FR3147929A1

FR3147929A1 - Dispositif electroluminescent a matrice active, presentant une resolution amelioree

Info

Publication number: FR3147929A1
Application number: FR2303581A
Authority: FR
Inventors: Gunther Haas
Original assignee: MICROOLED
Current assignee: MICROOLED
Priority date: 2023-04-11
Filing date: 2023-04-11
Publication date: 2024-10-18
Also published as: FR3147928A1

Abstract

1. Dispositif d’affichage électroluminescent comprenant une matrice de pixels électroluminescents formée d’une pluralité de pixels déposés sur un substrat (210), chaque pixel étant formé d’au moins trois zones émettrices élémentaires, dont chacune appartient à un groupe de zones émettrices élémentaires différent , chaque zone d’émission élémentaire comprenant un empilement électroluminescent de couches organiques (205), appelé « empilement OLED », qui est disposé entre une électrode de commande (202) et une électrode supérieure (207) transparente, ledit dispositif d’affichage électroluminescent étant caractérisé en ce que : deux électrodes de commande (202a,202b ; 202b,202c ; 202c, 202a) voisines appartenant à deux zones émettrices élémentaires voisines qui appartiennent chacune à un groupe de zones émettrices élémentaires différent sont séparées par un espace (211) formant une tranchée qui couvre au moins les flancs verticaux desdites électrodes voisines et les isole électriquement l’une de l’autre, et deux électrodes de commande (202a,202a ; 202b,202b, 202c,202c) voisines appartenant à deux zones émettrices élémentaires voisines qui appartiennent chacune au même groupe de zones émettrices élémentaires sont séparées par un espace (211) formant une tranchée, ledit espace étant rempli d’un élément de remplissage (203) qui isole lesdites électrodes voisines électriquement l’une de l’autre et remplit l’espace naturel entre lesdites deux électrodes, dans chaque groupe de zones émettrices élémentaires, l’ensemble de l’empilement OLED avec son électrode supérieure correspondante (205a avec 207a, 205b avec 207b, 205c avec 207c) est séparé des ensembles voisins appartenant à un autre groupe par une couche d’encapsulation (290) qui protège ledit empilement OLED sur sa face supérieure et ses flancs latéraux contre l’air ambiant. Figure pour l’abrégé : Figure 13

Description

DISPOSITIF ELECTROLUMINESCENT A MATRICE ACTIVE, PRESENTANT UNE RESOLUTION AMELIOREE

Domaine technique de l’invention

L’invention se rattache au domaine des dispositifs et composants optoélectroniques, et plus précisément aux dispositifs électroluminescents de type OLED (Organic Light Emitting Device). Elle concerne plus particulièrement l'amélioration de l’efficacité et de la luminance de la gamme de couleur d’affichage ainsi que de la résolution d’un écran d’affichage de type OLED. Elle permet de fabriquer des micro-écrans à très haute résolution spatiale, c’est-à-dire avec une densité de pixels et sous-pixels particulièrement élevée.

Etat de la technique

Les dispositifs à base de diodes électroluminescents organiques (OLED, « Organic Light Emitting Diode ») sont des produits bien établis pour fabriquer des systèmes d’éclairage et des écrans d’affichage minces. Les écrans d’affichage à base d’OLED comprennent en général une structure matricielle de pixels individuels, qui est contrôlée par une grille de pistes conductrices verticales et horizontales ; cette structure peut permettre un adressage individuel des pixels. Cela est illustré de manière schématique sur la qui sera expliquée ci-dessous. Dans les écrans couleur chaque pixel est subdivisé en sous-pixels de différentes couleurs (typiquement trois ou quatre, dont les couleurs primaires rouge, vert et bleu, et éventuellement un sous-pixel blanc) qui coopèrent pour émettre un point lumineux (pixel) de couleur voulue. La montre trois exemples connus de disposition de sous-pixels de couleurs différentes pour former un pixel capable d’afficher la couleur voulue.

La couleur d’un pixel ou sous-pixel peut être générée de deux manières différentes. Dans un premier mode de réalisation, on utilise une diode OLED qui émet de la lumière blanche et faire passer la lumière blanche émise à travers un filtre de couleur. La montre une coupe transversale d’un tel écran. Au-dessus des électrodes des sous-pixels est déposé un empilement OLED qui couvre toute la surface de la matrice et qui (dans cet exemple) émet de la lumière blanche. Les couleurs primaires RGB (Red-Green-Blue) ou RGBW (Red-Green-Blue-White) des sous pixels sont dans ce cas générées par des filtres colorés situés au-dessus de l’empilement OLED.

Ce mode de réalisation présente deux avantages. D’abord, on peut utiliser une même couche OLED commune, non structurée au niveau de la matrice, pour tous les sous-pixels, la couleur étant générée par les filtres. Un autre avantage est qu’il est possible de réaliser des sous-pixels à adressage actif de très petite taille, ce qui permet d’améliorer la résolution spatiale de l’écran. Cette approche présente cependant deux inconvénients : Premièrement, le filtre absorbe une fraction significative de l’intensité lumineuse émise par le pixel. Pour une intensité lumineuse ciblée il faut donc augmenter l’émission lumineuse de la diode OLED. Sachant que la durée de vie opérationnelle des dispositifs OLED diminue avec l'augmentation de la densité de courant ou de la luminance, car le grand nombre de trous et d'électrons traversant la couche organique provoque des réactions secondaires électrochimiques des composés organiques qui finissent par dégrader ces composés organiques, il serait souhaitable de ne pas augmenter l’intensité lumineuse émise par la diode OLED au-delà d’une certaine valeur. Deuxièmement, la netteté d’affichage d’un tel dispositif est limitée par le phénomène de diaphonie, qui sera expliqué ci-dessous.

Une autre façon de réaliser les couleurs primaires est de structurer les couches OLED en sous-pixels avec des couleurs d’émission différentes. C’est un deuxième mode de réalisation bien connu, qui n’utilise pas de filtres et évite ainsi le premier problème de perte d’intensité lumineuse. Comme le procédé de structuration des couches OLED est assez complexe et la résolution spatiale atteignable assez limitée, on préfère même dans ce cas garder un maximum de couches communes (i.e. des couches couvrant toute la surface de la matrice), en général les couches des transports des porteurs de charges, et de ne structurer que les couches émettrices. Cependant, comme dans le premier mode de réalisation, on observe que les pixels ou sous-pixels voisins peuvent interagir, par couplage capacitif ou par des courants parasites passant notamment à travers des couches conductrices communes de l’empilement OLED, dans le plan des couches conductrices.

Un exemple pour ce courant parasite dans le plan des couches conductrices est illustré sur la qui sera expliquée ci-dessous. Cette interaction indésirable entre des pixels voisins est connue de l’homme du métier sous le nom « crosstalk » (diaphonie) ; elle conduit surtout à la modification indésirable des couleurs dans le cas des écrans couleur. Les aspects théoriques du phénomène de crosstalk dans les dispositifs OLED ont été étudiés depuis longtemps (voir par exemple la publication de D. Braun« Crosstalk in passive matrix polymer LED displays »parue en 1998 dans la revue Synthetic Metals 92, p. 107-113).

Ce problème devient plus perceptible lorsque la taille du sous-pixel diminue. Hormis la correction numérique des conséquences du crosstalk (qui revient à accepter le phénomène de crosstalk et de diminuer son impact sur l’image), on connaît différentes approches pour lutter contre le crosstalk à la source, c’est-à-dire pour diminuer le phénomène physique au niveau du pixel ou sous-pixel.

Pour diminuer la diaphonie, WO 2019/193290 (MicroOled) propose une méthode pour délimiter deux pixels voisins par un élément de remplissage à surface isolante qui sépare leurs électrodes de base ainsi que leurs couches OLED.

Il est par ailleurs connu de séparer chaque pixel pour l’isoler des autres pixels qui l’entourent, pour éviter les problèmes de court-circuit liés à l’humidité dans les couches d’encapsulation. Le document EP 2 927 985 (Universal Display Corp.) décrit une structure dans laquelle chaque pixel est hermétiquement scellé et isolé de ses pixels voisins. La fabrication d’une telle structure nécessite des étapes de procédé nombreuses et complexes. Il est également connu de délimiter les zones de pixel par des éléments séparateurs supplémentaires, tels que des murs, comme décrit dans le document US 9 419 245 (Japan Display Inc.). Les procédés décrits dans ces deux documents sont complexes et engendrent un surcoût significatif.

La structure d’un dispositif de l’état de la technique, qui permet d’obtenir une forte intensité lumineuse, est montre schématiquement sur la , qui sera discutée ci-dessous en plus grand détail. Il présente trois zones émettrices élémentaires (sous-pixels) de couleur différente et n’a pas besoin de filtres de couleur, ce qui assure une excellente efficacité et luminosité du dispositif. Les sous-pixels étant séparés aussi au niveau de leurs couches OLED, il n’y a pratiquement pas de diaphonie, et la netteté de l’image est bonne. Ce dispositif présente de nombreux avantages fonctionnels. Cependant, les couches OLED desdits sous-pixels étant différentes, elles doivent être déposées séparément, et on ne connaît malheureusement pas de procédé industriel avec lequel on pourrait miniaturiser ce dispositif avec une taille de la zone émettrice élémentaire (sous-pixel) inférieure à environ 20 µm.

Compte tenu de ce qui précède, un objectif de la présente invention est de remédier, au moins partiellement, aux inconvénients de l’art antérieur évoqués ci-dessus, et de proposer une architecture pour dispositif d’affichage OLED de type micro-écran d’affichage en couleurs, qui dispose d’une excellente luminosité, de préférence en utilisant des zones émettrices élémentaires de couleur, et qui permet de réduire de manière significative, et de préférence supprimer, les courants parasites latéraux, même pour des pixels de très petite taille (typiquement inférieure à 5 µm) ou pour des structure à espace inter-pixel très faible. Un autre objectif est de proposer un procédé de fabrication d’un tel dispositif, qui soit fiable et simple.

