Brevet FR2886461A1 — publié le 20061201

DISPOSITIF ELECTROLUMINESCENT ORGANIQUE ET PROCEDE DE FABRICATION DE CELUI-CI CONTEXTE DE L'INVENTION DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif électroluminescent organique qui peut fournir une qualité d'image améliorée et avoir une compétitivité en termes de prix, et un procédé de fabrication de celui-ci. DESCRIPTION DE L'ART CONNEXE Généralement, les dispositifs électroluminescents organiques (DEO) émettent de la lumière en utilisant l'énergie libérée des électrons excités quand les excitons transitent d'un état excité à un état fondamental après avoir généré les excitons en injectant les électrons et les trous depuis une cathode et une anode. Puisque le dispositif électroluminescent organique (DEO) émet de la lumière de lui-même, une source lumineuse n'est pas nécessaire dans les DEO, tandis qu'un dispositif d'affichage à cristaux liquides nécessite une source lumineuse. Le volume et le poids d'un dispositif d'affichage peut être réduit en utilisant le dispositif électroluminescent organique. Le dispositif électroluminescent organique (DEO), a donc des caractéristiques d'écran de haute qualité telles qu'une faible consommation d'énergie, une haute luminance, un temps de réponse court, et un poids faible. En raison de ces caractéristiques d'écran de haute qualité, le DEO a reçu de l'attention en tant que nouvelle génération de dispositif d'affichage, qui peut être appliqué aux dispositifs électroniques de consommation tels qu'un terminal de communication mobile, un CHS, un PDA, un caméscope et un PC de poche. Un tel DEO peut être fabriqué par un procédé de fabrication simple comparé aux autres dispositifs d'affichage plats. Par conséquent, le coût de fabrication du DEO peut être sensiblement bas par rapport aux ECL classiques. Un mode de commande du DEO est classé en un type de matrice passive et un type de matrice active. Le DEO de type de matrice passive a une structure simple, et un procédé de fabrication de celui-ci est également simple. Cependant, le DEO de type de matrice passive a des inconvénients tels qu'une consommation élevée d'énergie, une diffi- cuité à accueillir un DEO grand écran et un rapport d'ouverture qui chute propor- tionnellement au nombre de lignes. Le DEO de type de matrice active fournit un rapport d'émission élevé et une haute qualité d'image. R',Hrecels,25400'25406-00O530-u3diXl doc ?Omai,UU6- 1 12 La figure 1 montre un dispositif électroluminescent organique (DEO) classique. En faisant référence à la figure 1, le dispositif électroluminescent organique (DEO) classique 10 comprend un ensemble de transistors à film mince (TFM) 14 formé sur un premier substrat transparent 12, une première électrode 16 formée sur l'ensemble de TFM 14, une couche électroluminescente organique 18 et une seconde électrode 20. La couche électroluminescente 18 exprime les couleurs rouge, vert et bleu. Une telle couche électroluminescente 18 est généralement formée en déposant des maté- riaux organiques émettant les couleurs rouge, vert et noir à chacun des pixels P et en ordonnant les matériaux organiques. Le dispositif électroluminescent organique 10 est fabriqué dans une forme capsulée en faisant adhérer le premier substrat 12 sur le second substrat 28 ayant une absorption de l'humidité 22 grâce à un colmatant. L'absorption de l'humidité 22 est destinée à enlever l'humidité et l'oxygène qui peuvent pénétrer dans le dispositif électroluminescent capsulé 10. Afin de former l'absorption de l'humidité 22 sur le second substrat 29, une région prédéterminée du substrat 28 est gravée, la région gravée est remplie de l'absorption de l'humidité 22 et l'absorption de l'humidité 22 est fixée en utilisant une bande 25. Ci-après, un ensemble de TFM qui est un pixel dans un DEO classique va être décrit en faisant référence à la figure 2. La figure 2 est une vue en plan montrant un ensemble de transistors à film mince (TFM) dans un dispositif électroluminescent organique (DEO) classique. Un ensemble de TFM de type de matrice active comprend une pluralité de pixels définis sur un substrat 12. Chacun des pixels comprend un transistor de commutation à film mince (TFM) Ts, un transistor de commande à film mince (TFM) TD et un condensateur mémoire CST. Chacun des TFM de commutation Ts et des TFM de commande TD peut être constitué d'un