FR2859823A1

FR2859823A1 - ORGANIC ELECTROLUMINESCENT PANEL COMPRISING A LIGHT EXTRACTION LAYER INCORPORATING REFLECTIVE PARTICLES

Info

Publication number: FR2859823A1
Application number: FR0450493A
Authority: FR
Inventors: Christophe Fery; Valter Drazic; Alexis Seguin
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2005-03-18

Abstract

Panneau comprenant une couche électroluminescente 3 intercalée entre une couche opaque d'électrodes 2 qui sont réfléchissantes et la couche d'extraction 5, comprenant également une couche transparente d'électrodes 4 intercalée entre la couche électroluminescente 3 et la couche d'extraction 5. De préférence :- la taille moyenne des particules 52 est supérieure ou égale à 1 m ;- le coefficient de réflexion des particules est supérieur ou égal à 85% ;- le taux d'ouverture de cette couche est compris entre 50% et 85%.On améliore très sensiblement l'efficacité lumineuse du panneau en évitant les problèmes de chromaticité.Panel comprising an electroluminescent layer 3 interposed between an opaque layer of electrodes 2 which are reflective and the extraction layer 5, also comprising a transparent layer of electrodes 4 interposed between the electroluminescent layer 3 and the extraction layer 5. preferably: - the average size of the particles 52 is greater than or equal to 1 m; - the reflection coefficient of the particles is greater than or equal to 85%; - the degree of opening of this layer is between 50% and 85%. The luminous efficiency of the panel is significantly improved by avoiding chromaticity problems.

Description

L'invention concerne un panneau organique électroluminescent comprenantAn organic electroluminescent panel comprising

une couche électroluminescente intercalée entre une couche opaque d'électrodes et une couche d'extraction incorporant totalement des particules, comprenant également une couche transparente d'électrodes an electroluminescent layer interposed between an opaque layer of electrodes and an extraction layer totally incorporating particles, also comprising a transparent layer of electrodes

intercalée entre la couche électroluminescente et la couche d'extraction. interposed between the electroluminescent layer and the extraction layer.

Les particules sont noyées dans un matériau organique transparent, voire coloré, généralement isolant. The particles are embedded in a transparent organic material, or even colored, generally insulating.

Selon l'enseignement de l'art antérieur cité ci-après, les particules sont des microparticules qui sont destinées à améliorer le taux d'extraction de la 10 lumière émise par la couche électroluminescente. According to the teaching of the prior art cited below, the particles are microparticles which are intended to improve the rate of extraction of the light emitted by the electroluminescent layer.

Le document WO03/061028 PHILIPS décrit un panneau de ce type où les microparticules ont un indice supérieur d'au moins 0,3 à l'indice du matériau organique qui les incorpore, une taille comprise entre 0,4 m et 10 m, et peuvent présenter une forme homogène sphérique; elles peuvent être formées de poudres céramiques ou d'oxyde de titane. La couche inférieure d'électrodes est explicitement opaque (voir 60) ; ces électrodes inférieures peuvent être par exemple en or ou en aluminium; rien n'indique dans ce document que la surface de la couche inférieure d'électrodes soit réfléchissante, d'autant que l'homme du métier sait qu'il est parfois avantageux d'intercaler entre cette couche d'électrodes et la couche électroluminescente une couche très fine empêchant la réflexion de la lumière, notamment pour améliorer le contraste du panneau en lumière ambiante. Selon ce document, les microparticules sont disposées de manière compacte dans la couche organique, la compacité élevée favorisant l'amélioration de l'extraction de lumière (42). The document WO03 / 061028 PHILIPS describes a panel of this type in which the microparticles have an index greater than or equal to 0.3 to the index of the organic material which incorporates them, a size of between 0.4 m and 10 m, and may have a spherical homogeneous shape; they may be formed of ceramic powders or titanium oxide. The lower layer of electrodes is explicitly opaque (see 60); these lower electrodes may be for example gold or aluminum; nothing indicates in this document that the surface of the lower layer of electrodes is reflective, especially since the person skilled in the art knows that it is sometimes advantageous to interpose between this layer of electrodes and the electroluminescent layer a very thin layer preventing the reflection of light, in particular to improve the contrast of the panel in ambient light. According to this document, the microparticles are arranged compactly in the organic layer, the high compactness favoring the improvement of light extraction (42).

