Brevet FR2504769A1 — publié le 19821029

La présente invention se rapporte à une structure électroluminescente qui comprend: au moins un substrat, par exemple en verre; au moins une première couche d'électrode disposée sur le substrat; au moins une deuxième couche d'électrode située à distance de la première couche d'élec- trode; une couche luminescente disposée entre la première et la deuxième couches d'électrodes; et au moins une couche supplémentaire disposée entre une couche d'électrode et la couche luminescente et ayant une fonction de limitation de courant et/ou de protection chimique. Les structures électroluminescentes conformes à l'Art antérieur comprennent, d'une manière générale, un subs- trat, par exemple en verre, ainsi que deux couches d'élec- trodes dont l'une est disposée sur le substrat Entre les couches d'électrodes est prévue une combinaison d'une couche luminescente et de couches supplémentaires ayant une fonction de limitation de courant et/ou de protection chimique Lors- qu'une tension est appliquée entre les couches d'électrodes, la couche luminescente commence à émettre de la lumière dans les zones dans lesquelles les électrodes sous tension se font face A l'exception du substrat, les couches sont prépa- rées de la façon la plus appropriée au moyen de la technique du film mince. Des combinaisons de films minces et épais par eux- mêmes ont été utilisées dans l'Art antérieur, dans des struc- tures électroluminescentes, de manière à ce que les fonctions de travail, c'est-à-dire les fonctions autres que les fonc- tions d'électrodes, de la structure soient réparties entre les films minces et épais Par exemple, le brevet des Etats- Unis d'Amérique N O 4 137 481 au nom de ailsum et Alia, décrit une structure dans laquelle la lumière est produite dans le film mince et la limitation de courant, par contre, dans le film épais. D'autre part, dans le brevet britannique N O 1 300 584 au nom de Vecht, une structure est suggérée dans laquelle la lumière est produite dans le film épais et la limitation de courant dans le film mince. L'utilisation du film épais directement comme élec- trode de la structure en film mince entraîne des problèmes qui proviennent du contact non homogène de la matière du film épais On a essayé de résoudre ces problèmes par exemple au moyen de la structure décrite dans la demande de brevet finlan- dais N O 801 318 au nom de Lindfors et Alia, dans laquelle on utilise un fond noir Toutefois, dans cette structure, afin de permettre l'emploi d'une électrode à film épais, une électrode auxiliaire à film mince, formée par lithographie sur film mince, est nécessaire. La présente invention a pour but de remplacer la lithographie sur film mince par un procédé d'impression plus simple et moins coûteux et, en même temps, d'obtenir certains avantages en ce qui concerne les fonctions utiles du film. L'invention est basée sur l'idée que la fonction de la deuxième couche d'électrode a été assignée à une couche préparée par le procédé du film épais et constituée par un liant et par des particules conductrices D'autre part, oette couche est limitée par une couche très mince d'une matière électriquement résistante, cette dernière couche formant une résistance d'étalement pour les contacts ponctuels des parti- cules conductrices dans la deuxième couche d'électrode, la densité de courant non homogène pouvant être régularisée dans cette couche résistante avant d'atteindre la couche -luminescente. Ainsi, il faut noter que, sans cette mince couche résistante, il ne serait pas possible d'utiliser une matière en film épais du type décrit, contenant des particules, comme deuxièmes couches d'électrodes, car le contact ponctuel provoqué par les particules à la surface de séparation entrai- nerait, du fait de la densité de courant non homogène, une luminescence non homogène dans la couche luminescente. Plus particulièrement, la structure électrolumines- cente conforme à la présente invention est caractérisée en ce que: la deuxième couche d'électrode est une couche prépa- rée par la technique du film épais et composée d'un liant et de particules conductrices; et entre la deuxième couche d'électrode et la couche luminescente, est