EP1456831A2 - Panneau de visualisation d'image en forme d'une matrice de cellules electroluminescentes shuntees et avec effet memoire obtenu parmi un element photosensible - Google Patents

Panneau de visualisation d'image en forme d'une matrice de cellules electroluminescentes shuntees et avec effet memoire obtenu parmi un element photosensible

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EP1456831A2
EP1456831A2 EP02805375A EP02805375A EP1456831A2 EP 1456831 A2 EP1456831 A2 EP 1456831A2 EP 02805375 A EP02805375 A EP 02805375A EP 02805375 A EP02805375 A EP 02805375A EP 1456831 A2 EP1456831 A2 EP 1456831A2
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EP
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cell
electroluminescent
layer
photoconductive
resistance
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Jean-Paul Dagois
Christophe Fery
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Definitions

  • the invention relates to an image display panel formed from an array of electroluminescent cells, comprising, with reference to FIG. 1:
  • an electroluminescent layer 16 capable of emitting light towards the front of said panel (arrows 19 of light emission),
  • a transparent front layer of electrodes 18, - at the rear of this layer a photoconductive layer 12, itself interposed between an opaque rear layer of electrodes 11 and an intermediate layer d electrodes 14 in contact with the light-emitting layer 16, optical coupling means between said light-emitting layer 16 and said photoconductive layer 12, which can for example be formed by a specific coupling layer 13 (as in the figure) or formed in the intermediate layer of electrodes 14.
  • the panels of this type also include a substrate 10, at the rear (as in the figure) or at the front of the panel, to support all of the layers described above; it is generally a plate of glass or of polymer material.
  • the photoconductive layer 12 is intended to provide the cells of the panel with a memory effect which will be described later.
  • the electrodes of the front layer 18, of the rear layer 11 and of the intermediate layer 14 are adapted in a manner known per se to be able to control and maintain the emission of the cells of the panel, independently of each other; for this purpose, the electrodes of the front layer 18 are for example arranged in lines Y and the electrodes of the rear layer 11 are then arranged in columns X, generally orthogonal to the lines; the electrodes can also have the opposite configuration: front layer electrodes in columns and rear layer electrodes in line; the cells of the panel are located at the intersections of the row electrodes Y and the column electrodes X, and are therefore arranged in a matrix.
  • the electrodes of the different layers are supplied so as to cause an electric current to flow through the cells of the panel corresponding to the light points of said image; the electric current which flows between an electrode X and an electrode Y to supply a cell positioned at the intersection of these electrodes, passes through the light-emitting layer 16 situated at this intersection; the cell thus excited by this current then emits light 19 towards the front face of the panel; the emission of all the excited cells of the panel forms the image to be displayed.
  • the electroluminescent layer 16 when it is organic, generally breaks down into three sublayers: a central electroluminescent sublayer 160 sandwiched between a hole transport sublayer 162 and an electron transport sublayer 161 .
  • the intermediate layer of electrodes 14 must be sufficiently transparent to allow adequate optical coupling between the light-emitting layer 16 and the photoconductive layer 12, since this optical coupling is necessary for the operation of the panel and, in particular, for obtaining the effect memory described below.
  • the front layer of electrodes 18 may itself comprise several sublayers, including an interface sublayer with the organic electroluminescent layer 16 intended to improve the injection of holes (anode case) or 'electrons (cathode case).
  • the photoconductive layer 16 may for example be made of amorphous silicon, or of cadmium sulphide.
  • each cell of the panel can be represented by two elements in series: - an electroluminescent element EEL including an electroluminescent layer zone 16, and,
  • This loop operation therefore rests on an adequate optical coupling between the light-emitting layer 16 and the photoconductive layer 12; if the display panel has a specific optical coupling layer, it may for example be an opaque insulating layer pierced transparent openings adapted and positioned opposite each EEL electroluminescent element, that is to say of each pixel or sub-pixel of the panel; in the absence of a specific coupling layer, it is also possible to use, as coupling means, transparent openings made in the intermediate layer of electrodes 14; other optical coupling means are possible, which are known to those skilled in the art and will not be described here in detail.
  • a specific optical coupling layer it may for example be an opaque insulating layer pierced transparent openings adapted and positioned opposite each EEL electroluminescent element, that is to say of each pixel or sub-pixel of the panel; in the absence of a specific coupling layer, it is also possible to use, as coupling means, transparent openings made in the intermediate layer of electrodes 14; other optical coupling means are possible
  • This supposed memory effect is intended to facilitate the control of the pixels and sub-pixels of the panel to visualize images and, in particular, to be able to use a method in which, successively for each line of the panel, there is an addressing phase intended to switch on the cells to be switched on in this line, then by a holding phase intended to keep the cells of this line in the state where the previous addressing phase has put them or left them.
  • each line of the panel is successively scanned to put each cell of the line scanned into the desired state, on or off; after scanning a given line, all the cells of this line are maintained or supplied in the same way so that only the cells set to the on state of this line emit light while scanning or that other lines are addressed; thus, preferably, during the maintenance phases of a line, the addressing phases of other lines take place.
  • the duration of the holding phases makes it possible to modulate the luminance of the cells of the panel and, in particular, to generate the gray levels necessary for viewing an image.
  • the addressing phase is therefore a selective phase; on the contrary, the holding phase is not selective, which makes it possible to apply the same voltage to all the cells and considerably simplifies the control of the panel.
  • an erasing photoconductive element referenced EPC in this document, connected in parallel to said electroluminescent element.
  • the erasing photoconductive element in parallel with the electroluminescent element has a resistance varying between a low value R- ON when it is excited by an erasure illumination and a low value R- OFF when it is not enlightened ; according to this document, this erasing photoconductive element is used to switch the corresponding cells which would be on and in the maintenance phase to the off state; the control method of the panel therefore comprises cell erasing phases, during which these cells are illuminated by an erasing illumination.
  • an erasure phase which generally ends a maintenance phase
  • the resistance R-ON is lower than the resistance RON-EL that the electroluminescent element EEL has in the on state, so that we can consider that the intensity of the electric current flowing through this cell still in the ON state essentially passes through the erasing photoconductive element, and not through the electroluminescent element EEL, since it is precisely a question of extinguishing it.
