INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le circuit optoélectronique 20 comprend une pluralité de composants de conduction SW i où chaque composant de conduction SW i est associé à l’un unique des ensembles de diodes électroluminescentes D i . Chaque composant de conduction SW i présente une conductance électrique variable en fonction d’un signal de commande S i et comporte une première borne B1 i , une deuxième borne B2 i et une troisième borne B3 i . Chaque composant de conduction SW i est adapté à assurer le pilotage d’un ensemble de diodes électroluminescentes D i qui lui est associé. Dans le présent exemple de réalisation, chaque composant de conduction SW i est associé à l’un unique des ensembles de diodes électroluminescentes D i et chaque ensemble de diodes électroluminescentes D i est associé à l’un unique des composants de conduction SW i . Par conséquent, le nombre d’ensembles de diodes électroluminescentes D i est identique au nombre de composants de conduction SW i . Sur la , pour i variant de 1 à N, on appelle I i le courant circulant dans le composant de conduction SW i .
Le circuit optoélectronique 20 comprend également une pluralité de circuits de liaison L i , la deuxième borne de référence A 2 étant reliée à chaque ensemble de diodes électroluminescentes D i par l’un desdits circuits de liaison L i , chaque circuit de liaison L i d’une part comprenant l’un desdits composants de conduction SW i et au moins un composant résistif R i monté en série avec ledit composant de conduction SW i dudit circuit de liaison L i , d’autre part étant configuré de sorte que la première borne B1 i du composant de conduction SW i est reliée à l’ensemble de diodes électroluminescentes D i qui lui est associé et qu’une première borne de connexion Bc1 i du composant résistif R i est connectée à la deuxième borne B2 i du composant de conduction SW i dudit circuit de liaison L i et qu’une deuxième borne de connexion Bc2 i du composant résistif R i est reliée à la deuxième borne de référence A 2 .Le circuit optoélectronique 20 comprend un circuit de commande 28 comprenant un amplificateur de différence 30 et autant d’étages de sortie que de composants de conduction SW i que comprend le circuit optoélectronique 20, chacun desdits étages de sortie étant relié à la troisième borne B3 i de l’un desdits composants de conduction SW i , le circuit de commande 28 étant adapté à fournir, pour chaque circuit de liaison L i , le signal de commande S i à partir de la comparaison entre d’une part une première tension V SOURCE prise entre un premier potentiel, entre la première borne de connexion Bc1 i du composant résistif R i et la deuxième borne B2 i du composant de conduction SW i de ce circuit de liaison L i , et la deuxième borne de référence A 2 , et d’autre part au moins une deuxième tension V REF identique pour tous les composants de conduction SW i , le circuit de commande 28 étant adapté pour asservir la première tension V SOURCE à la deuxième tension V REF décalée d’une troisième tension V OFFSETi , différente pour chaque étage de sortie du circuit de commande 28.
Afin d’expliquer le fonctionnement du circuit optoélectronique 20, on considère un circuit optoélectronique ayant une structure simplifiée. La représente un cas particulier du mode de réalisation de la où N est égal à 3. Le circuit de commande 28 comprend trois étages de sortie reliés aux trois composants de conduction SW 1 , SW 2 et SW 3 au niveau des troisièmes bornes respectivement B3 1 , B3 2 et B3 3 . Une capacité C 1 montée à l’entrée du circuit optoélectronique 20 entre la première borne d’alimentation A 1 et la deuxième borne de référence A 2 permet de maintenir la tension variable V ALIM à une valeur supérieure à la tension de seuil du premier ensemble de diodes électroluminescentes D 1 . Ce montage permet de garantir que le premier ensemble de diodes électroluminescentes D 1 soit toujours passant et que le circuit optoélectronique émette de la lumière de manière continue, indépendamment de la variation de la tension variable V ALIM . Dans ce qui suit, on met l’accent sur le fonctionnement du circuit optoélectronique 20 simplifié de la .
