EP2798685A1 - Dispositif oled a emission par l'arriere - Google Patents
Dispositif oled a emission par l'arriereInfo
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- EP2798685A1 EP2798685A1 EP12821292.5A EP12821292A EP2798685A1 EP 2798685 A1 EP2798685 A1 EP 2798685A1 EP 12821292 A EP12821292 A EP 12821292A EP 2798685 A1 EP2798685 A1 EP 2798685A1
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Definitions
- the present invention is directed to a rear-emitting organic light-emitting diode device.
- Organic Light Emitting Diodes comprise a stack of organic electroluminescent layers electrically powered by electrodes flanking it in the form of electroconductive thin layers. When a voltage is applied between the two electrodes, the electric current flows through the organic layer, thereby generating light by electroluminescence.
- the upper electrode, or cathode is a reflective metal layer typically with a square resistance of less than or equal to 0.1 ⁇ / square and the lower electrode or anode, is a transparent layer, deposited on a glass or plastic substrate allowing the emitted light to pass, of resistance by square of several orders of greater sizes.
- the anode is a layer of resistance ITO per square 10 ohms and the cathode is a thin layer of ytterbium resistance square 9.9 ohms is r around 1.
- the gain in homogeneity is not yet optimal and even is not certain for all OLED configurations.
- the subject of the present invention is firstly an organic light-emitting diode device, called OLED, comprising a transparent substrate with a first main face comprising a stack comprising in this order starting from said first face:
- OLED organic light-emitting diode device
- anode which is transparent, comprising preferably at least one electroconductive layer, anode of resistance per given square R1, in particular R1 less than 30 Ohm / square or even less than or equal to 15 Ohm / square or even 10 Ohm / square, the anode having a given anode surface, the dimension characteristic of the anodic surface being preferably at least 2 cm, or even 5 cm,
- the anode, the organic electroluminescent system and the cathode thus defining a so-called active common area (corresponding to the illuminating surface minus any internal anode contacts, if too opaque).
- the OLED device further comprises:
- first edge of the active zone all along the first edge, for example, or along a group of adjacent edges (including the first edge), a suitable first anode electrical contact, or even a plurality of suitable anode electrical contacts, in particular at the inner and / or outer periphery of the active zone,
- a first (preferably single) cathode electrical contact which is offset from the appropriate anode electrical contact (s), given surface cathode contact, said contact surface.
- any point B1 of each adapted anode contact (including the first adapted anode electrical contact), defining a distance D1 between said point B1 and the point C1 of the surface contact point closest to said point B1, and defining a distance L1 between said point B1 and a point X1 of a second edge of the active zone opposite the first edge, via C1, then the following criteria are defined:
- the OLED device comprises, above the organic electroluminescent system, away from the first face, a reflector covering the active area.
- Such a device is adapted to be connected in series by the arrangement of the cathode and anode contacts in particular.
- the invention also relates to an organic light-emitting diode device, called OLED, comprising a transparent substrate with a first main face having a number n greater than 1 of stacks, each stack comprising in this order starting from said first face:
- OLED organic light-emitting diode device
- a lower anode electrode which is transparent, preferably comprising at least one electroconductive layer, resistance anode per given square R1,
- the stacks being connected in series, or able to be connected in series (by the arrangement of the cathode or anode contacts in particular ...) and for at least one of the stacks, preferably for the majority or each of the n stacks, the OLED device comprising:
- a first electrical anode contact adapted or several adapted electrical anode contacts
- a first (preferably single) cathode electrical contact which is offset from the appropriate anode electrical contact (s), given surface cathode contact, said contact surface,
- any point B1 of each adapted anode contact (including the first adapted anode electrical contact), defining a distance D1 between said point B1 and the point C1 of the surface contact point closest to said point B1, and by defining a distance L1 between said point B1 and a point X1 of a second edge of the active zone opposite the first edge, via C1, then the following criteria are defined: if 0.1 ⁇ r ⁇ 1, 75 then 20% ⁇ D1 / L1,
- the OLED device comprises, above the organic electroluminescent system, away from the first face, a reflector covering the active area.
- the first cathode electrical contact is arranged above the active area and then partially covers the region of the cathode above the active area (extending to the second edge opposite the first edge). If D1 is greater than or equal to L1, the first cathode electrical contact is arranged along the second edge at the outer periphery of the active zone (for example in a cathode zone extending beyond the active zone).
- the first cathode electrical contact is then arranged above the active area and then partially covers the region of the cathode above the active area, (extending to the opposite second edge at the first edge).
- D1 is the distance between B1 and the projection (orthogonal) of C1 on the anode or better in the plane passing through B1 parallel to the anode, but given the low height of the OLED, this does not does not change the criteria defined above.
- L1 the distance between B1 and X1 (X1 in the plane passing through B1 parallel to the anode) through the orthogonal projection of C in the plane passing through B1 parallel to the anode but considering of the low height of the OLED, this does not change the criteria defined above.
- D1 and L1 in the plane passing through B1 parallel to the anode.
- the transparent substrate may be monolithic (common for all or part of the stacks) or in several pieces (for example a support by stacking, n supports being abutted to form the substrate).
- the term "adapted anode contact" (that is to say the first anode contact adapted as the other or the appropriate anode contacts), an electrical contact having sufficient conduction so that, when the OLED is in operation, the voltage is the same at any point of the adapted contact.
- the luminance variation in the vicinity of these two points is less than 5%.
- the role of the adapted contact anode is therefore to distribute the same electrical potential over its entire surface.
- the first cathode electrical contact further has sufficient conduction that, when the OLED is in operation, the voltage is the same at any point of the first cathode contact.
- the luminance variation in the vicinity of these two points is less than 5%.
- the role of this cathode contact is to distribute the same electrical potential over its entire surface.
- the object of this invention is to manufacture the highest possible OLED satisfying a prerequisite luminance homogeneity criterion with a given R1 anode and a given organic layer resistance rorg, in particular with a given configuration of contact contacts. anode on one edge or OLEDs in series.
- D1 can be constant regardless of the point B1 or vary while remaining with the ratio D1 / L1 according to the invention which depends drastically on the choice of ratio r.
- the first cathode contact may extend into the active area toward the edges of the active area at least toward the adapted anode contact (s).
- the possible upper limit of D1 / L1 recalls that the first cathode contact according to the invention then deviates from a point type contact.
- a cathode contact leaving then a part of the central zone of the inhomogeneous active zone is not in accordance with the invention.
- cathode contact (not in accordance with the invention) would furthermore be a network of resistive or even adapted contacts, such as a grid or parallel strips, occupying only the inner periphery of the active zone (of width D1) or the whole of the active zone.
- the first cathode contact according to the invention especially above the active zone, preferably is not a point type contact.
- the cathode contact according to the invention does not necessarily reproduce the symmetry of the active zone.
- the contact surface may be a solid surface, a grid surface (arranged to maintain an equipotential).
- the contact surface may preferably be a single surface (in one piece) and / or the cathode contact may be unique.
- the (substantially) solid contact surface (in particular a layer deposited on the anode) may have surface discontinuities, but incapable of disturbing its equipotential function.
- the full contact surface is not of the hollow type.
- the active zone is of the solid type.
- the cathode contact may be self-supporting and attached to the cathode for example a set of son, sheet, etc.
- the thickness of the first cathode contact is constant.
- the first suitable contact can be a solid layer or mesh type (narrow grid forming a band ..), or a set of anode contacts point close enough to distribute the current, for example, less than a few mm .
- first edge is to be interpreted in a broad sense, the adapted anode contact (s) able to follow the contour of the first edge (internally or in the name "second edge opposite the first edge is taken in the broad sense and incorporates two opposite areas of a rounded active area (disk, ovoid contour, etc.).
- the first contact adapted in particular (substantially) rectilinear, may be peripheral, peripheral in the broad sense therefore:
- a passivation layer such as polyimide
- the first external peripheral adapted contact and / or the second or second suitable external anode contacts are preferably at a distance W less than L / 10 or L / 20 of the first edge where L is the distance between first and second edge, preferably constant.
- the first adapted contact which is peripheral (such as the second or second possible peripheral anode contacts) runs along (substantially) the periphery (internal or external) of the first edge, and is at a constant distance (or approximately) from the periphery of the active zone.
- the first peripheral, external and / or internal adapted contact is preferably at a distance less than 10 mm, or even less than or equal to 5 mm from the first edge and even (in part) on the first edge of the active zone (in exceeding each other).
- the first or the other peripheral anode contacts that may be peripheral peripheral are preferably at a distance (preferably constant) less than 10 mm or even 5 mm from the first edge, and even ( partly) on the first edge of the active zone (passing on both sides).
- the first adapted contact may be on or under the anode.
- the first and / or second or second anode contacts adapted may (substantially) be rectilinear, be curved ....
- the width of a suitable anode contact is of the order of cm. There is probably no outgoing light in the active area with the first suitable anode contact, because the latter is too opaque.
- the reflector may have a light reflection R L (towards the organic system) of at least 80%.
- the organic electroluminescent system is above the anode:
- the substrate coated with the anode can have a light transmission of at least 70%.
- thin film is understood to mean a layer (mono or multilayer in the absence of precision) of thickness less than one micron, or even 500 nm or even 100 nm.
- the term layer is a monolayer or multilayer, this in the absence of precision.
- the cathode is preferably of constant thickness, especially with a tolerance depending on the manufacturing method, for example ⁇ 10% for a thin-film type deposition.
- the characteristic dimension, i. e. the largest dimension, such as the length or diameter, of the active zone may be at least 10 cm or even 15 cm.
- the cathode being electrically powered to a potential Vc, such that the potential difference (s) between anode and cathode is suitable for lighting, in particular Vc is grounded.
- a conventional thick cathode is ideal, that is to say that it forms in itself a cathode contact (equi potential at any point of the cathode).
- the invention is distinguished from such a cathode by increasing the resistance per square of the cathode R2 and criteria on the contact surface.
- the cathode contact is above the active area, especially if 1.75 ⁇ r or the cathode contact can be outside the active area if r ⁇ 1.75.
- the first cathode contact which is above the active zone may have a (substantially) homothetic surface on the surface of the active zone and / or be at a distance (substantially) constant in contact with the adapted anode in particular. (substantially) parallel to the adapted anode contact.
- the cathode contact is a square or a rectangle or if the active area is round, the first cathode contact has a rounded edge facing the first edge.