  • the erasing photoconductive elements have an R-OFF resistance and the elements electroluminescent E E L of the panel are either in the off state and have ROFF-EL resistance, or in the on state and have a RON-EL resistance; nothing is said in this document on the value of R-OFF compared to the value of ROFF-EL, so that the skilled person cannot learn any lesson on the effective and efficient function of shunt which would have or no the photoconductive elements for erasure in the non-excited state with respect to the electroluminescent elements in the off state.
  • the display panel forms a set of cells C n , p capable of emitting light and supplied by lines of electrodes Y n , Y n + ⁇ of the front layer 18 connected to points A corresponding to a terminal of an electroluminescent element EEL and columns of electrodes X p , X p + ⁇ of the rear layer 11 connected to points B corresponding to a terminal of photoconductive element Epc.
  • FIG. 3 illustrates, according to this conventional control mode: - for a cell C n , p , a sequence of addressing this line at time ti, with ignition of this cell which remains on for t> ⁇ , - for a cell of the following line C n + ⁇ , p , a sequence of addressing this line at time t 2 , without lighting that cell which remains off for t> t 2 .
  • the three timing diagrams Y n , Y n + 1 , X p indicate the voltages applied to the row electrodes Y n , Y n + ⁇ and to the column electrode X p to obtain these sequences.
  • FIG. 3 The bottom of FIG. 3 indicates the values of potentials at the terminals A, B (FIG. 2) of cells C n , p , C n + ⁇ , p and the on (“ON”) or off (“OFF”) state. of these cells.
  • V s or (V s -V 0ff ) to a cell in the ON state this cell remains in the ON state;
  • V a -V 0ff V s to a cell in the OFF state
  • Figure 4 shows these different potential values by locating them with respect to:
  • the value of the voltage V 0ff capable of being applied to the column electrodes such as X p must be chosen so that the voltage Va-Voff applied across the terminals of a cell is not sufficient to switch it on, therefore that Va-Voff ⁇ V ⁇ and that the voltage Vs-Voff does not affect the on or off state of the cell, therefore that V S .EL ⁇ Vs-Voff.
  • FIG. 6 The typical characteristic of a photoconductive element E PC of a cell C n , p of the panel is represented in FIG. 6 (electrical intensity -in Ampere - depending on the illumination - in lumen - when this element E c is subjected at a voltage of 10 V); taking into account the characteristics already mentioned (figure 5) of the electroluminescent element EEL, it is now possible to represent the overall current-voltage characteristics of all of these elements EEL and Epc in series forming a cell C n , p of the panel : see Figure 7, which illustrates, when applying a voltage increasing from 0 to 20 V then decreasing from 20 to 0 V across the terminals AB of a cell:
  • the subject of the invention is an image display panel comprising a matrix of electroluminescent cells with memory effect, capable of emitting light towards the front of said panel, comprising: a front network of electrodes and a rear network of electrodes, the electrodes of the front network crossing the electrodes of the rear network at each of said cells,
  • At least one electroluminescent layer forming, for each cell, at least one electroluminescent element
  • a photoconductive layer for obtaining said memory effect, forming, for each cell, a photoconductive element, the at least one electroluminescent element and the photoconductive element of each cell being electrically connected in series and the two extreme terminals of said series being connected one at an electrode of said front network and the other at an electrode of said rear network,
  • - optical coupling means at the level of each cell, between at least one electroluminescent layer of the panel and said photoconductive layer, characterized in that it comprises, for each cell, a shunt element arranged in parallel with the at least an electroluminescent element of said cell and whose resistance does not depend on the illumination.
  • the term “shunt element” is understood to mean a conventional resistance produced using a non-photoconductive material and having a resistance which does not vary substantially as a function of the illumination.
  • the electroluminescent layer or layers of the panel are organic.
  • the invention also applies to panels of the same type as those described in document US 4035774 - IBM previously cited which include a rear light-emitting layer for emitting light suitable for activating or exciting photoconductive cells and an electroluminescent layer before to emit the light necessary for viewing the images; the photoconductive layer is interposed between the two electroluminescent layers and is optically coupled only or mainly with the rear electroluminescent layer; each cell here comprises two electroluminescent elements, one rear, the other front, and an interposed photoconductive element; the extreme terminals of the series formed by these three elements are connected one to a rear electrode, the other to a front electrode.
  • the invention relates to an image display panel comprising a matrix of electroluminescent cells with memory effect, capable of emitting radiation. light towards the front of said panel, comprising:
  • an organic electroluminescent layer forming, for each cell, an electroluminescent element, one terminal of which is connected to an electrode of said front network,
  • a photoconductive layer to obtain said memory effect, forming, for each cell, a photoconductive element, one terminal of which is connected to an electrode of said rear network, - means for electrically connecting the same potential, at the level of each cell, the other terminal of the electroluminescent element and the other terminal of the photoconductive element,
  • the equivalent electrical diagram of any cell in the panel is shown in Figure 9; the references E P c, EEL refer respectively to the photoconductive element and to the electroluminescent element of this cell, as in FIG. 2 previously described; according to the invention, this cell comprises in in addition to a shunt element ES.EL, of constant resistance and independent of the illumination RS.EL, connected in parallel to the electroluminescent element EEL.
  • the resistance R S .EL is greater than the resistance RON-EL that the electroluminescent element EEL has in the on state, so that it can be considered that, when the cell is in the ON state, the intensity of the electric current which passes through it essentially passes through the electroluminescent element EEL; there is therefore preferably R S .EL>RON-EL; this limits ohmic losses in the shunt element when the cells are on; to further limit losses, it is preferable that RS.EL> 2 X RON-EL-
  • this characteristic further distinguishes the shunt element according to the invention from the photoconductive element for erasing the panel described in the document "IBM Technical Disclosure Bulletin", Vol.24, n ° 5, pp.2307- 2310 previously cited; in fact, since the resistance RS.EL of this shunt element is greater than the internal resistance RON-EL presented by the electroluminescent element EEL in the lit state, it is in no case likely to effectively shunt the element corresponding electroluminescent EEL when lit; it should be noted that, otherwise, the shunt element according to the invention would extinguish or erase the corresponding electroluminescent element, which would be absolutely contrary to the aim pursued by the invention.
