Brevet FR2481495A1 — publié le 19811030

La présente invention est relative à une structu- re électroluminescente qui comprend: - au moins un subs- trat transparent, par exemple en verre; - au moins une première couche d'électrode transparente, disposée sur le substrat; - une couche luminescente, disposée sur la pre- mière couche d'électrode; - au moins une deuxième couche d'électrode, disposée au moins partiellement sur la couche luminescente, et - au moins une couche noire; disposée en contact avec la couche luminescente et la deuxième couche d'électrode.- On connait déjà dans l'Art antérieur des films électroluminescents qui sont fabriqués par le procédé dit de la Technique en film mince. Comme un film luminescent fabriqué en utilisant la technique du film mince est trans- parent, la structure peut être pourvue d'un fond noir, afin d'améliorer le contraste. Une telle structure est décrite, par exemple, dans le Brevet des ETATS-UNIS D'AMERIQUE n0 3 560 784. Dans la structure comme dans l'Art antérieur, la couche noire est disposée entre la deuxième couche d'é- lectrode et la couche luminescente. On obtient de cette fa- çon un fond noir, indépendamment du type de l'électrode arrière. Un inconvénient de cette structure réside dans le fait que la couche noire doit se trouver sous l'influence d'un champ électrique, ce qui engendre des difficultés de stabilité. D'autre part, la couche noire doit être isolante, afin d'empêcher la circulation de courants entre des élec- trodes adjacentes à des potentiels différents. Un autre inconvénient réside en ce qu'il est dif- ficile de trouver des matières stables, noires, isolantes pour des films minces. Le bulletin technique IBM, dit "IBM Technical Disclosure Bulletin", volume 20, n0 4, de septembre 1977, décrit une structure dans laquelle l'électrode elle-même est noire. Ce résultat est obtenu en utilisant des matières conductrices-noires connues par la technique dite du film épais. Ces matières ont pour caractéristique que leur con- ductivité est obtenue par utilisation de particules conduc- trices, de sorte que le film luminescent émet de la lumière uniquement aux endroits o une telle particule conductrice touche la surface du film. Ces particules peuvent être mé- langées à la matière formant électrode. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients des structures connues dans l'Art antérieur décrites ci-dessus et de créer une structure à électro- luminescence.d'un type entièrement nouveau. L'invention est basée sur la réalisation du rac- cordement électrique aux deuxièmes électrodes transparentes par l'intermédiaire d'ouvertures ou de zones de bordure pré- vues dans la couche de film épais qui forme le fond noir. En termes plus précis, la structure électrolumi- nescente conforme à la présente invention est caractérisée en ce que la deuxième couche d'électrode est transparente et en ce que la couche noire couvre la deuxième couche d'électrode et est en contact avec la couche luminescente à l'extérieur de cette deuxième couche d'électrode. La présente invention procure des avantages im- portants. Par exemple, le choix de la matière noire est plus ouvert, puisque cette matière n'est pas soumise à un champ électrique. Par suite, cette matière peut être par exemple une matière organique pour film épais. Cette matiè- re peut en même temps jouer un rôle de couche protectrice. On peut citer, par exemple, le silicium noir. Bien que l'électrode transparente soit située sous un film épais non homogène, ce manque d'homogénéité du film épais est sans influence sur l'homogénéité de l'émission de lumière. De plus, la transparence de la deuxième couche d'électrode (électrode arrière) donne à la structure une possibilité d'utilisation plus générale que celle des structures connues dans l'Art antérieur. Ainsi, on peut empiler l'une au-dessus de l'autre plusieurs structures pour former une pile, la structure située le plus en arrière comportant seule une couche noire. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du com- plément de description qui va suivre, qui se réfère au dessin annexé, dans lequel: - la figure 1 est une vue schématique partielle, en coupe, d'un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue schématique partielle, en coupe, d'un deuxième mode de réalisation de l'invention, et - la figure 3 est une vue schématique partielle, en coupe et à plus grande échelle, d'un troisième mode de réalisation de l'invention. Il doit être bien entendu, toutefois, que ce des- sin et les parties descriptives correspondantes, sont don- nés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'inven- tion, dont ils ne constituent en aucune manière une limi- tation. La structure représentée à la figure 1 comprend un substrat transparent 1, en verre par exemple, et une première couche d'électrode 2 également transparente, dis- posée sur le substrat 1. Une couche électroluminescente 3, 3', 3", de type connu, est disposée sur la première couche transparente d'électrode 2. Plusieurs couches d'électrode adjacentes 4 sont disposées sur la couche électrolumines- cente 3, 3', 3", conformément à la configuration désirée. Les couches 2, 3', 3, 3" et 4 peuvent toutes être formées par utilisation de la technologie du film mince, par exem- ple par le procédé d'épitaxiè en couche atomique. La cou- che noire est constituée par une couche isolante 5 qui re- couvre les deuxièmes électrodes 4 et vient en contact avec la couche luminescente 3 extérieurement aux électrodes 4. Le mode de réalisation représenté à la figure 1 convient dans les cas o tous les conducteursonécessaires peuvent être amenés aux bords du composant pour réaliser le contact. C'est le cas, par exemple, dans des matrices avec un pouvoir de résolution relativement faible. La structure représentée à la figure 2 diffère de celle de la figure 1 en ce que la couche noire 5, 6 est constituée, d'une part, d'une couche isolante 5 qui recou- vre la deuxième couche d'électrode 4 et vient en contact avec la couche électroluminescente, 3, 3', 3" à l'extérieur de la deuxième couche