Brevet FR3129771A1 — publié le 20230602

Pixel d'affichage à diodes électroluminescentes pour écran d'affichage La présente description concerne un bloc d'affichage (28) comprenant un circuit optoélectronique (26) comprenant des diodes électroluminescentes (LED) d'au moins un pixel d'affichage, une première face d'émission (39) des rayonnements lumineux des diodes électroluminescentes, une deuxième face (34) opposée à la première face (39), et des premiers plots conducteurs électriquement (36) exposés sur la deuxième face ; une gaine isolante électriquement (40) entourant le circuit optoélectronique (26) ; et des pistes conductrices électriquement (48) au contact des premiers plots conducteurs électriquement (36) et se prolongeant par des deuxièmes plots conducteurs électriquement (50) s'étendant sur la gaine (40). Figure pour l'abrégé : Fig. 4 Pixel d'affichage à diodes électroluminescentes pour écran d'affichage La présente description concerne de façon générale des pixels d'affichage comprenant des diodes électroluminescentes pour écran d'affichage. Un pixel d'une image correspond à l'élément unitaire de l'image affichée par un écran d'affichage. Pour l'affichage d'images couleur, un écran d'affichage comprend en général pour l'affichage de chaque pixel de l'image au moins trois composants, également appelés sous-pixels d'affichage, qui émettent chacun un rayonnement lumineux sensiblement dans une seule couleur (par exemple, le rouge, le vert et le bleu). La superposition des rayonnements émis par ces trois sous-pixels d'affichage fournit à l'observateur la sensation colorée correspondant au pixel de l'image affichée. Dans ce cas, on appelle pixel d'affichage de l'écran d'affichage l'ensemble formé par les trois sous-pixels d'affichage utilisés pour l'affichage d'un pixel d'une image. Chaque sous-pixel d'affichage peut comprendre une source lumineuse, notamment une diode électroluminescente. Les pixels d'affichage peuvent être répartis de façon matricielle, chaque pixel d'affichage étant situé à l'intersection d'une rangée (ou ligne) et d'une colonne de la matrice. En général, chaque rangée de pixels d'affichage est sélectionnée successivement, et les pixels d'affichage de la rangée sélectionnée sont programmés pour afficher les pixels d'image souhaités. Une matrice active est une architecture de pilotage d’écran permettant de maintenir toutes les lignes de pixels actives pendant toute la durée d’une image contrairement aux matrices dites passives où chaque ligne n’est active que pendant un temps T=Tframe/N (où Tframe est la durée de l’image et N le nombre de lignes de l’écran) . Ceci permet d'optimiser le fonctionnement des diodes électroluminescentes. En outre, il est possible d’envoyer de faibles niveaux de tension ou de courant sur les lignes de commande de la matrice, ce qui permet d'afficher des flux de données plus importants. Dans le cadre d’écran à base de diodes électroluminescentes de dimensions micrométriques, la taille des diodes électroluminescentes est généralement inférieure à la surface disponible sur l’écran pour le pixel de l’image grâce à la forte luminosité intrinsèque des diodes électroluminescentes. Un procédé de fabrication d'un écran d'affichage consiste à déposer ces diodes électroluminescentes unitaires sur un support, également appelé dalle, contenant l’électronique de pilotage. Un autre procédé de fabrication consiste à utiliser des pixels d’affichage comprenant des diodes électroluminescentes et un circuit de commande des diodes électroluminescentes. On parle alors de pixels intelligents. Ceci permet notamment de simplifier la réalisation d'une matrice active, puisque l'électronique de commande des diodes électroluminescentes du pixel d'affichage est pour l'essentiel embarquée sur le pixel d'affichage. Le document WO 2018/185433 décrit un exemple de pixel intelligent. Il est souhaitable que les dimensions des pixels d'affichage soient les plus faibles possibles pour réduire la quantité de matériaux semiconducteurs composant les pixels d'affichage et donc réduire les coûts de fabrication de ces pixels d'affichage. Toutefois, la fixation de pixels d'affichage de petites dimensions à la dalle peut alors être difficile, en particulier pour assurer une connexion électrique convenable entre des plots conducteurs des pixels d'affichage et des pistes conductrices de la dalle. Ce problème est d'autant plus sensible au vu de la tendance actuelle à l'augmentation du nombre de pixels d'affichage de l'écran. Un objet d'un mode de réalisation est de