Brevet FR2203254A1 — publié le 19740510

La présente invention concerne un dispositif lumineux d'affi- chage de caractères alphanumériques constitué de bandes semicon ductrices d'un premier type de conduction disposées en lignes et colonnes sur un support isolant et comportant, chacune, une pluralité de jonctions électroluminescentes obtenues par diffusion dans lesdites bandes d'îlots d'un second type de conduction opposé au premier, lesdites jonctions étant excitées sélectivement à l'aide de connexions appropriées. On sait qu'en associant les diodes semiconductrices électro luminescentes dans des matrices de lignes et de colonnes, il est possible de réaliser tous les signes ou caractères alphanumériques par excitation sélective de chacune d'entre elles. Pour ce raire, on peut utiliser des matrices de diodes électroluminescentes élaborées dans une seule plaquette semiconductrice. Chaque matrice comporte alors de multiples jonctions en forme de barres ou en forme de points dont les diverses combinaisons constituent des caractères. Une telle structure présente de nombreux inconvénients : d'une part, il est difficile de trouver des plaquettes massives suffisamment homogènes pour y réaliser une pluralité de jonctions parfaitement identiques. Par ailleurs, pour une matrice intégrée dans une plaquette massive, le rapport volume utilisé/volume total est faible, ce qui rend les dispositifs ainsi réalisés très coûteux et, en outre, le problème des connexions entre les diverses diodes reste difficile à résoudre. On a proposé également d'insérer une pluralité de diodes électroluminescentes indépendantes dans une enceinte étanche ou non, chaque diode correspondant par exemple à un point. On propose même par ailleurs, d'utiliser des diodes dites coaxiales (parce que l'une des connexions est constituée par l'enveloppe et l'autre par un fil situé au centre de la face opposée à la face émissive), de les disposer parallèlement en lignes et en colonnes et de les maintenir en position soit en les bridant dans un cadre métallique soit en les noyant dans une résine isolante, soit encore en outil lisant simultanément ces deux moyens. Tes dispositifs ainsi conçus présentent l'inconvénient d'être d'un encombrement relativement grand compte tenu du fait que, les diodes étant protégées par des bottiers cylindriques, un volume important se trouve perdu entre chacune d'entre elles. Pour remddier à certains des nombreux inconvénients présentés par les dispositifs précédemment décrits, on connalt déjà le dispositif faisant l'objet du brevet français nO 1 549 666. Ce dispositif comporte des bandes semiconductrices disposées en rangées parallèles dans lesquelles sont créées des jonctions électroluminescentes. Ces bandes sont placées et collées sur un support commun ou bien créées directement dans le support (dans ce cas semiconducteur) par création d'une succession de rainures également parallèles. Cependant, ce dispositif présente également des inconvénients. En effet, le procédé utilisé pour former les rangées paral- lèles, que ce soit par mise en place de bandes semiconductrices ou par photogravure de rainures, comporte des opérations délicates. Par ailleurs, ltune des liaisons électriques nécessaires à la commande des jonctions électroluminescentes est assurée par la bande semiconductrice elle-même. Dans ces conditions, le matériau semi- conducteur présentant une résistivité bien définie, la valeur de la résistance créée dans les liaisons électriques n'est pas négligeable, ce qui conduit à une chute de tension de commande. De plus, les plages de connexion métalliques sont directement soudées ou sur le support commun, ou sur une partie active de la bande semiconductrice, ce qui peut poser parfois des problèmes, d'une part, d'adhérence et, d'autre part, d'interconne- xions conduisant à l'utilisation de supports dits "multicouches". La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et s'appuie sur les progrès réalisés dans les techniques de photogravure et de diffusion localisée. En effet, la présente invention concerne un dispositif lump~ neux d'affichage de caractères alphanumériques constitué de bandes semiconductrices d'un premier type de conduction disposées en lignes et colonnes sur un support isolant et comportant, chacune, une pluralité de jonctions électroluminescentes obtenues par diffusion dans lesdites bandes d'plots d'un second type de conduction opposé au premier, lesdites jonctions étant excitées sélectivement à l'aide de connexions