  • the resistance RS.EL should be lower, preferably much lower, than the internal resistance ROFF-EL that the electroluminescent element E E L has in the off state, so that one may consider that, when the cell is in the OFF state, the intensity of the electric current which passes through it essentially passes through the shunt element E S.
  • E L we therefore has RS.EL ⁇ ROFF-EL, preferably RS.EL ⁇ ROFF-EL; in other words, the shunt element according to the invention is “on” when the electroluminescent element EEL is in the off state, whereas the photoconductive erasure element described in the document “IBM - Technical Disclosure Bulletin” previously cited is adapted to be likely to become "passing" when the electroluminescent element EEL is in the on state.
  • R O FF-EL> RON-EL which makes it possible to advantageously combine the two conditions set out above: RS.EL> RON-EL and Let ROFF-PC be the resistance of the photoconductive element EPC in the non-excited OFF state; under the control conditions of a panel previously described with reference to FIGS.
  • the resistance RS.EL of the shunt element E S .EL of the electroluminescent element EEL of this cell is less than or equal to the resistance ROFF-PC of the corresponding photoconductive element Epc when it is not in the excited state and is less than the resistance ROFF-EL of the corresponding electroluminescent element EEL when it is switched off, which generally assumes that ROFF-EL> ROFF -PC •
  • the resistance RS.EL of the shunt element ES.EL of the electroluminescent element EEL of this cell is strictly less than the resistance ROFF-PC of the corresponding photoconductive element E PC when it is not in the excited state, or even less than or equal to half of this resistance.
  • the shunt element ES.EL of the electroluminescent element according to the invention, it can be seen, as illustrated in more detail in the example below, that the panel is now provided with a memory effect actually exploitable by a conventional control method as previously described, and that the evolution of the intensity I of the current in each cell of the panel manifests a hysteresis and a holding zone (see FIGS. 4 and 10) of voltage values in which , the cell having been previously switched on, it remains on.
  • the panel according to the invention also comprises, for each cell, a shunt element arranged in parallel with the photoconductive element of said cell.
  • this additional shunt facilitates the de-excitation of the elements photoconductive and advantageously reduces the switching times of the panel cells.
  • ROFF-PC be the resistance of the photoconductive element E P c in the non-excited state OFF; the resistance RS.PC must be chosen to be much lower than the internal resistance ROFF-P C which the photoconductive element Epc has in the extinguished state, so that it can be considered that, when the cell is at OFF state, the intensity of the electric current flowing through it essentially passes through the shunt element Es.pc, * so we have RS.PC ⁇ ROFF-PC preferably Rs.pc ⁇
  • V ⁇ (1 + RS.PC / RS. E L)
  • V T / V S. E L (1 + RS.PC / RS. E L).
  • the width of the “holding zone” corresponds to VT-VS.
  • the resistance R S .PC of the shunt element E S .PC of the photoconductive element E PC of this cell is greater than or equal to the resistance R S .EL of the shunt element ES.EL of the electroluminescent element EEL of this same cell.
  • RS.PC / RS.EL ⁇ we have RS.PC / RS.EL ⁇ , and even, even better, RS.PC / R S. EL ⁇ 3.
  • the panel according to the invention comprises, at the level of each cell, a conductive element at each interface between the at least one electroluminescent layer and the photoconductive layer for electrically connecting in series the corresponding electroluminescent and photoconductive elements and the conductive elements different cells are electrically isolated from each other.
  • the conductive elements between the same light-emitting layer the same photoconductive layer form a same conductive layer which is obviously discontinuous so that the conductive elements of the different cells are electrically isolated from each other; in the case of a panel of the type described in document US 4035774 already mentioned comprising two electroluminescent layers, there are therefore two conductive interface layers.
  • each shunt element of the electroluminescent element is connected to the same electrode of the front network and to the same conductive element of the intermediate layer as the electroluminescent element EEL as he shunts; where appropriate, each shunt element of the photoconductive element is connected to the same electrode of the rear network and to the same conductive element of the intermediate layer as the photoconductive element Ep C which it shunts; by shunt element is meant any means of shunting: several examples will be given later.
  • the panel according to the invention comprises means for controlling the cells for viewing images, adapted to implement a method in which, successively for each row of cells in the panel, there is a selective addressing phase. intended to ignite the cells to be ignited in this line, then by a non-selective phase of maintenance intended to maintain the cells of this line in the state where the preceding phase of addressing put them or left them.
  • FIG. 1 is a diagram in section of a cell of an electroluminescent panel with photoconductive layer of the prior art
  • FIG. 2 illustrates the equivalent electrical diagram of the cell of FIG. 1,
  • FIG. 3 gives three timing diagrams of the voltages applied to two line electrodes and to a column electrode of an electroluminescent matrix panel with memory effect, when using a conventional panel control method adapted to take advantage of the effect memory of cells in this panel,
  • FIG. 4 illustrates the positioning of the different voltages applied to the electrodes of a panel during the application of a control method of FIG. 3,
  • FIGS. 5 and 6 show the typical characteristics respectively of an electroluminescent element EEL and a photoconductive element EPC of a cell of a panel as shown in Figures 1 and 2;
  • FIG. 7 illustrates, according to the prior art, the distribution of the voltages VE -e ⁇ and VE- PC respectively at the terminals of the electroluminescent element EEL and the photoconductive element Epc of a cell of a panel such as shown in Figures 1 and 2, when applying to the terminals AB of this cell a cycle of increasing voltage (0 to 20 V), then decreasing (20 to 0 V); this figure also illustrates the evolution of the intensity of the current flowing in this cell;
  • FIG. 8 is a diagram in section of a cell of an electroluminescent panel with photoconductive layer according to an embodiment of the invention,
  • FIG. 9 illustrates the electrical equivalent diagram of the cell of Figure 8
  • FIG. 10 illustrates, according to the invention, the distribution of the voltages V Ee ⁇ and
  • V E - pc respectively at the terminals of the electroluminescent element EEL and of the photoconductive element EPC of a cell of a panel as shown in FIGS. 8 and 9, when one applies to the terminals AB of this cell a cycle of increasing voltage (0 to 20 V), then decreasing (20 to 0 V); this figure also illustrates the evolution of the intensity of the current flowing in this cell;
  • FIGS. 11 and 12 are sections of a first embodiment of a panel according to the invention, respectively along the direction of the row electrodes and along the direction of the column electrodes, intended to illustrate a method of manufacturing this panel ;
  • FIGS. 11 and 12 are sections of a second embodiment of a panel according to the invention, respectively along the direction of the electrodes lines and in the direction of the column electrodes, intended to illustrate a variant of the method of manufacturing this panel illustrated in FIGS. 11 and 12.