Objets de l’invention

Selon l’invention, le problème est résolu par un dispositif d’affichage électroluminescent comprenant une matrice de pixels électroluminescents formée d’une pluralité de pixels déposés sur un substrat, selon un arrangement matriciel en lignes et en colonnes,

chaque pixel étant formé d’au moins trois zones émettrices élémentaires, chacune desdites au moins trois zones émettrices élémentaires appartenant à un groupe de zones émettrices élémentaires différent qui se distingue des zones émettrices élémentaires appartenant à d’autres groupes par sa couleur d’émission,

chaque zone d’émission élémentaire comprenant un empilement électroluminescent de couches organiques, appelé « empilement OLED », qui comprend au moins une couche organique émettrice de lumière,

ledit empilement OLED étant disposé entre une électrode de commande et une électrode supérieure transparente, ladite électrode supérieure transparente étant traversée par la lumière émise par l’empilement OLED,

ledit dispositif d’affichage électroluminescent étant caractérisé en ce que :

deux électrodes de commande voisines appartenant à deux zones émettrices élémentaires voisines qui appartiennent chacune à un groupe de zones émettrices élémentaires différent sont séparées par un espace formant une tranchée et présentant une surface isolante qui couvre au moins les flancs verticaux desdites électrodes voisines et les isole électriquement l’une de l’autre, et

deux électrodes de commande voisines appartenant à deux zones émettrices élementaires voisines qui appartiennent chacune au même groupe de zones émettrices élémentaires sont séparées par un espace formant une tranchée, ledit espace étant rempli d’un élément de remplissage qui isole lesdites électrodes voisines électriquement l’une de l’autre et remplit l’espace naturel entre lesdites deux électrodes,

dans chaque groupe de zones émettrices élémentaires, l’ensemble de l’empilement OLED avec son electrode supérieure correspondante est séparé des ensembles voisins appartenant à un autre groupe de zones émettrices élémentaires par une couche d’encapsulation qui protège ledit empilement OLED sur sa face supérieure et ses flancs latéraux contre l’air ambiant, formant ainsi des ilôts protégés, chaque îlot comprenant des ensembles d’empilements OLED d’une même groupe, avec leur electrode supérieure.et s’entend dans la direction verticale de haut en bas de la matrice de pixels.

Selon un aspect de l‘invention, ledit espace formant tranchée entre deux zones émettrices voisines appartenant au même groupe est rempli d’un élément de remplissage à surface isolante. Cet élément de remplissage remplit l’espace naturel entre deux électrodes de commande voisines de manière à ce que ladite électrode supérieure soit sensiblement plane.

Selon un autre aspect, la largeur dudit espace formant tranchée entre deux zones émettrices voisines appartenant à des groupes différents est comprise entre 0,3 µm et 1,0 µm. Selon encore un autre aspect, la profondeur dudit espace formant tranchée est comprise entre 150 nm et 800 nm, et de préférence entre 150 nm et 450 nm.

Ce dispositif d’affichage électroluminescent représente un premier objet de la présente invention.

L’épaisseur desdites électrodes de commande est comprise entre environ 150 nm et environ 800 nm, et de préférence comprise entre environ 150 nm et environ 450 nm. De manière avantageuse, l’épaisseur desdites électrodes de commande est supérieure à celui des empilements OLED.

Selon l’invention, la géométrie de la tranchée est choisie de manière à produire, d’une part, une bonne séparation spatiale et électrique entre des électrodes de commande de zones émettrices élémentaires voisines, notamment pour l’étape critique de la gravure, et de manière à disposer, d’autre part, d’une ouverture des zones émettrices élémentaires (sous pixels) la plus large possible, même pour de très petit pas de sous-pixel. On entend ici par l’ouverture d’une zone émettrice élémentaire le rapport entre sa surface active (i.e. la surface horizontale de l’électrode de commande, éventuellement diminuée du débordement de la couche d’isolation) et le pas des zones émettrices élémentaires en x multiplié par le pas des zones émettrices élémentaires en y.

Dans un dispositif avantageux selon l’invention, le pas des zones émetrices élémentaires est inférieur à environ 20 µm, de préférence inférieur à environ 15 µm, plus préférentiellement inférieur à environ 10 µm, et encore plus préférentiellement compris entre environ 1 µm et environ 5 µm.

La largeur de l’espace entre des électrodes de commande est avantageusement inférieure à environ 1 µm, et de préférence compris entre environ 0,3 µm et environ 1,0 µm.

Dans des modes de réalisation avantageux de la présente invention, le pas d’un sous pixel est typiquement compris entre environ 1 µm et environ 5 µm, et la largeur de l’espace entre des électrodes de commande est typiquement comprise entre environ 0,3 µm et environ 1,0 µm). A titre d’exemple, pour un pas de sous-pixel en x de 3 µm, et un pas en y de 9 µm, et un espace entre des électrodes de 1 µm, la surface d’une électrode de commande est de 2 µm x 8 µm = 16 µm², et l’ouverture est donc de 16 µm / (3 µm x 9 µm) = 0.59, s’il n’y a pas de débordement de la couche d’isolation sur l’électrode.

Le procédé selon l’invention fait intervenir des techniques connues de la fabrication des circuits intégrés, notamment des techniques de photolithographie et de gravure. Pour pouvoir mettre en œuvre ces techniques, il faut s’assurer que les procédés de gravure utilisés n’attaquent que les matériaux qui doivent être enlevées, et laissent intactes ceux qui doivent rester.

Cette géométrie est avantageusement accomplie par une ou plusieurs des caractéristiques suivantes qui forment des aspects particuliers de l’invention :

- L’épaisseur des électrodes de commande des zones d’émission élémentaires est comprise entre environ 150 nm et environ 800 nm.

- L’épaisseur des électrodes de commande des zones émettrices élémentaires est supérieure à l’épaisseur de l’empilement OLED dans lesdites zones émettrices élémentaires.

- La couche d’isolant doit être très fine et exempte de défauts. Son épaisseur est de préférence comprise entre environ 10 nm et environ 30 nm. Elle est préférablement déposée par une technique de dépôt conforme, de préférence par ALD (Atomic Layer Deposition), afin de protéger aussi le flanc de l’empilement OLED.

- L’élément de remplissage est présent uniquement dans les espaces horizontales entre sous pixels, mais la tranchée reste vide dans les espaces verticales. Afin de garantir la continuité de l’électrode supérieure, ledit élément de remplissage doit être présent également entre la première rangée des pixels et la barre de connexion en haut ainsi qu’entre la dernière rangée des pixels an bas et la barre de connexion en bas.

- L’espace carré entre quatre zones émettrices élémentaires voisines ne comporte de préférence pas d’élément de remplissage, afin d’obtenir des tranchées continues de haut en bas de la matrice de pixels, séparant des groupes de zones émettrices élémentaires différentes.

- La surface de l’électrode de commande résiste bien à la gravure de la couche OLED, cette gravure étant typiquement accomplie à l’aide d’un plasma d’oxygène. Avantageusement cette électrode comprend une couche métallique recouverte d’une fine couche d’un oxyde conducteur transparent (TCO – Transparent Conductive Oxide) qui résiste bien à ce type de gravure. Cette couche de TCO est avantageusement en SnO₂, possiblement dopé ; cela sera expliqué ci-dessous.

- La couche d’encapsulation est sélectionnée en un matériau qui résiste bien aux diverses étapes humides et sèches de photolithographie (dépôt et développement des photorésists) et à la gravure des émpilements OLED (notamment par un plasma à l’oxygène). De manière avantageuse elle peut être en Al₂O₃.

Un deuxième objet de la présente invention est un procédé de fabrication d’un dispositif d’affichage électroluminescent comprenant une matrice de pixels électroluminescents formée d’une pluralité de pixels déposés sur un substrat, selon un arrangement matriciel en lignes et en colonnes,

dans lequel procédé :

on approvisionne un substrat pourvu d’une électrode de commande pour chaque zone émettrice élémentaire et d’une couche d’isolant entre deux électrodes voisines, et pourvu d’éléments de remplissage entre deux zones émettrices élémentaires voisines appartenant au même groupe de zones émettrices élémentaires,

dans un premier groupe d’étapes on réalise un premier groupe de zones émettrices élémentaires, en déposant d’abord un premier empilement OLED, une électrode supérieure et, à l’aide d’une technique de dépôt conforme, une première couche d’encapsulation, puis on aménage à l’endroit des zones d’émission élémentaires du premier groupe un photoresist (selon les méthodes the photolithographie bien établies et connues en microélectronique) qui protège la surface horizontale et le flanc de ladite couche d’encapsulation à l’endroit desdites zones d’émission élémentaires du premier groupe, et on grave les zones non protégées par le photorésist jusqu’à la surface supérieure de l’électrode de commande, et enfin on enlève ledit photorésist,

dans un deuxième groupe d’étapes on réalise un deuxième groupe de zones émettrices élémentaires, en déposant d’abord un deuxième empilement OLED, une électrode supérieure et, à l’aide d’une technique de dépôt conforme, une deuxième couche d’encapsulation, puis on aménage à l’endroit des zones d’émission du deuxième groupe un photoresist (selon les méthodes the photolithographie bien établies et connues en microélectronique) qui protège la surface horizontale et le flanc de ladite couche d’encapsulation à l’endroit desdites zones d’émission élémentaires du deuxième groupe, et on grave les zones non protégées par le photorésist jusqu’à la surface supérieure de l’électrode de commande pour les zones d’émission élémentaire du troisième groupe et jusqu’à la surface de la première couche d’encapsulation pour les zonee d’émission élémentaire du premier groupe, et enfin on enlève ledit photorésist,

dans un troisième groupe d’étapes on réalise un troisième groupe de zones émettrices élémentaires, en déposant d’abord un troisième empilement OLED, une électrode supérieure et, à l’aide d’une technique de dépôt conforme, une troisième couche d’encapsulation, puis on aménage à l’endroit des zones d’émission du troisième groupe un photoresist (selon les méthodes the photolithographie bien établies et connues en microélectronique) qui protège la surface horizontale et le flanc de ladite couche d’encapsulation à l’endroit desdites zones d’émission élémentaires du troisième groupe, et on grave les zones non protégées par le photorésist jusqu’à la surface de la première couche d’encapsulation pour les zones d’émission élémentaire du premier et du deuxième groupe, et enfin on enlève ledit photorésist.