appropriées, remarquable en ce que la région du premier type de conduction de chaque jonction comporte, à sa surface, deux prises de contact reliées entre elles par un velot diffusé du même premier type de conduction mais en forte concentration en impuretés et en ce que lesdites prises de contact de deux jonctions successives sont reliées entre elles par une couche métallique fortement conductrice. Le fait de réaliser un dispositif à partir d'un certain nombre de bandes permet de réaliser un ensemble compact parfaitement lisible dont le système de liaisons électriques est réduit du point de vue encombrement mais se trouve amélioré du point de vue conductibilité. En effet, lttlot diffusé dans la première région de chacune des jonctions ou diodes électroluminescentes est constitué d'un matériau moins résistif que le matériau dans lequel il est diffusé. Par conséquent le passage du courant s'effectue dans de meilleures conditions. Par ailleurs, la disposition en lignes et colonnes de bandes comportant plusieurs jonctions permet d'obtenir un gain de place et par conséquent d'augmenter le rapport volume utile/volume total. Enfin, grace à la présence des îlots diffusés du premier type de conduction autour de chacune des jonctions, il est possible d'obtenir des liaisons électriques simples et rapides ne nécessiw tant pas l'utilisation de supports "multicouches". De préférence les prises de contact métalliques de la région du premier type de conduction sont réalisées sur une portion de ltlot diffusé les reliant entre elles. Dans ces conditions, la résistance de contact est encore demi~ nuée, ce qui restreint les chutes de tension sur chaque Jonction. Dans une forme préférentielle de réalisation du dispositif d'affichage, les bandes comportent chacune trois jonctions et le dispositif lui-mme est constitué de quatorze bandes réparties en sept lignes et deux colonnes. Cette forme de réalisation permet d'obtenir la matrice classique à 7 lignes et 5 colonnes et un point devant ladite matrice. En effet, pour ce faire, il suffit de ne pas commander la première jonction de chacune des six premières lignes. L'davantage par rapport aux matrices de 35 ou 36 points déjà existantes réside dans le fait que, grâce au système de liaisons électriques utilisé, le dispositif d'affichage peut fonctionner sous une faible tension et présente donc une faible consommation durant son fonctionnement. Avantageusement, le support isolant est transparent et compote des plages métallisées reliées électriquement aux plages de contait des jonctions électroluminescentes. De prérérence, la liaison dlectrique entre les plages métal- liques du support et les plages de contact des jonctions est as surée par des surépaisseurs déposées sur lesdites plages de contact des jonctions et soudées aux plages du support par la technique dite de "contact direct". Dans ce cas, il est possible de réaliser une matrice solide mécaniquement et parfaitement lisible. La description qui va suivre, en regard des- dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente une vue de dessus schématique et sim plifide d'une portion d'une bande semiconductrice et de son sup port faisant partie d'un dispositif selon 11 invention. La rigure 2 est une coupe schématique suivant la ligne II-II de la même partie du dispositif. La figure 3 est une coupe également schématique suivant le ligne III-III de cette même partie. La figure t illustre la disposition des bandes semiconducF trices pour former une matrice en X-Y. Il est à noter que, sur les figures, les dimensions sont considérablement exagérées et non proportionnées afin de rendre les dessins plus clairs. Conformément aux figure 1 à 3, le dispositif comporte prince palement un support 1 isolant et transparent, en verre par exemple, à travers lequel s'effectue l'émission lumineuse et des bandes semiconductrices 2. Dans ces bandes 2,de type de conduction N et en arséniure de gallium par exemple, ont été créées, au préalable, des jonctions électroluminescentes J par diffusion localisée d'flots 3, de type P, dopés drune manière appropriée, à partir de la surface 4 des bandes 2. Cette diffusion localisée a été réalisée à partir d'un dépôt dtimpuretés de dopage dans des ouvertures Dratiquées à cet effe dans une couche isolante 5 préalablement formée sur la surface des bandes 2 et pouvant être constituée, par exemple, de nitrire de silicium connu notamment pour ses qualités d'adhérence sur les composés 111-V. Par d'autre ouvertures pratiquées également