  • FIG. 15 illustrates the electrical equivalent diagram of a cell according to another advantageous embodiment of the invention.
  • the figures representing chronograms do not take into account a scale of values in order to better reveal certain details which would not appear clearly if the proportions had been respected.
  • each cell of the panel according to the invention comprises, in addition to the elements of the panel already described with reference to FIG. 1 which here have the same references: - barriers 20 surrounding the zone of electroluminescent layer 16 and the zone of intermediate layer of electrodes 14 of this cell, the base of which rests on the photoconductive layer 12, and the apex of which reaches at least at the level of the transparent front layer of electrodes 18;
  • this shunt layer 21 forms the ES.EL shunt element according to the invention; resistance RS. E L of this shunt element ES.EL is proportional to the width of the layer 21 (which extends in the direction of the height of the barriers) and inversely proportional to its thickness; the dimensioning of this shunt layer, in particular its thickness, the material of this shunt layer 21 are chosen so that, at each cell, the resistance RS.EL of this shunt element ES.EL that it form either: - On the one hand, less than or equal to the ROFF-PC resistance of the photoconductive element Epc corresponding to the electroluminescent layer zone 16 of this cell, when it is not in the excited state;
  • this shunt layer 21 is not photoconductive so that the resistance of the corresponding shunt elements does not depend on the illumination.
  • the barriers 20 then form a two-dimensional network delimiting the cells of the panel; the dimensioning of these barriers, in particular their height, the material of these barriers are chosen so that, at the level of each cell, the electrical resistance of these barriers, measured between their base and their top, is much greater than that RS .EL of the ES.EL shunt element of this cell; thus, these barriers electrically isolate the cells of the panel from one another; so,
  • the shunt layer has discontinuities around the edges of the barriers of a cell, so that, for example, only the barriers on one side of each cell are covered with this layer shunt; on the other hand, it is obviously essential that this shunt layer 21 puts the photoconductive layer 12 and the transparent electrode of the layer 18 in electrical contact.
  • this electrical contact can be provided indirectly via the electrodes of the intermediate layer 14.
  • each cell of the panel can be represented by the following elements: an electroluminescent element EEL including an electroluminescent layer zone 16, and,
  • a shunt element ES.EL formed by the shunt layer 21 of this cell.
  • FIG. 10 illustrates, when applying a voltage increasing from 0 to 20 V then decreasing from 20 to 0 V at the AB terminals of a cell:
  • Va cell ignition voltage
  • V ⁇ is that which, applied to the terminals of a cell which is switched off in the OFF state, causes its ignition and its transition to the ON state
  • V s cell holding voltage
  • V 0 f f the value of V s -V 0ff
  • the voltage VS.EL is that which applied to the terminals of an electroluminescent element E E L, causes its ignition (V> VS. E L) OR its extinction (V ⁇ V S .EL); the value of VS.EL is also shown in FIG. 10.
  • V ⁇ (1+ ROFF-PC / RS.EL) V S .EL -
  • FIGS. 11 and 12 are sections of the panel respectively along the direction of the row electrodes and along the direction of the column electrodes.
  • a homogeneous layer of aluminum is deposited by sputtering or by vacuum evaporation (“PVD”) and then the layer obtained is etched so as to form a network of parallel electrodes or column electrodes X p , X p + 1 : the opaque rear layer of electrodes 11 is thus obtained.
  • PVD vacuum evaporation
  • a homogeneous layer of photoconductive material 12 is then deposited: for example amorphous silicon by chemical vapor deposition assisted by plasma (“PECVD”, or Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition in English) , or one organic photoconductive material by chemical vapor deposition ("CVD”) or centrifugation deposition ("spin-coating" in English).
  • PECVD chemical vapor deposition assisted by plasma
  • CVD plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition in English
  • spin-coating centrifugation deposition
  • the optical coupling layer 13 is then applied, comprising, for each future light-emitting cell C n , p , a coupling element 25 formed of a portion of opaque aluminum layer pierced in its center with an opening 26 intended to leave pass from the light towards the photoconductive layer 12: one proceeds by deposition of a homogeneous layer of aluminum 25 then etching of the apertures 26 of optical coupling, positioned in the center of the future cells of the panel as well as etching of the zones defining the future barriers 20 intended to partition the panel into cells.
  • a thin and conductive layer 14 of mixed indium tin oxide (“ITO”) is then applied by vacuum sputtering, intended to form intermediate electrodes for connection between the photoconductive elements of the photoconductive layer 12 and the light emitting elements of each cell. This layer is then etched, still to define the areas on which the barriers 20 will be placed.
  • ITO mixed indium tin oxide
  • the material used for "shunting" according to the invention is deposited in a homogeneous solid layer over the entire active surface of the panel; this layer follows the reliefs that the surface of the panel presents at this stage of the process; the ES.EL shunt elements according to the invention are then obtained by full plate anisotropic etching so as to leave a shunt layer of thickness equal to the initial thickness of the deposit only on the walls of the barriers 20; by referring to the figure, the etching therefore operates only in the vertical direction and only removes the horizontal parts of the shunt layer; the shunt layer 21 and the ES.EL shunt elements according to the invention are then obtained for each cell; for example the material of "Shunting" can be titanium nitride (TiN) obtained by chemical vapor deposition ("CVD"); Anisotropic etching can be done in a “high density” plasma etching enclosure using suitable chemistry known in itself.