- the OLED device may comprise one or more resistive anode electrical contacts, in particular electroconductive layer, connected to the first adapted anode contact and / or to (x) any suitable anode contact (s) (s). )), potentially interconnected resistive contacts, resistance contacts larger than the resistance of the adapted anode contact (s).
- the resistive contacts are of such resistance that in operation, certain points of the resistive contact are at a potential Vr distinct from the potential of the adapted anode contact by more than 5% in absolute relation, or even at least 10% or even 20%.
- the overall resistance of the anode can thus be defined as the paralleling of the resistance of the resistive contacts with the resistance of the transparent anode layer.
- the resistive contact may be of the same material as the adapted contact, but much thinner for example less than 1 mm.
- an OLED device without one or more anode contacts adapted in the active zone, or even without one or more resistive anode contacts (although generally fine in general), may be preferred. ) in the active area.
- Anode contact (adapted or resistive) may be in the form of a layer of thicknesses between 0.2 and 10 ⁇ and preferably in the form of a monolayer in one of the following metals: Mo, Al, Cr, Nb or alloy such as MoCr, AINb or as a multilayer such as Mo / Al / Mo or Cr / Al / Cr.
- It can also be a bus bar silver silkscreened (silver enamel) or deposited by inkjet.
- the strands are of the order of 50 to 100 ⁇ wide and the pitch of the network is generally 1/5 mm, which gives an occultation rate between 1 and 5%.
- R1 'can vary from 0.5 to 5 ohms for example.
- a Mo or Cr (100 nm) / Al (500 nm to 1000 nm) / Mo or Cr (100 nm) multilayer is deposited for example over a ⁇ of 140 nm. This multilayer is then etched chemically, with a photolithography process in general, to form the resistive contacts and possibly the anode contacts adapted to the same material but wider.
- cathode resistive contacts for example in an electroconductive layer, connected to the first cathode contact, possibly interconnected resistive contacts and in particular distributed over the entire area between the first cathode contact and the edges of the OLED.
- R2 corresponds to the equivalent square resistance of the cathode assembly and resistive contact (s).
- the resistive contacts are for example of resistance such that in operation, certain points of the resistive contact are at a potential Vr distinct from the potential of the first cathode contact V of more than 2% in absolute relation, or even at least 4% or even 8 %.
- the first suitable anode contact may be an extended contact, in particular a single contact where the first adapted anode contact is a point type contact, and other suitable point type anode contacts are distributed on the first edge.
- the first edge and the second edge are preferably the longitudinal (longer) edges of the active area. It is preferred that there be no suitable anode contacts on the edges adjacent to the first and second edges. It is preferred that the adapted anode contact (s) extend over (at least) a first edge a distance less than half of the active area.
- the one or more suitable anode contacts extend over a single, preferably the longest, edge. If the cathode contact is external, its shape matters less. Preferably it is close (or even in contact with the second edge) and runs along the second edge.
- the anode contact and the cathode contact are of the parenthesis type if the cathode contact is external. Or the anode contact is C and the internal cathode contact is C, particularly at a constant distance from the C of the anode contact.
- triangle-type active zone One form of triangle-type active zone is avoided, the first and second edges being "too" adjacent.
- An active zone of symmetrical type is preferred.
- the active area (s) may form strips, square or rectangular, (substantially) rectilinear, parallel or curved strips.
- the active areas are for example aligned in at least one given direction A said connection, or extend in another form such as a sun ...
- the active zones of the n stacks are preferably of similar sizes, in particular equal to a surface S ⁇ 10% and preferably the active zones are of similar shapes.
- the distance between the first edge and the second edge is preferably (substantially) constant, for example, is worth G ⁇ 10%.
- the spacing between the active zones is preferably minimized to less than 500 ⁇ , in particular between 100 and 500 ⁇ .
- the reflector can be extended.
- the reflector In the off state, we can arrange for the reflector to form a mirror on all n stacks (so without discontinuities).
- the active areas are preferably geometric shapes, tessellations (rectangle, square, honeycomb ..).
- the cathode may be transparent or semi-reflective, in particular RL reflection less than 80%, or even less than or equal to 60%, or even 50%.
- the reflector may comprise a preferably metallic reflective covering element, especially in layer (s) (thin), above the cathode while moving away. of the first main face, the covering element being separated from the cathode by an electrical insulating element, in particular a layer, said interlayer.
- the first cathode contact, adjacent to the spacer, may also be part of the reflector and is preferably in contact or electrically coupled to the reflective cover member.
- the reflective covering element can be:
- a layer deposited by physical vapor deposition on the spacer, or on an inner face of a counter-element (glass, plastic film) attached to the spacer (preferably in optical contact),
- a metal sheet Cu, Inox, Alu, Ag ...
- the reflective covering element preferably layered, is based on at least one metal selected from Al, Ag, Cu, Mo, Cr.
- the interlayer can be chosen to let the light emitted, preferably without too much absorb.
- the interlayer is transparent, preferably of TL> 90%, and not particularly absorbent, in particular A ⁇ 3%.
- the interlayer can be:
- the reflector being spaced apart by spacers, peripheral to the active zone,
- an attached film for example a lamination interlayer (PVB type) and the reflector is for example a glass substrate with a reflective layer.
- the interlayer preferably comprises or consists of a (mono) layer
- o mineral preferably chosen from a nitride, an oxide, an oxynitride, for example a silicon nitride,
- the first cathode contact comprises a layer based on the same material as the metal covering element, preferably which is an aluminum-based layer.
- the cathode contact can be:
- a layer deposited on the cathode conductive adhesive, layer deposited by inkjet or screen printing according to the desired shape, thin layer deposited by PVD and if necessary patterned, a solder or a solder ...
- the cathode contact preferably layered, is based on at least one metal preferably selected from Al, Ag, Cu, Mo, Cr.
- the cathode contact and the covering element may be formed by a continuous layer, in particular on the interlayer (in layer) and the cathode.
- the cathode contact, or even the continuous layer is based on the same material as the cathode, in particular aluminum.
- the continuous layer can form a mirror and there is no differentiation by the cathode contact of the covering element.
- a single deposition technique for example physical vapor phase PVD, especially cathode sputtering or evaporation
- metals aluminum, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, lanthanum hafnium, indium, bismuth,
- the R2 of the aluminum (which can be transparent or semi-transparent depending on the chosen thickness),
- R2 be greater than or equal to 1 or even 3 ohm / square and less than 20 ohm / square.
- the cathode is preferably based on at least one metal, preferably selected from Al and Ag, optionally with a layer of LiF underlying the metal layer and for example less than 3 nm thick.
- the cathode may comprise or even consist of an aluminum-based layer and the cathode contact is an aluminum-based layer, forming for example an excess thickness on the aluminum cathode layer.
- the reflector is a Bragg mirror, a Bragg mirror arranged on the cathode and adjacent to the cathode contact, and the cathode contact is part of the reflector.
- the Bragg mirror is known as a stack formed of an alternation of thin layers of high refractive index n1, such as TiO2, ZrO2, Al2O3, Si3N4, and thin layers of lower index n2, such as SiO2, CaF2.
- the delta of index n2-n1 is at least 0.3, and preferably at least 0.6, and the stack comprises at least two high index layers and two low index layers.
- Bragg mirrors for OLEDs is well known to those skilled in the art, which may possibly refer to the following publications: • Appl. Phys. Lett. 69, 1997 (1996); Efficiency enhancement of microcavity organic light emitting diodes; RH Jordan, A. Dodabalapur, and RE Slusher
- the cathode contact may touch the Bragg mirror.
- the cathode contact is connected for example by one of its ends protruding from the active area forming a zone of cathode connection.
- FIG. 1 is a diagrammatic sectional view of a first organic electroluminescent device according to the invention
- FIG. 1a illustrates a schematic top view of the OLED device of FIG. 1,
- FIG. 1b shows graphs of homogeneity of the luminance obtained according to the invention
- FIG. 1 is a diagrammatic sectional view of a second organic electroluminescent device according to the invention.
- FIG. 1 'a illustrates a schematic view from above of the OLED device of FIG. 1'
- FIG. 2 is a diagrammatic sectional view of a third organic electroluminescent device according to the invention.
- FIG. 2a illustrates a partial schematic view from above of the device
- Figure 3 is a schematic sectional view of a fourth OLED device according to the invention with 4 stacks connected in series. It is specified that for the sake of clarity the various elements of objects (including angles) shown are not reproduced to scale.
- FIG. 1 voluntarily very schematic, shows in section an organic electroluminescent device emitting through the substrate or "bottom emission” in English.
- the OLED device 100 (connectable in series easily) comprises a transparent substrate with a first main face 10 comprising a stack comprising in this order starting from said first face:
- an organic electroluminescent system 2 above the anode including HTL and ETL layer
- an upper cathode electrode 3, transparent or semi-reflective, above the organic electroluminescent system, comprising an electroconductive layer, given resistance cathode R2 of given constant thickness, the ratio r R2 / R1 ranging from 0 , 1 to 5, the stack thus defining a common area, called active 20.
- a potential V for example 4 V or 10 V, is applied at the edge of the anode 1 via a first electrical contact 41 of the peripheral anode, in (multi) metal layers for example. It is said first adapted anode contact 41, that is to say electrical resistance adapted to be, in operation, the first potential V at any point.
- the first adapted contact 41 is here outside the active zone 20 on a first longitudinal edge 21 of the active zone.
- the invention thus consists of an OLED module whose ratio r and the geometry of the electrical connections on the two electrodes are adjusted so that the voltage drops which take place in the two electrodes compensate for maintaining a difference. as uniform as possible between the two electrodes.
- the contact surface 5 is here a solid surface, alternatively it is grid.
- a reflector 6 comprises a metallic reflecting covering element 61, above the cathode 3 away from the first main face, the covering element 61 being separated from the cathode 3 by an electrically insulating electrical element 7 said interlayer, transparent and little absorbent, here a layer of preferably mineral and thin, such as 50 nm of silicon nitride.
- the first cathode contact 5, adjacent to the spacer 7, is reflective, therefore part of the reflector 6 and is preferably in contact even electrically coupled to the reflective covering element 61.
- the cathode contact 5 is preferably based on the same material as the metal covering element 61.
- the cathode contact 5 and the covering reflector 6 are then formed by a continuous layer on the insert 7 and the cathode 3 for example by physical vapor deposition.
