Brevet FR2489023A1 — publié le 19820226

La présente ir-;ention se rapporte à un composant d'affichage électrolu. minescent comprenant au moins un substrat, au moins une première électrode en film disposée sur le substrat, une couche luminescente disposée sur la pre- mière électrode et au -soins une deuxième électrode en film disposée sur la couche luminescente; elle vise plus parti- culièrement un dispositif de ce type ayant une grande sur- face. On connait défj des composants d'affichage électro- luminescents à film mlr.ce, par exemple le dispositif décrit dans le Brevet américain n 3 560 784. En principe, ils conviennent également pour des applications de grande surface, puisque les films minces peuvent être facilement appliqués sur des substrats de plusieurs décimètres carrés. En pratique, toutefois, on rencontre des difficultés lorsqu'on essaie de fabriquer des éléments d'affichage de grande surface. En effet, toue les films minces et les composants comportant des films r. nces, fabriqués suivant les procédés connus, présentent de> imperfections telles que des défauts de structure, des troz, des défauts d'homogénéité, des impu- retés, etc..., par exezple. De tels défauts sont souvent détectés lors des ess.ú-s de contrOie de base du composant mais certains ne sont déco,%--erts que plus tard, lorsque le compo- sant est soumis à diverses contraintes dues à l'environnement et au fonctionnement. es défauts sont de différentes natures, en sorte que certains deviennent évidents sous une légère contrainte, tandis quad'autres ne créent de difficulté qu'au moment o le film est soumis à une contrainte sévère. En ce qui concerne les essaie de fatigue, on doit également considé- rer la fréquence des -,-fauts par unité de surface ou le taux d'acceptation des com;-csants après exécution de ces tests. Les tests caractéristiques sont les tests d'endurance sous la tension, les tests à Agte température, les tests sous humidité, les tests de longévit-. les tests accélérés de longévité, etc.. Lorsqu'on app,--.cue ces mêmes méthodes à des éléments d'affichage à film m_- -e de grande surface, on constate toute- fois qu'une grande surface unitaire d'un élément d'affichage constitue par elle-mfxme une fatigue supplémentaire pour l'en- semble du composant et, dans ce cas, on note un nombre inac- ceptable de défauts, c'est-à-dire que le taux d'acceptation est plus faible. En outre, un élément d'affichage de grande surface uni- taire, supérieure à un centimètre carré, donne également lieu à certains inconvénients qui sont difficiles à éviter. Plus précisément, en raison de l'effet de capacitance entre les électrodes opposées, l'énergie stockée dans l'élément d'affi- chage est suffisante pour détruire l'élément dans sa totalité dans le cas o il existe un point faible. D'autre part, la résistance en série, c'està-dire la résistance du conducteur transparent continu, jusqu'à un éventuel point faible est - basse, en sorte que le courant peut augmenter jusqu'à une valeur élevée destructrice en cas de coupure instantanée. Le long de ces mêmes lignes, la résistance-en série entre la source d'alimentation elle-même et l'élément d'affichage n'empêche pas la destruction, c'est-à-dire ne limite pas le courant, car la capacitance de l'élément d'affichage lui- même fournit une énergie destructrice suffisante. En outre, des défauts d'homo- généité dans un élément d'affichage de grande surface peuvent engendrer un dégagement de chaleur dans différentes parties de l'élément. Par suite, des points chauds peuvent apparaître, risquant d'entraIner la destruction de l'élément du fait de pointes thermiques. La présente invention a pour but d'éviter les divers inconvénients ci-dessus, et de pourvoir à un composant d'af- fichage électroluminescent de grande surface d'un type entié- rement nouveau. Elle est basée sur le concept selon lequel la réalisation des électrodes placées l'une en face de l'autre sur les cotés opposés de la couche électroluminescente, sous forme de grilles ou de réseaux, de façon appropriée, permet d'accroî- tre la redondance du composant et, par suite, le taux d'accep- tation des composants. De façon plus spécifique, le composant