Description des figures

Les figures 1 à 6 représentent de manière schématique une coupe transversale perpendiculaire à travers un dispositif optoélectronique de type afficheur OLED, et illustrent des aspects généraux, connus, des dispositifs et afficheurs OLED.

Les figures 7 à 34 illustrent des aspects et modes de réalisation de l’invention ; elles n’ont pas pour vocation de limiter la portée de l’invention.

Plus particulièrement, les figures 7 à 14 illustrent la structure d’un dispositif d’affichage OLED selon l’invention, et certaines étapes clé de sa fabrication.

Les figures 15 à 26 illustrent en plus grand détail des étapes d’un procédé de fabrication d’un dispositif d’affichage OLED selon l’invention.

Les figures 27 à 34 illustrent d’autres aspects particuliers de l’invention.

montre le schéma électrique d’un écran matriciel de type OLED de type connu.

montre trois exemples connus de disposition de sous-pixels de couleurs différentes pour former un pixel capable d’afficher la couleur voulue.

montre de manière schématique une coupe transversale perpendiculaire d’un afficheur OLED selon l’état de la technique avec un OLED à émission blanche et des filtres de couleur. Cette figure montre plusieurs pixels.

montre de manière schématique une coupe transversale perpendiculaire d’un afficheur OLED similaire à celui de la , dans lequel chaque pixel est formé de trois sous-pixels. La figure montre un seul pixel avec ses trois sous-pixels.

montre de manière schématique une coupe transversale perpendiculaire d’un afficheur OLED similaire à celui de la , dans un mode de réalisation avec des sous-pixels émettant chacun dans une couleur différente, et qui n’utilise pas de filtres de couleur.

reproduit la du document WO 2019/193290.

montre une vue du haut (top-view) d’un produit intermédiaire selon l’invention, fabriqué en utilisant des étapes du procédé selon l’invention.

montre de manière schématique une coupe transversale perpendiculaire d’un empilement structuré de couches, représentée dans un plan z-x selon la ligne A-A indiquée sur la , sur un substrat qui représente le produit intermédiaire de la .

montre de manière schématique une coupe transversale perpendiculaire d’un empilement structuré de couches, représentée dans un plan z-y selon la ligne B-B indiquée sur la , sur un substrat qui représente le même produit intermédiaire de la .

montre de manière schématique une coupe transversale perpendiculaire d’un empilement structuré de couches, représentée dans un plan z-x selon la ligne A-A indiquée sur la , sur un substrat qui représente une étape postérieure à celle du produit intermédiaire de la .

montre de manière schématique une coupe transversale perpendiculaire d’un empilement structuré de couches, représentée dans un plan z-y selon la ligne B-B indiquée sur la figue 7, sur un substrat qui représente une étape postérieure à celle du produit intermédiaire de la .

montre une vue du haut (top-view) d’un produit intermédiaire selon l’invention, fabriqué en utilisant des étapes du procédé selon l’invention, à un stade de fabrication qui correspond à celui des figures 10 et 11.

montre de manière schématique une coupe transversale perpendiculaire d’un empilement structuré de couches, représentée dans un plan z-x selon la ligne A-A indiquée sur la , sur un substrat qui représente le produit intermédiaire de la après une séquence d’étapes additionnelle de fabrication.

illustre une première séquence d’étapes d’un mode de réalisation du procédé selon l’invention pour fabriquer un dispositif de type microafficheur OLED selon l’invention, présentant trois groupes de pixels.

illustre une deuxième séquence d’étapes de procédé qui fait suite à celles de la .

illustre une troisième séquence d’étapes de procédé qui fait suite à celles de la .

illustre une quatrième séquence d’étapes de procédé qui fait suite à celles de la ; elle aboutit à un sous-pixel d’un premier groupe.

illustre une cinquième séquence d’étapes de procédé qui fait suite à celles de la .

illustre une sixième séquence d’étapes de procédé qui fait suite à celles de la .

illustre une huitième séquence d’étapes de procédé qui fait suite à celles de la .

illustre une neuvième séquence d’étapes de procédé qui fait suite à celles de la .

illustre une dixième séquence d’étapes de procédé qui fait suite à celles de la ; elle aboutit à un sous-pixel d’un deuxième groupe.

illustre une onzième séquence d’étapes de procédé qui fait suite à celles de la .

illustre une douzième séquence d’étapes de procédé qui fait suite à celles de la .

illustre une treizième séquence d’étapes de procédé qui fait suite à celles de la ; elle aboutit à un sous-pixel d’un troisième groupe. Ce produit intermédiaire correspond à celui des figures 13 et 14.

se réfère à la et illustre l’ouverture du pochoir à travers lequel on dépose, dans le procédé selon l’invention, les empilements OLED.

se réfère à la et illustre l’ouverture du pochoir à travers lequel on dépose, dans le procédé selon l’invention, l’électrode supérieure.

se réfère à la dont il montre une variante.

montre de manière schématique une coupe transversale perpendiculaire d’un empilement structuré de couches, représentée dans un plan z-y selon la ligne B-B indiquée sur la , sur un substrat qui représente une variante du produit intermédiaire de la ; cette coupe est analogue à celle de la .

montre de manière schématique une coupe transversale perpendiculaire d’un empilement structuré de couches, représentée dans un plan z-y selon la ligne B-B indiquée sur la , sur un substrat qui représente une étape postérieure à celle du produit intermédiaire de la ; cette coupe est analogue à celle de la .

montre de manière schématique une coupe transversale perpendiculaire d’un empilement structuré de couches, représentée dans un plan z-y selon la ligne B-B indiquée sur la , sur un substrat une étape postérieure à celle du produit intermédiaire de la .

montre de manière schématique une coupe transversale perpendiculare d’un dispositif selon l’invention, selon l’une de ses variantes.

montre un dessin d’après une image obtenue par microscopie électronique à balayage sur une coupe transversale d’un dispositif qui illustre la variante montrée sur la .

Le tableau 1 donne la liste des références numériques qui sont utilisées dans les figures et dans la présente description.

Tableau 1 : Liste des repères numériques utilisés sur les figures

10	Afficheur OLED (de type connu)	12	Matrice de pixels
14	Diode OLED	16	Circuit de commande de 12
18	Transistor à effet de champ	20	Transistor à effet de champ
22	Condensateur	30	Circuit de commande pour lignes
32	Circuit de commande vidéo	36	Unité de contrôle
34	Circuit d’alimentation pour colonnes	38	Piste conductrice pour lignes
40	Piste conductrice (signal vidéo)	42	Piste conductrice pour colonnes
50	Pixel	51	Sous-pixel rouge
52	Sous-pixel bleu	53	Sous-pixel vert
54	Sous-pixel blanc	70	Afficheur OLED (de type connu)
71	Substrat	75	Elément de remplissage (gap-fill)
76	Couches OLED	72,73, 74	Electrode de commande de sous-pixel
77	Couche d’encapsulation	72,73, 74	Electrode de commande de sous-pixel
78	Tranche de verre	80	Couche électroluminescente de 76
81,82	Couche d’injection et de transport de charges	83	Couche d’injection et de transport de charges
84	Couche d’injection et de transport de charges	85	Electrode
84	Couche d’injection et de transport de charges	90	Pixel
91	Filtre bleu pour sous-pixel	92	Filtre rouge pour sous-pixel
93	Filtre vert pour sous-pixel	98	Electrode pour pixel
95,96, 97	Couches électroluminescentes Rouge, Vert, Bleu	99	Electrode commune
100	Dispositif afficheur OLED	101	Sous-pixel
102	Electrode de base	104	Séparateur
105	Empilement OLED	106	Couche d’injection supérieure
107	Electrode conforme commune	108	Couche de planarisation
109	Filtre coloré	110	Substrat
111	Espace naturel (« gap »)	112	Rebord de 123 sur 102
113	Pixel	123	Elément de remplissage à surface isolante
200	Dispositif selon l’invention	201	Sous-pixels
202	Electrode de commande de sous-pixel	203	Elément de remplissage à surface isolante (gap fill)
205	Empilement OLED	207	Electrode supérieure
210	Substrat	212	Rebord de 223 ou de 203 sur 202
211	Espace naturel (« gap ») entre électrodes 202	217	Barre de connexion (bus bar) pour l’électrode supérieure 207
218	Dent de 217	223	Couche d’isolant
225	Îlot	270	Rangée de sous-pixels non fonctionnels
280	Photorésist	290	Couche d’encapsulation
300	Pochoir pour dépôt de 205	310	Ouverture de 300
400	Pochoir pour dépôt de 207	410	Ouverture de 400

Description détaillée de l’invetion

Dans la présente description, l’expression « zone d’émission élémentaire » désigne la plus petite zone d’émission qui soit individuellement adressable. Dans le cas des écrans couleur dans lesquels plusieurs zones d’émission élementaires forment un pixel, l’homme du métier utilise habituellement le terme « sous-pixel » pour désigner une telle zone d’émission élémentaire.

montre de manière schématique le circuit d’un afficheur OLED 10 de type connu qui comprend une unité de matrice de pixels 12 capable de produire une image, et une unité de commande 36. Les diodes OLED 14 et leurs circuits de commande 16 sont disposés de manière à former des pixels dans l’unité de matrice de pixels 12, ladite matrice de pixels comportant des lignes (horizontales) et des colonnes (verticales). Chaque circuit de commande 16 d’un pixel 12 comprend une pluralité de transistors 18,20 réalisés typiquement en technologie CMOS (Complementary Metal Oxyde Semiconductor) dans le cas des micro-écrans, ou des transistors en couche mince (connus sous le nom TFT (Thin Film Transistor)), et un condensateur 22. L’unité de commande 36 commande un circuit de commande pour les lignes 30 et un circuit d’adressage vidéo 32, ainsi qu’un circuit d’alimentation électrique 34 pour l’adressage des colonnes de pixel ; elle assure l’adressage des circuits de pixel et contrôle l’émission lumineuse des diodes OLED 14. Le circuit de commande des lignes est relié aux pistes conductrices 38 adressant les lignes de balayage de la matrice de pixel. Il sélectionne les lignes de balayage 38 selon un signal en provenance de l’unité de contrôle 36, et applique une tension pour allumer les transistors 18 se trouvant sur la ligne de balayage 38 sélectionnée.

