FR2645998A1 - Ecran d'affichage electroluminescent a memoire et a configuration particuliere d'electrodes - Google Patents
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Abstract
L'écran d'affichage comporte sur un substrat isolant une couche électroluminescente et une couche photoconductrice empilées, l'ensemble de ces couches étant intercalé entre des électrodes inférieures transparentes 12 orientées selon une première direction x et des électrodes supérieures 22 orientées selon une seconde direction yperpendiculaire à la première, les électrodes supérieures et inférieures définissant à leur intersection des points images 26, les électrodes supérieures 22 comportant des pavés 40 de dimension D selon la première direction, au niveau des points d'affichage, reliés électriquement entre eux par deux bandes d'accès 42a, 42b de largeur d avec d<D/2, les bandes d'accès à un même pavé étant reliées par une passerelle conductrice 46 parallèle aux électrodes inférieures, les bords de ces pavés 40 étant situés à l'intérieur des bords des électrodes inférieures.
Description
ECRAN D'AFFICHAGE ELECTROLUMINESCENT A MEMOIRE ET A
CONFIGURATION PARTICULIERE D'ELECTRODES
DESCRIPTION
La présente invention a pour objet un écran d'affichage électroluminescent à effet mémoire du type
écran plat utilisable dans-Le domaine de l'optoéLectroni-
que pour l'affichage d'images complexes ou pour
l'affichage de caractères alphanumériques.
On dit qu'un écran d'affichage est à effet mémoire si sa caractéristique électro-optiqpe (courbe luminance-tension) présente une hystérésis. Pour une
même tension située à l'intérieur de la boucle d'hystéré-
sis, le dispositif peut ainsi avoir deux états stables:
éteint ou allumé.
Les avantages d'un affichage à effet mémoire sont appréciables: pour afficher une image fixe, il suffit d'appliquer simultanément et continûment tout l'écran une tension dite d'entretien. Cette dernière peut être un signal sinusoidal ou en forme de créneaux par exemple, mais surtout, la forme et la fréquence de ce signal d'entretien peuvent être choisies indépendamment de la complexité de l'écran, notamment du nombre de lignes de points d'affichage. Il n'y a donc en principe pas de limite à la complexité d'un écran d'affichage à effet mémoire. Ainsi, on trouve sur le marché des écrans à plasma bistable et à excitation alternative de 1200x1200 points image (pixels). Par ailleurs, la technologie de l'affichage par électroluminescence en couches minces et à couplage capacitif (en abrégé ACTFEL) est maintenant parvenue
à maturité dans l'industrie. On peut doter ces disposi-
tifs d'un effet mémoire dit inhérent mais au prix d'une -
dégradation sensible des performances électro-optiques.
Une méthode plus attrayante consiste à connecter une structure photoconductrice (PC) en série avec une structure éLectroluminescente (El) et à coupler
optiquement ces deux structures.
On peut ainsi produire un effet mémoire de type extrinsèque que l'on appelle effet mémoire PC-EL dont le principe est le suivant. Quand le dispositif est dans l'état éteint, le matériau photoconducteur est peu conducteur et retient une partie importante de la tension V appliquée à l'ensemble. Si l'on augmente V jusqu'à une valeur Von telle que la tension présente aux bornes de la structure électroluminescente excède le seuil d'éLectroluminescence, le dispositif PC-EL bascule dans l'état allumé. Le matériau photoconducteur est alors éclairé par la structure électroluminescente et passe à l'état conducteur. La tension à ses bornes chute et il en résulte une augmentation de la tension disponible pour la structure électroluminescente. Pour éteindre un dispositif PC-El, il suffit de diminuer la tension totale V jusqu'à une valeur Voff inférieure à Von: on obtient ainsi une caractéristique
luminance-tension comportant une hystérésis.
Une structure PC-El a été décrite récemment dans le document FR-A-2 574 972 et dans l'article de l'inventeur "Monolithic thin-film photoconductorACEL structure with extrinsic memory by optical coupling" publié dans IEEE Transactions on Electron Devices,
vol. ED-33, n 8, d'août 1986, pages 1149-1153.
Cette structure est représentée schématiquement en coupe sur la figure 1. Elle comprend un substrat
de verre 10 sur lequel sont déposées une électrode trans-
parente 12, une première couche diélectrique 14, une couche électroluminescente El 16, une seconde couche diélectrique 18, une couche photoconductrice PC 20 et enfin une électrode 22 réfléchissante. Dans cette réalisation, les couches PC et El sont des couches
minces, dont L'épaisseur est de l'ordre du micromètre.
Les électrodes 12 et 22 sont reliées à une source de
tension alternative 24.
Pour un affichage matriciel, on utiLise des électrodes 12, comme représenté sur la figure 2, en vue de dessus, constituées de bandes ou de groupes de bandes conductrices paralèles entre elles et des électrodes 24 constituées aussi de bandes ou de groupes de bandes conductrices parallèles entre elles, les électrodes 12 étant perpendiculaires aux électrodes 24. Les électrodes 12 et 24 jouent indifféremment le rôle d'électrodes lignes ou d'électrodes colonnes et
sont connectées à des circuits de commandes 23 et 25.
Une telle structure est simple à réaliser
car elle ne nécessite pas d'étapes de gravure supplémen-
taires. Par ailleurs, le comportement courant-tension du photoconducteur en couche mince dans l'obscurité
est fortement non-linéaire et reproductible. Les consé-
quences bénéfiques en sont que l'allumage électrique du dispositif est toujours aisé, que l'hystérésis ne dépend que faiblement de la fréquence d'excitation et que la reproductibilité de la marge d'hystérésis d'une
fabrication à l'autre est garantie.
