Brevet FR2495365A1 — publié le 19820604

"Dispositif d'affichage électroluminescent" La présente invention concerne les dispositifs d'affichage électroluminescents. La fabrication d'une structure électrolumines- cente dans laquelle une couche noire est placée sous une couche luminescente, dans le but d'améliorer le contraste, est une chose connue, comme il ressort part exemple de l'article "High Display Viewability Provided by Thin- Film EL, Black Layer, and TFT Drive, " K.O. Fugate, IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED-24, NO 7, juillet 1977, page 909. Dans la technique des condensateurs, on sait qu'on peut faire disparaître l'effet de défauts tels que des trous d'épingle dans une couche de pentoxyde de tantale, en employant une couche adjacente de dioxyde de manganèse et en appliquant une tension de part et d'autre des deux couches placées en série. Ceci ressort par exem- ple de l'article "Sputtered Manganese Dioxide as Counterelectrodes in Thin Film Capacitors", Landorf et col., Bell Telephone Laboratories, J. Electrochem Soc., Vol.119, NO 4, avril 1972, page 430. L'inventeur a découvert qu'il était possible de réaliser une structure d'affichage électroluminescente à couche mince perfectionnée, en incluant dans cette struc- ture une couche de semiconducteur convertible. On entend par "convertible" le fait qu'aux densités de courant qui sont créées dans le dispositif, si une couche isolante comporte un défaut entraînant la circulation d'un courant parasite, la matière est convertie à l'emplacement de ce courant, de façon que le semiconducteur devienne un iso- lant, ce qui arrête le courant. Dans un mode de réalisa- tion préféré, la couche isolante consiste en pentoxyde de tantale et le semiconducteur consiste en dioxyde de man- ganèse. Selon un autre aspect de l'invention, l'inven- teur a découvert que les parties électroluminescentes du dispositif peuvent betre définies en déposant tout d'abord une couche de matière électroluminescente de base, et en dopant ensuite cette couche dans des parties sélectionnées avec un activateur électroluminescent. Dans un mode de réalisation préféré, la matière de base est du sulfure de zinc et l'activateur est du manganese. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation, donné à titre non limitatif. La suite de la description se réfère aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue en plan d'un mode de réa- lisation préféré de l'invention; et La figure 2 est une coupe agrandie selon la ligne 2-2 de la figure 1. On va maintenant considérer les dessins qui montrent un dispositif d'affichage électroluminescent dé- signé globalement par la référence 10. Un support en verre à base de chaux sodée, 12, de 3,2 mm d'épaisseur, supporte une couche conductrice transparente 14 en SnO2 conducteur de l'électricité, d'une épaisseur de 300 nm (déposée par pulvérisation radiofré- quence d'étain en présence d'oxygène). Une couche isolante 16 en pentoxyde de tantale de 400 nm d'épaisseur (déposée par pulvérisation radiofréquence de tantale en présence d'oxygène) est supportée par la couche 14. Sur la couche 16 se trouve une couche plus com- plexe, 18, qui comprend une partie électroluminescente 20 et une partie non électroluminescente 22. On forme la cou- che 18 en évaporant tout d'abord du sulfure de zinc jusqu'à une épaisseur de 650 nm, sur la totalité de la surface du support 12. On dépose ensuite du manganèse à travers un masque, jusqu'à une épaisseur de 7,5 nmin, sur les zones rondes 20 qui sont représentées sur la figure 1. On fait ensuite le vide puis on introduit de l'hélium jusqu'à ce que la pression atteigne 1,3 x 10 8Pa, et on élève la tempé- rature jusqu'à 5500C pendant une heure, pour faire diffuser le manganèse dans le sulfure de zinc. (Bien que sur le dessin la totalité de la partie 20 à l'intérieur des lignes en pointillés soit représentée comme étant uniforme, on ne connaît pas la profondeur précise jusqu'à laquelle la diffu- sion a lieu, ni la configuration précise des frontières de la zone.) Dans ce mode de réalisation, le sulfure de zinc est la matière de base et le manganèse est l'activateur. On dépose sur la couche 18, et sur la zone dési- gnée par la référence 24 sur la figure 1, une