prévoir un des pixel d'affichage comprenant des diodes électroluminescentes pour un écran d'affichage palliant tout ou partie des inconvénients des pixels d'affichage à diodes électroluminescentes existants. Un objet d'un mode de réalisation est que les contraintes de précision pour la connexion des pixels d'affichage à une dalle sont réduites. Un mode de réalisation prévoit un bloc d'affichage comprenant : - un circuit optoélectronique comprenant des diodes électroluminescentes d'au moins un pixel d'affichage, une première face d'émission des rayonnements lumineux des diodes électroluminescentes, une deuxième face opposée à la première face, et des premiers plots conducteurs électriquement exposés sur la deuxième face ; - une gaine isolante électriquement entourant le circuit optoélectronique ; et - des pistes conductrices électriquement au contact des premiers plots conducteurs électriquement et se prolongeant par des deuxièmes plots conducteurs électriquement s'étendant sur la gaine. L'écart entre les deuxièmes plots conducteurs peut être augmenté par rapport à l'écart entre les premiers plots conducteurs. Ceci facilite la pose ultérieure des blocs de pixels sur une dalle, en diminuant les contraintes quant à la précision du positionnement des blocs de pixels au moment du transfert sur dalle. Selon un mode de réalisation, la gaine entoure complètement le circuit optoélectronique et la dimension minimale de la gaine dans un plan parallèle à la deuxième face est comprise entre 5 µm et 5 mm. Selon un mode de réalisation, la dimension maximale du circuit optoélectronique dans un plan parallèle à la deuxième face est comprise entre 10 µm et 200 µm et la dimension maximale du bloc d'affichage dans ledit plan parallèle à la deuxième face est comprise entre 100 µm et 500 µm. Selon un mode de réalisation, l'écart maximal entre les centres des premiers plots conducteurs électriquement est compris entre 0,5 µm et 2 mm et l'écart minimal entre les centres des deuxièmes plots conducteurs électriquement est compris entre 1 µm et 5 mm, de préférence entre 5 µm et 3 mm. Selon un mode de réalisation, le circuit optoélectronique comprend au moins deux pixels d’affichage. Selon un mode de réalisation, le circuit optoélectronique comprend quatre pixels d’affichage. Selon un mode de réalisation, le circuit optoélectronique comprend un seul circuit de commande de toutes les diodes électroluminescentes des pixels d'affichage. Le circuit optoélectronique comprend donc les diodes électroluminescentes associées à plusieurs pixels d'affichage qui sont commandés par le même circuit de de commande. Ceci permet de façon avantageuse de réduire le nombre de plots conducteurs nécessaire pour l'alimentation/la commande de ces pixels d'affichage. Ceci facilite la pose ultérieure des blocs de pixels sur une dalle, en diminuant les contraintes quant à la précision du positionnement des blocs de pixels au moment du transfert sur dalle. Selon un mode de réalisation, le circuit optoélectronique comprend seulement quatre premiers plots conducteurs électriquement. Selon un mode de réalisation, le bloc d'affichage comprend des structures diffusantes recouvrant le circuit optoélectronique, chaque structure diffusante étant au contact d'une partie de la première face d'émission et ayant une troisième face d'émission des rayonnements lumineux des diodes électroluminescentes de l'un des pixels d'affichage, le rapport entre la somme des aires des troisièmes faces d'émission et l'aire de la première face d'émission étant supérieure à 2. Ceci permet d'utiliser des pixels d'affichage de petites dimensions tout en conservant une surface d'émission importante pour chaque pixel d'affichage. Selon un mode de réalisation, les pixels d'affichage sont séparés par des premiers éléments de séparation ne laissant pas passer les rayonnements lumineux des diodes électroluminescentes et les structures diffusantes sont séparées par des deuxièmes éléments de séparation ne laissant pas passer les rayonnements lumineux des diodes électroluminescentes, les premiers éléments de séparation étant alignés avec les deuxièmes éléments de séparation au niveau de la première face d'émission. Ceci permet d'éviter la diaphonie optique entre les pixels d'affichage d'un même bloc d'affichage. Chaque structure diffusante vise à répartir les rayonnements lumineux émis par les diodes électroluminescentes du pixel d'affichage au contact de cette structure diffusante sur la totalité de la troisième face d'émission associée à la structure diffusante. Selon