De préférence, R 12 et R 13 désignent un mélange de groupes alcényle ou alkyle comportant de 12 à 21 atomes de carbone, par exemple dérivés des acides gras du suif ou de l’huile de palme, R 14 désigne un groupe méthyle, R 15 désigne un atome d'hydrogène. Un tel produit est par exemple commercialisé sous la dénomination REWOQUAT® W 75 par la société REWO. Un autre produit est par exemple commercialisé sous la dénomination Quaternium 87 par la société Evonik ;
- les sels de di- ou de triammonium quaternaire en particulier de formule (XII) suivante : (XII),
dans laquelle R 16 désigne un groupe alkyle comportant environ de 16 à 30 atomes de carbone éventuellement hydroxylé et/ou interrompu par un ou plusieurs atomes d’oxygène, R 17 est choisi parmi l’hydrogène ou un groupe alkyle comportant de 1 à 4 atomes de carbone ou un groupe -(CH 2 ) 3 -N+(R 16a )(R 17a )(R 18a ), R 16a , R 17a , R 18a , R 18 , R 19 , R 20 et R 21 , identiques ou différents, sont choisis parmi l’hydrogène ou un groupe alkyle comportant de 1 à 4 atomes de carbone, et X - est un anion choisi dans le groupe des halogénures, acétates, phosphates, nitrates, alkyl(C 1 -C 4 )sulfates, alkyl(C 1 -C 4 )- ou alkyl(C 1 -C 4 )aryl-sulfonates, en particulier méthylsulfate et éthylsulfate.
De tels composés sont, par exemple, le Finquat CT-P proposé par la société FINETEX (Quaternium 89), le Finquat CT proposé par la société FINETEX (Quaternium 75) ;
- les sels d'ammonium quaternaire contenant une ou plusieurs fonctions esters, tels que, par exemple, ceux de formule (XIII) suivante : (XIII),
dans laquelle : R 22 est choisi parmi les groupes alkyles en C 1 -C 6 et les groupes hydroxyalkyle ou dihydroxyalkyle en C 1 -C 6 ; R 23 est choisi parmi : le groupe –C(O)R 26 , les groupes R 27 hydrocarbonés en C 1 -C 22 , linéaires ou ramifiés, saturés ou insaturés, l'atome d'hydrogène ; R 25 est choisi parmi : le groupe –C(O)R 28 , les groupes R 29 hydrocarbonés en C 1 -C 6 , linéaires ou ramifiés, saturés ou insaturés, l'atome d'hydrogène ; R 24 , R 26 et R 28 , identiques ou différents, sont choisis parmi les groupes hydrocarbonés en C 7 -C 21 , linéaires ou ramifiés, saturés ou insaturés ; r, s et t, identiques ou différents, sont des entiers valant de 2 à 6 ; r1 et t1, identiques ou différents, valent 0 ou 1 ; r2 + r1 = 2 r et t1 + t2 = 2 t, y est un entier valent de 1 à 10, x et z, identiques ou différents, sont des entiers valant de 0 à 10, X - est un anion simple ou complexe, organique ou inorganique, sous réserve que la somme x + y + z vaut de 1 à 15, que lorsque x vaut 0 alors R 23 désigne R 27 et que lorsque z vaut 0 alors R 25 désigne R 29 .
Les groupes alkyles R 22 peuvent être linéaires ou ramifiés et plus particulièrement linéaires.
De préférence, R 22 désigne un groupe méthyle, éthyle, hydroxyéthyle ou dihydroxypropyle, et plus particulièrement un groupe méthyle ou éthyle.
Lorsque R 23 est un groupe R 27 hydrocarboné, il peut être long et avoir de 12 à 22 atomes de carbone, ou court et avoir de 1 à 3 atomes de carbone.
Avantageusement, R 24 , R 26 et R 28 , identiques ou différents, sont choisis parmi les groupes hydrocarbonés en C 11 -C 21 , linéaires ou ramifiés, saturés ou insaturés, et plus particulièrement parmi les groupes alkyle et alcényle en C 11 -C 21 , linéaires ou ramifiés, saturés ou insaturés.