d'affichage conforme à la présente invention, qui comprend, par exemple, un substrat en verre de grande taille sur lequel est appliquée une électrode du type en film, tandis qu'une couche électroluminescente et une électrode de surface sont disposées dans cet ordre sur l'électrode inférieure, est caractérisé en ce que les électrodes respectives ont une configuration en fori de grille ou de réseau dans toutes les parties o elles se trot vent en opposition l'une par rapport à l'autre. Pour cela, chaque électrode, dans ces zones opposées, comporte des inter- valles allongés, disposés transversalement par rapport aux intervalles de l'autre électrode. L'invention procure des avantages importants en ce que la configuration d'électrode en forme de grille répartit la chaleur plus uniformément sur toute la surface de l'élément, ce qui réduit les effets nui- sibles, décrits plus haut, résultant d'une grande surface unitaire. 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 complément de description qui va suivre, qui se réfère au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 représente la structure d'électrode d'un compo- sant d'affichage conforme à la présente invention, vue de dessus, et partiellement en coupe, et - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne A-A de la figure l. Il doit être bien entendu, toutefois, que ce dessin et les parties descriptives correspondantes sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. Le composant suivant l'invention, représenté sur le dessin, comprend une couche transparente de base ou substrat 1, qui peut être en verre, et une électrode inférieure 2 du type en film, appliquée sur le substrat. Plusieurs de ces électrodes peuvent être placées ctte-à-cote, sous forme de bandes séparées par des intervalles prédéterminés. L'électrode inférieure 2 est en matière transparente et une couche électro- luminescente 3 est disposée au-dessus des électrodes infé- rieures. Comme représenté à la figure 2, la couche électro- luminescente peut Etre constituée par plusieurs couches dis- tinctes, de façon connue. Enfin, une électrode de surface 4 du type en film est disposée sur la couche électroluminescente 3. Il est entendu que, comme pour l'électrode inférieure, plusieurs de ces électrodes de surface peuvent être placées côte-à-côte, sous forme de lignes comportant des intervalles entre elles. Comme représenté, lorsqu'une pluralité de ces électrodes de chaque type sont disposées en lignes, elles sont de préférence arrangées perpendiculairement les unes aux autres, de façon à définir une matrice d'affichage. Aussi bien les électrodes inférieures 2 que les élec- trodes de surface 4 comportent des intervalles allongés 21 et 41, dans toutes les parties o elles se trouvent en face l'une de l'autre, de manière à définir des bandes minces 22 et 42 d'électrodes. Ainsi, comme représenté sur la figure 1, une grille ou sous-matrice est formée par les bandes conductrices transversales 22 et 42 dans la position désirée d'un élément d'affichage. Extérieurement à l'élément, les électrodes trans- parentes 2 et 4 sont des éléments conducteurs à surface uni- taire relativement large. Dans la structure en forme de grille telle que décrite ci-dessus, la résistance en tout point de défaut X (figure 1) est élevée, du fait de l'étroitesse de la bande 42. Cette résistance agit efficacement comme une résistance en série, pour limiter le courant, et l'énergie stockée dans la capacitance d'un élément d'affichage peut être déchargée seulement à travers les bandes perpendiculaires relativement longues 42 et 22, suivant un chemin de résistance élevée au point de défaut X. La tension (intensité de champ) au point de défaut X diminue immédiatement si le courant tend à agumenter, car une partie de la tension reste sur les résistances en série constituées par les parties transparentes de l'électrode qui Z489023 relient le point de défaut X au reste de l'élément d'affichage. Si toutefois le courant est assez fort pour détruire le point de défaut X, le défaut permanent résultant dans l'élément d'affichage est limité au petit carré à l'intérieur.duquel se trouve le point X, dans la grille formée