un mode de réalisation, la troisième face d'émission est une surface diffusante. Selon un mode de réalisation, chaque structure diffusante est au moins en partie composée d'un matériau diffusant. Selon un mode de réalisation, chaque structure diffusante forme un guide d'ondes. Selon un mode de réalisation, chaque structure diffusante comprend des motifs répartis sur une surface et réfléchissant ou diffusant les rayonnements lumineux. Selon un mode de réalisation, la densité de surface des motifs augmente en s'éloignant du circuit optoélectronique. Selon un mode de réalisation, les structures diffusantes recouvrent la gaine, au contact de la gaine ou séparée de la gaine par un film d'air par l'intermédiaire d'espaceurs interposés entre la gaine et les structures diffusantes. Selon un mode de réalisation, au moins l'une des structures diffusantes contient des luminophores. Selon un mode de réalisation, les luminophores comprennent des boîtes quantiques. Selon un mode de réalisation, au moins deux structures diffusantes contiennent des luminophores différents. Selon un mode de réalisation, les diodes électroluminescentes d'au moins deux pixels d'affichage émettent chacune un premier rayonnement lumineux à une première longueur d'onde, et dans lequel les structures diffusantes comprennent une première structure diffusante comprenant des premiers luminophores adaptés à convertir le premier rayonnement lumineux en un deuxième rayonnement lumineux à une deuxième longueur d'onde différente de la première longueur d'onde et une deuxième structure diffusante comprenant des deuxièmes luminophores adaptés à convertir le premier rayonnement lumineux en un troisième rayonnement lumineux à une troisième longueur d'onde différente de la première longueur d'onde et de la deuxième longueur d'onde. Selon un mode de réalisation, les pixels d’affichage du circuit optoélectronique sont jointifs et la première face d’émission est centrée par rapport à l'ensemble des troisièmes faces d’émission. Un mode de réalisation prévoit également un écran d'affichage comprenant une dalle et une pluralité de blocs d'affichage, tels que définis précédemment, fixés à la dalle. Selon un mode de réalisation, les pixels d’affichage des blocs d'affichage sont agencés en rangées et en colonnes, et le circuit optoélectronique de chaque bloc d'affichage comprend au moins quatre pixels d’affichage appartenant à au moins deux rangées adjacentes et à au moins deux colonnes adjacentes. Un mode de réalisation prévoit également un procédé de fabrication de blocs d'affichage tels que définis précédemment, comprenant les étapes suivantes : a) formation d'une plaque comprenant une pluralité desdits circuits optoélectroniques ; b) découpage de la plaque pour séparer lesdits circuits optoélectroniques ; et c) pour chaque circuit optoélectronique séparé, formation de la gaine isolante électriquement entourant le circuit optoélectronique ; et d) pour chaque circuit optoélectronique séparé, formation des pistes conductrices électriquement au contact des premiers plots conducteurs électriquement et se prolongeant par les deuxièmes plots conducteurs électriquement s'étendant sur la gaine. Un mode de réalisation prévoit également un procédé de fabrication d'un écran d'affichage tel que défini précédemment comprenant la mise en place des blocs d'affichage sur la dalle. Le nombre réduit de premiers plots conducteurs par pixels d'affichage, et la formation des deuxièmes plots conducteurs permet d'augmenter l'écart entre les deuxièmes plots conducteurs. Ceci facilite la pose des blocs d'affichage sur une dalle, en diminuant les contraintes quant à la précision du positionnement des blocs d'affichage au moment du transfert sur la dalle. Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la représente, de façon partielle et schématique, un exemple d'écran d'affichage ; la est une vue de dessus, partielle et schématique, d'un exemple d'agencement de pixels d'affichage d'un écran d'affichage ; la est une vue de dessus, partielle et schématique, d'un autre exemple d'agencement de pixels d'affichage d'un écran d'affichage ; la est une coupe latérale, partielle et schématique, d'un mode de réalisation d'un groupe de pixels ; la est une vue de dessus, partielle et schématique, du mode de réalisation du groupe de pixels de la ; la est une vue de dessous, partielle et schématique, du mode de réalisation du groupe de pixels de la ; la est une vue de dessus, partielle et schématique, d'un mode de réalisation d'un d'écran d'affichage ; la est une