couche de semiconducteur convertible 26, en dioxyde de manganèse de 300 nm d'épaisseur (en procédant par pulvérisation ra- diofréquence de manganèse, en présence d'oxygène, à travers un masque). La couche isolante 28 en pentoxyde de tantale de 400 nm d'épaisseur (déposée par pulvérisation radiofré- quence de tantale en présence d'oxygène) est supportée par les couches 18 et 26 et s'étend sur toute la surface du dispositif. On trouve ensuite la couche d'électrode 30, qui est une couche réfléchissante en aluminium déposée sur la zone 24, mais avec la queue 31 partant de cette zone vers l'extérieur pour l'établissement d'une connexion électrique avec la couche 14 par l'intermédiaire d'une source de ten- sion alternative 29. On termine le dispositif avec une couche d'enro- bage 32 en matière noire du t, e s i 1 a s t i c, destinée à la protection et à une amélioration supplémentai- re du contraste. Dans le dispositif de l'invention, la couche de dioxyde de manganèse 26 s'oppose à l'effet de défauts tels que des trous d'épingle dans la couche de pentoxyde de tantale 28, ainsi que, pense-t-on, des défauts dans les couches 16, et 18. La couche de MnO2 offre l'avantage supplé- mentaire d'une amélioration du contraste. La technique de l'invention pour définir des zones électroluminescentes permet d'obtenir des motifs d'afficha- ge complexes et intéressants qui peuvent tous être excités par l'électrode unique 30, de façon que les zones 20 devien- nent luminescentes lorsque la source d'énergie électrique 29 fonctionne. On peut évidemment employer d'autres techniques pour former les couches. On peut employer d'autres matières. On peut par exemple utiliser du SiO en tant que couche iso- lante. On pense que l'inversion de l'ordre des dépôts des couches 26 et 28, pour éliminer la marche dans cette der- nière, peut conduire au mode de réalisation le plus avan- tageux, bien que cette configuration n'ait pas encore été testée. Il va de soi que de nombreuses modifications peu- vent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. 249536' REVEND IC AT IONS 1. DispositLf d'bffichage é]ectmlurnnescent cac aérisé en ce qaLcompiend une couche mince de matière isolante (16) et une couche mince d'un semiconducteur convertible (26). 2. Dispositif d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'isolant (16) est du pentoxyde de tantale. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 ou 2, caractérisé en ce que le semiconducteur convertible (26) est du dioxyde de manganèse. 4.Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce qu'il comprend une seconde couche iso- lante (28) et ccmprend rgalernent Un substrat (12), une couche conductrice (14) portée par le substrat, la couche iso- lante mentionnée en premier (16), portée par la couche conductrice, une couche électrolurninescente (18) portée par la couche isolante, la couche de semiconducteur con- vertible (26) portée par la couche électroluminescente, la seconde couche isolante (28) qui est portée par la cou- che de semiconducteur convertible, une seconde zone conduc- trice (30) déposée sur la seconde couche isolante, et un revêtement protecteur (32) sur la seconde zone conductrice. 5. Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que le substrat (12), la couche conductrice (14) et la couche isolante mentionnée en premier sont transparents, tandis que la seconde zone conductrice est réfléchissante. 6. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une couche (18) ayant des zones électroluminescentes (20) et des zones non électroluminescentes (22), et ces zones électroluminescentes sont constituées par une matière de base traitée avec un activateur. 7. Dispositif selon la revendication 6, caracté- risé en ce que la matière de base est du sulfure de zinc et l'activateur est du manganèse. 8. Dispositif d'affichage électroluminescent com- prenant une couche (18) qui comporte des zones électrolu- minescentes (20) et des zones non électroluminescentes (22), caractérisé en ce que les zones électroluminescentes sont constituées par une matière de base traitée avec un activateur. 9. Dispositif selon la revendication 8, carac- térisé en ce que la matière de base est du sulfure de zinc et l'activateur est du manganèse.