par l'électrode inférieure 2 et par l'électrode de surface 4. La connexion d'alimentation de courant vers les carrés voisins est toute- fois maintenue, metme si la bande 22 dans l'électrode infé- rieure 2 et la bande 42 dans l'électrode de surface sont brûlées jusqu'aux bords du point de défaut X. Bien entendu, le passage du courant s'effectue alors le long des autres bandes intactes, à la fois dans l'électrode inférieure et dans l'électrode de surface. Ainsi, la destruction n'est relativement pas gênante et elle est limitée au petit sous-élément X, tandis que le plus grand élément, c'est-à-dire l'élément d'affichage lui-même, reste complètement capable de fonctionner. A titre d'exemple, dans un module d'affichage de 7 x 5 points (par exemple un affichage de repères alpha-numériques), chacun des 35 points résultants peut avoir une surface de 5 x5 mm2 et il est réalisé, conformément à la figure 1, sous la forme d'une grille de 5 x 5 bandes, de sorte qu'on obtient une grille ayant 25 petits carrés. Dans le cas d'une struc- ture en film mince dans laquelle on utilise des films d'oxyde d'indiumétain pour les électrodes transparentes et des films A1203/ZnS:Mn/A1203 pour la structure électroluminescente, on a pu vérifier que le taux d'acceptation et la fiabilité des composants ont été très améliorés par l'utilisation de la construction conforme à la présente invention. Même dans le cas o apparalt une destruction locale, par exemple lorsqu'un conducteur d'oxyde indium-étain est brûlé jusqu'aux bords du carré détruit, le défaut peut ttre négligé et le reste du composant (élément d'affichage) fonctionne normalement, c'est- à-dire qu'on obtient un effet de fusible. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'applicationgui viennentd'être décrits de façon 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. En particu- lier, il n'est pas nécessaire que les deux électrodes soient transparentes et elles peuvent être disposées diagonalement l'une par rapport à l'autre. De même, les directions des intervalles 21 et 41 peuvent différer des directions des élec- trodes 2 et 4. En ce qui concerne les dimensions des différents élé- ments du composant d'affichage, les largeurs des électrodes 2 et 4 peuvent Etre de 6 à 100 mm et chaque électrode peut avoir une épaisseur de 40 nm environ; les largeurs des intervalles 21 et 41 peuvent être de 0,05 à 1,0 mm et l'épais- seur de la couche électroluminescente 3 peut être de l'ordre de 800 nm. REVENDICATIONS 1. Composant d'affichage électroluminescent, en parti- culier de grande surface, comprenant au moins une couche de substrat (1), notamment en verre, au moins une première électrode (2) du type en film, disposée sur la couche de substrat, une couche luminescente (3) disposée sur la première électrode (2) et au moins une deuxième électrode (4) du type en film, disposée sur la couche luminescente (3), lequel composant est caractérisé en ce que la première électrode (2) et la deuxième électrode (4) sont, à l'intérieur de leurs zones en opposition, au moins partiellement divisées, au moyen d'intervalles allongés (21, 41),en bandes (22,42) disposées cOte-à-cOte, les directions de ces bandes dans les électro- des opposées (2,4) étant divergentes,de façon à obtenir une structure en forme de grille à deux niveaux. 2. Composant suivant la revendication 1, dans lequel les premières électrodes (2) et les deuxièmes électrodes (4) sont disposées en forme de matrice constituée par des lignes ou des bandes (2 ou 4) placées côte-àcôte de telle manière que les lignes opposées (2 et 4) soient sensiblement perpen- diculaires entre elles, lequel composant est caractérisé en ce que les intervalles (21,41) sont orientés sensiblement dans la direction longitudinale des lignes (2,4), de telle manière que les intervalles (21, 41) de même que les bandes (22,42) qui se trouvent entre ces intervalles, dans les couches d'électro- des opposées (2,4),sont sensiblement perpendiculaires entre eux. 3. Composant suivant la Revendication 2, caractérisé en ce que la longueur des intervalles (21 ou 41) dans chaque ligne d'électrode (2 ou 4) est supérieure à la largeur de la ligne d'électrode opposée (4 ou 2).