- this continuous layer is based on aluminum, for example 100 nm or even 500 nm thick.
- the interlayer 7 has been structured before the deposition to leave a free zone corresponding to the zone intended to be the zone of the cathode contact.
- the second edge 22 of the active zone 20 is, for example, passivated by polyimide resin, for example 71.
- the anode contact 41 is here on the anode 1 previously deposited on the substrate (or on an underlying layer). However, the anode 2 can just as easily be deposited after the anode contact 41 and cover it partially for its electrical connection.
- the reflector comprises a Bragg mirror adjacent to said first cathode contact.
- the reflective cathode contact is then always part of the reflector.
- the Bragg mirror (made of dielectric materials) can be directly on the cathode.
- the cathode 3 is, for example, an aluminum layer, in particular of R2 greater than or equal to 1 ohm / square, or even greater than or equal to 3 ohm / square and less than 20 ohm / square or even 10 ohm / square, the cathode contact is then preferably an aluminum-based layer, as already indicated.
- the active zone 20 is for example at least 5 cm by 5 cm.
- the cathode contact extends outside the active zone beyond the second edge 22 and for example is deposited on a pre-existing contact pad 81.
- the OLED device 100 comprises, above the organic electroluminescent system 2, away from the first face 10, a reflector 6 covering the active zone 20.
- FIG. 1 a illustrates a schematic view from above of the device 100 showing a part of the elements of the device for clarity, namely the electric function elements.
- the first adapted anode contact 41 is a straight strip.
- the active zone 20 (here defined simply by its outlines, in dashed lines) is square too.
- a point B1 of the anode contact 41 has been drawn, the nearest point C1 belonging to the cathode contact 5 (here internal) and the point X1 of the second edge 22 (in the plane of B1 parallel to the 'anode).
- the straight line passing through B1 by the orthogonal projection of C1 in the plane of B1 parallel to the anode and passing through X1 makes it possible to define at best L1 and D1.
- the first external peripheral adapted contact is preferably at a distance W less than L / 10 or even L / 20 of the first edge where L is the distance between first and second edges 21 and 22 here constant (equal to L1).
- L 15 cm
- Rorg 1000 Ohm. cm 2
- H of the luminance is defined as the ratio between the minimum luminance on the maximum luminance for an OLED supplied at a given voltage above the ignition voltage of OLED.
- FIG. 1b shows the homogeneity graphs H as a function of D1 / L1 of the cathode contact 5 of the device 100 shown in FIG. 1, for different ratios r (between 0.1 and 4).
- Rorg different, typically between 50 and 1000 Ohm. cm 2
- an anode of R1 different typically between 1 and 10 ohm per square, and for any other size of active area.
- a silver stack is preferred over a transparent conductive oxide "TCO", such as ITO.
- TCO transparent conductive oxide
- ITO transparent conductive oxide
- Figure 1 is a schematic sectional view of a second organic electroluminescent device 100 'according to the invention.
- the spacer 7 and the covering element 61 cover the entire active zone 20 and the cathode contact 5 'is offset at the periphery of the second edge 22 in a region of the cathode 3 projecting beyond the active zone 20.
- Fig. 1a illustrates a schematic top view of the device 100 'showing part of the device elements for clarity, namely the electrical function elements.
- the first adapted anode contact 41 is a straight strip.
- the active zone 20 (here defined simply by its contours, in dashed lines) is rectangular.
- the edges 23 and 24 of the active zone adjacent the first and second edges 21, 22 are not provided with suitable anode contacts.
- the first external peripheral adapted contact is preferably at a distance W less than L / 10 or even L / 20 of the first edge where L is the distance between the first and second edges 21, 22.
- a point B1 of the anode contact 41 has been drawn, the point C1 closest to the cathode contact 5 (here external) and the point X1 of the second edge 22 (in the plane of B1 parallel to the anode ).
- the straight line passing through B1, by the orthogonal projection of C1 in the plane of B1 parallel to the anode and passing through X1 makes it possible to define at best L1 and D1.
- L 15 cm
- Rorg 1000 Ohm. cm 2
- H of the luminance is defined as the ratio between the minimum luminance on the maximum luminance for an OLED supplied at a given voltage above the ignition voltage of OLED.
- FIG. 2 is a diagrammatic sectional view of a second organic electroluminescent device 100 'according to the invention in a variant of the first device 100.
- FIG. 2a shows a partial schematic view from above of the OLED device of FIG. 2,
- Resistive anode electrical contacts 42 are added in an electroconductive layer connected to the first adapted anode contact 41. Here these resistive contacts 42 are interconnected and form a grid on the anode (or alternatively below) and passivated by a resin 71.
- the resistive anode contact 42 may be of the same material as the adapted contact 41 but much thinner for example less than 1 mm.
- a square mesh of metal strands with a period of 5 mm, made using aluminum wires of 500 nm height and 100 ⁇ of width forms a system having an equivalent square resistance of 2, 7 ohm per square. If such a mesh is placed on a resistance ITO anode per square of 20 ohm per square, the equivalent resistance of the anode (defined as the resistance resulting from the paralleling of the anode and the resistive contacts) is then 2.4 ohm per square.
- the illumination will be close to a resistive contact located at 4 cm from the edge of the 'OLED 20% lower.
- This reduction in illumination greater than 5% is attributed to the resistive nature of the resistive contacts which cause a decrease in the voltage of the anode in the center of the OLED, causing the drop in illumination.
- the first anode contact 41 runs along the first edge 21 in the active zone 20 and not outside. Also, it is passivated by a resin 71. It protrudes from the edge 24 (adjacent to the first edge 21) for its electrical connection.
- Figure 3 is a schematic sectional view of a third organic electroluminescent device 1000 according to the invention.
- the OLED device comprises four OLED devices 100a to 100b of the type of the first device 100, thus four stacks defining four active zones 20a to 20d and connected in series along a direction A.
- the cathode contact pad 81 is moved on the last edge of the last stack 20d.
- the first cathode contact 5a protrudes from the first active zone 20a and serves as the anode contact 41b of the second anode 2b and so on.
- the preferably identical active areas are rectilinear strips or even curved strips of constant width.
- OLEDS in series with the device of the 100 'or 200 type. It is also possible to produce OLEDS in series with round active zones or the like.
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Abstract
La présente invention a pour objet un dispositif OLED (100), comportant une anode transparente de résistance par carré donné R1,une cathode (3)de résistance par carré donnée R2, le ratio r = R2/R1allant de0,1 à5, un premier contact électrique d'anode adapté et un premier contact électrique de cathode (5a, 5d)qui est décalé du contact électrique d'anode adapté(41),pour tout point B1 de chaque contact d'anode adapté (41), en définissant une distance D1entre ledit point B1et le point C1 de la surface de contact le plus proche dudit point B1, et en définissant une distance L1 entre ledit point B1 et un point X1 d'un deuxième bord (22)de la zone active opposé au premier bord (21), en passant par C1,alors on définit les critères suivants: -si 0,1≤r < 1,75,alors 20% < D1/L1, -si 1,75 ≤r < 2,5, alors 20% < D1/L1< 90%, -ou si 2,5 ≤r < 3, alors 20% < D1/L1< 80%, -ou encore si 3 ≤r ≤5 alors 20%< D1/L1< 70%, et un réflecteur(6) couvre la zone active (20).
Description
DISPOSITIF OLED A EMISSION PAR L'ARRIERE
La présente invention a pour objet un dispositif à diode électroluminescent organique à émission par l'arrière.
Les systèmes électroluminescents organiques connus ou OLED (pour
« Organic Light Emitting Diodes » en anglais) comportent un empilement de couches électroluminescentes organiques alimentées en électricité par des électrodes l'encadrant sous forme de couches minces électroconductrices. Lorsqu'une tension est appliquée entre les deux électrodes, le courant électrique traverse la couche organique, générant ainsi de la lumière par électroluminescence.
Dans un dispositif OLED à émission par l'arrière (bottom OLED en anglais), l'électrode supérieure, ou cathode, est une couche métallique réfléchissante typiquement avec résistance par carré inférieure ou égale à 0, 1 Ω/carré et l'électrode inférieure ou anode, est une couche transparente, déposée sur un substrat verre ou plastique laissant passer la lumière émise, de résistance par carré de plusieurs ordres de grandeurs supérieures.
Le document WO99/02017 constate qu'une très grande différence de résistance par carré entre l'anode et la cathode conduit à la fois une inhomogénéité de la luminance, une diminution de la durée et de la fiabilité, tout particulièrement pour des dispositifs de grandes tailles. Aussi, il propose un dispositif à diode électroluminescente organique avec une anode transparente de résistance par carré donnée R1 et une cathode avec une résistance par carré R2 donnée proche, le ratio r = R2/R1 étant compris entre 0,3 et 3.
A titre d'exemple, l'anode est une couche d'ITO de résistance par carré 10 ohms et la cathode est une couche mince d'ytterbium de résistance par carré 9,9 ohms soit r autour de 1 .
Le gain en homogénéité n'est cependant pas encore optimal et même n'est pas certain pour toutes les configurations d'OLED.
Aussi, la présente invention a tout d'abord pour objet un dispositif à diode électroluminescent organique, dit OLED, comportant un substrat transparent avec une première face principale comportant un empilement comprenant dans cet ordre en partant de ladite première face :
- (directement sur la première face ou sur une sous couche par exemple) une électrode inférieure formant anode, qui est transparente, comportant de
préférence au moins une couche électroconductrice, anode de résistance par carré donnée R1 , notamment R1 inférieure à 30 Ohm/carré voire inférieure ou égale à 15 Ohm/carré ou même 10 Ohm/carré, l'anode ayant une surface anodique donnée, la dimension caractéristique de la surface anodique étant de préférence d'au moins 2 cm, voire 5 cm,
- un système électroluminescent organique au-dessus de l'anode,
- une électrode supérieure formant cathode, au-dessus du système électroluminescent organique (voire directement sur le système), comportant de préférence une couche électroconductrice, cathode de résistance par carré donnée R2, cathode de préférence d'épaisseur donnée constante, avec un ratio r = R2/R1 allant de 0, 1 à 5
l'anode, le système électroluminescent organique et la cathode définissant ainsi une zone commune dite active (correspondant à la surface éclairante moins des éventuels contacts d'anode internes, si trop opaques).