Dans une publication récente de P. Thioulouse,
Proceedings 4th International Workshop on Electrolumines-
cence El-88, Tottori (JP), 11-14 octobre 1988, "Thin film photoconductor electroluminescent memory display
devices", on propose une structure améliorée du disposi-
tif PC-El ci-dessus, représentée schématiquement en coupe sur la figure 3. Dans cette structure, on rapproche la couche PC 20 ce la couche émettrice 16 en transférant quasi-intégralement la couche isolante 18 située entre eux au-dessus de la couche photoconductrice 20. On laisse alors une fine couche isolante entre les couches 16 et 20, référencée 27, pour protéger la couche émettrice 16. Les avantages de cette nouvelle structure sont principalement: un meilleur couplage optique entre
les couches El 16 et PC 20, un guidage optique pratique-
ment annulé dans la couche émettrice et une fiabilité en fonctionnement nettement accrue par rapport au dispositif de la figure I (cicatrisation des claquages électriques).
La présente invention s'applique essentiel-
lement à cette nouvelle structure.
Par ailleurs, on cherche d'une manière générale à augmenter au maximum la résistivité de la couche PC, de façon à éviter toute conduction parasite latérale (connue sous la terminologie conduction planaire). Par exemple, l'inventeur a proposé et démontré de choisir un alliage a-SilîxCx:H comme matériau photoconducteur PC à la place du a-Si:H généralement utilisé (voir à
ce sujet le document FR-A-2 105 777 et l'article Procee-
dings, ci-dessus).
Ainsi, on peut réduire la conductivité du matériau photoconducteur PC intrinsèque de 10-6 à 10-13 (Ct.cm)-1. La couche photoconauctrice intrinsèque, notée i, devient alors aussi résistive que les autres couches
de la structure PC-El.
Comme décrit dans les articles ci-dessus de l'inventeur et illustré schématiquement sur la figure 3, la couche photoconauctrice PC est en général composée d'un empilement de couches n±i-n+. Les deux couches n+, aussi à base de silicium amorphe hydrogéné, sont obtenues par dopage au phosphore (addition de phosphine pendant le dépôt) et ont pour rôLe de permettre une injection électronique quasi-ohmique dans la couche intrinsèque. Ces couches n+ sont sensiblement plus conductrices que les couches intrinsèques i et l'incorporation de carbone dans le matériau des couches n+ (a-Sil.xCx:H) permet aussi de réduire considérablement leur conductivité: typiquement de 10-2-10-3 à -5-10-6s-1.cm-1. Malheureusement, les couches n+, même carbonées, restent encore suffisamment conductrices pour provoquer le phénomène parasite que l'on décrit ci-après. D'une manière générale, l'invention a pour objet un dispositif à mémoire du type PC-El dont la structure est proche de celle de la figure 3 dans laquelle la couche photoconductrice a une structure quelconque (n±i-n-+ ou autre) et est constituée d'un matériau photoconducteur quelconque dans lequel la conductivité latérale ou "planaire" est très nettement supérieure à celle des autres matériaux de la structure
PC-El (inférieure typiquement à 10-13àP1.cm-1).
Dans un écran matriciel, le pixel 26 (point mémoire) est, comme représenté en vue de dessus sur la figure 4, délimité par l'intersection d'une électrode
inférieure 12 et d'une électrode supérieure 22.
Dans un écran d'affichage matriciel à bandes
croisées (figures 2 et 4) et à structure PC-El représen-
tée sur la figure 3, on observe deux phénomènes impor-
tants qui sont très néfastes pour les performances de
l'écran.
Premièrement, au seuil de l'allumage, on distingue l'apparition d'un. liseré lumineux 28 à chaque bord 30 de l'électrode inférieure 12 dans le pixel 26; la Largeur lEI de ce liseré lumineux est typiquement
de I à 50 micromètres.
Quand on augmente la tension appliquée aux bornes du pixel 26, l'allumage de ce dernier est amorcé sur les bords 30 de l'électrode 12 et se propage vers
l'intérieur du pixel comme indiqué par les flèches Fa.
La tension d'allumage aux bords 30 de l'électrode infé-
rieure est sensiblement inférieure à la tension d'aLLuma-
ge intrinsèque (ceLle correspondant à un allumage de
l'intérieur du pixel); on estime la différence typique-
ment à 5-10 V. La largeur de lhystérésis est donc réduite d'autant. Ce phénomène d'allumage aux bords des électrodes inférieures est donc très néfaste
pour les performances de l'écran.
Le deuxième effet est observé sur un pixel allumé. On note qu'inversement, une zone 32 d'une largeur LES de 1 à 50 micromètres le long des bords 34 de
l'électrode supérieure 22 dans le pixel 26 reste éteinte.
Quand on diminue la tension appliquée au pixel 26, ces 'liserés sombres 32 s'élargissent comme symbolisé par les fLèches Fe et peuvent provoquer une extinction prématurée du pixel. En pratique, ce phénomène peut entraîner une augmentation de la tension d'extinction et une réduction de L'hystérésis. Cet effet est donc
néfaste à l'affichage, comme- le précédent effet. Cepen-
dant l'impact sur L'hystérésis de ce second effet est
en général un peu plus faible.