Le circuit d’adressage vidéo 32 est relié à des pistes conductrices 40 adressant les colonnes du signal vidéo. Le circuit d’adressage vidéo 32 reçoit un signal vidéo de l’unité de contrôle 36 et envoie une tension sur les pistes conducteurs vidéo 40 des colonnes selon les pistes conductrices des lignes sélectionnées par le du circuit de commande 30 correspondant. Ce signal de tension est inscrit dans le condensateur 32 à travers le transistor 18 de la diode OLED 14 de la ligne de pixel sélectionnée. Le transistor 20 de commande envoie un courant correspondant à la tension enregistrée à la diode OLED 14, et de ce fait la diode OLED 14 de la ligne sélectionnée 38 émet de la lumière.

Le circuit d’alimentation électrique 34 est relié aux pistes conductrices d’alimentation 42 des colonnes de pixel ; il alimente les diodes OLED 14 par l’intermédiaire des pistes conductrices 32 et des transistors 20 de la ligne de pixels sélectionnée.

Ce principe d’adressage d’une diode OLED formant un pixel dans une matrice de pixels, connu de WO 2019/193 290 A1, (Microoled), peut être appliqué, de manière également connue en tant que telle, à l’adressage d’une diode OLED formant un sous-pixel dans une matrice de pixels d’un dispositif d’affichage à couleurs, dans lequel chaque pixel comprend une pluralité de sous-pixels (le plus souvent trois ou quatre) de couleurs différentes ; cela sera expliqué ici en relation avec la qui montrent trois exemples pour la disposition géométrique de ces sous-pixels 51,52,53,54 pour former un pixel 50 capable d’afficher la couleur voulue. Sur ces figures les sous-pixels sont de couleurs rouge 51, bleue 52 et verte 53, et peuvent comprendre, comme sur la figure de droite, en plus un sous-pixel blanc 54 pour augmenter la luminosité du pixel 50. L’arrangement de la figure de gauche est connu sous le sigle « RGB Stripe », c’est le plus répandu. L’arrangement de la figure du milieu est connu sous le sigle « RGB quad », et celui de la droite sous le sigle « RGBW quad ».

Le principe d’adressage qui vient d‘être décrit en relation avec les et est l’un des principes d’adressage qui peuvent être mis en œuvre en relation avec la présente invention. La couleur peut être obtenue par le contrôle de la couleur émise par les couches OLED formant les sous-pixels ou par des filtres de couleurs qui modifient la couleur blanche de la lumière émise par les sous-pixels, comme cela sera expliqué ci-dessous en relation avec les , et qui montrent de manière schématique des microafficheurs OLED selon l’état de la technique ; elles illustrent le problème que la présente invention cherche à résoudre.

Sur la est montré une vue schématique globale de la structure du dispositif 70 : on distingue le substrat 71 (typiquement de type CMOS, les circuits et composants d’adressage ne sont pas montrés), les électrodes de commande 72,73,74 des sous-pixels séparés par un élément de remplissage (« gap-fill ») 75, l’empilement de couches organiques OLED 76 apte à émettre une lumière blanche, la couche d’encapsulation 77, les filtres colorés de couleur bleue 91, rouge 92 et verte 93 formant un pixel 90, la tranche de verre 78 comme couverture protectrice. La taille des sous-pixels est typiquement de l’ordre de 3,5 µm à 5 µm. On note que dans ce dispositif selon l’état de la technique la couche OLED 76 s’étend sur la totalité de pixels du dispositif.

La montre une vue agrandie d’un dispositif similaire à celui représenté sur la ; cette vue se limite à un seul pixel 90. Les sous-pixels sont définis, d’une part, par les électrodes 72,73,74 qui permettent leur adressage individuel, et par les filtres colorés correspondants 91,92,93 qui modifient la lumière émise par l’empilement OLED 76 à émission blanche qui s’étend sur toute la surface du dispositif. L’espace entre deux électrodes de commande de sous-pixel voisines 72,73 peut être rempli par un élément de remplissage 75. Ledit empilement OLED 76 comprend ici la couche électroluminescente 80 proprement dite, qui est prise en sandwich entre deux couches de transport de charge 81, 82. Plus précisément, dans un dispositif typique, la couche 81 comprend une couche d’injection et de transport de trous, et la couche 82 une couche d’injection et de transport d’électrons. Mais il est aussi possible d’utiliser un empilement dit « inverse », dans ce cas la couche 82 comprend une couche d’injection et de transport de trous, et la couche 81 une couche d’injection et de transport d’électrons. Les couches 81 et 82 peuvent comprendre respectivement une seule couche qui remplit à la fois les deux fonctions l’injection et transport des charges respectives, ou plusieurs couches, par exemple une couche pour l’injection et une autre pour le transport des charges respectives. Une électrode commune 85 évacue les charges.

Ce dispositif selon l’état de la technique présente des courants parasites ; cela est illustré sur la . En effet, si lors de l’allumage d’un sous-pixel (par exemple 73) le courant principal traverse (marqué par une flèche épaisse) directement la couche OLED dans le sens le plus court (i.e. vertical par rapport au substrat 71), une partie du courant se propage selon d’autres chemins de conduction, dans la mesure où ces chemins de conduction présentent une résistivité suffisamment faible. Ainsi on observe un courant parasite qui se propage dans la couche de transport de charges 81, à savoir dans le plan du substrat, et qui ensuite traverse la couche OLED dans le sous-pixel voisin 72 ou 73. Ce courant parasite est marqué par deux flèches pointillées. Il conduit à une émission lumineuse parasite dans les sous-pixels voisins, qui modifie la résolution d’image de l’afficheur et diminue la fidélité de sa couleur. La présente invention cherche à fournir un moyen pour diminuer ce courant parasite.

La montre un autre dispositif de type connu dans lequel la couleur d’un pixel 90 n’est pas générée, comme dans les dispositifs de la et de la , par un élément OLED à émission blanche assorti à des filtres de couleur pour chacun des trois sous-pixels, mais par des trois sous-pixels dotés de couches électroluminescentes 95,96,97 qui émettent directement en rouge, bleu et vert. Dans ce mode de réalisation, chaque sous-pixels 95,96,97 dispose de sa propre électrode d’adressage 98a,b,c, mais la première couche d’injection et de transport de charges 83 (par exemple des trous), et/ou la deuxième couche d’injection et de transport de charges (par exemple d’électrons) 84 et l’électrode commune 99 sont communes pour simplifier la fabrication dispositif. Le problème des courants parasites est le même que celui décrit en relation avec la ; la contribution de la couche d’injection et de transport de trous 83 est prépondérante dans ces courants parasites.

En termes d’efficacité lumineuse, le dispositif de la est significativement meilleur que celui de la . En revanche, sa fabrication industrielle peut s’avérer assez difficile, dans la mesure où les matériaux organiques qui constituent un dispositif OLED sont en général déposés par un procédé d’évaporation thermique sous vide. Pour générer des sous-pixels de couleur différente, comme dans le dispositif de la , on utilise un pochoir (appelé « shadow mask » en anglais) qui est placé proche du substrat sur lequel on veut réaliser le dispositif OLED et qui a des ouvertures qui correspondent à la position d’un premier type de sous pixel pendant la réalisation du dépôt d’un premier type d’empilement de couches, par exemple pour un OLED rouge. Ensuite on répète l’opération pour un deuxième type d’empilement, par exemple pour un OLED vert, en utilisant un deuxième pochoir ayant des ouvertures qui correspondent à la position du deuxième type de sous-pixel. Ensuite on peut effectuer une troisième opération de ce type afin de réaliser un troisième type de sous pixel, par exemple avec un OLED bleu.

Cette méthode ne permet pas de produire des sous-pixels de taille inférieure à environ 20 µm avec un procédé suffisamment fiable, sachant que pour les micro-écrans on aurait besoin d’une taille de sous-pixel de l’ordre de 2 µm à 5 µm. Dans le domaine du semi-conducteur, des structures de cette taille sont réalisées par des méthodes de photolithographie et de gravure, mais comme les matériaux organiques utilisés dans des dispositifs OLED sont extrêmement sensibles entre autres à l’eau et à l’oxygène, les procédés de photolithographie ne peuvent pas être utilisés tels quels pour structurer ces matériaux. On observe que lorsque l’on essaie de transposer les méthodes de photolithographie et de gravure connues du domaine des semi-conducteurs à la fabrication de micro-afficheurs OLED, l’empilement OLED est attaqué latéralement, c’est-à-dire dans sa tranche qui n’est pas protégée, lors des opérations de gravure. Cette attaque conduit à une dégradation localisée de l’empilement OLED, qui risque de se propager latéralement. Dans un cas favorable, cela va simplement réduire la surface émissive du sous-pixel (ce qui n’est déjà pas souhaitable, à plus forte raison que cette propagation est un processus évolutif, et toute diminution de la surface émissive va conduire à une augmentation de la densité de courant du dispositif ce qui va diminuer sa durée de vie opérationnelle) ; dans un cas défavorable, cela finit par détruire complètement le sous-pixel. Selon une caractéristique essentielle de la présente invention, les tranches et bords des zones émettrices élémentaires (sous-pixels) sont protégés de tous les côtés.