vue en coupe, partielle et schématique, illustrant un mode de réalisation d'une structure diffusante ; la une vue en coupe, partielle et schématique, illustrant un autre mode de réalisation d'une structure diffusante ; la est une vue en coupe, partielle et schématique, illustrant un autre mode de réalisation d'une structure diffusante ; la est une vue en coupe, partielle et schématique, illustrant un autre mode de réalisation d'une structure diffusante ; la est une vue en coupe, partielle et schématique, illustrant un autre mode de réalisation d'une structure diffusante ; la est une vue en coupe, partielle et schématique, illustrant un autre mode de réalisation d'une structure diffusante ; la est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un mode de réalisation plus détaillé de la structure d'un pixel d'affichage du groupe de pixels de la ; la illustre une étape d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'un écran d'affichage ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la illustre une autre étape du procédé ; la représente une image affichée par un écran d'affichage connu ; la représente l'image affichée par un écran d'affichage connu à pixels d'affichage à diodes électroluminescentes ; la représente l'image affichée par un écran d'affichage connu à pixels d'affichage à diodes électroluminescentes ; la représente l'image affichée sur un écran d'affichage comprenant les groupes de pixels de la selon un agencement des groupes de pixels ; la représente l'image affichée sur un écran d'affichage comprenant les groupes de pixels de la selon un autre agencement des groupes de pixels ; et la représente l'image affichée sur un écran d'affichage comprenant les groupes de pixels de la selon un autre agencement des groupes de pixels. Bloc d'affichage (28) comprenant : - un circuit optoélectronique (26) comprenant des diodes électroluminescentes (LED) d'au moins un pixel d'affichage (Pix), une première face d'émission (39) des rayonnements lumineux des diodes électroluminescentes, une deuxième face (34) opposée à la première face (39), et des premiers plots conducteurs électriquement (36) exposés sur la deuxième face ; - une gaine isolante électriquement (40) entourant le circuit optoélectronique (26) ; et - des pistes conductrices électriquement (48) au contact des premiers plots conducteurs électriquement (36) et se prolongeant par des deuxièmes plots conducteurs électriquement (50) s'étendant sur la gaine (40). Bloc d'affichage selon la revendication 1, dans lequel la gaine (40) entoure complètement le circuit optoélectronique (26) et dans lequel la dimension minimale de la gaine dans un plan parallèle à la deuxième face (34) est comprise entre 5 µm et 5 mm. Bloc d'affichage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la dimension maximale du circuit optoélectronique (26) dans un plan parallèle à la deuxième face (34) est comprise entre 10 µm et 200 µm et dans lequel la dimension maximale du bloc d'affichage (28) dans ledit plan parallèle à la deuxième face (34) est comprise entre 100 µm et 500 µm . Bloc d'affichage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'écart maximal entre les centres des premiers plots conducteurs électriquement (36) est compris entre 0,5 µm et 2 mm et dans lequel l'écart minimal entre les centres des deuxièmes plots conducteurs électriquement (50) est compris entre 1 µm et 5 mm. Bloc d'affichage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le circuit optoélectronique (26) comprend au moins deux pixels d’affichage (Pix). Bloc d'affichage selon la revendication 5, dans lequel le circuit optoélectronique (26) comprend quatre pixels d’affichage (Pix). Bloc d'affichage selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le circuit optoélectronique (26) comprend un seul circuit de commande (30) de toutes les diodes électroluminescentes (LED) des pixels d'affichage (Pix). Bloc d'affichage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le circuit optoélectronique (26) comprend seulement quatre premiers plots conducteurs électriquement (36). Bloc d'affichage (28) selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, comprenant des structures diffusantes (52) recouvrant le circuit optoélectronique (26), chaque structure diffusante étant au contact d'une partie de la première face d'émission (54) et ayant une troisième face d'émission des rayonnements lumineux des diodes électroluminescentes de l'un des pixels d'affichage, le rapport entre la somme des aires des troisièmes faces d'émission (54) et l'aire