Le document US5955837 PHILIPS (correspondant à WO98/17083) décrit également un panneau de ce type, notamment à la figure ID; les électrodes de la couche inférieure sont généralement réfléchissantes (colonne 4, ligne 61) ; la taille des microparticules est comprise entre 0,1 et 10 fois la longueur d'onde de la lumière émise par la couche électroluminescente, de préférence entre 0,1 m et 1 m; ces microparticules peuvent être de l'oxyde de titane ou du diamant; leur forme est de préférence sphérique; lorsqu'elles sont substantiellement sphériques, elles sont ordonnées de préférence de façon à former une monocouche dans la couche organique qui les incorpore. US5955837 PHILIPS (corresponding to WO98 / 17083) also describes a panel of this type, in particular in Figure ID; the electrodes of the lower layer are generally reflective (column 4, line 61); the size of the microparticles is between 0.1 and 10 times the wavelength of the light emitted by the electroluminescent layer, preferably between 0.1 m and 1 m; these microparticles may be titanium oxide or diamond; their shape is preferably spherical; when substantially spherical, they are preferably arranged to form a monolayer in the organic layer incorporating them.

Si les microparticules sont des sphères de rayon r, si elles sont régulièrement espacées d'une distance d (entre leurs centres) dans la couche organique, le taux de couverture du lit de particules vaut alors 6 = it (r2/d2) et le taux d'ouverture ( OAR , Open Area Ratio en langue anglaise) est de 1-6. If the microparticles are spheres of radius r, if they are regularly spaced a distance d (between their centers) in the organic layer, the coverage rate of the particle bed is then 6 = it (r2 / d2) and the Open Area Ratio (OAR) is 1-6.

Le document US5955837 déjà cité enseigne qu'il est préférable que d = 2 r, ce qui correspond à = 0,78 et à OAR = 0,22; le document US5955837 enseigne donc d'utiliser un lit de particules très dense comme d'ailleurs le document WO03/061028. US5955837 already cited teach that it is preferable that d = 2 r, which corresponds to = 0.78 and OAR = 0.22; the document US5955837 teaches therefore to use a very dense bed of particles, like the document WO03 / 061028.

L'inconvénient d'un lit de particules très dense est qu'il détériore les 10 performances de contraste en lumière ambiante. The disadvantage of a very dense particle bed is that it deteriorates the contrast performance in ambient light.

D'autres documents de l'art antérieur décrivent l'utilisation de couches chargées en microparticules pour améliorer l'extraction de lumière: JP11-214158, mais le substrat est intercalé entre cette couche d'extraction et la couche émissive, ce qui implique une distance importante entre ces couches; par ailleurs, la couche émissive n'est pas organique; idem pour le document US2001-033135 (figure 3 du document) ; WO00/76008 (figure 3 du document), mais une couche semiréfléchissante 105 est intercalée entre cette couche 106 et la couche émissive 101; On peut également citer les documents JP11-329742, WO01/41225, et WO02/37580. Other documents of the prior art describe the use of microparticle-loaded layers to improve light extraction: JP11-214158, but the substrate is interposed between this extraction layer and the emitting layer, which implies a significant distance between these layers; moreover, the emissive layer is not organic; same for document US2001-033135 (Figure 3 of the document); WO00 / 76008 (Figure 3 of the document), but a semireflective layer 105 is interposed between this layer 106 and the emitting layer 101; One can also cite the documents JP11-329742, WO01 / 41225, and WO02 / 37580.

Les différentes améliorations de l'extraction de lumière présentées dans ces documents présentent encore des limitations. The various improvements in light extraction presented in these documents still have limitations.

Outre celui d'une amélioration supérieure d'extraction de lumière, un but 25 de l'invention est d'améliorer les performances de contraste en lumière ambiante. In addition to improving light extraction, it is an object of the invention to improve the contrast performance in ambient light.

L'invention concerne donc un panneau du type précité caractérisé en ce qu'il comprend une surface réfléchissante qui est intercalée entre la couche opaque d'électrodes et cette couche électroluminescente. The invention therefore relates to a panel of the aforementioned type characterized in that it comprises a reflective surface which is interposed between the opaque layer of electrodes and this electroluminescent layer.

Cette surface réfléchissante est adaptée pour réfléchir la lumière émise par la couche électroluminescente au travers de cette couche et de la couche d'extraction; il n'y a évidemment aucune couche opaque entre cette surface réfléchissante et la couche électroluminescente. This reflecting surface is adapted to reflect the light emitted by the electroluminescent layer through this layer and the extraction layer; there is obviously no opaque layer between this reflecting surface and the electroluminescent layer.

La couche d'extraction comprend une matrice transparente dans laquelle les particules sont totalement incorporées, c'est à dire entièrement noyées. The extraction layer comprises a transparent matrix in which the particles are fully incorporated, that is to say fully embedded.