Le point de départ de l’invention est le dispositif de la du document WO 2019/193290, qui est reproduite ici sur la , avec des repères numériques ajustés. Cette figure montre un pixel 113 d’un dispositif afficheur OLED 100 déposé sur un substrat 110 (typiquement de type CMOS) avec trois sous-pixels 101a,101b,101c dont chacun est commandé par une électrode de commande 102a,102b,102c individuelle. L’ émpilement OLED blanc 105 qui est commun à l’ensemble des pixels de l’écran en question est séparé entre deux sous-pixels voisins (101a, 101b ; 101b, 101c ; 101c, 101a) par un séparateur 104 qui occupe l’espace naturel 111 (appelé aussi le « gap ») entre les électrodes 102a,102b ; 102b,102c ; 102c, 102a de deux sous-pixels 101a,101b ; 101b,101c ; 101c, 101a voisins. Ce séparateur 104 qui se présente comme une tranchée, comprend un élément de remplissage 123 à surface isolante. L’élément de remplissage 123 présente un rebord 112 qui s’étend sur une petite partie de l’électrode de commande 102, formant la bordure de cette dernière. L’électrode conforme 107 est commune à tous les sous-pixels, tout comme la couche d’injection supérieure 106, cette dernière étant optionnelle.

Cette structure de l’état de la technique résout de manière très satisfaisante le problème de la diaphonie, mais dans la mesure où elle utilise des zones émettrices élémentaires (sous-pixels) 101a,101b,101c avec le même empilement OLED d’émission blanche pour former un pixel 113, dont la lumière traverse des filtres de couleur 109 (aménagés sous la forme d’une plaque qui est posée sur une couche de lissage 108) afin de générer de couleurs élémentaires R, V et B en sortie du dispositif 100, elle ne résout pas le problème de fournir un dispositif très efficace et très lumineux. On voudrait pouvoir fabriquer un dispositif de structure similaire, mais sans filtres colorés et avec des empilements OLED émettant une couleur différente pour chaque groupe de sous-pixels, par exemple les trois couleurs élémentaires rouge, bleu et vert. On voudrait pouvoir fabriquer ce dispositif sous la forme d’un micro-afficheur avec une taille des zones émettrices élémentaires inférieure à 20 µm, de préférence inférieure à 5 µm, et encore plus préférentiellement comprise entre environ 1 µm et environ 5 µm. Pour atteindre cet objectif il fallait inventer un nouveau procédé de fabrication d’un micro-afficheur ; les inventeurs de la présente demande y sont parvenus.

On va maintenant expliquer le dispositif selon l’invention, qui sera décrit par sa structure, par son procédé de fabrication, et à différents stades de sa fabrication. Ce dispositif, tel qu’il est représenté ici, comprend trois groupes de zones émettrices élémentaires (sous-pixel).

La montre une vue du haut (top-view) d’un produit intermédiaire selon l’invention, fabriqué en utilisant des étapes du procédé selon l’invention. La structure du substrat avec ses différentes couches structurées déposées est montrée de manière schématique sur deux figures qui représentent le même produit intermédiaire de la , et qui montrent de manière schématique une coupe transversale perpendiculaire d’un empilement structuré de couches, à savoir la qui représente une coupe dans un plan z-x selon la ligne A-A indiquée sur la , et la qui représente une coupe dans un plan z-y selon la ligne B-B indiquée sur la .

Ce produit intermédiaire comprend un substrat 210 (qui comprend typiquement des circuits d’adressage de type matrice active, réalises selon la technologie TFT ou CMOS, bien connues de l‘homme du métier), et des électrodes 202a,202b,202c de sous-pixels séparés par un espace naturel 211 (« gap ») qui présente la forme d’une tranchée. Dans cette tranchée, une couche d’isolant 223 est déposé par une méthode de dépôt conforme, c’est-à-dire une méthode qui recouvre l’ensemble de la surface, qu’elle soit horizontale, verticale ou en surplomb. A cette fin on peut utiliser la technique de dépôt atomique (Atomic Layer Deposition, ALD) ou la technique de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD, Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition). Le matériau de cette couche d’isolation est avantageusement sélectionné dans le groupe formé par Si₃N₄, SiO₂et Al₂O₃. Parmi ces trois matériaux on préfère le Al₂O₃.

Ladite couche d’isolant 223 couvre au moins les surfaces verticales des électrodes 202 et typiquement les surfaces de toute l’espace 211 naturel entre les électrodes 202. Dans un mode de réalisation avantageux elle recouvre légèrement aussi le bord du pixel (c’est-à-dire la surface horizontale supérieure) des électrodes 202, formant ainsi un rebord 212 sur l’électrode de commande 202.

Comme cela est visible sur la et sur la , l’espace naturel (tranchée) 211 entre les électrodes 202 est rempli par un élément de remplissage 203 à surface isolante, mais uniquement l’espace horizontal (i.e. selon un axe x) entre deux sous-pixels. L’espace vertical (i.e. selon un axe y) entre deux sous-pixels ne contient pas d’élément de remplissage et forme une tranchée qui va de haut jusqu’en bas de la matrice formée par l’ensemble des (sous-)pixels. La surface dudit élément de remplissage 203 consiste typiquement en un photoresist ou d’un matériau diélectrique tel que le SiO₂, Si₃N₄ou autre ; alternativement ledit élément de remplissage 203 tout entier consiste en un tel matériau diélectrique. A l’instar de la couche d’isolant 223, l’élément de remplissage 203 peut présenter un rebord 212 sur l’électrode de commande 202, pour les mêmes raisons.

Une variante de ce mode de réalisation sera décrite ci-dessous en relation avec les figures 30 à 32. Dans cette variante on dépose d’abord l’élement de remplissage 203 dans l’espace naturel 211 et puis la couche d’isolant 223.

Comme cela est visible sur la , le substrat comprend également des barres de connexion 217 en haut en bas de la matrice, sous la forme de lignes métalliques horizontales (bus bar), pour la connexion de l’électrode supérieure du dispositif d’affichage OLED, comme cela sera expliqué ci-dessous en relation avec la .

Cette structure de substrat permet de créer par la suite des îlots 225 de zones émettrices élémentaires OLED qui sont complètement isolés et encapsulés ; un tel îlot 225 est représenté sur la par la boite aux contours pointillés. Sur la ces îlots présentent une forme de colonne verticale qui traverse la zone active de haut en bas, comme cela ressort également de la comparaison entre la et la ; ces deux figures seront expliquées ci-dessous. La fonction de l’élément de remplissage 203 est ici d’assurer la continuité de l’électrode supérieure 207 le long de la colonne verticale (y).

On se réfère maintenant à la et à la , qui montrent toutes les deux le même dispositif au même stade intermédiaire de fabrication. A l’instar des et , la représente une coupe dans un plan z-x selon la ligne A-A indiquée sur la , et la représente une coupe dans un plan z-y selon la ligne B-B indiquée sur la . En revanche, les et représentent un stade de fabrication plus avancé que celui représenté sur la , à savoir un stade de fabrication qui suit celui des et .

Comme cela est montré sur la , on dépose d’abord un empilement des couches organiques 205a qui forme l’empilement OLED (i.e. une diode OLED capable d’émettre de la lumière), typiquement par la méthode d’évaporation thermique ; cette technique pour déposer les couches d’un empilement OLED forme actuellement le standard dans l’industrie des dispositifs OLED. Il s’agit d’un dépôt directif, c’est-à-dire les couches vont se former principalement sur les surfaces horizontales, mais pas sur les surfaces verticales, comme indiqué dans la . L’empilement OLED 205a est complété par une électrode supérieure 207a. Elle doit être transparente. Comme cela ressort de la comparaison entre la et la , l’électrode supérieure 207a est commune pour chaque groupe de sous-pixels dans une colonne.

Les couches organiques qui forment l’empilement OLED 205a sont très sensibles notamment à l’eau et à l’oxygène, et il faut les protéger contre ces molécules. A cette fin, on dépose une couche d’encapsulation 290a qui couvre la topographie entière du dispositif, notamment à la fois les surfaces horizontales et verticales. Elle consiste typiquement en une fine couche d’un matériau isolant transparent. Son épaisseur est avantageusement comprise entre environ 10 nm et environ 30 nm. Son matériau est de préférence sélectionné dans le groupe formé par Si₃N₄, SiO₂et Al₂O₃. Ces matériaux présentent l’avantage de bien résister à l’étape de la gravure destinée à enlever l’empilement OLED ; cette gravure pouvant être réalisée par un plasma d’oxygène. Cette couche d’encapsulation 290a est avantageusement déposée par une méthode de dépôt conforme tel que PECVD ou ALD.

On obtient ainsi un espace hermétiquement isolé autour du dispositif OLED de l’ensemble des sous-pixels dans une colonne 225a (appelé ici aussi « îlot ») ; ces sous-pixels appartiennent au même groupe de sous-pixels (par exemple au groupe des sous-pixels rouge ou au groupe des sous-pixels bleus).

Afin de connecter l’électrode supérieure 207a à la barre de connexion 217, le dépôt des matériaux organiques de l’empilement OLED 205 ne devrait pas dépasser trop sur les barres de connexion 217, et le dépôt de la couche d’électrode 207 doit couvrir au moins partiellement les bus bars. La montre une vue d’en haut sur le substrat après le dépôt de la couche 207.

Ce dispositif intermédiaire présente plusieurs avantages et améliorations par rapport à l’état de la technique.

Premièrement, il permet une excellente isolation électrique des couches OLED entre sous-pixels voisins, et conduit donc à une réduction de la diaphonie qui est de de même qualité que celle décrite dans WO 2019/193290.