  • TiN titanium nitride
  • CVD chemical vapor deposition
  • a network of separators 20 'perpendicular to the column electrodes X p , Xp + i perpendicular to the column electrodes X p , Xp + 1 and between the future cells, it is then possible to mount, on the barriers 20, a network of separators 20 'perpendicular to the column electrodes X p , Xp + i: for this purpose, a homogeneous layer of organic barrier resin is first deposited by centrifugation ("spin-coating" in English), then this layer is etched so as to form the network of separators 20 ′. ; the height of the separators, that is to say the thickness of the deposited layer, must be much greater than the thickness of the layers still to be deposited in the subsequent phases of the process, as illustrated in FIG. 12.
  • the organic layers 161, 160, 162 are then deposited to form the electroluminescent elements EEL of the electroluminescent layer 16; these organic layers 161, 160, 162 are known in themselves and are not described here in detail; other variants can be envisaged without departing from the invention, in particular the use of mineral electroluminescent materials.
  • the transparent conductive layer 18 is then deposited so as to form electrode lines Y n , Y n + ⁇ : preferably, this layer includes the cathode and an ITO layer. It is necessary that the deposition conditions are such that the edge of the shunt elements E S .EL of each cell is covered by this transparent layer 18. This gives an image display panel according to the invention.
  • the process remains the same as the method described above, with the difference that the surface layer of the sides of the barriers 20 will be used as an ES.EL shunt element according to the invention, in place of the shunt layer 21; for this purpose, the barriers will be doped on the surface to make the surface layer more conductive; this process is advantageous because it avoids depositing a specific shunt layer; given the usual dimensions of the barriers (of the order of 1 ⁇ m thick for 40 ⁇ m wide), the leakage generated by the surface doping of the barriers will be sufficient to obtain the desired shunt effect between the electrodes at the terminals of the elements electroluminescent E E L within each cell; the conductive doping of the barriers being only superficial, the same electrical insulation as above is preserved between the cells of the panel.
  • the shunt function according to the invention is ensured by doping the organic electroluminescent multilayer 16 adapted to create parallel channels for non-recombinant transport of charges through this layer.
  • the present invention applies to any type of electroluminescent matrix panels, whether they use organic electroluminescent materials or inorganic electroluminescent materials.

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Abstract

Panneau comprenant : - un réseau avant d'électrodes (18) et un réseau arrière d'électrodes (11), - une couche électroluminescente (16) formant, pour chaque cellule, un élément électroluminescent EEL relié à une électrode du réseau avant en A, avec, en parallèle et selon l'invention, un élément de shunt ES.EL, - une couche photoconductrice (12) formant, pour chaque cellule (1), un élément photoconducteur EPC reliée à une électrode du réseau arrière (11) en B, - des moyens de couplage optique entre l'élément électroluminescent (EEL) et l'élément photoconducteur (EPC). Grâce au shunt selon l'invention, on améliore sensiblement l'effet mémoire.

Description

PANNEAU DE VISUALISATION D'IMAGES FORME D'UNE MATRICE DE CELLULES ELECTROLUMINESCENTES A EFFET MEMOIRE
SHUNTEES.
L'invention concerne un panneau de visualisation d'images formé d'une matrice de cellules électroluminescente, comprenant, en référence à la figure 1 :
- une couche électroluminescente 16 susceptible d'émettre de la lumière vers l'avant dudit panneau (flèches 19 d'émission de lumière),
- à l'avant de cette couche, une couche avant transparente d'électrodes 18, - à l'arrière de cette couche, une couche photoconductrice 12, elle-même intercalée entre une couche arrière opaque d'électrodes 11 et une couche intermédiaire d'électrodes 14 au contact de la couche électroluminescente 16, des moyens de couplage optique entre ladite couche électroluminescente 16 et ladite couche photoconductrice 12, qui peuvent par exemple être formés par une couche de couplage spécifique 13 (comme sur la figure) ou formés dans la couche intermédiaire d'électrodes 14.
Les panneaux de ce type comportent également un substrat 10, à l'arrière (comme sur la figure) ou à l'avant du panneau, pour supporter l'ensemble des couches précédemment décrites ; il s'agit en général d'une plaque de verre ou de matériau polymère.
La couche photoconductrice 12 est destinée à apporter aux cellules du panneau un effet mémoire qui sera décrit ultérieurement.
Les électrodes de la couche avant 18, de la couche arrière 11 et de la couche intermédiaire 14 sont adaptées d'une manière connue en elle-même pour pouvoir commander et maintenir l'émission des cellules du panneau, indépendamment les unes des autres ; à cet effet, les électrodes de la couche avant 18 sont par exemple disposées en lignes Y et les électrodes de la couche arrière 11 sont alors disposées en colonnes X, généralement orthogonales aux lignes ; les électrodes peuvent également avoir la configuration inverse : électrodes de couche avant en colonnes et électrodes de couche arrière en ligne ; les cellules du panneau sont situées aux intersections des électrodes lignes Y et des électrodes colonnes X, et sont donc disposées en matrice. Pour visualiser sur un tel panneau des images partitionnées en une matrice de points lumineux, on alimente les électrodes des différentes couches de manière à faire circuler un courant électrique au travers des cellules du panneau correspondant aux points lumineux de ladite image ; le courant électrique qui circule entre une électrode X et une électrode Y pour alimenter une cellule positionnée à l'intersection de ces électrodes, traverse la couche électroluminescente 16 située à cette intersection ; la cellule ainsi excitée par ce courant émet alors de la lumière 19 vers la face avant du panneau ; l'émission de l'ensemble des cellules excitées du panneau forme l'image à visualiser.
Les documents US 4035774 - IBM , US 4808880 - CENT, US 6188175 B1 - CDT décrivent des panneaux de ce type.
La couche électroluminescente 16, lorsqu'elle est organique, se décompose en général en trois sous-couches : une sous-couche centrale 160 électroluminescente intercalée entre une sous-couche 162 de transport de trous et une sous-couche 161 de transport d'électrons.