L'ensemble de ces couches est évidemment supportées par un substrat; deux types de structures sont possibles: - une structure dite à émission vers le bas où la couche électroluminescente émet au travers du substrat; la couche transparente d'électrodes correspond alors à la première couche d'électrodes déposée, appelée couche inférieure; la couche opaque d'électrodes est alors la couche supérieure; - une structure dite à émission vers le haut où la couche électroluminescente émet, non pas au travers du substrat, mais au contraire à travers la couche supérieure d'électrodes, qui est alors transparente; la couche opaque d'électrodes correspond alors à la couche inférieure. All of these layers are obviously supported by a substrate; two types of structures are possible: a so-called downward transmission structure where the electroluminescent layer emits through the substrate; the transparent electrode layer then corresponds to the first deposited electrode layer, called the lower layer; the opaque layer of electrodes is then the upper layer; a so-called upward emission structure in which the electroluminescent layer emits, not through the substrate, but on the contrary through the upper layer of electrodes, which is then transparent; the opaque layer of electrodes then corresponds to the lower layer.

De préférence, ladite surface réfléchissante est formée par l'interface de la couche opaque d'électrodes avec la couche électroluminescente ou toute autre couche intercalée entre cette couche opaque et cette couche électroluminescente. Preferably, said reflective surface is formed by the interface of the opaque layer of electrodes with the electroluminescent layer or any other layer interposed between this opaque layer and this electroluminescent layer.

De préférence, les électrodes de la couche opaque sont alors métalliques. Preferably, the electrodes of the opaque layer are then metallic.

De préférence, la distance qui sépare la couche d'extraction de la couche électroluminescente est inférieure ou égale à 10 m. C'est dans ces conditions qu'on peut obtenir les meilleurs taux d'extraction de lumière; dans le cas de panneaux à émission vers le bas, la couche d'extraction est alors intercalée entre le substrat et la couche électroluminescente. Preferably, the distance separating the extraction layer from the electroluminescent layer is less than or equal to 10 m. It is in these conditions that one can obtain the best rates of light extraction; in the case of downward emission panels, the extraction layer is then interposed between the substrate and the electroluminescent layer.

De préférence, la taille moyenne des particules est supérieure ou égale à 1 m et la surface de ces particules est réfléchissante. Compte tenu de la taille élevée des particules, l'extraction de lumière se fait essentiellement par réflexion de lumière sur leur surface et non pas par diffusion comme dans l'art antérieur, ce qui permet d'éviter des problèmes de diffraction qui entraînent des problèmes chromatiques. Preferably, the average size of the particles is greater than or equal to 1 m and the surface of these particles is reflective. In view of the high particle size, the light extraction is essentially by light reflection on their surface and not by diffusion as in the prior art, which avoids diffraction problems which cause problems. chromatic.

Selon une variante, la surface réfléchissante des particules est métallique. De préférence: le coefficient de réflexion de la surface des particules est supérieur ou égal à 85% ; la densité de particules dans la couche d'extraction 5 est telle que le taux d'ouverture de cette couche est supérieur ou égal à 50% et inférieur ou égal à 85%. According to one variant, the reflective surface of the particles is metallic. Preferably: the reflection coefficient of the surface of the particles is greater than or equal to 85%; the density of particles in the extraction layer 5 is such that the opening rate of this layer is greater than or equal to 50% and less than or equal to 85%.

La taille importante des particules et leur surface à haut pouvoir réflectif permet d'obtenir un taux élevé d'extraction de lumière avec une densité de particules beaucoup plus faible que dans l'art antérieur, ou un taux d'ouverture beaucoup plus élevé ; un tel système d'extraction par réflexion permet d'obtenir des taux d'extraction beaucoup plus élevés que dans l'art antérieur, ce qui améliore sensiblement le rendement lumineux des panneaux électroluminescents. The large size of the particles and their highly reflective surface makes it possible to obtain a high rate of light extraction with a much lower particle density than in the prior art, or a much higher aperture rate; such a reflection extraction system makes it possible to obtain much higher extraction rates than in the prior art, which substantially improves the luminous efficiency of the electroluminescent panels.

De préférence, les particules sont réparties dans ladite couche d'extraction en une seule couche. Preferably, the particles are distributed in said extraction layer in a single layer.