Deuxièmement, la structure des couches organiques de l’empilement OLED sous forme d’îlots hermétiquement isolés améliore la fiabilité du dispositif. Notamment, un défaut ponctuel (par exemple une rentrée d’eau à travers un trou d’aiguille (pinhole) dans la couche d’encapsulation) ne peut pas se propager plus loin que la dimension d’un sous-pixel dans la direction horizontale car il sera arrêté par l’espace naturel 211 entre sous-pixels voisin qui a été aménagé en forme de tranchée.

Troisièmement, les îlots 225 isolés permettent une structuration de la couche OLED avec des méthodes de photolithographie, ce qui permet de réaliser par exemple le dispositif selon la et la , qui est un dispositif selon l’invention, avec trois groupes d’empilements OLED différents (rouge 205a, vert 205b et bleu 205c) et une résolution spatiale améliorée pouvant atteindre une taille de zone émettrice élémentaire d’une taille inférieure à 5 µm, avec une efficacité optimale, et sans risque d’endommager les bords des empilements OLED lors d’une étape de gravure. Cette technique permet également de réaliser le dispositif selon l’invention, avec une matrice à trois groupes de sous-pixel RGB, sans filtre de couleur, avec une telle résolution.

On va maintenant décrire, en relation avec les à , comment on dépose les trois groupes de zones émettrices élémentaires (sous-pixels). Ces figures montrent pour chacun de ces trois groupes de zones émettrices élémentaires une de ces zones. Pour réaliser un dispositif avec trois groupes de zones émettrices élémentaires (sous-pixels) émettant chacun de la lumière d’une couleur différente (ces groupes étant désignés ici, à titre d’un exemple, qui représente un mode de réalisation avantageux, par les lettres R, V et B (Rouge, Vert, Bleu)), il faut trois groupes d’étapes de fabrication. Chaque groupe d’étapes comprend des étapes de dépôt et de structuration d’une couche de photoresist, suivi d’au moins une étape de gravure de l’ensemble de la couche d’encapsulation, de la cathode et de l’empilement OLED, et enfin l’enlèvement (« stripping ») du photoresist.

Dans le cadre de la présente décription, en ce qui concerne le photorésist, on peut utiliser les techniques qui sont usuelles dans le domaine de la microélectronique. Elles comprennent typiquement le dépôt d’une couche de photorésist, son exposition pour la structurer sur la surface, puis son développement. Ces techniques sont connues de l’homme du métier et ne seront pas décrites ici ; on résume ici ces étapes liées au dépôt localisé de photorésist par l’expression « aménagement » d’un photorésist.

On obtient ainsi un dispositif de type micro-afficheur OLED, représenté sur les , et , avec les trois sous-pixels électriquement et hermétiquement isolés, lesdits sous-pixels présentant des empilements OLED émettant dans une couleur différente, à savoir R (205(a)), V (205(b)) et B (205(c)).

Dans un premier groupe d’étapes, représenté schématiquement sur les à , on dépose un premier groupe de zones émettrices élémentaires (sous-pixels), émettant de la lumière d’une première couleur, par exemple rouge.

On approvisionne d’abord un substrat 210 pourvu d’une électrode de commande 202a,202b,202c pour chaque zone émettrice élémentaire (cette électrode de commande 202 étant typiquement l’anode), d’une couche d’isolant 223 entre deux électrodes 202a,202b,202c voisines, et d’un élément de remplissage 203 dans l’espace naturel 211 entre deux électrodes de commande 202 voisines appartenant au même groupe de zones émettrices élémentaires. Cette couche d’isolant présente avantageusement un rebord 224 sur la surface de l’électrode 202.

Le substrat 210 est typiquement une tranche de silicium avec des circuits structurés selon la technologie CMOS qui sont configurés pour adresser les zones émettrices élémentaires ; cette technologie est connue en tant que telle et ne sera pas expliquée ici. Ce substrat 210 comporte typiquement une couche d’isolant (non représentée sur les figures) qui peut notamment être un oxyde, un nitrure ou un oxynitrure ; on utilise typiquement du Si₃N₄. Les contacts électriques entre vers les pixels sont pris par l’intermédiaire de canaux verticaux aménagés à travers cette couche d’isolant par gravure; cela est également connu et n’est pas représenté sur les figures. Sur cette couche d’isolant est déposée l’électrode 202 de commande des pixels, qui est typiquement choisie de manière à être hautement réfléchissante.

Dans un mode de réalisation très avantageux, l’électrode 202 de commande présente une épaisseur comprise entre environ 150 nm et environ 800 nm. Une valeur trop grande nuit à la résolution du micro-afficheur car elle oblige d’augmenter l’espace entre deux zones émettrices élémentaires. Il est par ailleurs très avantageux que l’épaisseur de l’électrode 202 de commande soit supérieure à l’épaisseur de l’empilement OLED 205 qui sera déposé sur cette électrode.

Ladite électrode inférieure 202 peut comporter une ou plusieurs couches. Elle peut par exemple être en argent, aluminium, cuivre, chrome ou un autre métal à haute réflectivité. Si l’aluminium est utilisé, il est très avantageux de le protéger par une fine couche d’un oxyde transparent conducteur (abrégé TCO, Transparent Conductive Oxide) présentant une forte résistance à la gravure humide et au plasma d’oxygène. Un tel TCO est appelé ici « TCO dur ». Il est avantageusement sélectionné dans le groupe formé par le SnO₂et le SnO₂dopé, ce dopage étant de préférence à l’arsenic et/ou au fluore et/ou à l’azote et/ou au niobium et/ou au phosphore et/ou à l’antimoine et/ou à l’aluminium et/ou au titane

Dans un premier sous-groupe d’étapes, dont le résultat est illustré sur la , on dépose sur ce substrat 210 successivement : (a) un premier empilement OLED 205a, déposé avec une technique de dépôt directionnelle, c’est-à-dire une technique de dépôt, telle que l’évaporation, qui ne dépose substantiellement que sur une surface horizontale ; (b) une électrode supérieure 207a, et (c) une première couche d’encapsulation 290a. Ladite électrode supérieure 207a présente une polarité opposée à celle de l’électrode de commande 202 ; il s’agit typiquement d’une cathode. Ladite électrode supérieure est typiquement déposée avec une technique de dépôt directionnelle ; elle peut être déposée par une technique conforme.

Selon une caractéristique essentielle de l’invention, ladite couche d’encapsulation 290a est déposée à l’aide d’une technique de dépôt conforme, telle que l’ALD ; cela assure qu’elle recouvre et protège aussi la tranche de l’empilement OLED. Cette protection est essentielle lors des étapes ultérieures de gravure. Ladite première couche d’encapsulation 290 doit être transparente ; elle est avantageusement en alumine. Dans une variante on dépose à ce stade plusieurs couches d’encapsulation transparentes (un tel empilement est compris ici dans l’expression « première couche d’encapsulation »), en utilisant le même matériau ou non ; au moins la première de ces couches doit avoir été déposée par une technique de dépôt conforme, alors que les autres couches le sont préférablement.

On note qu’à l’issue du premier sous-groupe d’étapes, l’empilement OLED déposé sur l’électrode 202b du deuxième groupe de zones émettrices élémentaires et sur l’electrode 202c de troisième groupe de zones émettrices élémentaires est un empilement OLED 205a du type premier empilement OLED. Comme cela sera expliqué ci-dessous, lors des groupes d’étapes ultérieurs, il sera par la suite remplacé par un empilement OLED de type deuxième empilement OLED 205b, et enfin, pour les emplacements de troisièmes zones émettrices élémentaires, par un empilement OLED de type troisième type d’empilement OLED 205c.

Dans un deuxième sous-groupe d’étapes, dont le résultat est illustré sur la , on aménage sur le premier de ces groupes de zones émettrices élémentaires un photorésist 280a. Ce photorésist 280a doit protéger la surface horizontale de la zone émettrice élémentaire, mais aussi son flanc (c’est-à-dire sa surface latérale, qui peut être verticale).

Dans un troisième sous-groupe d’étapes, dont le résultat est illustré sur la , on procède, sur les zones non protégées par le photorésist 280a, à la gravure de l’empilement formé par (récité du haut vers le bas) la couche d’encapsulation 290a, l’électrode supérieure 207a, et l’empilement OLED 205a, Le procédé de gravure doit être choisi de manière à ce que la gravure s’arrête à la surface horizontale supérieure des électrodes 202b et 202c. Pour la gravure de la couche d’encapsulation et de l’électrode, on utilise typiquement une gravure humide, par exemple une gravure humide habituellement utilisé en microélectronique, à savoir un décapage avec une solution aqueuse d’hydroxyde de tétraméthylammonium (n° CAS : 75-59-2) à 2,38 % massiques ; un tel produit est commercialement disponible, par exemple auprès de la société ThermoFischer Scientific™ (grade électronique, n° de catalogue 44940). Alternativement, on peut également utiliser une méthode de gravure sèche, par exemple par RIE (Reactive-Ion Etching, gravure réactive ionique) ou IBE (Ion Beam Etching, gravure au faisceau d’ions). La gravure de l’empilement OLED est effectuée typiquement par un plasma d’oxygène.

Dans un quatrième sous-groupe d’étapes, dont le résultat est illustré sur la , on enlève le photorésist 280a. Cela peut se faire par une technique appropriée, connue de l’homme du métier.

Si un plasma d’oxygène est utilisé pour graver une couche déposée directement sur l’électrode supérieure dans ce but, il est préférable d’éviter que la surface supérieure de l’électrode supérieure ne soit en aluminium, car le plasma d’oxygène va créer une couche d’alumine isolante. L’aluminium peut être utilisé à condition de protéger sa surface supérieure par une couche transparente conductrice qui n’est pas attaquée par le plasma d’oxygène ; à ce titre on utilise avantageusement une couche en dioxyde d’étain (SnO₂).