Le dispositif OLED comporte en outre :
- le long d'un premier bord de la zone active, tout le long par exemple du premier bord, ou encore le long d'un groupe de bords adjacents (incluant le premier bord), un premier contact électrique d'anode adapté, voire plusieurs contacts électriques d'anode adaptés, notamment en périphérie interne et/ou externe de la zone active,
- un premier contact électrique de cathode (de préférence unique), qui est décalé du ou des contacts électriques d'anode adaptés, contact de cathode de surface donnée, dite surface de contact.
Pour (la majorité voire 80% ou au mieux pour) tout point B1 de chaque contact d'anode adapté (notamment du premier contact électrique d'anode adapté), en définissant une distance D1 entre ledit point B1 et le point C1 de la surface de contact le plus proche dudit point B1 , et en définissant une distance L1 entre ledit point B1 et un point X1 d'un deuxième bord de la zone active opposée au premier bord , en passant par C1 , alors on définit les critères suivants :
- si 0,1≤r < 1 ,75 alors 20% < D1/L1 ,
- si 1 ,75 < r < 2,5, alors 20% < D1/L1 < 90%, ou
- si 2,5 < r < 3, alors 20% < D1/L1 < 80%,
- ou encore si 3 < r < 5, alors 20%< D1/L1 < 70%.
Enfin, le dispositif OLED, comporte au-dessus du système électroluminescent organique, en s'éloignant de la première face, un réflecteur couvrant la zone active.
Un tel dispositif est apte à être connecté en série par l'agencement des contacts de cathode et d'anode notamment.
L'invention a également pour objet un dispositif à diode électroluminescent organique, dit OLED, comportant un substrat transparent avec une première face principale comportant un nombre n supérieur à 1 d'empilements, chaque empilement comprenant dans cet ordre en partant de ladite première face :
- (directement sur la première face ou sur une sous couche par exemple) une électrode inférieure formant anode, qui est transparente, comportant de préférence au moins une couche électroconductrice, anode de résistance par carré donné R1 ,
- un système électroluminescent organique au-dessus de l'anode,
- une électrode supérieure formant cathode, au dessus du système électroluminescent organique et comportant de préférence une couche électroconductrice, cathode de résistance par carré donnée R2 de préférence d'épaisseur donnée constante, le ratio r = R2/R1 allant de 0,1 à 5 l'anode, le système électroluminescent organique et la cathode définissant ainsi une zone commune dite active,
les empilements étant connectés en série, ou aptes à être connectés en série (par l'agencement des contacts de cathode ou d'anode notamment...) et pour au moins l'un des empilements, de préférence pour la majorité voire chacun des n empilements, le dispositif OLED comportant :
- le long d'un premier bord de la zone active, un premier contact électrique d'anode adapté voire plusieurs contacts électriques d'anode adaptés,
- un premier contact électrique de cathode (de préférence unique), qui est décalé du ou des contacts électriques d'anode adaptés, contact de cathode de surface donnée, dite surface de contact,
Pour (la majorité voire 80% ou au mieux pour) tout point B1 de chaque contact d'anode adapté (notamment du premier contact électrique d'anode adapté), en définissant une distance D1 entre ledit point B1 et le point C1 de la surface de contact le plus proche dudit point B1 , et en définissant une distance L1 entre ledit point B1 et un point X1 d'un deuxième bord de la zone active opposé au premier bord, en passant par C1 , alors on définit les critères suivants :
- si 0,1 < r < 1 ,75 alors 20% < D1/L1 ,
- si 1 ,75 < r < 2,5, alors 20% < D1/L1 < 90%, ou
- si 2,5 < r < 3, alors 20% < D1/L1 < 80%, ou encore
- si 3 < r < 5, alors 20%< D1/L1 < 70%.
Enfin, le dispositif OLED, comporte au-dessus du système électroluminescent organique, en s'éloignant de la première face, un réflecteur couvrant la zone active.
Aussi pour 0,1 < r < 1 ,75, si D1 est inférieur à L1 (D1/L1 < 100%), le premier contact électrique de cathode est agencé au-dessus de la zone active et couvre alors partiellement la région de la cathode au-dessus de la zone active (s'étendant jusqu'au deuxième bord opposé au premier bord). Si D1 est supérieure ou égale à L1 , le premier contact électrique de cathode est agencé le long du deuxième bord en périphérie externe de la zone active (par exemple dans une zone de cathode dépassante de la zone active).
Pour les autres gammes de r, le premier contact électrique de cathode est alors agencé au-dessus de la zone active et couvre alors partiellement la région de la cathode au-dessus de la zone active, (s'étendant jusqu'au deuxième bord opposé au premier bord).
Plus rigoureusement, D1 est la distance entre B1 et la projection (orthogonale) de C1 sur l'anode ou mieux dans le plan passant par B1 parallèle à l'anode, mais compte- tenu de la faible hauteur de l'OLED, cela ne change pas les critères définis ci-dessus.
Et de même plus rigoureusement, L1 la distance entre B1 et X1 (X1 dans le plan passant par B1 parallèle à l'anode) en passant par la projection orthogonale de C dans le plan passant par B1 parallèle à l'anode mais compte-tenu de la faible hauteur de l'OLED, cela ne change pas les critères définis ci-dessus.
On peut préférer donc définir D1 et L1 dans le plan passant par B1 parallèle à l'anode.
Le substrat transparent peut être monolithique (commun pour tout ou partie des empilements) ou en plusieurs morceaux (par exemple un support par empilement, n supports étant aboutés pour former le substrat).
Selon l'invention, on entend par contact adapté d'anode (c'est-à-dire le premier contact d'anode adapté comme le ou les autres contacts d'anode adaptés), un contact électrique ayant une conduction suffisante pour que, lorsque l'OLED est en fonctionnement, la tension soit la même en tout point du contact adapté. Il en résulte de cette propriété de conduction, qu'entre deux points du contact adapté, la variation de luminance à proximité de ces deux points est inférieure à 5%. Le rôle du contact adapté
d'anode est donc de distribuer un même potentiel électrique sur toute sa surface.
Selon l'invention, le premier contact électrique de cathode a en outre une conduction suffisante pour que, lorsque l'OLED est en fonctionnement, la tension soit la même en tout point du premier contact de cathode. Il en résulte de cette propriété de conduction, qu'entre deux points de ce contact de cathode, la variation de luminance à proximité de ces deux points est inférieure à 5%. Le rôle de ce contact de cathode est donc de distribuer un même potentiel électrique sur toute sa surface.
Le but de cette invention est de fabriquer l'OLED la plus grande possible satisfaisant un critère d'homogénéité de luminance pré-requis avec une anode de R1 donnée et une résistance de couche organique rorg donnée, en particulier avec une configuration donnée de contacts d'anode sur un seul bord ou des OLED en série.
La Demanderesse a constaté que les positions des connectiques d'anode et de cathode, notamment leur positionnement l'une par rapport à l'autre, ainsi que leurs formes étaient critiques. Pour un véritable gain en homogénéité, il est ainsi crucial :
- de choisir judicieusement le ou les contacts d'anode, notamment leur position et leur résistance (pour qu'ils soient adaptés),
- de placer correctement le premier contact de cathode,
- et d'éloigner suffisamment le premier contact de cathode du ou des contacts d'anode adaptés.
On obtient ainsi une différence de potentiels la plus constante possible entre la cathode et l'anode sur toute la surface éclairante.
D1 peut être constant quelque soit le point B1 ou varier tout en restant avec le ratio D1/L1 selon l'invention qui dépend drastiquement du choix du ratio r.
Le premier contact de cathode peut s'étendre dans la zone active vers les bords de la zone active au moins en direction du ou des contacts d'anode adaptés.
La limite éventuelle supérieure de D1/L1 rappelle que le premier contact de cathode selon l'invention s'écarte alors d'un contact de type ponctuel.
Un contact de cathode laissant alors une part de la zone centrale de la zone active inhomogène n'est pas conforme à l'invention. On peut citer comme contre exemples :
- un contact de cathode en plusieurs morceaux trop espacés entre eux dans la zone centrale de la zone active,
- un contact de cathode creux formant un cadre ou un anneau trop fin.
Un autre contre exemple de contact de cathode (non conforme à l'invention)
serait en outre un réseau de contacts résistifs ou même adaptés, tel qu'une grille ou des bandes parallèles, occupant seulement la périphérie interne de la zone active (de largeur D1 ) ou l'ensemble de la zone active.
Le premier contact de cathode selon l'invention, notamment au-dessus de la zone active, de préférence n'est pas un contact de type ponctuel.
Le contact de cathode selon l'invention ne reproduit pas forcément la symétrie de la zone active.
La surface de contact peut être une surface pleine, une surface en grille (agencée pour maintenir un équipotentiel). La surface de contact peut être de préférence une seule surface (en un morceau) et/ou le contact de cathode peut être unique.
La surface de contact (sensiblement) pleine (notamment une couche déposée sur l'anode) peut présenter des discontinuités de surface, mais inaptes à perturber sa fonction d'équipotentiel.
Et, comme déjà indiqué, de préférence la surface de contact pleine n'est pas de type creuse.
On préfère en outre que la zone active soit de type pleine.
Le contact de cathode peut être autosupporté et rapporté sur la cathode par exemple un ensemble de fils, en nappe, etc.
De préférence l'épaisseur du premier contact de cathode est constante.
Le premier contact adapté quant à lui peut être une couche pleine ou de type maillage (grille resserrée formant une bande..), voire un ensemble de contacts d'anode ponctuels suffisamment proches pour répartir le courant, par exemple éloignés de moins de quelques mm.
L'expression « le long d'un premier bord » est à interpréter au sens large, le ou les contacts d'anode adaptés pouvant suivre le contour du premier bord (en interne ou en la dénomination « deuxième bord opposé au premier bord est prise au sens large et incorpore deux zones opposées d'une zone active arrondie (disque, contour ovoïde, etc).
Le premier contact adapté, notamment (sensiblement) rectiligne, peut être périphérique, périphérique pris au sens large donc :
- en périphérie externe au premier bord,
- couvert par le système électroluminescent (et par la cathode au-dessus) et est passivée par une couche de passivation, telle que du polyimide, donc (au moins en partie) en périphérie interne du premier bord.
Le premier contact adapté périphérique externe et/ou le ou les deuxièmes
contacts d'anode adaptés périphériques externes éventuels sont de préférence à une distance W inférieure à L/10 voire à L/20 du premier bord où L est la distance entre premier et deuxième bord, de préférence constante.