prévue une très C 47 mince couche de matière électriquement résistante, limitée par la deuxième couche d'électrode et formant une résistance d'étalement pour les contacts ponctuels des particules - conductrices dans la deuxième couche d'électrode, une densiti de courant non homogène étant régularisée dans cette résis- tance d'étalement avant d'atteindre la couche luminescente. La présente invention permet d'obtenir des avan- tages sensibles Ainsi, la couche noire agissant comme deuxi me couche d'électrode peut être imprimée directement sur la couche de protection chimique, ce qui permet de supprimer la couche transparente nécessaire dans les structures confo: mes à l'Art antérieur En outre, conformément à ce qui est indiqué ci-dessus, l'opération délicate de lithographie, nécessaire dans les procédés connus, est supprimée. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de 1 description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du complé ment de description qui va suivre, qui se réfère au dessin annexé dans lequel: la figure unique est une vue en coupe partielle schématique d'une structure électroluminescente conforme à l'invention - Il doit être bien entendu, toutefois, que ce dessi et les parties descriptives correspondantes,sont donnés uni- quement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. La structure représentée au dessin comprend un substrat 1, par exemple en verre, sur lequel est disposée une première couche d'électrode 2 Cette couche d'électrode est réalisée en oxyde d'indium-étain (I Sny Oz) par projectio sous forme de film mince ayant une épaisseur de 40 à 50 nm. Cette couche peut également être préparée par le procédé d'épitaxie de couche atomique. Dans une structure en courant alternatif, une couc isolante 3 en A 1203 est déposée par le procédé d'épitaxie sur la première couche d'électrode 2, cette couche isolante C 476 9 agissant comme limiteur de courant et son épaisseur étant de préférence de 200 à 250 nm Sur la couche isolante 3 est déposée la couche luminescente 4 proprement dite (Zn S:Mn), dont l'épaisseur est de l'ordre de 300 nm Sur la couche lumi- nescente 4, une deuxième couche isolante 5 en A 1203 est eéposée par le procédé d'épitaxie de couche atomique, la couche 5 étant analogue à la couche isolante 3. Sur la couche isolante 5, une couche 6 d'une matière électriquement résistante de 10 à 100 nm d'épaisseur et de préférence de l'ordre de 50 nm d'épaisseur, est déposée par épitaxie de couche atomique, cette couche étant réalisée en Ti O 2, In 203 ou Sn O 2 En variante, cette couche peut être cons- tituée par une couche très mince en oxyde d'indium-étain dont l'épaisseur peut être de l'ordre de quelques couches d'atomes. Le point essentiel est que la conductivité de cette couche, à travers la couche, soit très élevée comparativement à sa conductivité dans la direction latérale. Les électrodes en film épais 7 et 7 ' constituant le dessin électroluminescent proprement dit, sont imprimées au moyen de la technique du film épais sur la couche 6 de matière résistante& Ces électrodes sont constituées par un liant et par des particules conductrices, de préférence des particules de graphite L'épaisseur de ces couches 7 et 7 ' est, par exemple, de 40 à 50 pm Dans cette couche, qui est formée d'une pate connue en elle-même, les particules sont situées à une cer- taine distance les unes des autres Ainsi, à la surface de séparation entre la couche 7 et la couche 6, il se forme une pluralité de contacts ponctuels à travers lesquels le courant peut passer des couches 7 et 7 ', vers la première couche d'électrode 2 Le rôle de la couche très mince 6 de matière résistante réside exactement en ce que la densité de courant, qui est non homogène du fait du contact ponctuel, peut être homogénéisée pendant son passage à travers cette couche 6, avant d'atteindre la couche isolante 5 et la couche luminescente 4 Comme la distance entre les couches en film épais 7 et 7 ', par exemple 50 à 100 pm, est très grande par comparaison avec l'épaisseur de la couche résistante 6, il ne C 4769 passe pratiquement pas de courant dans la direction latérale, à travers la couche résistance 6, d'une couche 7 en film épais à