De préférence, les particules ont une forme sphérique ou quasi-sphérique. Preferably, the particles have a spherical or quasi-spherical shape.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, et en référence aux figures annexées sur lesquelles: - la figure 1 décrit une coupe partielle d'un pixel d'un panneau selon un mode de réalisation de l'invention, et illustre l'extraction de lumière; la figure 2 illustre les performances de contraste en lumière ambiante du panneau selon le mode de réalisation de la figure 1; la figure 3 décrit une vue de dessus d'un pixel du panneau selon le mode de réalisation de la figure 1; - la figure 4 montre la variation du taux d'extraction de lumière en fonction du taux d'ouverture de la couche d'extraction, dans le cas de panneaux selon le mode de réalisation de la figure 1 qui diffèrent uniquement par la densité de particules dans la couche d'extraction; - la figure 5 illustre la directivité de l'émission du panneau selon le mode de réalisation de la figure 1, symétrique par rapport à la normale au panneau (0 ). The invention will be better understood on reading the description which follows, given by way of nonlimiting example, and with reference to the appended figures in which: FIG. 1 depicts a partial section of a pixel of a panel according to one embodiment of the invention, and illustrates the light extraction; FIG. 2 illustrates the contrast performance in ambient light of the panel according to the embodiment of FIG. 1; Figure 3 depicts a top view of a pixel of the panel according to the embodiment of Figure 1; FIG. 4 shows the variation of the light extraction rate as a function of the extraction layer opening rate, in the case of panels according to the embodiment of FIG. 1, which differ only in the density of particles. in the extraction layer; FIG. 5 illustrates the directivity of the emission of the panel according to the embodiment of FIG. 1, symmetrical with respect to the normal to the panel (0).

Dans la suite du document, on utilise des références identiques pour les éléments qui assurent les mêmes fonctions. In the remainder of the document, identical references are used for elements that perform the same functions.

Le panneau selon l'invention comprend classiquement un réseau bidimensionnel de cellules électroluminescentes réparties sur un substrat, chaque cellule étant associée à un pixel ou un sous-pixel (cas des panneaux polychrome) des images à visualiser; la figure 1 représente, en coupe, une portion d'un pixel ou sous-pixel de ce panneau: sur un substrat 1, on a déposé une couche inférieure opaque d'électrodes 2, une couche organique électroluminescente 3, une couche supérieure d'électrodes transparentes 4 et une couche d'extraction 5; selon l'invention, la couche d'extraction 5 comprend une matrice 51 en matériau transparent qui incorpore des particules réfléchissantes 52, ici de forme sphérique, qui sont régulièrement espacées en une seule couche, comme l'illustre la figure 3, en vue de dessus du pixel ou sous-pixel de la figure 1; selon l'invention: - le coefficient de réflexion de la surface des particules est supérieur ou égal à 85% ; - la densité de particules dans la couche d'extraction 5 est telle que le taux d'ouverture de cette couche est supérieur ou égal à 50% et inférieur ou égal à 85%. The panel according to the invention conventionally comprises a two-dimensional array of electroluminescent cells distributed over a substrate, each cell being associated with a pixel or a sub-pixel (in the case of polychrome panels) of the images to be displayed; FIG. 1 represents, in section, a portion of a pixel or sub-pixel of this panel: on a substrate 1, an opaque lower layer of electrodes 2, an organic electroluminescent layer 3, an upper layer of transparent electrodes 4 and an extraction layer 5; according to the invention, the extraction layer 5 comprises a matrix 51 of transparent material which incorporates reflective particles 52, here spherical, which are regularly spaced in a single layer, as shown in Figure 3, in order to above the pixel or sub-pixel of Figure 1; according to the invention: the reflection coefficient of the surface of the particles is greater than or equal to 85%; - The density of particles in the extraction layer 5 is such that the opening rate of this layer is greater than or equal to 50% and less than or equal to 85%.

Le taux d'ouverture ( OAR ", Open Area Ratio en langue anglaise) est défini par la valeur 1-6, où 6 est le taux de couverture du lit de particules qui vaut 6 = it (r21d2) dans le cas où la couche d'extraction ne comprend qu'une seule couche de particules régulièrement espacées comme sur la figure 3. The Open Area Ratio (OAR) is defined by the value 1-6, where 6 is the particle bed coverage rate that is 6 = it (r21d2) in case the layer extraction zone comprises only a single layer of regularly spaced particles as in FIG.

Dans le cas de structures dites classiques, les électrodes de la couche inférieure sont des anodes et celles de la couche supérieure sont des cathodes; selon une autre variante de structure dite inversée, les électrodes de la couche supérieure sont des anodes et celles de la couche inférieure sont des cathodes. In the case of so-called conventional structures, the electrodes of the lower layer are anodes and those of the upper layer are cathodes; according to another variant of so-called inverted structure, the electrodes of the upper layer are anodes and those of the lower layer are cathodes.

Le matériau du substrat peut être en verre minéral ou en polymère dans le cas de panneau souples. The substrate material may be mineral glass or polymer in the case of flexible panel.