Les électrodes de la couche avant d'électrodes 18, au contact de la sous- couche 162 de transport de trous, servent alors d'anodes ; cette couche d'électrodes 18 doit être transparente, au moins partiellement, pour laisser passer vers l'avant du panneau la lumière émise par la couche électroluminescente 16 ; les électrodes de cette couche sont généralement elles-mêmes transparentes et réalisées en oxyde mixte d'étain et d'indium (« ITO »), ou en polymère conducteur comme du polyéthylènedioxythiophène (« PDOT »). La couche intermédiaire d'électrodes 14 doit être suffisamment transparente pour permettre un couplage optique adéquat entre la couche électroluminescente 16 et la couche photoconductrice 12, car ce couplage optique est nécessaire au fonctionnement du panneau et, notamment, à l'obtention de l'effet mémoire décrit ci-après. Les documents cités ci-dessus divulguent également des configurations où, à l'inverse de ce qui vient d'être décrit, d'une part, les électrodes de la couche intermédiaire d'électrodes 14 et la sous-couche 161 servent respectivement à l'injection et au transport des trous dans la sous-couche électroluminescente 160, d'autre part, les électrodes de la couche avant d'électrodes 18 et la sous-couche 162 servent respectivement à l'injection et au transport des électrons dans la sous-couche électroluminescente 160.
Selon une autre variante, la couche avant d'électrodes 18 peut elle-même comporter plusieurs sous-couches, dont une sous-couche d'interface avec la couche organique électroluminescente 16 destinée à améliorer l'injection de trous (cas anode) ou d'électrons (cas cathode).
La couche photoconductrice 16 peut être par exemple en silicium amorphe, ou en sulfure de cadmium.
Dans les panneaux de visualisation de ce type, le rôle de la couche photoconductrice 12 est d'apporter un effet « mémoire » aux cellules du panneau ; en se reportant à la figure 2; chaque cellule du panneau peut être représentée par deux éléments en série : - un élément électroluminescent EEL englobant une zone de couche électroluminescente 16, et,
- un élément photoconducteur EPC englobant une zone de couche photoconductrice 12 au regard de cette même zone de couche électroluminescente 16. L'effet mémoire que l'on obtient reposerait sur un fonctionnement en boucle, tel que représenté à la figure 2 : tant qu'un élément électroluminescent EEL d'une cellule émet de la lumière 19 dont une partie 19' parvient, par couplage optique, à l'élément photoconducteur EPc de cette même cellule, l'interrupteur formé par cet élément EPC est fermé, et tant que cet interrupteur est fermé, l'élément électroluminescent EEL est alimenté en courant entre une borne A au contact d'une électrode de la couche avant 18 et une borne B au contact d'une électrode de la couche arrière 11 ; l'élément électroluminescent EEL émet donc de la lumière 19 dont une partie 19' excite l'élément photoconducteur EPC. Ce fonctionnement en boucle repose donc sur un couplage optique adéquat entre la couche électroluminescente 16 et la couche photoconductrice 12 ; si le panneau de visualisation comporte une couche spécifique de couplage optique, il peut s'agir par exemple d'une couche isolante opaque percée d'ouvertures transparentes adaptées et positionnées en face de chaque élément électroluminescent EEL, c'est à dire de chaque pixel ou sous-pixel du panneau ; en l'absence de couche spécifique de couplage, on peut également utiliser, comme moyen de couplage, des ouvertures transparentes pratiquées dans la couche intermédiaire d'électrodes 14 ; d'autres moyens de couplage optique sont envisageables, qui sont connus de l'homme du métier et ne seront pas décrits ici en détail.
Cet effet mémoire supposé est destiné à faciliter la commande des pixels et sous-pixels du panneau pour visualiser des images et, notamment, à pouvoir utiliser un procédé dans lequel, successivement pour chaque ligne du panneau, on passe par une phase d'adressage destinée à allumer les cellules à allumer dans cette ligne, puis par une phase de maintien destinée à maintenir les cellules de cette ligne dans l'état où la phase précédente d'adressage les a mises ou laissées.
En pratique, on balaye successivement chaque ligne du panneau pour mettre chaque cellule de la ligne balayée dans l'état souhaité, allumé ou éteint ; après balayage d'un ligne donnée, on maintient ou on alimente de la même façon l'ensemble des cellules de cette ligne pour que seulement les cellules mises à l'état allumé de cette ligne émettent de la lumière pendant que l'on balaye ou que l'on adresse d'autres lignes ; ainsi, de préférence, pendant les phases de maintien d'une ligne, se déroulent les phases d'adressage d'autres lignes.
En pratique, la durée des phases de maintien permet de moduler la luminance des cellules du panneau et, notamment, de générer les niveaux de gris nécessaires à la visualisation d'une image.
La mise en œuvre d'un tel procédé de commande des cellules du panneau passe généralement par :
- lors des phases d'adressage, l'application, uniquement aux bornes A, B des cellules à allumer, d'une tension d'allumage Va ;
- lors des phases de maintien, l'application aux bornes A, B de toutes les cellules d'une tension de maintien Vs , qui doit être suffisamment élevée pour que les cellules préalablement allumées restent allumées, et suffisamment faible pour ne pas risquer d'allumer les cellules préalablement non allumées.
La phase d'adressage est donc une phase sélective ; la phase de maintien n'est au contraire pas sélective, ce qui permet d'appliquer la même tension à toutes les cellules et simplifie considérablement la commande du panneau.
Le document « IBM Technical Disclosure Bulletin », Vol.24, n°5, pp.2307- 2310, intitulé « Erasable memory storage Display », décrit un panneau de visualisation dont chaque cellule comprend : - un élément inorganique électroluminescent Zel et un élément photoconducteur LPC branchés en série comme dans les panneaux de visualisation du type précité,
- en outre, un élément photoconducteur d'effacement, référencé EPC dans ce document, branché en parallèle sur ledit élément électroluminescent. L'élément photoconducteur d'effacement en parallèle avec l'élément électroluminescent présente une résistance variant entre une valeur faible R- ON lorsqu'il est excité par un éclairement d'effacement et une valeur faible R- OFF lorsqu'il n'est pas éclairé ; selon ce document, cet élément photoconducteur d'effacement sert à faire passer à l'état éteint les cellules correspondantes qui seraient allumées et en phase de maintien ; le procédé de pilotage du panneau comprend donc des phases d'effacement de cellules, lors desquelles on éclaire ces cellules par un éclairement d'effacement.