Le document EP3223590B1 décrit un circuit optoélectronique qui permet de résoudre ce problème en réduisant la durée d’absence d’émission de lumière, voire de la supprimer. Pour cela, il est prévu de maintenir le courant parcourant les diodes électroluminescentes à une valeur sensiblement continue. Mais il en résulte que la valeur de la puissance dans les diodes électroluminescentes augmente en même temps que la tension appliquée par la source de tension. Cette variation de la puissance représente un inconvénient vis-à-vis de certains règlements administratifs et normatifs de plus en plus stricts en la matière, qui tentent de limiter les effets stroboscopiques.
Objet de l’invention La présente invention a pour but de proposer un circuit optoélectronique du type précité qui réponde à tout ou partie des inconvénients évoqués ci-dessus en lien avec l’état de la technique.
Notamment, le but de l’invention est de proposer un circuit optoélectronique du type précité qui réponde à au moins l’un des objectifs suivants : éviter les phases d’émission croissantes et décroissantes de la lumière, éviter des moments d’extinctions des ensembles de diodes, apporter un confort visuel, présenter une consommation électrique limitée, présenter des effets de chauffe limités.
Ce but peut être atteint grâce à la mise en œuvre d’un circuit optoélectronique comprenant une première borne d’alimentation et une deuxième borne de référence, la première borne d’alimentation et la deuxième borne de référence étant destinées à être connectées à une source de tension délivrant au circuit optoélectronique une tension variable contenant une alternance de phases positives croissantes et de phases positives décroissantes, le circuit optoélectronique comprenant : des ensembles de diodes électroluminescentes reliés entre eux dans un montage en série, lequel montage en série étant relié à la première borne d’alimentation, une pluralité de composants de conduction où chaque composant de conduction est associé à l’un unique des ensembles de diodes électroluminescentes, chaque composant de conduction présentant une conductance électrique variable en fonction d’un signal de commande, chaque composant de conduction comportant une première borne, une deuxième borne et une troisième borne, une pluralité de circuits de liaison, la deuxième borne de référence étant reliée à chaque ensemble de diodes électroluminescentes par l’un desdits circuits de liaison, chaque circuit de liaison d’une part comprenant l’un desdits composants de conduction et au moins un composant résistif monté en série avec ledit composant de conduction dudit circuit de liaison, d’autre part étant configuré de sorte que la première borne du composant de conduction est reliée à l’ensemble de diodes électroluminescentes qui lui est associé et qu’une première borne de connexion du composant résistif est connectée à la deuxième borne du composant de conduction dudit circuit de liaison et qu’une deuxième borne de connexion du composant résistif est reliée à la deuxième borne de référence, un circuit de commande comprenant un amplificateur de différence et autant d’étages de sortie que de composants de conduction que comprend le circuit optoélectronique, chacun desdits étages de sortie étant relié à la troisième borne de l’un desdits composants de conduction, le circuit de commande étant adapté à fournir, pour chaque circuit de liaison, le signal de commande à partir de la comparaison entre d’une part une première tension prise entre un premier potentiel, entre la première borne de connexion du composant résistif et la deuxième borne du composant de conduction de ce circuit de liaison, et la deuxième borne de référence, et d’autre part au moins une deuxième tension identique pour tous les composants de conduction, le circuit de commande étant adapté pour asservir la première tension à la deuxième tension décalée d’une troisième tension, différente pour chaque étage de sortie du circuit de commande.
Ce circuit optoélectronique permet avantageusement, à puissance sensiblement constante, de limiter la consommation énergétique et les problématiques de chauffe, tout en évitant les risques de périodes de variation d’émission de la lumière, favorisant ainsi le confort visuel à l’utilisation en évitant tout effet stroboscopique inconfortable.
Certains aspects préférés de ce circuit optoélectronique, mais non limitatifs, sont les suivants.