de la première face d'émission (39) étant supérieure à 2. Bloc d'affichage selon la revendication 9, dans lequel les pixels d'affichage (Pix) sont séparés par des premiers éléments de séparation ne laissant pas passer les rayonnements lumineux des diodes électroluminescentes (LED) et dans lequel les structures diffusantes (52) sont séparées par des deuxièmes éléments de séparation (56) ne laissant pas passer les rayonnements lumineux des diodes électroluminescentes (LED), les premiers éléments de séparation (55) étant alignés avec les deuxièmes éléments de séparation (56) au niveau de la première face d'émission (39). Bloc d'affichage selon la revendication 9 ou 10, dans lequel chaque troisième face d'émission (54) est une surface diffusante. Bloc d'affichage selon la revendication 9 ou 10, dans lequel chaque structure diffusante (52) est au moins en partie composée d'un matériau diffusant. Bloc d'affichage selon la revendication 9 ou 10, dans lequel chaque structure diffusante (52) forme un guide d'ondes. Bloc d'affichage selon la revendication 9 ou 10, dans lequel chaque structure diffusante (52) comprend des motifs (70) répartis sur une surface et réfléchissant ou diffusant les rayonnements lumineux. Bloc d'affichage selon la revendication 14, dans lequel la densité de surface des motifs (70) augmente en s'éloignant du circuit optoélectronique (26). Bloc d'affichage selon l'une quelconque des revendications 9 à 15, dans lequel les structures diffusantes (52) recouvrent la gaine, au contact de la gaine ou séparée de la gaine par un film d'air par l'intermédiaire d'espaceurs interposés entre la gaine et les structures diffusantes. Bloc d'affichage selon l'une quelconque des revendications 9 à 16, dans lequel au moins l'une des structures diffusantes (52) contient des luminophores. Bloc d'affichage selon la revendication 17, dans lequel les luminophores comprennent des boîtes quantiques. Bloc d'affichage selon la revendication 17 ou 18, dans lequel au moins deux structures diffusantes (52) contiennent des luminophores différents. Bloc d'affichage selon l'une quelconque des revendications 17 à 19, dans lequel les diodes électroluminescentes (LED) d’au moins deux pixels d’affichage (Pix) émettent chacune un premier rayonnement lumineux à une première longueur d'onde, et dans lequel les structures diffusantes (52) comprennent une première structure diffusante comprenant des premiers luminophores adaptés à convertir le premier rayonnement lumineux en un deuxième rayonnement lumineux à une deuxième longueur d'onde différente de la première longueur d'onde et une deuxième structure diffusante comprenant des deuxièmes luminophores adaptés à convertir le premier rayonnement lumineux en un troisième rayonnement lumineux à une troisième longueur d'onde différente de la première longueur d'onde et de la deuxième longueur d'onde. Bloc d'affichage selon l'une quelconque des revendications 6 à 20, dans lequel les pixels d’affichage (Pix) du circuit optoélectronique (26) sont jointifs et dans lequel la première face d’émission (39) est centrée par rapport à l'ensemble des troisièmes faces d’émission (54). Ecran d'affichage (60) comprenant une dalle (140) et une pluralité de blocs d'affichage (28) selon l'une quelconque des revendications 1 à 21 fixés à la dalle. Ecran d'affichage selon la revendication 22, dans lequel les pixels d’affichage (Pix) des blocs d'affichage (28) sont agencés en rangées et en colonnes, et dans lequel le circuit optoélectronique (26) de chaque bloc d'affichage (28) comprend au moins quatre pixels d’affichage (Pix) appartenant à au moins deux rangées adjacentes et à au moins deux colonnes adjacentes. Procédé de fabrication de blocs d'affichage (28) selon l'une quelconque des revendications 1 à 21, comprenant les étapes suivantes : a) formation d'une plaque (130) comprenant une pluralité desdits circuits optoélectroniques (26) ; b) découpage de la plaque pour séparer lesdits circuits optoélectroniques ; et c) pour chaque circuit optoélectronique séparé, formation de la gaine isolante électriquement (40) entourant le circuit optoélectronique (26) ; et d) pour chaque circuit optoélectronique séparé, formation des pistes conductrices électriquement (48) au contact des premiers plots conducteurs électriquement (36) et se prolongeant par les deuxièmes plots conducteurs électriquement (50) s'étendant sur la gaine (40). Procédé de fabrication d'un écran d'affichage (60) selon la revendication 22, comprenant la mise en place des blocs d'affichage (28) sur la dalle (140).