ou plusieurs transistors à film mince conformément aux caractéristiques de commande. Le substrat 12 peut être un substrat d'isolation transparent fait de verre ou de plastique. Ainsi que montré sur la figure 2, une ligne de grille 32 est agencée sur le substrat 12 dans une direction et une ligne de données 34 est agencée pour croiser la ligne de grille 32 avec une couche isolante interposée. En même temps, une ligne électrique 35 est formée de façon à être séparée de la ligne de données 34 à une distance prédéterminée en parallèle. R\6revets\25400.Q5406-0605f011adTXTdnc 30 mal 2t,06 - 2..12 Des transistors à film mince constitués d'électrodes grilles 36 et 38, de couches actives 40 et 42, d'électrodes sources 46 et 48 et d'électrodes déversoirs 50 et 52 sont utilisés comme TFM de commutation Ts et TFM de commande Tp. Ainsi que décrit ci-dessus, l'électrode grille 36 du TFM de commutation Ts est connectée à la ligne de grille 32, et l'électrode source 46 est connectée à la ligne de données 34. L'électrode de drain 50 du TFM de commutation Ts est connectée à l'électrode grille 38 du TFM de commande TD via un trou de contact 54. L'électrode source 48 du TFM de commande TD est connectée à la ligne électrique 36 via le trou de contact 56. L'électrode de drain 52 du TFM de commande TD est formée de manière à être en contact avec la première électrode 16 formée au niveau de la région des pixels P. La ligne électrique 35 et la première électrode 16 qui est une couche en poly-cristal de silicium formée sous la ligne électrique 35 forment le condensateur mémoire C5T en étant en recouvrement mutuel avec la couche isolante interposée. Ci-après, un agencement de pixels d'un dispositif électroluminescent organique (DEO) classique va être décrit en faisant référence aux figures 3A à 3C. Les figures 3A à 3C montrent des agencements de subpixels dans un dispositif électroluminescent organique classique. En faisant référence aux figures 3A à 3C, des subpixels rouges, verts et bleus sont agencés en se basant sur un mode bandes RVB, un mode mosaïque RVB et un mode delta RVB. Dans le mode bandes RVB, les subpixels rouges, verts et bleus sont agencés en séquence sur chacune des lignes. Dans le mode mosaïque RVB, les subpixels rouges, verts et bleus sont agencés en séquence sur une première ligne, et les subpixels verts, bleus et rouges sont agencés en séquence sur une seconde ligne. Sur la troisième ligne, les subpixels bleus, rouges et verts sont agencés en séquence. Dans le mode delta RVB, les subpixels rouges, verts et bleus sont agencés en séquence sur chacune des lignes avec les subpixels agencés sur des lignes paires en décalage par rapport à ceux agencés sur les lignes impaires à une distance prédéterminée. Chacun des subpixels rouges, verts et bleus est formé de façon à avoir un côté vertical plus long qu'un côté horizontal. Un pixel est formé en agençant les subpixels rouges, verts et bleus dans une direction horizontale, et le DEO classique est formé en agençant successivement de tels pixels. R:\Brevets\25400'25406--060828-LOI demande. doc - 2 octobre 2006 -3/12 Cependant, les informations visuelles générales comprennent beaucoup de mouvement horizontal par rapport au mouvement vertical. L'agencement classique des subpixels ne peut donc pas afficher les images naturellement. Afin d'afficher naturellement les informations visuelles ayant beaucoup de 5 mouvement horizontal via le DEO classique, une résolution de celui- ci doit augmenter. RESUME DE L'INVENTION Par conséquent, la présente invention concerne un dispositif électroluminescent organique et un procédé de fabrication de celui-ci qui réduit sensiblement un ou plusieurs problèmes dus aux limitations et aux inconvénients de l'art connexe. Un objet de la présente invention est de fournir un dispositif électroluminescent organique pour fournir une image naturelle. Un autre objet de la présente invention est de fournir un dispositif électroluminescent organique nécessitant un moindre coût de fabrication en réduisant le nombre 15 de D-IC et le nombre de broches. Un autre objet encore de la présente invention est de fournir un dispositif électroluminescent organique pour améliorer une qualité d'image en formant de façon asymétrique des régions non émettrices dans des subpixels rouges, verts et bleus qui sont agencés verticalement dans un pixel