Selon une variante préférentielle, le substrat forme une matrice active, comprenant, derrière chaque pixel ou diode électroluminescente du panneau, un circuit de pixel comprenant généralement un modulateur de courant en série avec la diode électroluminescente et une mémoire de la donnée vidéo adressée au pixel, le plus souvent un condensateur de stockage, qui pilote ledit modulateur; ce circuit de pixel est généralement réalisé et intégré dans une couche de silicium déposée sur le substrat; la couche inférieure d'électrodes présente alors généralement plusieurs réseaux différents qui sont également intégrés à cette couche de silicium. According to a preferred variant, the substrate forms an active matrix, comprising, behind each pixel or light-emitting diode of the panel, a pixel circuit generally comprising a current modulator in series with the light-emitting diode and a memory of the video data addressed to the pixel, most often a storage capacitor, which drives said modulator; this pixel circuit is generally made and integrated in a silicon layer deposited on the substrate; the lower layer of electrodes then generally has several different networks which are also integrated in this silicon layer.

La matériau conducteur de la couche inférieure d'électrodes 2 peut être par exemple en aluminium (cas de cathodes) ou en or (cas d'anodes) de manière à présenter, à l'interface avec la couche organique électroluminescente 3, une surface réfléchissante; selon l'invention, entre cette couche inférieure d'électrodes 2 et la couche électroluminescente 3, il n'y a donc pas de couche absorbante comme décrit par exemple dans le document WO03/094255 (référencée 36 dans ce document). The conductive material of the lower layer of electrodes 2 may be for example aluminum (cathode case) or gold (case of anodes) so as to present, at the interface with the organic electroluminescent layer 3, a reflective surface ; according to the invention, between this lower electrode layer 2 and the electroluminescent layer 3, there is therefore no absorbing layer as described for example in WO03 / 094255 (referenced 36 in this document).

La couche organique électroluminescente 3 se subdivise généralement en plusieurs sous-couches organiques: une sous-couche centrale à proprement parler électroluminescente, intercalée entre une sous-couche de transport d'électrons et une sous-couche de transport de trous, elles-mêmes intercalées entre une sous-couche d'injection d'électrons et une souscouche d'injection de trous; on trouve parfois également une sous-couche organique d'aplanissement. The electroluminescent organic layer 3 is generally subdivided into several organic sub-layers: a central sublayer, strictly electroluminescent, interposed between an electron transport sub-layer and a sub-layer for transporting holes, which are themselves interspersed between an electron injection sublayer and a hole injection sub-layer; there is sometimes also an organic undercoat of planarization.

Le matériau conducteur de la couche supérieure est transparent ou semitransparent; dans le cas d'anodes, on peut prendre de l'ITO (Indium Tin Oxide en langue anglaise) ; dans le cas de cathodes, on peut prendre un semi-conducteur organique fortement dopé de type n, ou un mélange métalisolant comme décrit par exemple dans le document US6525466, ou une cathode composite telle que décrite dans le document US6639357 ou WO99/20081. The conductive material of the upper layer is transparent or semitransparent; in the case of anodes, it is possible to take ITO (Indium Tin Oxide in English); in the case of cathodes, it is possible to take a n-type strongly doped organic semiconductor, or a metalisolant mixture as described, for example, in US Pat. No. 5,525,466, or a composite cathode as described in document US Pat. No. 6,339,357 or WO99 / 20081.

La matrice transparente 51 de la couche d'extraction est en matériau organique; parmi les matériaux organiques, on peut utiliser par exemple des polyacrylates, des polymères fluorés, des parylènes ou des cyclotènes. The transparent matrix 51 of the extraction layer is made of organic material; among the organic materials, it is possible to use, for example, polyacrylates, fluorinated polymers, parylenes or cyclotenes.

Les particules de la couche d'extraction présentent une taille supérieure ou égale à 1 m mais inférieure à l'épaisseur de cette couche, de manière à y être totalement incorporées. The particles of the extraction layer have a size greater than or equal to 1 m but less than the thickness of this layer, so as to be fully incorporated therein.

Les particules présentent ici une taille homogène et une forme sphérique; elles sont réparties uniformément dans la couche d'extraction en une seule couche; sans se départir de l'invention, on peut utiliser des particules de forme elliptique voire aciculaire dont les tailles ne sont pas homogènes et qui sont réparties dans la couche d'extraction de manière moins homogène. Pour limiter avantageusement les phénomènes de diffusion par ces particules, il importe que leur taille moyenne soit supérieure à 1 m. The particles here have a homogeneous size and a spherical shape; they are uniformly distributed in the extraction layer in a single layer; without departing from the invention, it is possible to use particles of elliptical or even acicular shape whose sizes are not homogeneous and which are distributed in the extraction layer in a less homogeneous manner. To advantageously limit the diffusion phenomena by these particles, it is important that their average size is greater than 1 m.