De préférence le premier contact adapté qui est périphérique (comme le ou les deuxièmes contacts d'anode adaptés périphérique éventuels) longe (sensiblement) la périphérie (interne ou externe) du premier bord, et est à distance constante (ou à peu près) de la périphérie de la zone active.
Le premier contact adapté périphérique, externe et/ou interne, est de préférence à une distance inférieure à 10 mm, voire inférieure ou égale à 5 mm du premier bord et voire est (en partie) sur le premier bord de la zone active (en dépassant de part et d'autre).
Le premier voire les autres contacts d'anode adaptés périphérique éventuels d'anode périphérique (externe et/ou interne) sont de préférence à une distance (constante de préférence) inférieure à 10 mm voire à 5 mm du premier bord, et voire sont (en partie) sur le premier bord de la zone active (en dépassant de part et d'autre).
Le premier contact adapté peut être sur ou sous l'anode.
Le premier et/ou le ou les deuxièmes contacts d'anode adaptés (notamment périphériques) éventuels peuvent (sensiblement) être rectilignes, être courbes....
Typiquement la largeur d'un contact d'anode adapté (étendu voire ponctuel) est de l'ordre du cm. Il n'y a probablement pas de lumière sortante dans la zone active dotée du premier contact d'anode adapté, car ce dernier est trop opaque.
Par ailleurs, contrairement à l'art antérieur précité, on préserve, via le réflecteur selon l'invention, un niveau de luminance acceptable. Typiquement le réflecteur peut avoir une réflexion lumineuse RL (vers le système organique) d'au moins 80 %.
Le système électroluminescent organique est au-dessus de l'anode :
- notamment directement sur l'anode, en intégrant dans la fonction anode aussi une planarisation éventuelle électroconductrice,
- ou encore directement sur une passivation de contact d'anode adapté interne à la zone active (comme discuté plus tard),
- notamment directement sur l'anode, en intégrant dans la fonction anode aussi une planarisation éventuelle électroconductrice,
- ou encore directement sur une passivation de contact d'anode résistif interne à la zone active (comme discuté plus tard).
Typiquement, le substrat revêtu de l'anode (anode directement sur le substrat ou
séparée par une couche par exemple pour l'extraction de lumière) peut avoir une transmission lumineuse d'au moins 70%.
Selon l'invention, on entend par couche mince, une couche (mono ou multicouche en l'absence de précision) d'épaisseur inférieure au micron, voire à 500 nm, voire à 100 nm.
Selon l'invention, on entend par couche une monocouche ou multicouche, ceci en l'absence de précision.
La cathode est de préférence d'épaisseur donnée constante notamment avec une tolérance en fonction du procédé de fabrication, par exemple ± 10% pour un dépôt type couche mince.
L'OLED selon l'invention tout particulièrement destinée à l'éclairage aussi la dimension caractéristique, i. e. la plus grande dimension, telle que la longueur ou le diamètre, de la zone active peut être d'au moins 10 cm voire 15 cm.
La cathode étant alimentée électriquement à un potentiel Vc, telle que la différence de potentiel(s) entre anode et cathode est apte pour l'éclairage, notamment Vc est à la masse.
On considère qu'une cathode épaisse classique est idéale, c'est-à-dire qu'elle forme en elle-même un contact de cathode (équi potentiel en tout point de la cathode). L'invention se distingue d'une telle cathode de part l'augmentation de la résistance par carré de la cathode R2 et des critères sur la surface de contact.
Le contact de cathode est au-dessus de la zone active, notamment si 1 ,75 < r ou le contact de cathode peut être en dehors de la zone active si r < 1 ,75.
De préférence, le premier contact de cathode qui est au-dessus de la zone active, peut avoir une surface (sensiblement) homothétique à la surface de la zone active et/ou être de distance (sensiblement) constante au contact d'anode adapté notamment (sensiblement) parallèle au contact d'anode adapté.
Si la zone active est un carré ou un rectangle, le contact de cathode est un carré ou un rectangle ou si la zone active est ronde, le premier contact de cathode, présente un bord arrondi en regard du premier bord.
Pour une homogénéisation encore meilleure, on préfère :
- si 0,1 < r < 1 ,75, alors 40% < D1/L1 , voire 60% < D1/L1 ,
- si 1 ,75 < r < 2,5, alors 40% < D1/L1 < 80%, voire 50% < D1/L1 < 70%,
- si 2,5 < r < 3, alors 40% < D1/L1 < 70%, voire 40% < D1/L1 < 60%,
- si 3 < r < 5, alors 30% < D1/L1 < 50%.
Le dispositif OLED peut comprendre un ou des contacts électriques d'anode dits résistifs, notamment en couche électroconductrice, reliés au premier contact d'anode adapté et/ou au(x) éventuel(s) contact(s) d'anode adapté(s)), contacts résistifs éventuellement interconnectés, contacts de résistance plus grande que la résistance du ou des contacts d'anode adaptés.
Et le ratio r = R2/R1 allant de 0,1 à 5 est alors remplacé par un ratio r' = R2/R1 ' allant 0,1 à 5, dans lequel R1 ' est la résistance par carré équivalente de l'ensemble anode et contact(s) résistif(s) dans la zone active et l'on conserve les ratios D1/L1 .
Naturellement on préférera :
- si 0,1 < r' < 1 ,75, alors 40% < D1/L1 , voire 60% < D1/L1 ,
- si 1 ,75 < r'< 2,5, alors 40% < D1/L1 < 80%, voire 50% < D1/L1 < 70%,
- si 2,5 < r' < 3, alors 40% < D1/L1 < 70%, voire 40% < D1/L1 < 60%,
- si 3 < r' < 5 alors 30% < D1/L1 < 50%.
Les contacts résistifs sont de résistance telle qu'en fonctionnement, certains points du contact résistif sont à un potentiel Vr distinct du potentiel du contact d'anode adapté de plus de 5 % en relation absolue, voire au moins 10% ou même 20%.
La résistance globale de l'anode peut ainsi se définir comme la mise en parallèle de la résistance des contacts résistifs avec la résistance de la couche d'anode transparente.
Le contact résistif peut être en un même matériau que le contact adapté, mais beaucoup plus fin par exemple de moins de 1 mm.
A des fins esthétiques, on peut préférer un dispositif OLED dénué d'un ou de plusieurs contacts d'anode adaptés dans la zone active, voire même dénué d'un ou de plusieurs de contacts résistifs d'anode (même si assez fins en général) dans la zone active.
Un contact d'anode (adapté ou résistif) peut être sous forme de couche d'épaisseurs comprises entre 0,2 à 10 μηη et de préférence sous forme d'une monocouche en l'un des métaux suivants : Mo, Al, Cr, Nb ou en alliage tel que MoCr, AINb ou sous forme d'une multicouche telle que Mo/AI/Mo ou Cr/AI/Cr.
Il peut aussi s'agir d'un bus bar à l'argent sérigraphié (émail à l'argent) ou déposé par jet d'encre.
Il est déjà connu d'abaisser R1 de l'anode par un maillage assez fin de contacts électriques résistifs, typiquement un réseau métallique carré ou nid d'abeille
sur l'anode.
Les brins sont de l'ordre de 50 à 100 μηι de large et le pas du réseau est en général de 1/5 mm, ce qui donne un taux d'occultation entre 1 et 5 %.
R1 ' peut varier de 0,5 à 5 Ohms par exemple. En pratique, on utilise une multicouche Mo ou Cr (100 nm)/AI (500 nm à 1000 nm)/Mo ou Cr (100 nm) est déposée par exemple sur ΙΊΤΟ de 140 nm. Cette multicouche est ensuite gravée chimiquement, avec un procédé de photolithographie en général, pour former les contacts résistifs et éventuellement les contacts d'anode adaptés en la même matière mais plus larges.
Ainsi, au niveau de l'anode, tout se passe comme si l'on avait une anode de résistance équivalente à la mise en parallèle de l'anode et du ou des contacts d'anode résistifs.
On a alors une tension dans les contacts résistifs d'anode qui va diminuer progressivement à mesure qu'on s'éloigne des bords de l'OLED.
De la même manière, il peut y avoir un ou plusieurs contacts résistifs de cathode, par exemple en couche électroconductrice, reliés au premier contact de cathode, contacts résistifs éventuellement interconnectés et notamment répartis sur l'ensemble de la zone entre le premier contact de cathode et les bords de l'OLED.
Dans ce cas, R2 correspond à la résistance par carré équivalente de l'ensemble cathode et contact(s) résistif(s).
Les contacts résistifs sont par exemple de résistance telle qu'en fonctionnement, certains points du contact résistif sont à un potentiel Vr distinct du potentiel du premier contact de cathode V de plus de 2 % en relation absolue, voire au moins 4% ou même 8%.
Le premier contact d'anode adapté peut être un contact étendu, notamment unique ou le premier contact d'anode adapté est un contact de type ponctuel, et des autres contacts d'anode adaptés de type ponctuel sont répartis sur le premier bord.
Le premier bord et le deuxième bord sont de préférence les bords longitudinaux (les plus longs) de la zone active. On préfère qu'il n'y ait pas de contacts d'anode adaptés sur les bords adjacents au premier et au deuxième bord. On préfère que le ou les contacts d'anode adaptés s'étendent sur (au moins) un premier bord sur une distance inférieure à la moitié de la zone active.
Pour une zone active de type carrée ou un rectangle, on préfère que le ou les contacts d'anode adaptés s'étendent sur un seul bord de préférence le plus long.
Si le contact de cathode est externe, sa forme importe moins. De préférence il est à proximité (voire est en contact avec le deuxième bord) et longe le deuxième bord.
Pour une zone active ronde, le contact d'anode et le contact de cathode sont de type parenthèse si le contact de cathode est externe. Ou le contact d'anode est en C et le contact de cathode interne est en C, notamment à distance constante du C du contact d'anode.
On évite une forme de zone active de type triangle les premier et deuxième bords étant « trop » adjacents. On préfère une zone active de type symétrique.
Le ou les zones actives peuvent former des bandes, carrées ou rectangulaires, des bandes (sensiblement) rectilignes, parallèles ou courbes.
Dans le cas de n empilements, les zones actives sont par exemple alignées suivant au moins une direction donnée A dite de connexion, ou encore s'étendent selon une autre forme telle qu'un soleil...
