dispositif électronique (10, 20) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la au moins une microstructure (142, 145, 148) a une surface de contact (30) avec la surface du substrat (1 1 ) et une section dite caractéristique (31 ) et en ce que la section dite caractéristique (31 ) est supérieure à la surface de contact (30) avec la surface du substrat (1 1 ).
9. Dispositif électronique (10, 20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la au moins une microstructure est intégrée dans le au moins un composant (22, 23, 24, 25).
10. Dispositif électronique (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de composants (22, 23, 24, 25) disposés sur le substrat (1 1 ) selon des lignes et des colonnes formant une matrice (21 ) et en ce que la au moins une microstructure (14) est positionnée entre deux lignes et deux colonnes formées par quatre composants adjacents (22, 23, 24, 25).
1 1 . Dispositif électronique (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de composants (22, 23, 24, 25) disposés sur le substrat (1 1 ) selon des lignes et des colonnes formant une matrice (21 ) et en ce que la au moins une microstructure (14) est positionnée entre deux composants (22, 25 ; 23, 24 ; 22, 23 ; 24, 25) d'une ligne ou d'une colonne.
12. Dispositif électronique (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de composants (22, 23, 24, 25) disposés sur le substrat (1 1 ) selon des lignes et des colonnes formant une matrice (21 ) et en ce que la au moins une microstructure (14) est positionnée en périphérie de la matrice (21 ).
13. Dispositif électronique (10, 20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le au moins un composant (12, 22, 23, 24, 25) est une OLED.
14. Afficheur comprenant un dispositif électronique (10, 20) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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