dans ladite couche 5, on a déposé et diffusé ensuite localement des impuretés du tyPe de conduction des bandes 2 en forte concentration pour former des chemins de conduction 6 de type N . Ces chemins de conduction 6 présentent à leurs extrémités une plage 6a et une plage 6b de surface plus importante, et ces plages 6a et 6b sont disposées symétriquement Dar rapport à 1'!lot 3 donc par rapport à la jonction J. Ces plages 6a et 6b ainsi que ltlot 3 sont recouverts dataires métalliques, respectivement 7, 8a et 8b, destins aux prises de contact et obtenues par photogravure d'une couche métallique d'aluminium par exemple. Dans une nouvelle couche d'oxyde 9, Si 02 par exemple, destinée à parfaire l'isolement on a ouvert des fenêtres appropriées par photogravure en regard des aires métalliques 7, 8a et 8b pour créer des surépaisseurs métalliques 10, lla et llb adhérant aux dites aires et ayant pour but de faciliter les connexions ou interconnexions avec des éléments voisins ou extérieurs à l'aide de circuits imprimés. Dans le cas décrit, le réseau d'interconnexions est constitué de languettes métalliques 12a, 12b, 12c, déposées sur le support transparent et isolant 1. Par la technique dite de contact direct", ces languettes 12a, l?b, 12c, ont été fixées aux surépaisseurs 10, lia et llb et constituent respectivement les liaisons entre les chemins de conduction 6 et les systèmes extérieurs de commande de lignes, les intercon- nexions entre les îlots 3 et le système extérieur de commande de colonnes, et, enfin, les interconnexions entre la plage 6b d'une jonction et la plage 6a de la jonction suivante. Chaque jonction J peut alors être attaquée sélectivement en commandant simultanément la ligne et la colonne correspondantes. La figure 4 illustre la disposition en lignes et colonnes des bandes semiconductrices 2 au nombre de 14 comportant, chacune, trois jonctions J. Le choix de trois jonctions par bande a été guidé par 11 idée d'utiliser des cristaux de forme et de dimensions compatibles avec l'emploi de l'outillage et des machines déjà existants dans l'industrie des semiconducteurs. Par le jeu des interconnexions en ligne 12a et 12e et des liaisons en colonne/, on constate que lton peut obtenir une matrice en X-Y de 42 jonctions dans laquelle il est possible de ne pas exciter la première jonction de chacune des six premières lignes de manière à réaliser un dispositif d'affichage à 36 points dont 35 forment un signe ou un caractère alphanumérique, le 36ème étant destiné à assurer la ponctuation. Pour exciter cette matrice, les extrémités des liaisons 12a et 12b seront reliées au circuit de commande d'un dispositif de décodage. - REVENDICATIONS 1.- Dispositif lumineux d'affichage de caractères alphanumé- riques constitué de bandes semiconductrices d'un premier type de conduction disposées en lignes et colonnes sur un support isolant et comportant, chacune, une pluralité de jonctions électroluminescentes obtenues par diffusion, dans lesdites bandes, d'plots d'un second type de conduction opposé au premier, lesdites jonctions étant excitées sélectivement d l'aide de connexions appropriées, caractérisé en ce que la région du premier type de conduction de chaque Jonction comporte, à sa surface, deux prises de contact reliées entre elles par un flot diffusé du même premier type de conduction mais en forte concentration en impuretés et en ce que lesdites prises de contact de deux jonctions successives sont reliées entre elles par une couche métallique fortement conductrice. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les prises de contact métalliques de la région du premier type de conduction sont réalisées sur une portion de ltlot dif- rusé les reliant entre elles. 3.- Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les bandes semiconductrices ómportent, chacune, trois jonctions. 4. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte quatorze bandes sémiconductrices réparties en sept lignes et deux colonnes. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce le support isolant est transparent et comporte des plages métallo~ sées reliées électriquement aux plages de contact des jonctions électroluminescentes. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la liaison électrique entre les plages métallisées du support et les plages de contact des jonctions est assurée par des surépaisseurs déDosées sur lesdites plages de contact des jonctions et soudées aux Dlages du suDport par la technique dite detcontact direct n .