Les zones actives des n empilements, notamment pleines, sont de préférence de tailles similaires, notamment égales à une surface S±10% et de préférence les zones actives sont de formes similaires. La distance entre le premier bord et le deuxième bord est de préférence (sensiblement) constante, par exemple vaut une valeur G±10%.
L'espacement entre les zones actives est de préférence minimisé à moins de 500 μηη, notamment entre 100 et 500 μηη.
Entre les zones actives, on peut prolonger le réflecteur.
A l'état off, on peut s'arranger pour que le réflecteur forme un miroir sur l'ensemble des n empilements (donc sans discontinuités).
Les zone actives sont de préférence des formes géométriques, des pavages (rectangle, carré, nid d'abeille..).
Par ailleurs, du fait de l'adaptation de R2, la cathode peut être transparente ou semi-réfléchissante, notamment de réflexion RL inférieure à 80%, voire inférieure ou égale à 60%, voire 50%.
La cathode laisse passer la lumière émise, de préférence sans trop absorber. Dans une première configuration (avec la cathode transparente ou semi- transparente), le réflecteur peut comporter un élément couvrant réfléchissant de préférence métallique, notamment en couche(s) (mince(s)), au-dessus de la cathode en s'éloignant de la première face principale, l'élément couvrant étant séparé de la cathode par un élément isolant électrique, notamment en couche, dit intercalaire.
Le premier contact de cathode, adjacent à l'intercalaire, peut aussi faire partie du réflecteur et est de préférence en contact voire électriquement couplé à l'élément couvrant réfléchissant.
L'élément couvrant réfléchissant peut être :
une couche, déposée par dépôt physique en phase vapeur sur l'intercalaire, ou sur une face interne d'un contre élément (verre, film plastique..) rapporté contre l'intercalaire (en contact optique de préférence),
une feuille métallique : Cu, Inox, Alu, Ag ...
L'élément couvrant réfléchissant, de préférence à couche, est à base d'au moins un métal choisi parmi Al, Ag, Cu, Mo, Cr.
L'intercalaire peut être choisi pour laisser passer la lumière émise, de préférence sans trop absorber. Par exemple l'intercalaire est transparent, de préférence de TL > 90 %, et peu absorbant notamment A < 3 %.
L'intercalaire peut être :
une couche déposée sur la cathode couche mince déposée par dépôt physique en phase vapeur, voire une colle si le réflecteur est une plaque (inox etc) ...
de l'air, le réflecteur étant écarté par des espaceurs, périphériques à la zone active,
un film rapporté, par exemple un intercalaire de feuilletage (type PVB) et le réflecteur est par exemple un substrat verre avec une couche réfléchissante. L'intercalaire de préférence comprend voire est constitué d'une (mono)couche
(notamment d'épaisseur inférieure à 100 nm, épaisseur ajustée en fonction de son absorption) qui est
o minérale, de préférence choisie parmi un nitrure, un oxyde, un oxynitrure, par exemple un nitrure de silicium,
o ou une résine par exemple identique à la résine de passivation des bords d'OLED, notamment en polyimide,
o et/ou éventuellement est diffusante, par exemple par ajout de particules diffusantes notamment minérales dans un liant notamment minéral. De préférence, dans cette première configuration, le premier contact de cathode comprend une couche à base du même matériau que l'élément couvrant métallique, de préférence qui est une couche à base d'aluminium.
Le contact de cathode peut être :
- une couche déposée sur la cathode : colle conductrice, couche déposée par jet d'encre ou sérigraphie selon la forme souhaitée, couche mince déposée par PVD et si nécessaire patternée, une brasure voire une soudure ...
- et /ou un film rapporté avec la forme prédéterminée : clinquant ...
Le contact de cathode, de préférence à couche, est à base d'au moins un métal de préférence choisi parmi Al, Ag, Cu, Mo, Cr.
Notamment, le contact de cathode et l'élément couvrant peuvent être formés par une couche continue, notamment sur l'intercalaire (en couche) et la cathode. De préférence le contact de cathode, voire la couche continue, est à base du même matériau que la cathode, notamment l'aluminium.
De cette manière à l'état off, la couche continue peut former un miroir et on ne différencie par le contact de cathode de l'élément couvrant.
On peut souhaiter utiliser une seule technique de dépôt (par exemple physique en phase vapeur PVD, notamment pulvérisation cathodique ou évaporation) pour l'élément couvrant et le contact de cathode (et même la cathode ou encore l'intercalaire), voire même une seule étape de dépôt de couche pour l'élément couvrant et le contact de cathode.
Plus largement, parmi les matériaux possibles pour la cathode on peut citer
- des métaux : aluminium, béryllium, magnésium, calcium, strontium, baryum, lanthane hafnium, indium, bismuth,
- et des lanthanides : cérium, praséodyme, néodyme, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, et lutétium.
On préfère en particulier l'aluminium, l'argent, le baryum, le calcium, le samarium qui sont souvent utilisés pour leur faible travail de sortie.
Le tableau 1 ci-dessous donne
la R2 de l'aluminium (qui peut être transparent ou semi-transparent en fonction de l'épaisseur choisie),
la R2 du samarium, de résistivité (massique) de 900 nOhm.m, qui peut être transparent ou semi-transparent en fonction de l'épaisseur choisie et la R2 du baryum, de résistivité (massique) de 332 nOhm.m, qui est transparent ou semi-transparent en fonction de l'épaisseur choisie.
Epaisseur (nm) R2 (Ω/D) Epaisseur R2 (Ω /□) Epaisseur R2 (Ω /□) pour Al (nm) pour Ba (nm) pour Sm
10 5 5 66 10 90
20 2,5 10 33 50 18
50 1 30 1 1 100 9
100 0,5 50 6 200 4,5
200 0,25 75 4
500 0,1 100 3
Tableau 1
On préfère que R2 soit supérieure ou égale à 1 voire à 3 ohm/carré et inférieure à 20 ohm/carré.
La cathode de manière préférée est à base d'au moins un métal, de préférence choisi parmi Al et Ag, avec optionnellement une couche de LiF sous- jacente à la couche de métal et par exemple d'épaisseur inférieure à 3 nm.
Tout particulièrement la cathode peut comprendre, voire est constituée, d'une couche à base d'aluminium et le contact de cathode est une couche à base d'aluminium, formant par exemple une surépaisseur sur la couche de cathode en aluminium.
Dans une deuxième configuration (avec la cathode transparente ou semi- transparente), le réflecteur est un miroir de Bragg, miroir de Bragg agencé sur la cathode et adjacent au contact de cathode, et le contact de cathode fait partie du réflecteur.
Le miroir de Bragg est connu comme un empilement formé d'une alternance de couches minces haut indice de réfraction n1 , telles que Ti02, Zr02, AI203, Si3N4, et de couches minces de plus bas indice n2, telles que Si02, CaF2.
Par exemple le delta d'indice n2-n1 est d'au moins 0,3, et de préférence d'au moins 0,6, et l'empilement comprend au moins deux couches haut indice et deux couches bas indice.
Ainsi, pour une OLED de longueur d'onde centrée vers 570 nm, on pourra envisager un empilement multicouche Ti02 60 nm / Si02 95 nm, voire éventuellement la superposition de cet empilement multicouche.
L'utilisation de miroirs de Bragg pour des OLEDs est bien connue de l'homme du métier, qui pourra éventuellement se référer aux publications suivantes :
• Appl. Phys. Lett. 69, 1997 (1996); Efficiency enhancement of microcavity organic light emitting diodes ; R. H. Jordan, A. Dodabalapur, and R. E. Slusher
• JOSA B, Vol. 17, Issue 1 , pp. 1 14-1 19 (2000),Semitransparent métal or distributed Bragg reflector for wide-viewing-angle organic light- emitting-diode microcavities; Kristiaan Neyts, Patrick De Visschere, David K. Fork, and Greg B. Anderson.
Le contact de cathode peut toucher le miroir de Bragg.
Le contact de cathode est connecté par exemple par l'une de ses extrémités dépassantes de la zone active formant alors une zone de connectique cathode.
L'invention sera maintenant décrite plus en détails à l'aide d'exemples non limitatifs et de figures
La figure 1 est une vue schématique en coupe d'un premier dispositif électroluminescent organique conforme à l'invention,
- La figure 1 a illustre une vue schématique de dessus du dispositif OLED de la figure 1 ,
La figure 1 b montre des graphes d'homogénéité de la luminance obtenus selon l'invention
La figure 1 ' est une vue schématique en coupe d'un deuxième dispositif électroluminescent organique conforme à l'invention,
La figure 1 'a illustre une vue schématique de dessus du dispositif OLED de la figure 1 ',
La figure 2 est une vue schématique en coupe d'un troisième dispositif électroluminescent organique conforme à l'invention,
- La figure 2a illustre une vue schématique partielle de dessus du dispositif
OLED de la figure 2,
La figure 3 est une vue schématique en coupe d'un quatrième dispositif OLED conforme à l'invention avec 4 empilements connectés en série. On précise que par souci de clarté les différents éléments des objets (y compris les angles) représentés ne sont pas reproduits à l'échelle.
La figure 1 , volontairement très schématique, représente en coupe un dispositif électroluminescent organique à émission à travers le substrat ou « bottom émission » en anglais.
Le dispositif OLED 100 (connectable en série aisément) comporte un substrat transparent avec une première face principale 10 comportant un empilement comprenant dans cet ordre en partant de ladite première face :
- une électrode inférieure formant anode 1 , qui est transparente, comportant au moins une couche électroconductrice, anode de résistance par carré donné R1 , par exemple un TCO ou un empilement à l'argent,
- un système électroluminescent organique 2 au-dessus de l'anode, (incluant couche HTL et ETL),
- une électrode supérieure formant cathode 3, transparente ou semi- réfléchissante, au-dessus du système électroluminescent organique, comportant une couche électroconductrice, cathode de résistance par carré donné R2 d'épaisseur donnée constante, le ratio r = R2/R1 allant de 0,1 à 5, l'empilement définissant ainsi une zone commune, dite active 20.
Un potentiel V, par exemple 4 V ou 10 V, est appliqué en bordure de l'anode 1 via un premier contact électrique d'anode 41 périphérique, en (multi)couches métalliques par exemple. Il est dit premier contact d'anode adapté 41 , c'est-à-dire de résistance électrique adaptée pour être, en fonctionnement, au premier potentiel V en tout point.