Selon un mode de réalisation, les ensembles de diodes électroluminescentes sont connectés entre eux de sorte à constituer un circuit d’émission de lumière dans lequel les ensembles de diodes électroluminescentes sont en série entre eux, le circuit d’émission de lumière ayant une première extrémité connectée électriquement à la première borne d’alimentation et une deuxième extrémité reliée à un nœud ; le circuit optoélectronique comprend autant de composants résistifs que d’ensembles de diodes électroluminescentes, et lesdits composants résistifs sont montés en série entre eux, entre le nœud et la deuxième borne de référence.
Selon un mode de réalisation, les ensembles de diodes électroluminescentes sont classés par rangs croissants d’un premier ensemble de diodes électroluminescentes à la première extrémité du circuit d’émission de lumière à un dernier ensemble de diodes électroluminescentes à la deuxième extrémité du circuit d’émission de lumière ; pour chaque circuit de liaison du circuit optoélectronique à l’exclusion du dernier ensemble de diodes électroluminescentes (c’est-à-dire l’ensemble de diodes électroluminescentes ayant le rang le plus élevé), la deuxième borne du composant de conduction est reliée à une liaison électrique raccordant deux composants résistifs montés en série entre eux.
Selon un mode de réalisation, pour chaque composant de conduction, le circuit de commande est adapté à asservir la première tension à la deuxième tension diminuée de la troisième tension qui est décroissante avec le rang de l’ensemble de diodes électroluminescentes auquel est relié le composant de conduction.
Selon un mode de réalisation, l’amplificateur de différence reçoit en entrée une tension différentielle correspondant à la différence entre la première tension et la deuxième tension.
Selon un mode de réalisation, l’amplificateur de différence est adapté à fournir un premier courant et un deuxième courant, le circuit de commande comprenant un premier miroir de courant à plusieurs sorties adapté à recopier, pour chaque composant de conduction, le premier courant ou un troisième courant multiplié par un premier facteur de recopie, et un deuxième miroir de courant à plusieurs sorties adapté à recopier, pour chaque composant de conduction, le deuxième courant ou le troisième courant multiplié par un deuxième facteur de recopie, le rapport entre le premier facteur de recopie et le deuxième facteur de recopie étant différent pour chaque composant de conduction.
Selon un mode de réalisation, le circuit optoélectronique comprend, pour chaque composant de conduction, un condensateur relié au composant de conduction ou intégré au composant de conduction, le premier miroir de courant comprenant un circuit de charge du condensateur et le deuxième miroir de courant comprenant un circuit de décharge du condensateur.
Selon un mode de réalisation, l’amplificateur de différence comprend une paire différentielle comprenant un premier transistor recevant la première tension et un deuxième transistor recevant la deuxième tension.
Selon un mode de réalisation, le premier transistor peut être un transistor MOS dont la grille reçoit la première tension et le deuxième transistor peut être un transistor MOS dont la grille reçoit la deuxième tension.
Selon un mode de réalisation, chaque composant de conduction comprend un transistor MOS.
Selon un mode de réalisation, le premier miroir de courant comprend, pour chaque composant de conduction, un premier bloc de recopie relié à la grille du transistor MOS du composant de conduction et adapté à fournir le premier courant multiplié par le premier facteur de recopie et le deuxième miroir de courant comprend, pour chaque composant de conduction, un deuxième bloc de recopie relié à la grille du transistor MOS du composant de conduction et adapté à fournir le deuxième courant multiplié par le deuxième facteur de recopie.
Un dispositif PCM 1 est typiquement fabriqué en fin de ligne de fabrication (communément désigné par back-end of line anglais, ou encore back-end). Le dispositif PCM 1 et son substrat peuvent être disposés entre deux niveaux métalliques M du back-end, notamment entre les deux derniers niveaux, par exemple entre MN et MN-1 comme illustré sur la . La position de la partie du dispositif fabriquée en début de ligne de fabrication (habituellement qualifiée de front-end) est indiquée par des pointillée en . Les intégrations peuvent plus généralement aller jusqu’à dix niveaux métalliques ou plus. Le terme de substrat ne signifie pas nécessairement une monocouche et peut comprendre un empilement de couches notamment dans le cadre d'une réalisation en back-end.