L'inventeur a trouvé que ces phénomènes parasi-
tes étaient provoqués par une conduction parasite latéra-
le se produisant dans la couche photoconductrice, selon le plan de cette couche; cette conduction est appelée
ci-après conduction "planaire".
Pour expliquer qualitativement ces phénomènes, on a représenté sur la figure 5 le schéma électrique correspondant de la structure PC-El. Sur cette figure,
La couche diélectrique 18 est représentée par les conden-
sateurs C1, l'ensemble des couches diélectriques et électroluminescente 14, 16 et 27 est représenté par les condensateurs C2 et la couche photoconductrice 20
par une résistance R, dans le plan de la couche PC.
Le point N de raccordement des condensateurs C1 et C2
constitue le noeud de la structure PC-EL.
Par ailleurs, on a représenté schématiquement, sur la figure 6, les variations du potentiel Vn du "noeud" de la structure PC-El d'un pixel en fonction de la distance dS du bord 34 de l'électrode supérieure 22 et sur la figure 7, les variations du potentiel Vn en fonction de la distance di du bord 30 de l!électrode inférieure 12. Sur ces figures, on a aussi symbolisé, le potentiel VEI de l'électrode inférieure 12, le potentiel VES de, l'électrode supérieure 22 et le potentiel V0 correspondant à la valeur.limite du
potentiel sans effet de bord.
Pour le deuxième effet, observé sur un pixel allumé, la conductivité "planaire" dans la couche PC entraTne, dans la région extérieure au pixel et à proximité des bords 34 de l'électrode supérieure 22, une excitation des couches situées sous la couche PC (C2) donnant lieu à une conduction latérale de
l'intérieur vers l'extérieur du pixel.
La conduction latérale entraîne, comme représenté sur la figure 6, une chute de la tension aux bornes de C2 dans le pixel quand on se rapproche du bord 30 de l'électrode supérieure. Les flèches I sur la partie supérieure de la figure 6 indique le sens de circulation du courant, de l'intérieur vers
l'extérieur du pixel.
Un calcul montre que la longueur de perturba-
tion ÀES est approximativement proportionnelle à
o w est la pulsation de la tension appliquée au pixel.
A titre d'exemple, pour: R=3.109ohms par carré, w=2TKHz
et C1=50nF/cm2, on obtient XES voisin de 10 micromètres.
Le condensateur C2 contient la couche électro-
luminescente 16. Aussi, il y a émission de lumière dans les zones de la couche El pour lesquelles Vn excède une valeur seuil Vs. On voit d'après la figure 6, que dans une zone 32 (figure 4) à proximité du bord 30 et d'une largeur LES proportionneLle à ÀES, il y a absence
d'émission lumineuse.
Le problème se traite d'une manière similaire
pour le premier effet, observé sur un pixel éteint.
Une conduction "planaire" se produit aussi dans la couche PC mais dans le sens inverse comme indiqué par la flèche J sur la partie supérieure de la figure
7; la conduction se produit de l'extérieur vers l'inté-
rieur du pixel pour une même polarité de la tension appliquée, ce qui correspond à une décharge de la couche
diélectrique 18 (condensateur C1) partiellement excitée.
Comme indiqué sur le diagramme de la figure 7, cette conduction "planaire" entraîne une augmentation du potentiel Vn du noeud de la structure PC-El au bord du pixel par rapport à la valeur V0 à l'intérieur du
pixel. Par conséquent, la tension aux bornes du condensa-
teur C2 est plus grande au bord 30 de l'électrode infé-
rieure du pixel qu'à l'intérieur du pixel.
Le condensateur C2 contient la couche El émet-
trice 16. Aussi quand la tension aux bornes de C2 excède une valeur seuil Vs, l'émission électroluminescente se produit dans C2. Si l'on choisit alors une tension appliquée aux bornes de la structure PC-EL d'une valeur telle que V0 soit légèrement inférieure à Vs, l'intérieur du pixel se trouve dans l'état éteint car VN est voisin de V0 et est inférieur à Vs, alors qu'au bord 30 de
l'électrode inférieure du pixel, VN peut excéder VS.
On observe alors le liseré allumé 28 (figure 4) de
largeur 1EI le long des bords 30.-
Ce liseré allumé provoque en général un allumage prématuré de tout le pixel par propagation de l'état allumé de proche en proche. On assiste donc à une diminution, parfois importante, de la tension d'allumage et, par conséquent, à une réduction de la
marge d'hystérésis.
C'est ce phénomène parasite que l'on veut éviter en priorité par une configuration appropriée
des électrodes.
Aussi, l'invention a pour objet un écran d'affichage électroluminescent à effet mémoire et à configuration particulière des électrodes permettant de remédier aux inconvénients donnés précédemment et en premier lieu permettant d'éviter un allumage prématuré
de tous les pixels éteints au seuil d'allumage.
D'après la figure 4, on constate qu'il y a compensation et neutralisation des effets de bord des électrodes inférieures et supérieures aux quatre coins A, B, C et D de chaque pixel 26 et que, par conséquent, les caractéristiques de mémoire dans ces quatre coins (tensions d'allumage, d'extinction, etc...) sont proches de celles existant à l'intérieur du pixel. C'est ce
phénomène de compensation que met à profit l'invention.