Le premier contact adapté 41 est ici à l'extérieur de la zone active 20 sur un premier bord 21 longitudinal de la zone active.
L'invention consiste ainsi en un module OLED dont à la fois le ratio r et la géométrie des connexions électriques sur les deux électrodes sont ajustés de façon à ce que les chutes de tension qui ont lieu dans les deux électrodes se compensent pour maintenir une différence de tension la plus uniforme possible entre les deux électrodes.
Pour tout point B1 du premier contact d'anode adapté 41 , en définissant une distance D1 entre ledit point B1 et le point C1 de la surface de contact le plus proche dudit point B, et en définissant une distance L1 entre ledit point B1 et un point X1 d'un deuxième bord longitudinal 22 de la zone active opposé au premier bord 21 , en passant par C1 , alors on définit les critères suivants :
- si 0,1 < r < 1 ,75, alors 20% < D1/L1 ,
- si 1 ,75 < r < 2,5, alors 20% < D1/L1 < 90%,
- si 2,5 < r < 3, alors 20% < D1/L1 < 80%,
- si 3 < r < 5, alors 20%< D1/L1 < 70%.
Et mieux encore
- si 0,1 < r < 1 ,75 alors 40% < D1/L1 , voire 60% < D1/L1 , voire même 70% < D1/L1
- si 1 ,75 < r < 2,5, alors 40% < D1/L1 < 80%, voire 50% < D1/L1 < 70%,
- si 2.5 < r < 3, alors 40% < D1/L1 < 70%, voire 40% < D1/L1 < 60%,
- si 3 < r < 5 alors 30% < D1/L1 < 50%
La surface de contact 5 est ici une surface pleine, en variante elle est en grille.
Un réflecteur 6 comporte un élément couvrant réfléchissant métallique 61 , au-dessus de la cathode 3 en s'éloignant de la première face principale, l'élément couvrant 61 étant séparé de la cathode 3 par un élément électriquement isolant électrique 7 dit intercalaire, transparente et peu absorbante, ici une couche de préférence minérale et mince, telle que 50 nm de nitrure de silicium.
Le premier contact de cathode 5, adjacent à l'intercalaire 7, est réfléchissant, fait donc partie du réflecteur 6 et est de préférence en contact voire électriquement couplé à l'élément couvrant réfléchissant 61 .
Le contact de cathode 5 est de préférence à base du même matériau que l'élément couvrant métallique 61 . Le contact de cathode 5 et le réflecteur couvrant 6 sont alors formés par une couche continue sur l'intercalaire 7 et la cathode 3 par exemple par dépôt physique en phase vapeur. De préférence cette couche continue est à base d'aluminium par exemple de 100 nm, voire de 500 nm d'épaisseur. Naturellement l'intercalaire 7 a été structuré avant le dépôt pour laisser une zone libre correspondant à la zone destinée à être la zone du contact de cathode.
Le deuxième bord 22 de la zone active 20 est par exemple passivé par de la résine polyimide par exemple 71 .
Le contact d'anode 41 est ici sur l'anode 1 déposée préalablement sur le substrat (ou sur une couche sous jacente). Toutefois, l'anode 2 peut tout aussi bien être déposée après le contact d'anode 41 et le recouvrir partiellement pour sa liaison électrique.
En variante non représentée, le réflecteur comporte un miroir de Bragg adjacent audit premier contact de cathode. Le contact de cathode, réfléchissant, fait alors toujours partie du réflecteur. Le miroir de Bragg (en matériaux diélectriques) peut être directement sur la cathode.
La cathode 3 est par exemple une couche d'aluminium, notamment de R2 supérieure ou égale à 1 ohm/carré, voire supérieure ou égale à 3 ohm/carré et
inférieure à 20 ohm/carré voire à 10 ohm/carré, le contact de cathode est alors de préférence une couche à base d'aluminium, comme déjà indiquée.
La zone active 20 est par exemple d'au moins 5 cm par 5 cm.
Le contact de cathode se prolonge en dehors de la zone active au-delà du deuxième bord 22 et par exemple est déposé sur un plot de contact préexistant 81 .
Le dispositif OLED 100 comporte au-dessus du système électroluminescent organique 2, en s'éloignant de la première face 10, un réflecteur 6 couvrant la zone active 20. La figure 1 a illustre une vue schématique de dessus du dispositif 100 montrant une partie des éléments du dispositif pour plus de clarté, à savoir les éléments à fonction électrique.
Le premier contact adapté d'anode 41 est une bande rectiligne. La zone active 20 (définie ici simplement par ses contours, en pointillés), est carrée elle aussi.
Les bords 23, 24 de la zone active adjacents aux premier et deuxième bords
21 , 22 ne sont pas pourvus de contacts d'anode adaptés.
A titre illustratif, on a tracé un point B1 du contact d'anode 41 , le point C1 le pus proche appartenant au contact de cathode 5 (ici interne) et le point X1 du deuxième bord 22 (dans le plan de B1 parallèle à l'anode). La droite passant par B1 , par la projection orthogonale de C1 dans le plan de B1 parallèle à l'anode et passant par X1 permet de définir au mieux L1 et D1 .
Pratiquement l'espace entre le premier contact adapté 21 et le premier bord 21 est restreint. Le premier contact adapté périphérique externe est de préférence à une distance W inférieure à L/10 voire à L/20 du premier bord où L est la distance entre premier et deuxième bords 21 et 22 ici constante (égale à L1 ).
On choisit L = 15 cm, Rorg = 1000 Ohm. cm2, une anode de 3 Ohm/carré, et on définit l'homogénéité H de la luminance comme le rapport entre la luminance minimale sur la luminance maximale pour une OLED alimentée à une tension donnée au-dessus de la tension d'allumage de l'OLED.
La figure 1 b montre les graphes d'homogénéité H en fonction de D1/L1 du contact de cathode 5 du dispositif 100 montré en figure 1 , pour différents ratios r (entre 0,1 et 4).
On y voit six courbes F1 à F6 d'homogénéité H (en %) respectivement pour r = 0,1 ; r = 0,5 ; r = 1 ; r= 2 ; r =3 ; r = 4.
Ces graphes F1 à F6 rappellent les plages de paramètres qui conviennent, en particulier vers les r bas, la plage optimale est plus étroite mais H est meilleure.
Les résultats pour H sont similaires (suivent la même tendance) avec une
Rorg différente, typiquement entre 50 et 1000 Ohm. cm2, une anode de R1 différente typiquement entre 1 et 10 ohm par carré, et pour toute autre taille de zone active.
On choisit par exemple r = 3 et D/L = 50% avec une anode en ITO de R1 = 8 Ohm par carré et une cathode de R2 = 24 Ohm par carré; ou encore une anode à l'argent de R1 = 3 Ohm par carré et une cathode de R2 = 9 Ohm par carré.
On peut aussi choisir un r plus faible, pour des facilités de fabrication, par exemple avec r = 1 et D/L = 70% => avec une anode en ITO de R1 = 8 Ohm par carré et une cathode de R2 = 8 Ohm par carré; ou encore une anode à l'argent de R1 = 3 Ohm - cathode de R2 = 3 Ohm par carré.
Pour réaliser une anode de R1 égale à 3 ohm par carré, on préfère un empilement à l'argent plutôt qu'un oxyde transparent conducteur « TCO », tel que ITO. On peut citer par exemple les empilements monocouche à l'argent ou bicouche à l'argent décrits dans les demandes WO 2008/029060 et WO 2009/083693.
Pour réaliser la cathode, on dépose de l'aluminium en ajustant l'épaisseur.
La figure 1 ' est une vue schématique en coupe d'un deuxième dispositif électroluminescent organique 100' conforme à l'invention.
On a choisit un r assez faible, par exemple avec r = 1 et 100%< D/L. Autrement dit l'intercalaire 7 et l'élément couvrant 61 couvrent toute la zone active 20 et le contact de cathode 5' est déporté en périphérie du deuxième bord 22 dans une zone de la cathode 3 dépassante de la zone active 20.
Le contact de cathode 5' peut être en contact avec l'élément couvrant 61 par exemple formant une couche continue dans la zone active et au-delà. La figure 1 'a illustre une vue schématique de dessus du dispositif 100' montrant une partie des éléments du dispositif pour plus de clarté, à savoir les éléments à fonction électrique.
Le premier contact adapté d'anode 41 est une bande rectiligne. La zone active 20 (définie ici simplement par ses contours, en pointillés), est rectangulaire.
Les bords 23 et 24 de la zone active adjacents aux premier et deuxième bords 21 , 22 ne sont pas pourvus de contacts d'anode adaptés.
Pratiquement l'espace entre le premier contact adapté et le premier bord 21 est restreint. Le premier contact adapté périphérique externe est de préférence à une distance W inférieure à L/10 voire à L/20 du premier bord où L est la distance entre premier et deuxième bords 21 , 22.
A titre illustratif on a tracé un point B1 du contact d'anode 41 , le point C1 le plus proche du contact de cathode 5 (ici externe) et le point X1 du deuxième bord 22 (dans le plan de B1 parallèle à l'anode). La droite passant par B1 , par la projection orthogonale de C1 dans le plan de B1 parallèle à l'anode et passant par X1 permet de définir au mieux L1 et D1 .
On choisit L = 15 cm, Rorg = 1000 Ohm. cm2, une anode de 3 Ohm/carré, et on définit l'homogénéité H de la luminance comme le rapport entre la luminance minimale sur la luminance maximale pour une OLED alimentée à une tension donnée au-dessus de la tension d'allumage de l'OLED.
La figure 2 est une vue schématique en coupe d'un deuxième dispositif électroluminescent organique 100' conforme à l'invention dans une variante du premier dispositif 100. La figure 2a illustre une vue schématique partielle de dessus du dispositif OLED de la figure 2,
On ajoute des contacts électriques d'anode 42 résistifs, en couche électroconductrice reliés au premier contact d'anode adapté 41 . Ici ces contacts résistifs 42 sont interconnectés et forment une grille sur l'anode (ou en variante dessous) et passivés par un résine 71 .
Aussi pour obtenir une bonne homogénéité d'éclairement, le ratio r est remplacé par un ratio r' = R2/R'1 dans laquelle R'1 est la résistance par carré équivalente de l'ensemble anode et contact(s) d'anode résistif(s), c'est-à-dire la mise en parallèle de l'anode et des contacts d'anode résistifs.