dans un dispositif électroluminescent orga- nique. Des avantages, objets, et caractéristiques supplémentaires de l'invention vont être exposés en partie dans la description qui suit et apparaîtront en partie évidents à l'homme du métier par examen des points suivants ou peuvent être découverts en mettant en pratique l'invention. Les objectifs et autres avantages de l'invention peuvent être réalisés et atteints par la structure indiquée particulièrement dans la description écrite et les revendications jointes ainsi que sur les dessins joints. Pour réaliser ces objets et autres avantages et conformément à l'objectif de l'invention, ainsi que mise en forme et largement décrite ici, on fournit un dispositif électroluminescent organique comprenant: une ligne de grille et une ligne de données agencées de biais sur un substrat pour définir des subpixels rouges, verts et bleus; une région non émettrice formée dans chacun des subpixels et comprenant un élément de commutation et un élément de commande qui ont une configuration de transistor à film mince ayant une électrode grille, une couche active, une électrode source et une électrode de drain; et une région émettrice formée dans chacun des subpixels et comprenant une électrode pixel connectée à l'électrode déversoir de l'élément de commande, dans lequel au moins l'une des régions non émettrices dans les subpixels rouges, verts et bleus est formée à un endroit différent. R:Brevets\25400\25406--060828-LOI demande. doc - 2 octobre 2006 -4112 Le dispositif électroluminescent organique peut en outre comprendre une ligne électrique formée de manière à être en contact avec l'électrode source de l'élément de commande. Les régions non émettrices dans les subpixels adjacents peuvent être formées à 5 différents endroits. Au moins deux des subpixels rouges, verts et bleus peuvent comprendre des régions non émettrices formées à différents endroits. Les subpixels peuvent être agencés dans une direction verticale. Chacun des subpixels peut être formé de manière à avoir un côté horizontal 10 plus long qu'un côté vertical. Les régions émettrices peuvent être formées en formant des motifs de matériau organique rouge, vert et bleu. Dans un autre aspect de la présente invention, on fournit un procédé de fabrication d'un dispositif électroluminescent organique comprenant: la définition de subpixels rouges, verts et bleus qui sont agencés sur un substrat dans une direction verticale; la formation d'un élément de commutation et d'un élément de commande connectés à l'élément de commutation dans différentes régions non émettrices dans au moins deux des subpixels rouges, verts et bleus; la formation d'une électrode pixel destinée à être en contact avec l'électrode de drain de l'élément de commande dans chacun des subpixels rouges, verts et bleus; et la formation d'une couche électroluminescente organique au niveau d'une région émettrice des subpixels. Les régions non émettrices des subpixels adjacents peuvent être formées à différents endroits. Chacun des subpixels peut être formé de manière à avoir un côté horizontal 25 plus long qu'un côté vertical. Au moins l'un des subpixels rouges, verts et bleus peut comprendre une région non émettrice formée à un endroit différent en comparaison avec celles formées dans les autres subpixels. Les régions non émettrices formées dans les subpixels peuvent être verticale-30 ment formées sous la forme d'un motif en zigzag. Il est entendu qu'à la fois la description générale précédente et la description détaillée suivante de la présente invention sont données à titre d'exemple et d'explication et qu'elles sont destinées à fournir une explication supplémentaire de l'invention conforme aux revendications. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Les dessins joints, qui sont inclus pour fournir une compréhension supplémentaire de l'invention et qui sont incorporés dans cette demande et en font partie inté- R: \Brevets\25400\25406--060828-LOI demande doc - 2 octobre 2006 - 5/12 grante, illustrent le(s) mode(s) de réalisation de l'invention et conjointement avec la description, servent à expliquer le principe de l'invention. Sur les dessins: La figure 1 montre un dispositif électroluminescent organique (DEO) classique; La figure 2 est une vue en plan montrant un ensemble de transistors à film mince (TFM) dans un dispositif électroluminescent organique (DEO) classique; Les figures 3A à 3C montrent des agencements de subpixels dans un dispositif électroluminescent organique classique; La figure 4 est une vue en plan illustrant une structure de pixels dans un mode 10 de commande RVB agencé verticalement d'un dispositif électroluminescent organique conforme à un mode de réalisation de la présente invention; La figure 5 est un schéma de principe montrant un élément de commande formé au niveau d'une région non émettrice dans un pixel du dispositif électroluminescent organique de la figure 4; et Les figures 6A A 6C montrent des agencements de subpixels dans un pixel d'un dispositif électroluminescent organique conforme à la présente invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION On va à présent faire référence en détail aux modes de réalisation préférés de la présente invention, dont des exemples sont illustrés dans les dessins joints. A chaque fois que c'est possible, les mêmes numéros de référence sont utilisés dans tous les dessins pour faire référence à des parties identiques ou similaires. La figure 4 est une vue en plan illustrant une structure de pixels dans un mode de commande RVB agencé verticalement d'un dispositif électroluminescent organique (DEO) conforme à un mode de réalisation de la présente invention. Ainsi que montré sur la figure 4, un pixel dans le mode de commande RVB agencé verticalement du DEO conforme au présent mode de réalisation comprend une pluralité de subpixels SP rouges R, verts V et bleus B, qui sont verticalement agencés dans un mode bandes. Chacun des subpixels rouges R, verts V et bleus B est formé de manière à avoir un côté horizontal plus long qu'un côté vertical. Le subpixel SP est constitué d'une région émettrice E et d'une région non émettrice X. La région émettrice E affiche les couleurs rouge, vert et bleu. La région émettrice E est formée en formant des motifs avec un matériau organique apparenté. Un transistor de commutation à film mince (TFM) 104 et un transistor de commande à film mince (TFM) 105 sont formés au niveau de la région non émettrice X. Sur la figure 4, D_ 1, D 2, D 3, D_4 et DM désignent les lignes de signaux de données (ligne de données 102), GRI, G_R2, G_R3, ..., G_Rn, G_GI, G G2, G_G3, ..., et G_Gn, et G B1, G_B2, G B3, ..., G_Bn désignent les lignes de RTrevets2900'S706-060530vad 1 Xf dnc -?0 moi.7006 6 12 balayage pour fournir un signal de balayage à chacun des subpixels rouges, verts et bleus, qui sont une ligne de grille 101. Les lignes de données 102 (D1, D_2, D_3, D_4, ..., D_m) sont agencées d'un côté du pixel. Le transistor de commutation à film mince 104 et le transistor de commande à film mince 105 sont formés de ce côté-là de la ligne de données 102. Dans le mode de commande RVB agencé verticalement du dispositif électroluminescent organique conforme au présent mode de réalisation, les subpixels sont agencés dans une direction verticale, et chacun des subpixels a un côté horizontal plus long qu'un côté vertical. Le pixel reçoit un signal via la ligne de données 102, et un tel signal est fourni aux subpixels rouges, verts et bleus en même temps. Une telle structure du pixel conforme au présent mode de réalisation requiert un nombre minimal de D-IC et de broches pour fournir le signal aux subpixels. Le coût de fabrication de celui-ci peut donc être réduit conformément au présent mode de réalisation. Dans la région non émettrice X, le TFM de commutation 104 et le TFM de commande 105 sont formés. Puisque la région non émettrice X comprend une pluralité de transistors à film mince dans une région des pixels et qu'une ligne électrique 103 se prolonge à l'intérieur, la région non émettrice X occupe une grande portion de la région des pixels. Si les régions non émettrices X sont agencées symétriquement et régulièrement dans les subpixels, une qualité d'image peut être dégradée. Afin de prévenir la dégradation de la qualité d'image, les régions non émettrices sont asymétriquement et irrégulièrement agencées dans les subpixels conformément au présent mode de réalisation. Par exemple, si la région non émettrice X est formée en bas à droite du sub- pixel rouge, une région non émettrice X est formée en bas à gauche du subpixel vert qui est verticalement adjacent au subpixel rouge. De plus, une région non émettrice X est formée