d'électrode 4 et, d'autre part, d'un câblage 6 disposé sur la couche isolante 5 et obtenu par la technique du film épais ou du film mince. En face de chaque deuxième électrode 4, la couche noire 5 comporte un orifice qui aboutit à la deuxième couche d'électrode 4. Des "plots" font saillie à partir du câblage 6 et pénètrent dans des orifices 8, afin de raccorder électriquement le câblage 6 aux deuxièmes électrodes 4 désirées. Un tel "plot" 7 peut être obtenu, par exemple, par impression d'une sur- face conductrice noire recouvrant entièrement l'orifice 8. Dans les dispositifs à haut pouvoir de résolution, la conductivité de l'électrode supérieure devient un cri- tère plus impératif. En pareil cas, le mode de réalisation représenté à la figure 2 convient. La structure permet de passer au-dessus d'un élément de caractère électriquement indépendant, par exemple 4' sur la figure 2. En outre, la structure permet l'emploi de bandes conductrices plus min- ces, par exemple pour venir en contact avec plusieurs ca- ractères à sept segments de façon à ce que les segments correspondants soient électriquement interconnectés. - Si le câblage 6 est entièrement en matière noi- re (figure 3), il n'est pas nécessaire de prévoir des par- ties conductrices séparées 7. La structure représentée à la figure 3 est un mode de réalisation préféré pour les dispositifs d'affichage à pouvoir de résolution relative- ment faible, dans lesquels la configuration de l'électrode nécessite des pontages. Par exemple, un caractère à sept segments peut être mis en contact, au moyen d'une structure 248 1495 suivant la figure 3, de telle manière que le segment central soit raccordé,par exemple,à une électrode supérieure ou in- férieure. Il y a lieu de mentionner que la couche isolante noire 5 de film épais de la structure suivant la figure 1 peut être, en principe, réalisée en toute matière en film épais absorbant la lumière ou réalisée au moyen de la tech- nique du film mince, par exemple en alliage Al203/Al, en sulfure d'arsenic ou en séléniure d'arsenic. De telles cou- ches peuvent être fabriquées par des procédés connus en film épais ou en film mince. La couche 5, dans les dispositifs des figures 1, 2 et 3, est un film isolant de polymère contenant un pig- ment noir, de type connu. Une matière première appropriée est vendue sous forme de pâte durcissable par Electro- Science Laboratories, Inc., Pennsauken New Jersey, Etats- Unis, sous la dénomination ESL 240-SB. La couche 6 de la structure de la figure 2 est un film conducteur de polymère à charge métallique, de type connu. Une matière première appropriée est vendue sous forme de matériau à un composant, imprimable par sérigraphie, à charge d'argent, par Electro-Science Laboratories, Inc., sous la dénomination ESL-1109-S. Les surfaces conductrices 7 de la structure de la figure 2 et la couche 6 de la figure 3 sont des films conducteurs de polymère à charge de carbone, de type connu. Une matière première appropriée est vendue sous forme de pâte durcissable par Electro-Science Laboratories, Inc, sous la dénomination RS-150-12. Le câblage 6 peut être réalisé, par exemple, sous forme d'une métallisation d'aluminium. Il y a lieu de noter que les deux couches d'élec- trodes 2 et 4 sont transparentes. Elles peuvent être, par exemple, constituées par des couches d'oxyde mixte d'étain et d'indim pulvérisé. La couche luminescente 3, 3', 3" est une struc- ture en sandwich comprenant une couche 3 d'émission de lumière, de type connu, en général une couche ZnS/Mn, et des couches auxiliaires 3' et 3" de limitation de courant qui sont en général en un oxyde métallique quelconque. Il est entendu que l'expression "couche noire", dans la présente description, désigne d'une manière généra- le une couche qui absorbe la lumière, cette couche pouvant également avoir une coloration autre que noire. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'in- vention ne se limite nullement à ceux de ses modesde réali- sation et d'application qui viennent d'être décrits de fa- çon plus explicite; elle en embrasse,au contraire,toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente invention. REVENDICATIONS 1 ) Structure électroluminescente.camprenant au moins un substrat transparent (1),notamient en verre,au moins une première couche d'électrode (2) transparente disposée sur le substrat (1),une couche luminescente (3, 3', 3") disposée sur la première couche d'électrode (2) au moins une deuxième couche d'électrode (4) disposée au moins partiellement sur la couche luminescente (3, 3', 3") et au moins une couche noire (5, 6) disposée-en contact avec la couche luminescente (3) et la deuxième couche d'é- lectrode (4), laquelle structure est caractérisée en ce que la deuxième couche d'électrode (4) est transparente et en ce que la couche noire (5, 6) recouvre la deuxième couche d'électrode (4) et vient en contact avec la couche lumines- cente (3) à l'extérieur de la deuxième couche d'électrode. 2 ) Structure électroluminescente suivant la Revendication 1, caractérisée en ce que la couche noire (5) est en matière électriquement isolante. ) Structure électroluminescente suivant la Revendication 1, caractérisée en ce que la couche noire (5, 6) comprend une couche isolante (5), qui recouvre la deuxième couche d'électrode (4) et vient en contact avec la couche luminescente (3") en dehors de la couche d'élec- trode (4), et un câblage (6) disposé sur la couche isolante, au moins un orifice (8) ou analogue qui aboutit à la deu- xième couche d'électrode (4) étant formé dans le couche iso- lante (5) en face de la deuxième couche d'électrode de fa- çon à ce que le câblage (6) puisse venir en contact élec- trique avec la deuxième couche d'électrode (4) à travers les orifices (8). 4 ) Structure électroluminescente suivant la Revendication 3, caractérisée en ce que le câblage (6, 7), au moins dans la zone qui se trouve en face des orifices (8), est en matière noire. ) Structure électroluminescente suivant la Revendication 4, caractérisée en ce que le câblage (6) est réalisé entièrement en matière noire.