Un exemple de mise en œuvre du procédé selon l’invention va maintenant être décrit en référence aux figures 3A à 3I.
Comme illustré en , une première étape consiste en la fourniture d’un empilement 100 comprenant, empilées selon une direction d’empilement Z : une couche inférieure 110a, une couche chalcogénure 120a et une couche supérieure 130a. La couche chalcogénure 120a surmonte une face supérieure 111a de la couche inférieure 110a. De préférence, la face inférieure 122a de la couche chalcogénure 120a est au contact direct de la face supérieure 111a de la couche inférieure 110a. La couche supérieure 130a surmonte une face supérieure 121a de la couche chalcogénure 120a. De préférence, la face inférieure 132a de la couche supérieure 130a est au contact direct de la face supérieure 121a de la couche chalcogénure 120a. De préférence, les face supérieures 111a, 121a, 131a et inférieures 112a, 122a, 132a des couches inférieure 110a, chalcogénure 120a et supérieure 130a s’étendent selon des plans parallèles à un plan transversal XY perpendiculaire à la direction d’empilement Z.
Selon la direction d’empilement Z, les couches inférieure 110a, chalcogénure 120a et supérieure 130a présentent respectivement des épaisseurs e 110a , e 120a et e 130a .
L’empilement 100 présente une face supérieure 101. De préférence, la face supérieure 101 de l’empilement 100 coïncide avec la face supérieure 131a de la couche supérieure 130a.
La couche chalcogénure 120a est à base d’au moins un élément chimique de la famille des chalcogènes.
Une deuxième étape du procédé consiste en une gravure de structuration de l’empilement 100 de sorte à former un point mémoire 200 tel qu’illustré à la .
La gravure de structuration peut se dérouler selon les étapes représentées aux figures 3B à 3E. Typiquement, un masque de gravure 50 est déposé sur la face supérieure 101 de l’empilement 100 ( ). Des ouvertures 55 sont ensuite formées dans le masque de gravure 50. Une gravure est ensuite réalisée dans la couche supérieure 130a, la couche chalcogénure 120a et la couche inférieure 110a, au travers des ouvertures 55 du masque de gravure 50. Cette gravure traverse la couche supérieure 130a et la couche chalcogénure 120a sur toutes leurs épaisseurs respectives e 130a et e 120a . La gravure de structuration peut s’arrêter dans la couche inférieure 110a, ou bien traverser entièrement cette dernière.
Suite à la gravure de structuration, on obtient un point mémoire 200 comprenant une électrode inférieure 110 formée dans au moins une partie de la couche inférieure 110a, un tronçon chalcogénure 120 formé dans la couche chalcogénure 120a et une électrode supérieure 130 formée dans la couche supérieure 130a.
Les épaisseurs e 1 1 0 , e 120 , et e 1 3 0 selon la direction d’empilement Z de ces électrodes et tronçon sont chacune sensiblement égale à l’épaisseur e 1 1 0 a , e 120a , e 1 3 0a et e 120a ’ de la couche à partir de laquelle ils ont été formés.
Le point mémoire 200 présente une face supérieure 201 s’étendant sensiblement dans le même plan que la face supérieure 101 de l’empilement 100 à partir duquel le point mémoire 200 a été formé. La face supérieure 201 s’étend ainsi de préférence dans un plan sensiblement parallèle au plan transversal XY. Le point mémoire 200 présente également une surface latérale 203 s’étendant à partir de sa face supérieure 201 et sur toute sa hauteur H 200 . La géométrie de la surface latérale du point mémoire 200 dépend notamment des applications visées. Si le point mémoire 200 présente la forme d’un cylindre, sa surface latérale 203 correspond à la surface définie par les droites génératrices dudit cylindre et s’étendant sur sa hauteur H 200 . Cela est notamment le cas lorsque les différents tronçons 110, 120, 130 composant le point mémoire 200 ont la même projection dans le plan transversal XY. La surface latérale 203 du point mémoire 200 peut également être plus complexe, notamment lorsque, comme dans l’exemple illustré à la , les différents tronçons 110, 120, 130 composant le point mémoire 200 n’ont pas la même projection dans le plan transversal XY. La surface latérale 203 comprend alors typiquement une pluralité de flancs s’étendant chacun principalement dans un plan parallèle à un plan généré par deux des trois axes X, Y et Z.