Lors d'une phase d'effacement, qui termine généralement une phase de maintien, il convient évidemment que, au niveau de chaque cellule qui est allumée à l'état ON, qui est à effacer, et dont l'élément photoconducteur d'effacement est excité, la résistance R-ON soit inférieure à la résistance RON-EL que présente l'élément électroluminescent EEL à l'état allumé, de manière à ce que l'on puisse considérer que l'intensité du courant électrique qui traverse cette cellule encore à l'état ON passe essentiellement par l'élément photoconducteur d'effacement, et non pas par l'élément électroluminescent EEL , puisqu'il s'agit précisément de l'éteindre.
En dehors des phases d'effacement, les éléments photoconducteurs d'effacement présentent une résistance R-OFF et les éléments électroluminescents EEL du panneau sont soit à l'état éteint et présentent résistance ROFF-EL, soit à l'état allumé et présentent une résistance RON-EL ; rien n'est dit dans ce document sur la valeur de R-OFF par rapport à la valeur de ROFF-EL, de sorte que l'homme du métier ne peut tirer aucun enseignement sur la fonction effective et efficace de shunt qu'auraient ou non les éléments photoconducteurs d'effacement à l'état non excité vis à vis des éléments électroluminescents à l'état éteint.
Ainsi, ce document se borne à décrire des moyens susceptibles de shunter efficacement des éléments électroluminescents à l'état allumé pour les effacer, alors que l'invention, comme on le verra ci-après, propose, dans un tout autre but, des moyens pour shunter les éléments électroluminescents à l'état éteint.
On va maintenant décrire plus précisément l'effet mémoire lorsqu'on applique un procédé de commande de ce type à un panneau électroluminescent à effet mémoire du type qui vient d'être décrit, dans le cas où les zones de la couche d'électrodes intermédiaires 14 propres à chaque élément électroluminescent EEL sont isolées électriquement les unes des autres, de sorte que le potentiel électrique au point commun C de l'élément électroluminescent EEL et de l'élément photoconducteur Epc est flottant.
Toujours en référence à la figure 2, le panneau de visualisation forme un ensemble de cellules Cn,p susceptibles d'émettre de la lumière et alimentée par des lignes d'électrodes Yn, Yn+ι de la couche avant 18 reliées à des points A correspondant à une borne d'élément électroluminescent EEL et des colonnes d'électrodes Xp, Xp+ι de la couche arrière 11 reliées à des points B correspondant à une borne d'élément photoconducteur Epc.
La figure 3 illustre, selon ce mode de commande classique : - pour une cellule Cn,p , une séquence d'adressage de cette ligne au temps ti, avec allumage de cette cellule qui reste allumée pour t> ι, - pour une cellule de la ligne suivante Cn+ι,p , une séquence d'adressage de cette ligne au temps t2, sans allumage de celle cellule qui reste éteinte pour t>t2. Les trois chronogrammes Yn, Yn+1, Xp indiquent les tensions appliquées aux électrodes lignes Yn, Yn+ι et à l'électrode colonne Xp pour obtenir ces séquences.
Le bas de la figure 3 indique les valeurs de potentiels aux bornes A, B (figure 2) des cellules Cn,p, Cn+ι,p et l'état allumé (« ON ») ou éteint (« OFF ») de ces cellules.
Pour obtenir l'état ON ou OFF indiqué au bas de cette figure, il faut donc que, en appliquant aux bornes A, B d'une cellule telle que représentée à la figure 2 : - un potentiel Va à une cellule à l'état OFF, cette cellule bascule à l'état
ON ;
- un potentiel Vs ou (Vs-V0ff) à une cellule à l'état ON, cette cellule reste à l'état ON ;
- un potentiel (Va-V0ff) ou Vs à une cellule à l'état OFF, cette cellule reste à l'état OFF ;
La figure 4 reprend ces différentes valeurs de potentiel en les situant par rapport :
- à la tension seuil VS.EL aux bornes AC de la diode électroluminescente EEL de la cellule (figure 2), en deçà laquelle cette diode s'éteint et au delà de laquelle elle s'allume ; la caractéristique typique d'une telle diode EEL est représentée à la figure 5 (intensité lumineuse émise -en lumen - en fonction de la tension appliquée - en Volt) ;
- à la tension Vτ aux bornes AB d'une cellule au delà de laquelle une cellule éteinte à l'état OFF s'allume et passe à l'état ON.
Pour obtenir l'effet mémoire recherché, la valeur de la tension V0ff susceptible d'être appliquée aux électrodes colonnes comme Xp doit être choisie de manière à ce que la tension Va-Voff appliquée aux bornes d'une cellule ne soit pas suffisante pour l'allumer, donc que Va-Voff < Vτ et à ce que la tension Vs-Voff n'affecte pas l'état allumé ou éteint de la cellule, donc que VS.EL < Vs-Voff .
Comme l'illustre la figure 4, pour un bon fonctionnement du panneau, il convient donc qu'une cellule Cn,p à laquelle on a appliqué une tension Va > Vτ continue d'émettre une quantité de lumière importante même si la tension appliquée à ses bornes décroît jusqu'à la valeur Vs-V0ff, qui reste supérieure à VS.EL ; pour ce type de fonctionnement, il est nécessaire que la cellule, c'est à dire que l'élément électroluminescent EEL et l'élément photoconducteur E C branchés en série présentent une hystérésis importante.
La caractéristique typique d'un élément photoconducteur EPC d'une cellule Cn,p du panneau est représentée à la figure 6 (intensité électrique -en Ampère - en fonction de l'éclairement - en lumen - lorsque cet élément E c est soumis à une tension de 10 V) ; compte tenu des caractéristiques déjà citées (figure 5) de l'élément électroluminescent EEL, il est maintenant possible de représenter les caractéristiques globales courant-tension de l'ensemble de ces éléments EEL et Epc en série formant une cellule Cn,p du panneau : voir la figure 7, qui illustre, lorsqu'on applique une tension croissante de 0 à 20 V puis décroissante de 20 à 0 V aux bornes AB d'une cellule :
- la tension V Eel aux bornes AC de l'élément électroluminescent de la cellule ;
- la tension V Epc aux bornes CB de l'élément photoconducteur de la cellule ; - l'intensité I du courant circulant dans cette cellule.