De façon plus précise, l'invention a pour objet un écran d'affichage électroluminescent à effet mémoire comportant sur un substrat isolant: une famille de premières électrodes transparentes orientées parallèlement à une première direction, - un premier diélectrique recouvrant les premières électrodes, - une couche électroluminescente et un matériau photoconducteur empilés sur Le premier diélectrique, le matériau photoconducteur ayant une conductivité latérale supérieure à celle des autres matériaux constituant ledit écran, - un second diélectrique recouvrant le matériau photoconducteur, - une famille de secondes électrodes reposant sur le second diélectrique et orientées selon une seconde direction perpendiculaire à la première direction, un pixel étant défini par l'intersection d'une première électrode et d'une seconde électrode, et - des moyens de commande des pixels connectés aux deux familles d'électrodes, caractérisé en ce que, au niveau de chaque pixel, les secondes électrodes comportent des pavés de dimension D selon la première direction, les pavés d'une même seconde électrode étant reliés électriquement entre eux par au moins une bande d'accès conductrice de largeur d selon la première direction avec d<D/2 et les bords des secondes électrodes sont situés à l'intérieur. ou en regard des bords des premières électrodes. Les premières électrodes sont les électrodes situées entre la couche électroluminescente et l'observateur et constituent, suivant que la structure PC-El est "inversée" ou non, les électrodes supérieures
ou inférieures.
Les seconaes électrodes sont situées derrière
le matériau photoconducteur par rapport à l'observateur.
Le fait de réaliser les secondes électrodes sous forme de pavés au niveau des points d'affichage, connectés entre eux par des bandes d'accès correspond, par rapport à l'état de l'art, à une diminution sensible de la largeur de ces secondes électrodes à l'endroit o celles-ci croisent les bords des premières électrodes; ceci permet d'éviter l'allumage prématuré de tous les points d'affichage, au seuil de l'allumage empêchant ainsi la diminution de la tension d'allumage et la réduction de la marge d'hystérésis de la
caractéristique luminance-tension de l'écran PC-El.
De façon avantageuse, le rapport de largeur
D/d est compris dans l'intervalle allant de 3 à 300.
Typiquement D varie de 50 à 300 micromètres et d est de l'ordre de la largeur du liseré sombre (lES sur les figures 4 et 6) du bord des secondes électrodes pour
une bonne efficacité de compensation du phénomène parasi-
î te. La largeur du liseré sombre LES variant de 1 à 50 micromètres et valant typiquement 10 micromètres, d est choisi de I à 100 micromètres et vaut typiquement 20 micromètres. Pour minimiser en outre l'effet de bord des secondes électrodes, à savoir l'effet d'extinction prématuré d'un pixel allumé, on diminue sensiblement, par rapport à l'état de l'art, la largeur des premières électrodes à l'endroit o celles-ci croisent les bords des secondes électrodes. Autrement dit, chaque première électrode comporte. des pavés de dimension L selon la seconde direction, au niveau, des points d'affichage, reliés électriquement entre eux par au moins une bande
d'accès conductrice de largeur l avec l<L/2.
Avantageusement, le rapport L/l est choisi aans l'intervalle allant de 3 à 300. Comme précédemment, L varie en particulier de 50 à 300 micromètres et L varie de 1 à 10U micromètres. Typiquement, I vaut 20 micromètres; il est du même ordre de grandeur que la
largeur lEI du liseré allumé.
La précision d'alignement des bords des premières et secondes électrodes au niveau des points d'affichage varie entre 1 et 20 micromètres ce qui permet
une bonne compensation des effets de bord.
Suivant la composition et l'épaisseur des différentes couches de la structure PC-EL, la neutralisation des effets de bords des premières électrodes et des secondes électrodes est maximale non pas pour un parfait alignement des bords des premières et secondes électrodes au niveau des points images mais pour des bords des électrodes de L'une des familles d'électrodes situées à l'intérieur des bords des électrodes de l'autre famille d'électrodes; par exemple les bords des secondes électrodes sont situés à L'intérieur des bords des premières électrodes à une distance donnée de 1 à 20 micromètres et typiquement de 10 micromètres; inversement Les bords des premières électrodes peuvent être situés à l'intérieur des bords des secondes électrodes au niveau des points d'affichage. Selon l'invention, il est aussi possible
d'utiliser des secondes électrodes constituées de.
sous-électrodes parallèles et reliées électriquement elles, divisant ainsi chaque pixel en sous-pixel, chaque sous-électrode étant alors constituée, au niveau des sous-pixels, de pavés de dimension A selon la première direction, les pavés d'une même sous-électrode étant reliés entre eux par au moins une bande d'accès conductrice de largeur a, avec a<A/2, et aussi d'utiliser des premières électrodes constituées de sous- électrodes parallèles, reliées électriquement entre elles, comportant chacune, au niveau de chaque sous-pixel ainsi formé, des pavés de dimension B selon la seconde direction, les pavés d'une même sous- électrode étant reliés =entre eux par au moins une bande d'accès
conductrice de largeur b avec b<B/2.
Les secondes électrodes peuvent être réali-
sées en matériau transparent ou en matériau opaque sui-
vant que l'on veut obtenir un écran d'affichage tout
transparent ou non.
D'autres caractéristiques et avantages de
l'invention, ressortiront -mieux de la description qui
va suivre, donnée à titre illustratif et non limitatif, en référence aux figures 8 à 12, les figures 1 à 7 ayant
déjà été décrites.
Les figures 8 à 11 représentent différentes configurations d'électrodes conformes à l'invention et la figure 12 représente un écran d'affichage à
structure "inversée".