en bas à droite du subpixel bleu qui est verticalement adjacent au sub-pixel vert. Ainsi que décrit ci-dessus, les régions non émettrices X sont asymétriquement formées dans les subpixels rouges, verts et bleus dans le mode RVB agencé verticalement du DEO conforme au présent mode de réalisation. La figure 5 est un schéma de principe montrant un élément de commande formé au niveau d'une région non émettrice dans le pixel du dispositif électroluminescent organique de la figure 4. Ainsi que montré sur la figure 5, le pixel du dispositif électroluminescent organique conforme au présent mode de réalisation comprend un TFM de commutation 104, un TFM de commande 105, un condensateur mémoire 106 et une diode émettrice 107. R.Brecets.2540025406-060510-tradTXT d, 10 mm 2006 - 7,12 L'électrode grille du TFM de commutation 104 est connectée à une ligne de grille 101, et l'électrode source du TFM de commutation 104 est connectée à une ligne de données 102. L'électrode de drain du TFM de commutation 104 est connectée à l'électrode 5 grille du TFM de commande 105, et l'électrode de drain du TFM de commande 105 est connectée à l'électrode anode de la diode émettrice 107. L'électrode source du TFM de commande 105 est connectée à une ligne électrique, et l'électrode cathode de la diode émettrice 107 est reliée à la terre. Le condensateur mémoire 106 est connecté à l'électrode grille et à l'électrode source du TFM de commande 105. Le TFM de commutation 104 est donc mis en marche quand un signal est fourni via la ligne de grille 101, et un signal d'image provenant de la ligne de données 102 est stocké au niveau du condensateur mémoire 106 via le TFM de commutation 104. Le signal d'image commande le TFM de commande 105 en étant transféré vers l'électrode grille du TFM de commande 105. En conséquence, la diode émettrice 107 émet de la lumière. Ici, la luminance de celle-ci est contrôlée en contrôlant le courant qui circule vers la diode émettrice 107. Bien que le TFM de commutation 104 ne soit pas en marche, la tension stockée dans le condensateur mémoire 106 commande le TFM de commande 105. La diode émettrice 107 émet donc continûment de la lumière en recevant le courant stocké au niveau du condensateur mémoire 106 jusqu'à ce qu'un nouveau signal d'image d'une nouvelle scène soit entré. La région non émettrice décrite peut êtré formée en divers endroits des sub-pixels. Les figures 6A à 6C montrent des agencements de subpixels dans un pixel d'un dispositif électroluminescent organique conforme à la présente invention. En faisant référence aux figures 6A à 6C, un pixel dans le mode de commande RVB agencé verticalement du DEO conforme au présent mode de réalisation comprend une pluralité de subpixels SP rouges R, verts V et bleus B, qui sont verti- calement agencés dans un mode bandes. Chacun des subpixels rouges R, verts V et bleus B est formé de manière à avoir un côté horizontal plus long qu'un côté vertical. Chacun des subpixels comprend la région émettrice et la région non émettrice. La région émettrice affiche les couleurs rouge, vert et bleu. La région émettrice est formée en formant des motifs avec un matériau organique correspondant. La région non émettrice comprend un transistor de commutation à film mince (TFM) et un TFM de commande. R \Brevets\25400\25406--060828-LOI demandedoc - 2 octobre 2006 -8/12 Ainsi que montré sur la figure 6A, les régions non émettrices X sont formées à droite d'un subpixel rouge, au centre d'un subpixel vert et à gauche d'un subpixel bleu, respectivement. Ainsi que montré sur les figures 6A et 6C, au moins l'une des régions non émettrices X est formée d'un côté différent des subpixels. A savoir, les régions non émettrices X sont irrégulièrement formées au niveau des subpixels afin de minimiser l'interférence optique. Une telle structure des régions non émettrices peut prévenir la dégradation de la qualité d'image. Par exemple, elle prévient l'assombrissement des blocs qui apparaît régulièrement sur l'écran. Dans le mode de commande RVB agencé verticalement du dispositif électroluminescent organique conforme à la présente invention, une pluralité de subpixels est verticalement agencée, où chacun des subpixels a le côté horizontal plus long que le côté vertical, et le signal fourni au pixel via la ligne de données est fourni aux sub-pixels rouges, verts et bleus en