Ces particules peuvent être en oxyde de titane ou tout autre matériau ayant un taux de réflexion supérieur à 85% ; selon une variante avantageuse, on emploiera des particules métalliques dont la surface est très réfléchissante, ou des particules isolantes, par exemple en verre minéral, dont la surface est métallisée. These particles may be titanium oxide or any other material having a reflection ratio greater than 85%; according to an advantageous variant, use will be made of metal particles whose surface is highly reflective, or insulating particles, for example mineral glass, the surface of which is metallized.

Du fait que les particules ont à la fois une taille supérieure aux longueurs d'onde de la lumière émise par la couche électroluminescente et une surface fortement réfléchissante, ces particules ne sont pas à proprement parler diffusantes, contrairement aux microparticules des couches d'extraction de l'art antérieur précédemment cité. Since the particles have both a size greater than the wavelengths of the light emitted by the electroluminescent layer and a highly reflective surface, these particles are not, strictly speaking, diffusing, unlike the microparticles of the stripping layers. the prior art previously cited.

La couche d'extraction est ensuite revêtue d'une couche transparente d'encapsulation (non représentée) adaptée pour protéger la couche électroluminescente des risques de dégradation par l'humidité ou l'oxygène de l'atmosphère; une telle couche d'encapsulation est connue en elle-même et ne sera pas décrite ici en détail; selon une variante décrite dans le document WO03/061028 déjà cité, la couche d'extraction sert de couche d'encapsulation ou fait partie de la couche d'encapsulation. The extraction layer is then coated with a transparent encapsulation layer (not shown) adapted to protect the electroluminescent layer from the risk of degradation by moisture or oxygen from the atmosphere; such an encapsulation layer is known per se and will not be described here in detail; according to a variant described in WO03 / 061028 already cited, the extraction layer serves as an encapsulation layer or is part of the encapsulation layer.

En dehors de la réalisation de la couche d'extraction, la fabrication du panneau utilise des procédés connus en eux-mêmes qui ne seront pas décrits ici en détail. Apart from producing the extraction layer, the manufacture of the panel uses methods known in themselves which will not be described here in detail.

On va maintenant décrire un procédé possible de réalisation de la couche d'extraction. We will now describe a possible method of producing the extraction layer.

Après le dépôt de la couche opaque inférieure d'électrodes réfléchissantes sur le substrat, celui de la couche électroluminescente, et celui de la couche transparente supérieure d'électrodes, il est préférable d'appliquer une couche très fine transparente de protection, avant de commencer le dépôt de la couche d'extraction; cette couche de protection peut être en ITO, en silice, ou en polymère transparent. After depositing the lower opaque layer of reflective electrodes on the substrate, that of the electroluminescent layer, and that of the upper transparent layer of electrodes, it is preferable to apply a very thin transparent protective layer, before starting deposition of the extraction layer; this protective layer may be ITO, silica, or transparent polymer.

Le procédé de réalisation de la couche d'extraction comprend par exemple les étapes suivantes: dispersion, filtration, sérigraphie, séchage. The process for producing the extraction layer comprises, for example, the following steps: dispersion, filtration, screen printing, drying.

L'étape de dispersion consiste à disperser finement les particules dans une matrice transparente à l'état liquide; une résiné acrylique d'indice de réfraction élevé peut être utilisée comme matrice, et une poudre calibrée d'oxyde de titane comme particules réfléchissantes; on ajoute un solvant alcoolique de manière à obtenir une viscosité suffisamment faible pour obtenir une bonne dispersion; le ratio de poids d'oxyde de titane par rapport au poids de résine peut varier entre 40% et 70% environ. The dispersing step consists in finely dispersing the particles in a transparent matrix in the liquid state; an acrylic resin of high refractive index can be used as a matrix, and a calibrated powder of titanium oxide as reflective particles; an alcoholic solvent is added so as to obtain a sufficiently low viscosity to obtain a good dispersion; the weight ratio of titanium oxide relative to the weight of resin can vary between 40% and 70% approximately.

L'étape de filtration de la dispersion ainsi obtenue permet d'éliminer les éventuels agglomérats d'oxyde de titane; les trous de filtre devraient avoir une dimension inférieure à 30 m. The filtration step of the dispersion thus obtained makes it possible to eliminate any agglomerates of titanium oxide; the filter holes should be smaller than 30 m.

L'étape de sérigraphie permet l'application homogène de la dispersion filtrée sur la couche de protection du panneau; la couche de protection permet d'éviter la détérioration des composés de la couche électroluminescente par les solvants de la dispersion. La densité de fils du masque de sérigraphie est de préférence supérieure ou égale à 100 fils par millimètre. The screen printing step allows the homogeneous application of the filtered dispersion on the protective layer of the panel; the protective layer makes it possible to avoid the deterioration of the compounds of the electroluminescent layer by the solvents of the dispersion. The son density of the screen-printing mask is preferably greater than or equal to 100 threads per millimeter.