L'écran d'affichage selon l'invention ne dif-
1 3
fère des écrans de l'art antérieur que par la configura-
tion des électrodes. En particulier, l'écran d'affichage comporte un substrat en verre transparent 10 recouvert d'électrodes 12 en ITO orienté selon une première direction x (voir figure 2) ayant une épaisseur de nm. Ces électrodes inférieures 12 sont recouvertes d'une couche de aiélectrique 14 supportant une couche de matériau électroluminescent 16. Le matériau électroluminescent.peut être constitué d'une ou plusieurs
couches de matériaux électroluminescents différents.
Les matériaux électroluminescents utilisables dans l'invention sont en particulier ceux décrits dans l'article de Shosaku Tanaka et al. SID-88 DIGEST. 293-296 "Bright-White-Light electroluminescent Device with New Phosphor Thin Films Based on SRS", ceux cités dans l'article de Hiroshi Kobayashi "Recent Development of Multi-Color Thin Film Electroluminescence Research" Abstract n 1231, p. 1712-1713, Extended Abstracts of Electrochemical Society Meeting, vol. 87-2, du 18-23 octobre 1987 ou encore dans l'article de Shosaku Tanaka "Color Electroluminescence in Alcalin-Earth Sulfide Thin Films", Journal of Luminescence 40 et 41 (1988),
p. 20-23.
Par exemple, la couche EL 16 est réalisée
en ZnS:Mn.
La couche électroluminescente 16 est recouverte de préférence d'un diélectrique 27 supportant un matériau photoconducteur 20 constitué en particulier de a-SilxCx:H avec x allant de 0 à 1. Ce matériau 20 est constitué de trois couches empilées n±i-n+, les couches
n+ étant obtenues par dopage au phosphore du a-SilxCx:H.
Le. matériau photoconducteur est recouvert d'un diélectrique 18 supportant des électrodes 22 en
un matériau opaque ou réfléchissant tel que l'aluminium.
Les électrodes 22 sont orientées selon la direction
y perpendicuLaire à la direction x.
La couche photoconductrice présente une épais-
seur de 1 micromètre, la couche éLectroluminescente 16 une épaisseur de 0, 5 à 2 micrométres et les couches diélectriques 14, 27, 18 peuvent être réalisées en l'un des matériaux choisis parmi Si3N4, SiO2, SiOxNy, Ta205
et avoir une épaisseur de 20 à 400 nm.
Les moyens de commande de l'écran d'affichage sont symbolisés par Les blocs 23 et 25 (figure 3) et
ne diffèrent en rien de ceux de l'art antérieur.
La configuration d'électrodes représentée en vue de dessus sur les parties A et B de la figure 8 permet essentiellement d'eéviter l'allumage prématuré des points d'affichage 26 éteints. La partie A illustre
la disposition des éLectrodes au niveau d'un point d'af-
fichage 26 et la partie B montre une vue d'ensemble de La configuration de la partie A.
Dans cette configuration, les électrodes infé-
rieures 12 se présentent sous forme de bandes conductri-
ces continues ayant une largeur constante P et les électrodes supérieures 22 sont constituées de pavés conducteurs 40 rectangulaires, de dimension D selon la direction x, reliés électriquement entre eux par une bande d'accès conductrice 42 de Largeur d selon
la direction x avec d<D/2.
Grâce à cette configuration d'électrodes, le liseré sombre 32 apparaît sur toute la périphérie du pavé 40 et le liseré clair 28 n'apparaît que dans la bande d'accès 42 évitant ainsi l'allumage prématuré
du pixel.
Pour un Liseré obscure 32 du pixel 26 atlumé de Largeur LES, La bande d'accès 42 présente une largeur
d du même ordre de grandeur que lES.
Lorsque les éLectrodes inférieures 12 se présentent sous forme de bandes de largeur constante (figure 8), il est nécessaire que ces bandes conductrices présentent une largeur P supérieure ou égale à la dimension D' selon la direction y des pavés. Autrement dit, les pavés 40 sont contenus entièrement dans les bandes conductrices 12. Cette largeur P est choisie suffisamment grande pour favoriser l'effet de compensation et pour faciliter l'alignement des électrodes supérieures 22 par rapport aux électrodes inférieures. Cette largeur définit la précision d'alignement requise, c'est-à-dire la distance p séparant les bords 44 des pavés 40 des bords 34 des électrodes inférieures 12. La précision est en général choisie de l'ordre de grandeur de a et vaut typiquement micrométres, ce qui correspond à une distance p égale
à 10 micromètres environ.
Plus la distance p est choisie grande, plus l'effet de compensation est facilité et plus l'alignement du réseau d'électrodes inférieures par rapport aux
électrodes supérieures est facilité.
Une amélioration de la configuration de la
figure 8 consiste à multiplier le nombre de bandes d'ac-
cès aux pavés 40 des électrodes supérieures 22. Ceci est représenté sur la figure 9. Sur cette figure, chaque
pavé est équipé de deux bandes d'accès 42a et 42b paral-
lèles entre elles. Bien entendu, le nombre de bandes
d'accès à chaque pavé 40 peut être supérieur. -
L'étroitesse d'une bande d'accès 42 (figure 8) aux pavés 40 des électrodes supérieures augmente le risque de coupure accidentelle de ces électrodes (poussière, rayure). Aussi, la redondance apportée par l'utilisation de plusieurs bandes d'accès préserve la continuité électrique des électrodes supérieures 22, dans l'éventualité d'une coupure d'une bande d'accès, ce qui diminue sensiblement le risque de coupure totale
de ces électrodes 22.