Dans un deuxième groupe d’étapes, représenté schématiquement sur les à , on dépose un deuxième groupe de zones émettrices élémentaires (sous-pixels), émettant de la lumière d’une deuxième couleur, qui est différente de ladite première couleur, par exemple verte.

Dans un premier sous-groupe d’étapes, dont le résultat est illustré sur la , on dépose sur ce substrat 210 successivement : (a) un deuxième empilement OLED 205b, déposé avec une technique de dépôt directionnelle ; (b) une électrode supérieure 207b, préférablement avec le même matériau que celui utilisé pour l’électrode supérieure 290a du premier groupe de zones émettrices élémentaires, et (c) une deuxième couche d’encapsulation 290b’, préférablement avec le même matériau que celui utilisé pour la première couche d’encapsulation 290a du premier groupe de zones émettrices élémentaires. On note qu’à l’issue du premier sous-groupe d’étapes, l’empilement OLED déposé sur l’électrode 202c du troisième groupe de zones émettrices élémentaires est un empilement OLED du type deuxième empilement OLED. Comme cela sera expliqué ci-dessous, lors des groupes d’étapes ultérieurs, il sera par la suite remplacé par un empilement OLED de type troisième empilement OLED 205c. On note par ailleurs que les zones émettrices élémentaires du premier groupe comportent un empilement dit ici « empilement transitoire » constitue par un empilement OLED 207b de type deuxième empilement OLED, une électrode supérieure 207b et une couche d’encapsulation 290b ; cet empilement transitoire sera enlevé par la suite. La couche d’encapsulation 290b couvre notamment les flancs de l’empilement OLED 205b. Elle est désignée ici, en fonction de sa position par rapport au dispositif final, par les repères numériques 290a, 290b, 290c, alors qu’il s’agit du même matériau. Elle peut être continue et s’étend alors sur les trois zones d’émission élémentaires.

Dans un deuxième sous-groupe d’étapes, dont le résultat est illustré sur la , on aménage sur un deuxième de ces groupes de zones émettrices élémentaires un photorésist 280b, comme cela a été décrit en relation avec le premier groupe d’étapes.

Dans un troisième sous-groupe d’étapes, dont le résultat est illustré sur la , on procède, sur les zones non protégées par le photorésist 280b, à la gravure de l’empilement formé par (récité du haut vers le bas) la deuxième couche d’encapsulation 290b, l’électrode supérieure 207b, et l’empilement OLED 205b. Le procédé de gravure et les matériaux des différentes couches doivent être choisis de manière à ce que la gravure s’arrête à surface horizontale supérieure de l’électrode 202c et à la couche d’isolant 223 et à la couche d’encapsulation 290a.Ladite couche d’isolant 223 peut être en Al₂O₃, qui présente l’avantage de résister à la gravure au plasma d’oxygène qui est utilisé pour enlever l’empilement OLED. Le même matériau est utilisé pour la couche d’encapsulation 290.

Dans un quatrième sous-groupe d’étapes, dont le résultat est illustré sur la , on enlève le photorésist 280b, comme cela a été décrit en relation avec le premier groupe d’étapes, et avec les mêmes remarques concernant le choix des techniques et de protection de l’électrode supérieure en aluminium contre un éventuel plasma d’oxygène.

Dans un troisième groupe d’étapes, représenté schématiquement sur les à , on dépose un troisième groupe de zones émettrices élémentaires (sous-pixels), émettant de la lumière d’une troisième couleur, qui est différente de ladite première couleur et de ladite deuxième couleur, par exemple bleue.

Dans un premier sous-groupe d’étapes, dont le résultat est illustré sur la , on dépose sur ce substrat 210 successivement : (a) un troisième empilement OLED 205c, déposé avec une technique de dépôt directionnelle ; (b) une électrode supérieure 207c, préférablement avec le même matériau que celui utilisé pour l’électrode supérieure 207a et/ou 207b du premier et deuxième groupe de zone émettrices élémentaire, et (c) une troisième couche d’encapsulation 290c, préférablement avec le même matériau que celui utilisé pour la première et/ou deuxième couche d’encapsulation 290a,290b du premier et deuxième groupe de zones émettrices élémentaires.

On note la présence d’un empilement transitoire sur les zones émettrices élémentaires de première et deuxième groupe.

Dans un deuxième sous-groupe d’étapes, dont le résultat est illustré sur la on aménage sur le troisième de ces groupes de zones émettrices élémentaires un photorésist 280c, comme cela a été décrit en relation avec le premier groupe d’étapes.

Dans un troisième sous-groupe d’étapes, dont le résultat est illustré sur la , on procède, sur les zones non protégées par le photorésist 280c, à la gravure de l’empilement formé par (récité du haut vers le bas) la troisième couche d’encapsulation 290c, l’électrode supérieure 207c, et l’empilement OLED 205c. Le procédé de gravure doit être choisi de manière à ce que la gravure s’arrête à la couche d’encapsulation 290a et 290b ; pour graver la couche OLED on utilise avantageusement un plasma d’oxygène.

Dans un quatrième sous-groupe d’étapes, dont le résultat est illustré sur la , on enlève le photorésist 280c, comme cela a été décrit en relation avec le premier groupe d’étapes, et avec les mêmes remarques concernant le choix des techniques et de protection de l’électrode supérieure en aluminium contre un éventuel plasma d’oxygène.

L’invention présente de nombreux avantages. Elle permet de réaliser des micro-afficheurs OLED avec trois sous pixels élémentaires (typiquement RVB), présentant une résolution très fine avec des tailles de zones d’émission élémentaires (sous pixels) en dessous de 20 µm, de préférence en dessous de 10 µm, et encore plus préférentiellement en dessous de 5 µm grâce à la résolution élevée des méthodes de photolithographie utilisées. Ces micro-afficheurs présentent une excellente efficacité et luminosité grâce à l’utilisation d’empilements OLED différents par groupe de sous pixel, qui sont optimisés par rapport à une émission de la couleur primaire du sous-pixel respectif, grâce à la densité surfacique de zones émettrices élémentaires élevée, et grâce à l’absence de filtres de couleur. Ils ont une excellente fiabilité, grâce à la protection totale, y compris latérale, des empilements OLED lors des étapes de gravure et pendant toute la durée de vie du dispositif. Chaque zone d’émission élémentaire étant séparée et isolée des zones d’émission élémentaires voisines, le dispositif évite la diatonie.

Ces micro-afficheurs utilisent la disposition de sous-pixels montrée schématiquement sur la représentation de gauche de la . Cette disposition est compatible avec le positionnement des barres de connexion 217 pour l’électrode supérieure.

Le procédé de fabrication utilise les techniques et procédés connus de la fabrication de dispositifs semi-conducteurs et microélectroniques, ainsi que les procédés courants de la fabrication des OLED. Un avantage particulier du procédé selon l’invention réside dans le fait qu’il n’exige pas que les empilements OLED soient déposés à travers de pochoirs présentant des ouvertures de petites dimensions, c’est-à-dire de la dimension de la zone émettrice élémentaire. Cela est illustré ici par la qui montre l’ouverture 310 d’un pochoir 300 (« shadow mask » en anglais) posé sur la surface du substrat montré sur la . Dans le procédé selon l’invention, le dépôt de l’empilement OLED est commun à toutes les zones émettrices élémentaires. C’est par la gravure d’une surface partiellement masqué par des plots de photorésist, ce dernier relevant de techniques permettant une résolution latérale nettement meilleure que le pochoir, que l’on obtient des zones émettrices élémentaires de très petites dimensions ; ces dimensions peuvent être d’environ 5 µm ou de manière préférée inférieures à 5 µm, ou même inférieures à 4 µm, ou même inférieures à 3 µm. Dans un mode de réalisation avantageux ces dimensions sont comprises entre environ 2 µm et environ 5 µm.

L’électrode supérieure 207 (en règle générale la cathode) est également déposée de manière commune à toutes les zones émettrices élémentaires, à travers l’ouverture 410 d’un pochoir 400 qui est montré schématiquement sur la . Comme on le voit en comparant la à la , l’ouverture couvre la barre de connexion 217 à laquelle l’électrode supérieure 207 est donc raccordée électriquement.

L’invention peut être réalisé avec de nombreuses variantes. Une première variante est montrée sur la , elle est compatible avec toutes les autres variantes de l’invention. Habituellement, autour de la zone active d’un substrat 210 tel que montré sur la , on place au moins une rangée de sous-pixels non fonctionnels 270 (« dummy zone » en anglais). Autrement dit, sur un tel substrat 210, les premières et dernières rangées de zones émettrices élémentaires (sous-pixels) peuvent être non fonctionnelles. Cela est très utile (voire nécessaire) afin d’absorber la faible précision de masquage lors du dépôt de l’empilement OLED : la zone dummy sert à limiter le dépôt des couches OLED sur cette zone, et à garantir le bon contact entre l’électrode supérieure 207 et la barre de connexion 217.

Dans la variante montrée sur la , les rangées de sous-pixels non fonctionnels 217 peuvent être remplacées par une barre de connexion 217 qui prend la forme d’un peigne, les dents du peigne 218 représentant la zone dummy. Cette dernière limite le dépôt des couches OLED sur cette zone tout en garantissant le bon contact électrique entre l’électrode supérieure 207 et la barre de connexion 217, au moins sur la partie extérieure de de la barre de connexion 217.

Une deuxième variante est montrée sur les , et . Elle est compatible avec toutes les autres variantes de l’invention. Cette variante concerne le positionnement de la couche d’isolant 223 par rapport à l’élément de remplissage 203 : on dépose d’abord l’élément de remplissage 203 dans l’espace naturel 211 entre deux électrode 202 voisines, et ensuite la couche d’isolant 223. Cette variante présente l’avantage d’éviter l’attaque de l’élément de remplissage 203 lors de la gravure des empilements OLED.