L'étape de séchage, typiquement à 70-80 C, permet l'élimination du solvant de la couche de dispersion qui a été appliquée. The drying step, typically at 70-80 ° C., allows removal of the solvent from the dispersion layer that has been applied.

On obtient alors la couche d'extraction 5. The extraction layer 5 is then obtained.

Comme la couche d'extraction est directement appliquée sur la couche supérieure d'électrodes, ou avec seulement une couche très fine de protection intercalée, la distance qui sépare la couche d'extraction de la couche électroluminescente est inférieure ou égale à 10 m, ce qui est très favorable aux performances d'extraction. Since the extraction layer is directly applied to the upper layer of electrodes, or with only a very thin layer of interposed protection, the distance separating the extraction layer from the electroluminescent layer is less than or equal to 10 m. which is very favorable to extraction performance.

On va maintenant décrire le fonctionnement de la couche d'extraction de lumière selon l'invention. We will now describe the operation of the light extraction layer according to the invention.

A partir de centres d'émission E, E' situés dans la couche électroluminescente 3 comme illustré à la figure 1, un rayon lumineux peut, par 30 exemple: - dans le cas du centre E, frapper la surface de l'une des particules sphériques réfléchissantes d'extraction 52, être réfléchi par cette surface en direction d'une autre particule, d'où il est à nouveau réfléchi en direction de l'extérieur du panneau; - dans le cas du centre E', frapper la surface de l'une des particules sphériques réfléchissantes d'extraction 52, être réfléchi par cette surface en direction de la couche opaque d'électrodes 2 au travers de la couche électroluminescente 3, être réfléchi par la surface réfléchissante de l'interface de la couche opaque d'électrodes 2 avec la couche électroluminescente 3, en direction de la même particule sphérique réfléchissante 52, d'où il est à nouveau réfléchi vers l'extérieur du panneau. From emission centers E, E 'located in the electroluminescent layer 3 as illustrated in FIG. 1, a light ray may, for example: in the case of the center E, strike the surface of one of the particles reflective spherical extraction 52, be reflected by this surface towards another particle, from where it is again reflected towards the outside of the panel; in the case of the center E ', striking the surface of one of the spherical reflective extraction particles 52, be reflected by this surface in the direction of the opaque layer of electrodes 2 through the electroluminescent layer 3, be reflected by the reflecting surface of the interface of the opaque layer of electrodes 2 with the electroluminescent layer 3, towards the same reflective spherical particle 52, from where it is again reflected towards the outside of the panel.

D'autres chemins lumineux peuvent évidemment intervenir pour l'extraction. Other light paths can obviously intervene for the extraction.

La figure 2 illustre l'avantage que la couche d'extraction de lumière selon l'invention apporte en matière de contraste en lumière ambiante: une partie importante des rayons lumineux provenant de l'extérieur du panneau sont absorbés par réflexions multiples dans l'épaisseur du panneau. FIG. 2 illustrates the advantage that the light extraction layer according to the invention provides in terms of contrast in ambient light: a large part of the light rays coming from the outside of the panel are absorbed by multiple reflections in the thickness of the panel.

Ainsi, malgré l'absence de couche opaque entre la surface réfléchissante de la couche inférieure d'électrodes et la couche électroluminescente comme on en trouve dans l'art antérieur, les performances de contraste en lumière ambiante sont élevées. Thus, despite the absence of an opaque layer between the reflective surface of the lower electrode layer and the electroluminescent layer as found in the prior art, the contrast performance in ambient light is high.

Selon une variante, dans le cas précédemment décrit où les particules de la couche d'extraction présentent une surface réfléchissante métallique, le panneau comprend également une couche de polarisation circulaire de la lumière, déposée au dessus de la couche d'extraction, avec, éventuellement une ou plusieurs couches intermédiaire, par exemple d'encapsulation. Grâce à cette couche de polarisation, le contraste en lumière ambiante est encore amélioré. According to a variant, in the case previously described, in which the particles of the extraction layer have a metallic reflecting surface, the panel also comprises a circular polarization layer of the light, deposited above the extraction layer, with, optionally, one or more intermediate layers, for example of encapsulation. With this polarization layer, the contrast in ambient light is further improved.