Pour diminuer encore Le risque de coupure des électrodes 22, il est possible de relier Les bandes d'accès 42a et 42b d'un même pavé 40 à L'aide d'une passerelle conductrice 46 située en dehors des bandes d'électrodes supérieures 12. Les bandes d'accès multiples 42a et 42b sont parallèLes à la direction y alors que les passerelles 46 sont orientées selon la direction
x parallèle aux électrodes inférieures 12.
A titre d'exemple, Les bandes conductrices constituant Les électrodessupérieures 12 ont une Largeur constante P de 200 micromètres et sont séparées de 100 micromètres; les pavés 40 constituant les électrodes supérieures 22 ont une dimension D de 200 micromètres et une dimension D' de 160 micromètres; les bandes d'accès 42, 42a et 42b ont une largeur d de 20 micromètres; Les passereLLes 46 ont une largeur e de micromètres; les pavés 40 d'une même électrode 22 sont distants Les uns des autres de 140 micromètres et les pavés de deux éLectrodes 22 consécutives sont
distants de 1U0 micromètres.
Comme représenté sur la figure 10A, il est en outre possible de diviser, au niveau de chaque pixel 26, les électrodes supérieures 22 sous forme de sous-électrodes 48 telles que décrites dans le document FR-A-2 602 897 déposé au nom de L'inventeur. Ces sous-éLectroaes 48 sont reliées entre elles par des liaisons conductrices 51 et définissent des sous-pixels 26a. Elles sont parallèles et orientées selon la
direction y.
Conformément à l'invention, chaque sous-éLectrode 48 est constituée, au niveau des sous-pixels 26a, de pavés 48a ayant une dimension A selon la direction x, ces pavés étant reliés électriquement entre eux par une ou plusieurs bandes conductrices 50 de largeur a, selon la direction x, avec a<A/2. En particulier, A/a est choisi dans'
l'intervalle allant de 3 à 300.
Les électrodes inférieures 12 peuvent aussi être divisées en sousélectrodes parallèles, reliées électriquement entre elles. Ces électroaes inférieures 12 peuvent se présenter sous forme de bandes parallèles continues 53 de largeur constante, comme représenté
sur la figure 10A.
Les considérations faites précédemment au niveau de chaque pixel (figures 8-9) sont dans ce cas applicables à chaque sous-pixel. Aussi, afin d'éviter l'allumage prématuré des sous-pixels 26a lorsque les sousélectrodes 53 des électrodes inférieures sont sous forme de bandes de largeur constante (figure 10A), il et nécessaire que les bords des pavés 48a des sous-électrodes supérieures soient situés à l'intérieur
ou en regard des bords des sous-électrodes 53.
Selon l'invention, il est aussi possible d'utiliser des sous-électrodes 53 constituées, au niveau de chaque sous-pixel qu'elles définissent avec les électrodes supérieures et comme représenté sur la figure B, de pavés 53a de dimension B selon la direction x, reliés électriquement entre eux par des bandes d'accès de largeur b selon la direction y, avec b<B/2. En particulier, B/b est choisi dans l'intervalle allant
de 3 à 300.
Les considérations faites ultérieurement, en référence à la figure 11, au niveau de chaque pixel
26 sont alors applicables au niveau de chaque sous-pixel.
En particulier, les pavés 48a sont logés entièrement dans les pavés 53a, la distance séparant les bords des pavés 48a de ceux des pavés 53a étant de 10 micromètres environ. Inversement, il est éventuellement possible de disposer les pavés 53a à
l'intérieur des pavés 48a.
IL est aussi possible, comme représenté sur la figure 11, de diminuer sensiblement, par rapport à l'art antérieur, la Largeur des électrodes inférieures
12 à l'endroit o celles-ci croisent le bord des éLectro-
des supérieures 22. Aussi, les électrodes inférieures 12 sont constituées de pavés conducteurs 52 rectangulaires de dimension L selon la direction y, au niveau de chaque point d'affichage 26, ces pavés 52 étant reliés électriquement entre eux par des bandes
d'accès conductrices 54 ayant une largeur L, avec l<L/2.
La configuration des bandes d'accès 54 aux pavés 52. des électrodes inférieures 12 est similaire à celle des bandes d'accès 42, 42a et 42b des électrodes supérieures. En particulier, ces bandes d'accès peuvent être au nombre de deux, comme représentées sur la figure 11 et être connectées entre elles par des passerelles
conductrices 56.
La configuration d'électrodes représentée sur la figure 11 sert à minimiser les effets de bord
des électrodes supérieures 22, à savoir l'effet d'extinc-
tion prématuré, tout en minimisant l'effet de bord des électrodes inférieures 12, à savoir L'effet d'allumage précoce. Pour que les effets de bord soient compensés
Le mieux possible, les bords 44 des pavés 40 des électro-
des supérieures 22 et les bords 58 des pavés 52 des électrodes inférieures 12 doivent être alignés le mieux possible. La précision d'alignement des bords 44 et
58 varie de 1 à 20 micromètres.
3U Pour favoriser cette compensation des effets de bord, les bords 44 despavés 40 des électrodes supérieures sont choisis avantageusement situés à l'intérieur des bords 58 des pavés 52 des électrodes inférieures. La distance t séparant les bords 44 et
58 est de 10 micrométres environ.