même temps. Une telle structure de pixels conforme à la présente invention requiert le nombre minimal de D-IC et de broches. Le coût de fabrication de celui-ci peut donc être réduit. Dans le mode de commande RVB agencé verticalement du dispositif électroluminescent organique conforme à la présente invention, les régions non émettrices X sont irrégulièrement formées au niveau des subpixels afin de minimiser l'interférence optique. Une telle structure des régions non émettrices peut améliorer la qualité d'image en prévenant l'assombrissement des blocs qui apparaît régulière-ment sur l'écran. II apparaîtra évident à l'homme du métier que diverses modifications et variations peuvent être apportées dans la présente invention. Ainsi, il n'est pas prévu que la présente invention recouvre les modifications et variations de cette invention à condition qu'elle soient dans la portée des revendications jointes et de leurs équivalents. R yBrevets\25400A25406-060530-trad(XT doc - 30 mai 2006 - 9/12 REVENDICATIONS 1 Dispositif électroluminescent organique comprenant: - une ligne de grille et une ligne de données agencées de biais sur un substrat pour définir des subpixels rouges, verts et bleus; - une région non émettrice formée dans chacun des subpixels et comprenant un élément de commutation et un élément de commande qui ont une confi- guration de transistor à film mince ayant une électrode grille, une couche active, une électrode source et une électrode de drain; et - une région émettrice formée dans chacun des subpixels et comprenant une électrode pixel connectée à l'électrode de drain de l'élément de commande, dans lequel au moins l'une des régions non émettrices dans les subpixels rouges, verts et bleus est formée à un endroit différent. 2. Dispositif électroluminescent organique selon la revendication 1, comprenant en outre une ligne électrique formée de manière à être en contact avec l'électrode source de l'élément de commande. 3. Dispositif électroluminescent organique selon la revendication 1, dans lequel les régions non émettrices dans les subpixels adjacents sont formées à diffé- rents endroits. 4. Dispositif électroluminescent organique selon la revendication 1, dans lequel au moins deux des subpixels rouges, verts et bleus comprennent des régions non émettrices formées à différents endroits. 5. Dispositif électroluminescent organique selon la revendication 1, dans lequel les subpixels sont agencés dans une direction verticale. 6. Dispositif électroluminescent organique selon la revendication 1, dans lequel chacun des subpixels est formé de manière à avoir un côté horizontal plus Iong qu'un côté vertical. 7. Dispositif d'affichage électroluminescent organique selon la revendication 1, dans lequel les régions émettrices sont formées en formant des motifs avec un matériau organique rouge, vert et bleu. R:\Brevetsl25400\25406--060828-LO1 demande doc - 18 septembre 2006 - 10/12 8. Procédé de fabrication d'un dispositif électroluminescent organique comprenant: la définition d'un subpixel rouge, vert et bleu qui sont agencés sur un substrat dans une direction verticale; - la formation d'un élément de commutation et d'un élément de commande connecté à l'élément de commutation dans différentes régions non émettrices dans au moins deux des subpixels rouges, verts et bleus; - la formation d'une électrode pixel destinée à être en contact avec l'électrode de drain de l'élément de commande dans chacun des subpixels rouges, verts et bleus; et - la foiniation d'une couche électroluminescente organique au niveau d'une région émettrice des subpixels. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel Ies régions non émettrices des subpixels adjacents sont formées à différents endroits. 10. Procédé selon la revendication 8, dans lequel chacun des subpixels est formé de manière à avoir un côté horizontal plus long qu'un côté vertical. 11. Procédé selon la revendication 8, dans lequel au moins l'un des subpixels rouges, verts et bleus comprend une région non émettrice formée à un endroit différent en comparaison avec celles formées dans les autres subpixels. 12. Procédé selon la revendication 8, dans lequel les régions non émettrices formées dans les subpixels sont agencées verticalement sous la forme d'un motif en zigzag. k-\Brevets\25400\25406--060828-LOI demande.doc - 18 septembre 2006 - I l/12