Le point mémoire présente par ailleurs selon toute direction du plan transversal XY une dimension radiale l 200 . l 200 est typiquement supérieure à 10 nm et/ou inférieure à 100 nm.
L’intégralité ou une partie seulement du tronçon chalcogénure 120 est configurée pour changer de phase lors de l’utilisation du dispositif 1. Elle peut être propre à passer d’un état amorphe à un état cristallin ou inversement. Notamment, le tronçon chalcogénure 120 peut être propre à passer d’un état amorphe à un état cristallin ou inversement lorsque le tronçon chalcogénure 120 est une couche dite « mémoire ». Le passage entre l’état amorphe et l’état cristallin permet de stocker un état reset de haute résistivité à l’état amorphe ou un état set de faible résistivité à l’état cristallin dans une couche dite « mémoire ». La résistivité à l’état reset est supérieure à la résistivité à l’état set.
Comme illustré aux figures 3D à 3I, le tronçon chalcogénure 120 peut comprendre une unique couche, la couche mémoire, c’est à dire qu’il n’y a pas deux tronçons chalcogénures séparés par une couche autre qu’un tronçon chalcogénure, par exemple une électrode. Par exemple, dans ce cas, le dispositif 1 ne comprend pas de couche sélectrice décrite ultérieurement. Dans ce cas, de préférence, l’intégralité du tronçon chalcogénure 120 est configurée pour changer de phase lors de l’utilisation du dispositif. Il est également possible que seule une partie du tronçon chalcogénure 120 soit configurée pour changer de phase, par exemple dans le cas d’une programmation dans un état intermédiaire.
Selon un exemple, l’électrode inférieure 110 peut être une électrode configurée pour apporter l’impulsion électrique au tronçon chalcogénure 120 pour son passage d’un état à l’autre. L’électrode inférieure 110 peut être une électrode désignée par le terme de « heater » en anglais. Typiquement, une électrode « heater » présente une surface de contact avec le tronçon chalcogénure 120 réduite par rapport à la surface de contact entre le tronçon chalcogénure 120 et l’électrode supérieure 130. Notons qu’on peut prévoir que l’électrode inférieure 110 présente une géométrie donnée, et que l’électrode supérieure 130 présente une géométrie donnée, non nécessairement distinctes entre elles.
L’électrode supérieure 130 est généralement désignée par le terme de « top électrode ».
Un exemple d’unité élémentaire d’élevage est représenté à la selon une représentation de principe en trois dimensions. L’unité élémentaire d’élevage peut comporter un nombre prédéfini de caisses 1 empilées. Une ou plusieurs piles peuvent constituer une unité élémentaire d’élevage.
Les caisses utilisées dans le cadre de la présente invention sont empilables, c’est-à-dire qu’elles peuvent se superposer les unes au-dessus des autres, par exemple de manière légèrement encastrée, ce qui procure une certaine stabilité à la colonne de caisses ainsi formée.
Les caisses 1 utilisées sont configurées de sorte que lorsqu’elles sont empilées, au moins une première face sur laquelle les caisses forment des ouvertures 2 et au moins une deuxième face sur laquelle les caisses forment aussi des ouvertures. Un flux d’air peut traverser chaque pile de caisses entre sa première face F1 et sa deuxième face F2. Cela permet de renouveler l’air dans les caisses d’élevage et permet d’éviter, si le renouvellement de l’air est suffisant, que la température dans les caisses ne monte pas excessivement.
Les caisses 1 utilisées peuvent notamment être du type décrit dans la demande de brevet français publiée sous la référence FR3116993.