En particulier, l et d des bandes d'accès respectivement 54 et 42 sont égaux à 20 micromètres, les dimensions des pavés 40 et 52 selon la direction x valent respectivement 180 et 200 micromètres et les dimensions des pavés 40 et 52 selon la direction y valent aussi respectivement 180 et 200 micromètres pour la configuration représentée sur la figure 11 (soit L=200
micromètres et D=180 micromètres).
Il est aussi possible de réaliser les électro-
des supérieures et inférieures de façon que les bords 58 des pavés 52 soient situés à l'intérieur des bords
44 des pavés 40.
La description précédente concernait un écran
d'affichage à substrat transparent à travers lequel se faisait l'observation. Il est toutefois possible d'appliquer l'invention à un écran d'affichage à structure PC-El dite "inversée" comme représenté sur la figure 12. Les éléments constitutifs de cette structure "inversée", identiques à ceux décrits précédemment, portent la même référence associée à
l'indice a.
Cet écran comprend de bas en haut, un substrat a, des électrodes colonnes 22a opaques, un premier diélectrique 18a, la couche photoconductrice 20a, un second diélectrique 27a, la couche électroluminescente 16a, un troisième diélectrique 14a et enfin les électrodes lignes transparentes 12a à travers lesquelles
se fait l'observation; -
Dans cette structure, ce sont les électrodes opaques ou réfléchissantes 22a qui sont au contact du substrat et non les électrodes transparentes 12a. Le
substrat 10a peut donc être opaque.
Claims (14)
1. Ecran d'affichage -électroluminescent à effet mémoire comportant sur un substrat isolant (10, a): - une famille de première électrodes (12, 12a) transparentes orientées parallèlement à une première direction (x), - un premier diélectrique (14, 14a) recouvrant les premières électrodes, - une couche électroluminescente (16, 16a) et un matériau photoconducteur (20, 20a) empiltés sur le premier diélectrique, le matériau photoconducteur ayant une conductivité latérale supérieure à celle des autres matériaux (12, 12a, 14, 14a, 16, 16a, 18, 18a, 27, 27a, 22, 22a) constituant ledit écran, - un second diélectrique (18) recouvrant le matériau photoconducteur, - une famille de secondes électrodes (22) reposant sur le second diélectrique et orientées selon une seconde direction (y) perpendiculaire à la première direction, un pixel (26) étant défini par l'intersection d'une première électrode (1Z, 12a) et- d'une seconde électrode (22, 22a), et - des moyens de commande (23, 25) des pixels connectés aux deux familles d'électrodes, caractérisé en ce que, au niveau de chaque pixel (20), les secondes électrodes comportent des pavés (40) de dimension D selon la première direction, les pavés d'une même seconde électrode étant reliés électriquement entre eux par au moins une bande d'accès conductrice (42, 42a, 42b) de largeur d selon la première direction avec d<D/2 et les bords (44) des secondes électrodes (22) sont situés à l'intérieur ou en regard
des bords (34, 58) des premières électrodes.
2. Ecran d'affichage éLectroLuminescent à effet mémoire comportant sur un substrat isolant (10, a): - une famille de première électrodes (12, 12a) transparentes orientées parallèlement à une première direction Cx), - un premier diélectrique (14, 14a) recouvrant Les premières électrodes, - une couche électroluminescente (16, 16a) et un matériau photoconducteur (20, 2Ua) empilés sur le premier diélectrique, le matériau photoconducteur ayant une conductivité latérale supérieure à celle des autres matériaux (12, 12a, 14, 14a, 16, 16a, 18, 18a, 27, 27a, 22, 22a) constituant ledit écran, - un second diélectrique (18) recouvrant Le matériau photoconducteur, - une famille de secondes électrodes (22) reposant sur le second diélectrique et orientées selon une seconde direction (y) perpendiculaire à la première direction, un pixel (26) étant défini par l'intersection d'une première électrode (12, 12a) et d'une seconde électrode (22, 22a), et - des moyens de commande (23, 25) des pixels connectés aux deux familles d'électrodes, caractérisé en ce que, au niveau de chaque pixel (20), les secondes électrodes comportent des pavés (40) de dimension D selon la première direction, les pavés d'une même seconde électrode étant reliés électriquement entre eux par au moins une bande d'accès conductrice (42, 42a, 42b) de largeur d selon la première direction avec d<D/2, les premières électrodes comportent des pavés (52) de dimension L selon la seconde direction (y), les pavés (52) de chaque première électrode étant reliés électriquement entre eux par au moins une bande d'accès conductrice (54) de Largeur L selon la seconde direction, avec l<L/2, et les bords (44) des électrodes (22) de L'une des deux familles d'électrodes sont situés à l'intérieur des bords (34, 58) des électrodes de
l'autre famille d'électrodes.
3. Ecran d'affichage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le rapport D/d est compris
dans l'intervalle allant de 3 à 300.
4. Ecran d'affichage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bords (44) des secondes électrodes sont situés au niveau de chaque pixel à
l'intérieur des bords (34, 58) des premières électro-
aes.
5. Ecran d'affichage seLon l'une quelconque
aes revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le nombre
de bandes d'accès (42a, 42b) reliant deux pavés (40) consécutifs d'une même seconde électrode est au moins
égal à 2.
6. Ecran d'affichage selon la revendication , caractérisé en ce que Les bandes d'accès (42a, 42b) à un même pavé des secondes électrodes sont connectées entre elles par une passerelle conductrice (46) essentiellement parallèle aux premières électrodes (12)
et située à l'extérieur de celles-ci.