Dans le but d'optimiser le taux d'extraction de lumière en utilisant de la poudre calibrée d'oxyde de titane comme particules réfléchissantes, qui présentent un taux de réflexion de 85%, on a fait ensuite varier la densité de particules dans la couche d'extraction: la figure 4 montre la variation du taux d'extraction en fonction du taux d'ouverture (OAR) de la couche d'extraction: selon cette courbe, on voit que, pour un taux d'ouverture supérieur à 85% ou inférieur à 50%, le taux d'extraction de lumière chute fortement; selon l'invention, on adaptera de préférence la densité de particules dans la couche d'extraction 5 de façon à ce que le taux d'ouverture de cette couche soit supérieur ou égal à 50% et inférieur ou égal à 85%. On observe sur la figure 4 que le maximum de 30% de taux d'extraction, à comparer à la valeur classique de 17% en l'absence de couche d'extraction, est atteint pour un taux d'ouverture de 66%. In order to optimize the light extraction rate by using calibrated titanium oxide powder as reflective particles, which have a reflection ratio of 85%, the particle density in the layer was then varied. Extraction: Figure 4 shows the variation of the extraction rate as a function of the opening rate (OAR) of the extraction layer: according to this curve, it can be seen that for an opening rate greater than 85% or less than 50%, the light extraction rate drops sharply; according to the invention, the particle density will preferably be adapted in the extraction layer 5 so that the opening rate of this layer is greater than or equal to 50% and less than or equal to 85%. It can be seen in FIG. 4 that the maximum of 30% of extraction rate, compared with the conventional value of 17% in the absence of an extraction layer, is reached for an opening ratio of 66%.

La courbe en traits pleins de la figure 5 illustre la directivité de l'émission du panneau dans le cas d'un taux d'ouverture optimisé de 65% ; la courbe en pointillés, en forme de parabole, représente la directivité classique de l'émission en l'absence de couche d'extraction: en comparant les deux courbes, on voit que la couche d'extraction selon l'invention élargit avantageusement le domaine angulaire de maximum d'émission. The curve in solid lines of FIG. 5 illustrates the directivity of the emission of the panel in the case of an optimized opening ratio of 65%; the dotted curve, in parabolic form, represents the classical directivity of the emission in the absence of extraction layer: by comparing the two curves, it can be seen that the extraction layer according to the invention advantageously widens the domain angular maximum emission.

L'invention vient d'être décrite dans le cadre d'un panneau à émission dite vers le haut, où c'est la couche supérieure d'électrodes qui est transparente l'invention s'applique également aux panneaux à émission dite vers le bas, où c'est la couche inférieure d'électrodes qui est transparente, où la lumière émise par la couche électroluminescente doit traverser le substrat pour quitter le panneau; néanmoins, cette configuration présente l'inconvénient par rapport à la précédente d'augmenter les interférences d'émission ( cross-talk en langue anglaise) entre les cellules voisines du panneau, à cause de l'épaisseur du substrat. The invention has just been described in the context of a so-called upward emission panel, where it is the upper layer of electrodes which is transparent. The invention also applies to the so-called downward emission panels. where it is the lower layer of electrodes that is transparent, where the light emitted by the electroluminescent layer must pass through the substrate to leave the panel; nevertheless, this configuration has the disadvantage compared to the previous one of increasing the interference of emission (cross-talk in English language) between the neighboring cells of the panel, because of the thickness of the substrate.

L'invention s'applique à tout type de panneaux électroluminescents, qu'ils soient rigides ou flexibles, qu'ils soient destinés à la visualisation d'images ou à l'éclairage. The invention applies to any type of electroluminescent panels, whether rigid or flexible, whether for viewing images or lighting.

Claims

1. An organic electroluminescent panel comprising a light-emitting layer (3) interposed between an opaque layer of electrodes (2) and an extraction layer (5) totally incorporating particles (52), also comprising a transparent layer of electrodes ( 4) interposed between the electroluminescent layer (3) and the extraction layer (5), characterized in that it comprises a reflective surface which is interposed between the opaque layer of electrodes (2) and this electroluminescent layer (3) .

2. Panel according to claim 1 characterized in that said reflecting surface is formed by the interface of the opaque layer of electrodes (2) with the electroluminescent layer (3) or any other layer interposed between this opaque layer (2). and said electroluminescent layer (3).

3. Panel according to any one of the preceding claims characterized in that the distance between the extraction layer (5) of the electroluminescent layer (3) is less than or equal to 10 m.

4. Panel according to claim 3 characterized in that the average particle size (52) is greater than or equal to 1! 1m and in that the surface of these particles is reflective.

5. Panel according to claim 4 characterized in that: the reflection coefficient of the particle surface is greater than or equal to 85%; the density of particles in the extraction layer 5 is such that the opening rate of this layer is greater than or equal to 50% and less than or equal to 85%.

6. Panel according to claim 5 characterized in that the particles (52) are distributed in said extraction layer (5) in a single layer.

7. Panel according to any one of claims 5 to 6 characterized in that the particles (52) have a spherical or quasi-spherical shape.