La montre de manière schématique une coupe transversale perpendiculaire d’un empilement structuré de couches, représentée dans un plan z-y selon la ligne B-B indiquée sur la , sur un substrat qui représente une variante du produit intermédiaire de la ; cette coupe est analogue à celle de la . Dans cette variante la coupe A-A correspond à la .

montre de manière schématique une coupe transversale perpendiculaire d’un empilement structuré de couches, représentée dans un plan z-y selon la ligne B-B indiquée sur la , sur un substrat qui représente une étape postérieure à celle du produit intermédiaire de la . Dans cette variante, la coupe A-A corespond à la .

montre de manière schématique une coupe transversale perpendiculaire d’un empilement structuré de couches, représentée dans un plan z-y selon la ligne B-B indiquée sur la , sur un substrat une étape postérieure à celle du produit intermédiaire de la . Dans cette variante, la coupe A-A corespond à la

Une troisième variante est illustrée sur les et : elle est compatible avec toutes les autres variantes de l’invention. Cette variante concerne l’élément de remplissage à surface isolante 203 (appelé aussi « gap fill ») qui remplit l’espace naturel 211 entre deux électrodes 202a,202b ; 202b,202c ; 202c, 202a voisines. Comme cela a été dit ci-dessus, l’élément de remplissage 203 présente avantageusement un rebord sur l’électrode de commande 202, et l’épaisseur des électrodes de commande 202 est avantageusement supérieure à celle des empilements OLED 205. Ces épaisseurs, ainsi que celle dudit élément de remplissage 203, sont avantageusement choisies de manière à éviter que sur l’élemenyt de remplissage à srface isolante 203, l’angle alpha par rapport à la surface supérieure horizontale de l’électrode 202 ne dépasse en aucun endroit une valeur X qui est d’environ 40°, de préférence d’environ 30°, plus préférentiellement d’environ 25°, et encore plus préférentiellement d’environ 20°, sachant qu’il peut s’agir d’un angle positif ou négatif. Cette définition de l’angle alpha est clarifiée sur la sur laquelle, pour deux géométries différentes, on a indiqué l’angle alpha le plus grand.

Ainsi, l’élément de remplissage 203 agit comme élément de lissage pour le dépôt de la couche d’électrode commune 207. Cette életrode commune 207 est déposée par une technique de dépôt directionelle, et cela engendre un risque de discontinuité électrique dans le cas où à un quelconque point sur la surface de l’électrode de commande, l’angle alpha dépasse une valeur d’environ 30° (en positif ou en négatif) par rapport à la surface suérieure horizontale de l’életrode de commande. Cela s’explique par le fait qu’une technique de dépôt directionnelle ne dépose pas la même épaisseur de matière sur une surface horizontale que sur une surface pentue (et ne dépose rien du tout sur une surface verticale).

La illustre cette situation de manière schématique, alors que la montre un dessin schématique d’après une image obtenue par microscopie électronique à balayage d’une section transversale correspondante.

Claims

Dispositif d’affichage électroluminescent comprenant une matrice de pixels électroluminescents formée d’une pluralité de pixels déposés sur un substrat (210), selon un arrangement matriciel en lignes et en colonnes,
chaque pixel étant formé d’au moins trois zones émettrices élémentaires, chacune desdites au moins trois zones émettrices élémentaires appartenant à un groupe de zones émettrices élémentaires différent qui se distingue des zones émettrices élémentaires appartenant à d’autres groupes par sa couleur d’émission,
chaque zone d’émission élémentaire comprenant un empilement électroluminescent de couches organiques (205), appelé « empilement OLED », qui comprend au moins une couche organique émettrice de lumière,
ledit empilement OLED (205) étant disposé entre une électrode de commande (202) et une électrode supérieure (207) transparente, ladite électrode supérieure (207) transparente étant traversée par la lumière émise par l’empilement OLED (205),
ledit dispositif d’affichage électroluminescent étant caractérisé en ce que :
deux électrodes de commande (202a,202b ; 202b,202c ; 202c, 202a) voisines appartenant à deux zones émettrices élémentaires voisines qui appartiennent chacune à un groupe de zones émettrices élémentaires différent sont séparées par un espace (211) formant une tranchée et présentant une surface isolante (223) qui couvre au moins les flancs verticaux desdites électrodes voisines et les isole électriquement l’une de l’autre, et
deux électrodes de commande (202a,202a ; 202b,202b, 202c,202c) voisines appartenant à deux zones émettrices élémentaires voisines qui appartiennent chacune au même groupe de zones émettrices élémentaires sont séparées par un espace (211) formant une tranchée, ledit espace étant rempli d’un élément de remplissage (203) qui isole lesdites électrodes voisines électriquement l’une de l’autre et remplit l’espace naturel entre lesdites deux électrodes,
dans chaque groupe de zones émettrices élémentaires, l’ensemble de l’empilement OLED avec son électrode supérieure correspondante (205a avec 207a, 205b avec 207b, 205c avec 207c) est séparé des ensembles voisins appartenant à un autre groupe par une couche d’encapsulation (290) qui protège ledit empilement OLED sur sa face supérieure et ses flancs latéraux contre l’air ambiant, formant ainsi des ilôts (225) protégés, chaque îlot comprenant des ensembles d’empilements OLED d’un même groupe, avec leur électrode supérieure.
Dispositif selon la revendication, caractérisé en ce que lesdites couleurs d’émission sont rouge, bleu et vert.
Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la largeur dudit espace formant tranchée est comprise entre 0,3 µm et 1,0 µm.
Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la profondeur dudit espace formant tranchée est comprise entre environ 150 nm et environ 850 nm, et de préférence entre 150 nm et 450 nm.
Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l’épaisseur desdites électrodes de commande (202) est comprise entre environ 150 nm et environ 800 nm, et de préférence entre 150 nm et 450 nm.
Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l’épaisseur desdites électrodes de commande (202) est supérieure à celui des empilements OLED (205).
Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit élément de remplissage (203) remplit l’espace naturel entre deux électrodes de commande (202) voisines de manière à ce que ladite électrode supérieure (207) soit sensiblement plane.
Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le pas des zones émettrices élémentaires est inférieur à environ 20 µm, de préférence inférieur à environ 15 µm, plus préférentiellement inférieur à environ 10 µm, et encore plus préférentiellement compris entre environ 1 µm et environ 5 µm, et en ce que la largeur de l’espace entre des électrodes de commande est inférieur à environ 1 µm, et de préférence compris entre environ 0,3 µm et environ 1,0 µm.
Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que sur l’élément de remplissage à surface isolante 203, l’angle alpha par rapport à la surface supérieure horizontale de l’électrode 202 ne dépasse en aucun endroit une valeur qui est d’environ 40°, de préférence d’environ 30°, plus préférentiellement d’environ 25°, et encore plus préférentiellement d’environ 20°, sachant qu’il peut s’agir d’un angle positif ou négatif.
Procédé de fabrication d’un dispositif d’affichage électroluminescent comprenant une matrice de pixels électroluminescents formée d’une pluralité de pixels déposés sur un substrat (210), selon un arrangement matriciel en lignes et en colonnes,
chaque pixel étant formé d’au moins trois zones émettrices élémentaires, chacune desdites au moins trois zones émettrices élémentaires appartenant à un groupe de zones émettrices élémentaires différent qui se distingue des zones émettrices élémentaires appartenant à d’autres groupes par sa couleur d’émission,
chaque zone d’émission élémentaire comprenant un empilement électroluminescent de couches organiques (205), appelé « empilement OLED », qui comprend au moins une couche organique émettrice de lumière,
dans lequel procédé :
on approvisionne un substrat (210) pourvu d’une électrode de commande (202a,202b,202c) pour chaque zone émettrice élémentaire et d’une couche d’isolant (223) entre deux électrodes (202a,202b,202c) voisines, et pourvu d’éléments de remplissage entre deux zones émettrices élémentaires voisines appartenant au même groupe de zones émettrices élémentaires,
dans un premier groupe d’étapes on dépose d’abord un premier empilement OLED (205a), une électrode supérieure (207a) et, à l’aide d’une technique de dépôt conforme, une première couche d’encapsulation (290a), puis on aménage à l’endroit des zones d’émission élémentaires du premier groupe un photoresist qui protège la surface horizontale et le flanc de ladite couche d’encapsulation (290a) à l’endroit desdites zones d’émission élémentaires du premier groupe, et on grave les zones non protégées par le photorésist jusqu’à la surface supérieure de l’électrode de commande (202b et 202c), et enfin on enlève ledit photorésist,
dans un deuxième groupe d’étapes on dépose d’abord un deuxième empilement OLED (205b), une électrode supérieure (207b) et, à l’aide d’une technique de dépôt conforme, une deuxième couche d’encapsulation (290b), puis on aménage à l’endroit des zones d’émission du deuxième groupe un photorest qui protège la surface horizontale et le flanc de ladite couche d’encapsulation (290b) à l’endroit desdites zones d’émission élémentaires du deuxième groupe, et on grave les zones non protégées par le photorésist jusqu’à la surface supérieure de l’électrode de commande (202c) pour les zones d’émission élémentaire du troisième groupe et jusqu’à la surface de la première couche d’encapsulation pour les zone d’émission élémentaire du premier groupe, et enfin on enlève ledit photorésist,
dans un troisième groupe d’étapes on dépose d’abord un troisième empilement OLED (205c), une électrode supérieure (207c) et, à l’aide d’une technique de dépôt conforme, une troisième couche d’encapsulation (290c), puis on aménage à l’endroit des zones d’émission du troisième groupe un photoresist qui protège la surface horizontale et le flanc de ladite couche d’encapsulation (290c) à l’endroit desdites zones d’émission élémentaires du troisième groupe, et on grave les zones non protégées par le photorésist jusqu’à la surface de la première couche d’encapsulation pour les zones d’émission élémentaire du premier et du deuxième groupe, et enfin on enlève ledit photorésist.