7. Ecran d'affichage selon l'une quelconque
des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le
rapport L/l est compris dans l!intervalle allant de
3 à 300.
8. Ecran d'affichage selon l'une quelconque
des revendications précédentes, caractérisé en ce que
la distance (p) séparant les bords des premières et secondes électrodes au niveau des pixels est choisie
dans la gamme allant de 1 à 20 micromètres.
9. Ecran d'affichage selon l'une quelconque
des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que le nombre
de bandes d'accès (54) reliant deux pavés consécutifs d'une même première électrode (12) est au moins égal à 2.
10. Ecran d'affichage selon la revendication 9, caractérisé en ce que les bandes d'accès (54) à -un même pavé des premières électrodes sont connectées entre elles par une passerelle conductrice (56) paralLèle aux secondes électrodes (22) et située à l'extérieur
de celles-ci.
11. Ecran d'affichage électroluminescent à effet mémoire comportant sur un substrat isolant (10, 10a): - une famille de première électrodes (12, 12a) transparentes orientées parallèlement à une première direction (x), - un premier diélectrique (14, 14a) recouvrant les premières électrodes, - une couche électroluminescente (16, 16a) et un matériau photoconducteur (20, 20a) empilés sur le premier diélectrique, le matériau photoconducteur ayant une conductivité latérale supérieure à celle des autres matériaux (12, 12a, 14, 14a, 16, 16a, 18, 18a, 27, 27a, 22, 22a) constituant ledit écran, - un second diélectrique (18) recouvrant le matériau photoconducteur, - une famille de secondes électrodes (22) *reposant sur le second diélectrique et orientées selon une seconde direction (y) perpendiculaire à la première direction, un pixel (26) étant défini par l'intersection d'une première électrode (12, 12a) et d'une seconde électrode (22, 22a), et - des moyens de commande (23, 25) des pixels connectés aux deux familles d'électrodes, caractérisé en ce que chaque seconde électrode (22) est constituée au niveau des pixels (26) de premières sous-électrodes (48) parallèles, reliées électriquement entre elles, définissant ainsi des sous-pixels (26a), ces premières sousélectrodes comportant des pavés (48a) de dimension A selon la première direction (x) au niveau de chaque sous-pixel (26a), les pavés d'une même première sous-électrode (48) étant reliés électriquement entre eux par au moins une bande d'accès conductrice (50) de largeur a selon la première direction, avec a<A/2, les bords de ces premières sous-éLectrodes au niveau des sous-pixels étant situés à l'intérieur ou en regard des bords des
premières électrodes.
12. Ecran d'affichage électroluminescent à effet mémoire comportant sur un substrat isolant (10, a): - une famille de première électrodes (12, 12a) transparentes orientées parallèlement à une première direction (x), - un premier diélectrique (14, 14a) recouvrant
les premières électrodes, -
- une couche électroluminescente (16, 16a) et un matériau photoconducteur (20, 20a) empilés sur le premier diélectrique, le matériau photoconducteur ayant une conductivité latérale supérieure à celle des autres matériaux (12, 12a, 14, 14a, 16, 16a, 18, 18a, 27, 27a, 22, 22a) constituant ledit écran, - un second diélectrique (18) recouvrant le matériau photoconducteur, - une famille de secondes électrodes -(22) reposant sur le second diélectrique et orientées selon une seconde direction (y) perpendiculaire à la première direction, un pixel (26) étant défini par l'intersection d'une première électrode (12, 12a) et d'une seconde électrode (22, 22a), et - des moyens de commande (23, 25) des pixels connectés aux deux familles d'électrodes, caractérisé en ce que chaque seconde électrode (22) est constituée au niveau des pixels (26) de premières sous-électrodes (48) parallèles, reliées électriquement entre elles, en ce que chaque première électrode (12) est constituée au niveau des pixels (26) de secondes sous-électrodes (53) parallèles, reliées électriquement entre elles, les premières et secondes sous- électrodes définissant à leur intersection des sous-pixels (26a), ces premières sous-électrodes comportant des payés (48a) de dimension A selon la première direction (x) au niveau de chaque sous-pixel (26a), les pavés d'une même première sous-électrode (48) étant reliés électriquement entre eux par au moins une bande d'accès conductrice (50) de largeur a selon la première direction, avec a<A/2, ces secondes sous-électrodes comportant des pavés (53a) de dimension B selon la seconde direction (y) au niveau de chaque sous-pixel, les pavés d'une même seconde sous-électrode étant reliés électriquement entre par au moins une bande d'accès conductrice (55) de largeur b selon la seconde direction, avec b<B/2, et en ce que les bords des sous-électrodes de l'une des deux familles de sous- électrodes, au niveau de chaque sous-pixel (26a), sont situés à l'intérieur des bords des sous-électrodes
de l'autre famille de sous-éLectrodes.
13. Ecran d'affichage selon l'une quelconque
des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un
diélectrique intermédiaire (27, 27a) est prévu entre la couche électroluminescente (lo, 16a) et le matériau
photoconducteur (20, 20a).
14. Ecran d'affichage selon l'une quelconque
des revendications précédentes, caractérisé en ce que
les secondes électrodes (22) sont réalisées en un
matériau réfléchissant.
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| FR8904811A FR2645998B1 (fr) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | Ecran d'affichage electroluminescent a memoire et a configuration particuliere d'electrodes |
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