la couche adjacente 7 ', en film épais Ainsi, la couche 7 en film épais contenant des particules conductrices et la couche résistante très mince 6 délimitée de cette manière remplissent ensemble, très efficacement, la fonction de la deuxième couche d'électrode. A la surface de séparation entre la couche 7 en film épais et la couche résistante 6, la distance entre les parti- cules produisant un contact ponctuel peut varier dans la gamme de 5 à 20 pm, ce qui entraîne de ce fait une très grande hétérogénéité de la densité de courant, mais cette densité de courant peut être complètement homogénéisée au cours du passage à travers la couche résistante mince 6 Ainsi, cette couche 6 agit comme une sorte de résistance d'étalement Il en résulte par exemple que, grâce à l'invention, on obtient également une résistance en série convenant à la limitation de courant dans une structure électroluminescente en courant continu. Dans une structure en courant continu, la résistance d'étalement produite au point de contact peut être utilisée, directement pour obtenir une limitation de courant Dans le cas présent, la couche 3 est réalisée par exemple en Ti O 2 d'une épaisseur de l'ordre de 100 nm et la couche 5 en oxyde de titane-tantale d'une épaisseur de l'ordre de 200 à 500 nm. Comme la première couche d'électrode 2 peut être continue, toutes les couches 2 à 6 peuvent être-préparées sous forme de couches continues, par épitaxie de couche atomique, tandis que le dessin luminescent peut être obtenu par la technique du film épais exclusivement au moyen des couches 7. Comme autre variante, il faut indiquer que la couche 6 de matière résistante peut également être constituée par un film de carbone. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de mise en oeuvre de réalisation et d'application qui viennent d'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. REVENDICATIONS 1 Structure électroluminescente comprenant au moins un substrat ( 1) notamment en verre; au moins une prenm J couche d'électrode ( 2) disposée sur le substrat ( 1); au moiu une deuxième couche d'électrode ( 7,7 ') placée à distance de la première couche d'électrode ( 2); une couche luminescente ( 4) disposée entre la première ( 2) et la deuxième ( 7,7 ') couches d'électrode; et au moins une couche supplémentaire ( 3,5) disposée entre une couche d'électrode ( 2,7) et la couc I luminescente ( 4) et ayant une fonction de limitation du coure et/ou de protection chimique, laquelle structure est carac- térisée en ce que la deuxième couche d'électrode ( 7,7 ') est une couche préparée par la technique du film épais et constituée par un liant et par des particules conductrices, et en ce qu'entre la deuxième couche d'électrode ( 7,7 ') et la couche luminescente ( 4) est prévue une très mince couche ( 6) de mat, électriquement résistante, délimitée par la deuxième couche d'électrode ( 7,7 ') et formant une résistance d'étalement pou: les contacts ponctuels des particules conductrices dans la deuxième couche d'électrode ( 7,7 '), une densité de courant n( homogène étant homogénéisée dans cette résistance d'étalement avant d'atteindre la couche luminescente ( 4). 2 Structure électroluminescente suivant la revend: cation 1, caractérisée en ce que la deuxième couche d'électr résistante est réalisée en Ti O 2, In 203 ou Sn O 2. 4 Structure électroluminescente suivant la revend cation 3, caractérisée en ce que l'épaisseur de la couche ( 6 de matière résistante est de 10 à 100 nm et de préférence de 50 nm environ. Structure électroluminescente suivant la revend cation 1, caractérisée en ce que la couche ( 6) de matière ré sistante est réalisée en oxyde d'indium-étain (Ix Sny Oz). Cq 769 6 Structure électroluminescente suivant la revendication 5, caractérisée en ce que la couche ( 6) de matière résistante a une épaisseur de quelques couches d'atomes. 7 Structure électroluminescente suivant la reven- dication 1, caractérisée en ce que la couche ( 6) de matière résistante est constituée par un film de carbone. 8 Structure électroluminescente suivant la reven- dication 1, caractérisée en ce que la couche ( 6) de matière résistante est préparée par dépôt par le procédé d'épitaxie de couche atomique.