Le contact résistif d'anode 42 peut être en un même matériau que le contact adapté 41 mais beaucoup plus fin par exemple de moins de 1 mm. Par exemple, un maillage carré de brins métalliques d'une période de 5 mm, réalisé à l'aide de fils d'aluminium de 500 nm de hauteur et de 100 μηη de largeur forme un système ayant une résistance par carré équivalente de 2,7 ohm par carré. Si un tel maillage est placé sur une anode d'ITO de résistance par carré de 20 ohm par carré, la résistance équivalente de
l'anode (définie comme la résistance résultant de la mise en parallèle de l'anode et des contacts résistifs), est alors de 2,4 ohm par carré. En réalisant sur cette anode une OLED de zone active carrée de 8x8 cm2, ayant une résistance verticale des matériaux organiques de l OO ohm.cm2, l'éclairement sera à proximité d'un contact résistif situé à 4 cm du bord de l'OLED 20% plus faible. Cette diminution de l'éclairement supérieure à 5% est attribuée au caractère résistif des contacts résistifs qui engendrent une diminution de la tension de l'anode au centre de l'OLED, engendrant la chute d'éclairement.
Une autre différence par rapport au premier dispositif est que le premier contact d'anode 41 longe le premier bord 21 dans la zone active 20 et non en dehors. Aussi, il est passivé par une résine 71 . Il dépasse du bord 24 (adjacent au premier bord 21 ) pour sa connexion électrique.
La figure 3 est une vue schématique en coupe d'un troisième dispositif électroluminescent organique 1000 conforme à l'invention.
En fait le dispositif OLED comporte quatre dispositifs OLED 100a à 100b du type du premier dispositif 100, donc quatre empilements définissant quatre zones actives 20a à 20d et connectés en série suivant une direction A.
Naturellement le plot de contact de cathode 81 est déplacé sur le dernier bord du dernier empilement 20d. En outre le premier contact de cathode 5a déborde de la première zone active 20a et sert de contact d'anode 41 b de la deuxième anode 2b et ainsi de suite.
Ici il y a un seul substrat 10, mais on peut aussi utiliser quatre supports avec les OLED aboutées ensemble.
Les zones actives de préférence identiques sont des bandes rectilignes voire des bandes courbées et de largeur constante.
On préfère minimiser les zones non réfléchissantes entre chaque dispositif 100a à 100d.
On peut aussi réaliser des OLEDS en série avec le dispositif de type 100' ou 200. On peut aussi réaliser des OLEDS en série avec des zones actives rondes ou similaires.
Claims
REVENDICATIONS
Dispositif à diode électroluminescente organique, dit OLED (100 à 200, 1000), comportant un substrat transparent avec une première face principale (10) comportant un empilement comprenant dans cet ordre en partant de ladite première face :
- une électrode inférieure formant anode (1 ), qui est transparente, anode de résistance par carré donné R1 ,
- un système électroluminescent organique (2) au-dessus de l'anode,
- une électrode supérieure formant cathode (3), au-dessus du système électroluminescent organique, cathode (3) de résistance par carré donnée R2, le ratio r = R2/R1 allant de 0,1 à 5,
l'anode, le système électroluminescent organique et la cathode définissant ainsi une zone commune dite active (20),
le dispositif OLED comportant :
- le long d'un premier bord (21 ) de la zone active (20), un premier contact électrique d'anode adapté (41 ), voire plusieurs contacts électriques d'anode adaptés,
- un premier contact électrique de cathode (5', 5, 5a, 5d) qui est décalé du contact électriques d'anode adapté (41 ), contact de cathode (5) de surface donnée, dite surface de contact,
pour tout point B1 de chaque contact d'anode adapté (41 ), en définissant une distance D1 entre ledit point B1 et le point C1 de la surface de contact le plus proche dudit point B1 , et en définissant une distance L1 entre ledit point B1 et un point X1 d'un deuxième bord (22) de la zone active opposé au premier bord (21 ), en passant par C1 , alors on définit les critères suivants :
- si 0,1 < r < 1 ,75, alors 20% < D1/L1 ,
- si 1 ,75 < r < 2,5, alors 20% < D1/L1 < 90%,
- ou si 2,5 < r < 3, alors 20% < D1/L1 < 80%,
- ou encore si 3 < r < 5 alors 20%< D1/L1 < 70%,
et le dispositif OLED (100) comporte au-dessus du système électroluminescent organique (2), en s'éloignant de la première face (10), un réflecteur (6) couvrant la zone active (20).
Dispositif à diode électroluminescente organique, dit OLED (1000), comportant un substrat transparent avec une première face principale (10) comportant un nombre n supérieur à 1 d'empilements (100a à 100d), chaque empilement comprenant dans cet ordre en partant de ladite première face:
- une électrode inférieure formant anode (1 ), qui est transparente, anode de résistance par carré donné R1 ,
- un système électroluminescent organique (2) au-dessus de l'anode,
- une électrode supérieure formant cathode (3), au-dessus du système électroluminescent organique, cathode (3) de résistance par carré donnée R2, le ratio r = R2/R1 allant de 0,1 à 5,
l'anode (1 ), le système électroluminescent organique
(2) et la cathode
(3) définissant ainsi une zone commune dite active (20a, 20d),
les empilements étant connectés en série, ou aptes à être connectés en série et pour au moins l'un des empilements, de préférence pour la majorité voire chacun des n empilements, le dispositif OLED comporte :
- le long d'un premier bord (21 ) de la zone active (20), un premier contact électrique d'anode adapté voire plusieurs contacts électriques d'anode adaptés (41 , 41 a à 41 d),
- un premier contact électrique de cathode (5', 5a à 5d), qui est décalé du ou des contacts électriques d'anode adaptés (41 ), contact de cathode (5) de surface donnée, dite surface de contact,
- pour tout point B1 de chaque contact d'anode adapté (41 ), en définissant une distance D1 entre ledit point B1 et le point C1 de la surface de contact le plus proche dudit point B, et en définissant une distance L1 entre ledit point B1 et un point X1 d'un deuxième bord (22) de la zone active opposé au premier bord (21 ), en passant par C1 , alors on définit les critères suivants :
- si 0,1 < r < 1 ,75, alors 20% < D1/L1 ,
- si 1 ,75 < r < 2,5, alors 20% < D1/L1 < 90%,
- si 2,5 < r < 3, alors 20% < D1/L1 < 80%,
- si 3 < r < 5, alors 20%< D1/L1 < 70%,
Dispositif OLED (100 à 1000) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la surface de contact (5, 5', 5a à 5d) est une surface pleine, une surface en grille.
4. Dispositif OLED (100 à 1000) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le contact de cathode (5) est au-dessus de la zone active (20), notamment si 1 ,75 < r ou le contact de cathode (5') est en dehors de la zone active (20) notamment si r < 1 ,75.
5. Dispositif OLED (100 à 1000) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le contact de cathode (5) est au-dessus de la zone active (20) et présente une surface sensiblement homothétique à la surface de la zone active (20) et notamment est de distance sensiblement constante au contact d'anode adapté (41 ).
6. Dispositif OLED (100 à 1000) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le contact de cathode (5) est au-dessus de la zone active (20) et est de distance sensiblement constante au contact d'anode adapté (41 ).
7. Dispositif OLED (100 à 1000) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que :
- si 0,1 < r < 1 ,75, alors 40% < D1/L1 voire 60% < D1/L1 ,
- si 1 ,75 < r < 2,5, alors 40% < D1/L1 < 80%, voire 50% < D1/L1 < 70%,
- si 2,5 < r < 3, alors 40% < D1/L1 < 70%, voire 40% < D1/L1 < 60%,
- si 3 < r < 5, alors 30% < D1/L1 < 50%.
8. Dispositif OLED (100 à 1000) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que des contacts électriques d'anode dits résistifs (42), notamment en couche électroconductrice, contacts (42) de résistance plus grande que la résistance du ou des contacts d'anode adaptés (41 ), sont reliés au(x) contact(s) d'anode adapté(s) (41 ), et en ce que le ratio r compris entre 0,1 et 5 est remplacé par un ratio r'= R2/R1 ' allant de entre 0,1 à 5 dans laquelle R1 ' est la résistance par carré équivalente de l'ensemble anode (1 ) et contact(s) d'anode résistif(s) (42).
9. Dispositif OLED (100 à 1000) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le premier bord (21 ) et le deuxième bord (22) sont des bords longitudinaux de la zone active (20).
10. Dispositif OLED (100 à 1000) selon l'une des revendications 2 à 9 caractérisé en ce que les zones actives de plusieurs des n empilements, voire des n empilements, sont de tailles similaires.
1 1. Dispositif OLED (100 à 1000) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la cathode (3) étant transparente ou semi-réfléchissante, le
réflecteur (6) comporte un élément couvrant réfléchissant (61 ), notamment métallique, au-dessus de la cathode (3) en s'éloignant de la première face principale, l'élément couvrant réfléchissant (61 ) étant séparé de la cathode par un élément isolant électrique (7) dit intercalaire, et en ce que le premier contact de cathode (5), adjacent à l'intercalaire (7), fait de préférence partie du réflecteur (6) et est de préférence en contact voire électriquement couplé à l'élément couvrant réfléchissant (61 ).
12. Dispositif OLED (100 à 1000) selon la revendication précédente caractérisé en ce que le premier contact de cathode (5) est à base du même matériau que l'élément couvrant réfléchissant (61 ), de préférence à base d'aluminium, notamment le premier contact de cathode (5) et l'élément couvrant réfléchissant (61 ) sont formés par une couche continue, et de préférence le contact de cathode (5) est à base du même matériau que la cathode (3).
13. Dispositif OLED (100 à 1000) selon la revendication précédente caractérisé en ce que la couche continue est à base du même matériau que la cathode (3), notamment l'aluminium.
14. Dispositif OLED (100 à 1000) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la cathode comprend une couche à base d'aluminium et le premier contact de cathode comprend une couche à base d'aluminium.
15. Dispositif OLED selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que le réflecteur comporte un miroir de Bragg, adjacent au contact de cathode, et le contact de cathode fait partie du réflecteur.
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PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
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17P | Request for examination filed |
Effective date: 20140730 |
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AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
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DAX | Request for extension of the european patent (deleted) | ||
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 20160624 |
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STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
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18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 20161105 |