On constate qu'au cours d'un cycle de croissance jusqu'à l'allumage (intensité élevée) puis de décroissance jusqu'à l'extinction, l'évolution de l'intensité I du courant dans cette cellule ne manifeste aucune hystérésis, ce qui montre qu'il n'existe en réalité aucune zone de maintien (voir figure 4) de valeurs de tensions dans laquelle, la cellule ayant été préalablement allumée, celle-ci reste allumée ; on n'obtient donc pas l'effet mémoire précédemment décrit.
L'invention a pour but de pallier l'absence ou l'insuffisance d'effet mémoire. A cet effet, l'invention a pour objet un panneau de visualisation d'images comprenant une matrice de cellules électroluminescentes à effet mémoire, susceptibles d'émettre de la lumière vers l'avant dudit panneau, comprenant : - un réseau avant d'électrodes et un réseau arrière d'électrodes, les électrodes du réseau avant croisant les électrodes du réseau arrière au niveau de chacune desdites cellules,
- au moins une couche électroluminescente formant, pour chaque cellule, au moins un élément électroluminescent,
- une couche photoconductrice pour obtenir ledit effet mémoire, formant, pour chaque cellule, un élément photoconducteur, l'au moins un élément électroluminescent et l'élément photoconducteur de chaque cellule étant reliés électriquement en série et les deux bornes extrêmes de ladite série étant reliées l'une à une électrode dudit réseau avant et l'autre à une électrode dudit réseau arrière,
- des moyens de couplage optique, au niveau de chaque cellule, entre au moins une couche électroluminescente du panneau et ladite couche photoconductrice , caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque cellule, un élément de shunt disposé en parallèle de l'au moins un élément électroluminescent de la dite cellule et dont la résistance ne dépend pas de l'éclairement.
Comme la résistance des éléments de shunt ne dépend pas de l'éclairement, l'utilisation comme shunts d'éléments photoconducteurs d'effacement tels que décrits dans le document « IBM Technical Disclosure Bulletin », Vol.24, n°5, pp.2307-2310 précédemment cité est tout à fait exclue ; on entend donc ici par élément de shunt une résistance classique réalisée à l'aide d'un matériau non photoconducteur et présentant une résistance qui ne varie pas sensiblement en fonction de l'éclairement. De préférence, la ou les couches électroluminescentes du panneau sont organiques.
L'invention s'applique également aux panneaux du même type que ceux décrits dans le document US 4035774 - IBM précédemment cité qui comprennent une couche électroluminescente arrière pour émettre la lumière adaptée à l'activation ou l'excitation des cellules photoconductrices et une couche électroluminescente avant pour émettre la lumière nécessaire à la visualisation des images ; la couche photoconductrice est intercalée entre les deux couches électroluminescentes et est optiquement couplée uniquement ou principalement avec la couche électroluminescente arrière ; chaque cellule comprend ici deux éléments électroluminescents, l'un arrière, l'autre avant, et un élément photoconducteurs intercalé ; les bornes extrêmes de la série formée par ces trois éléments sont connectées l'une à une électrode arrière, l'autre à une électrode avant.
Dans le cas, le plus fréquent, où le panneau ne comprend qu'une seule couche organique électroluminescente, l'invention a pour objet un panneau de visualisation d'images comprenant une matrice de cellules électroluminescentes à effet mémoire, susceptibles d'émettre de la lumière vers l'avant dudit panneau, comprenant :
- un réseau avant d'électrodes et un réseau arrière d'électrodes, les électrodes du réseau avant croisant les électrodes du réseau arrière au niveau de chacune desdites cellules,
- une couche organique électroluminescente formant, pour chaque cellule, un élément électroluminescent dont une borne est reliée à une électrode dudit réseau avant,
- une couche photoconductrice pour obtenir ledit effet mémoire, formant, pour chaque cellule, un élément photoconducteur dont une borne est reliée à une électrode dudit réseau arrière, - des moyens pour relier électriquement au même potentiel, au niveau de chaque cellule, l'autre borne de l'élément électroluminescent et l'autre borne de l'élément photoconducteur,
- des moyens de couplage optique entre ledit élément électroluminescent de chaque cellule et ledit élément photoconducteur de cette même cellule, caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque cellule, un élément de shunt disposé en parallèle de l'élément électroluminescent de la dite cellule et dont la résistance ne dépend pas de l'éclairement.
Selon ce mode de réalisation le plus fréquent de l'invention, le schéma électrique équivalent d'une cellule quelconque du panneau est représenté à la figure 9 ; les références EPc, EEL renvoient respectivement à l'élément photoconducteur et à l'élément électroluminescent de cette cellule, comme sur la figure 2 précédemment décrite ; selon l'invention, cette cellule comporte en outre un élément de shunt ES.EL, de résistance constante et indépendante de l'éclairement RS.EL, branché en parallèle sur l'élément électroluminescent EEL.
Nous allons maintenant déterminer quelle valeur il importe de donner à la résistance RS.EL de l'élément de shunt ES.EL pour tirer le meilleur parti de l'invention.
En premier lieu, il convient évidemment que la résistance RS.EL soit supérieure à la résistance RON-EL que présente l'élément électroluminescent EEL à l'état allumé, de manière à ce que l'on puisse considérer que, lorsque la cellule est à l'état allumé ON, l'intensité du courant électrique qui la traverse passe essentiellement par l'élément électroluminescent EEL ; on a donc de préférence RS.EL > RON-EL ; on limite ainsi les pertes ohmiques dans l'élément de shunt lorsque les cellules sont allumées ; pour limiter encore davantage les pertes, il est préférable que RS.EL > 2 X RON-EL-
A noter que cette caractéristique distingue encore davantage l'élément de shunt selon l'invention de l'élément photoconducteur d'effacement du panneau décrit dans le document « IBM Technical Disclosure Bulletin », Vol.24, n°5, pp.2307-2310 précédemment cité ; en effet, puisque la résistance RS.EL de cet élément de shunt est supérieure à la résistance interne RON-EL que présente l'élément électroluminescent EEL à l'état allumé, il n'est susceptible en aucun cas de shunter efficacement l'élément électroluminescent correspondant EEL lorsqu'il est allumé ; à noter que, dans le cas contraire, l'élément de shunt selon l'invention éteindrait ou effacerait l'élément électroluminescent correspondant, ce qui serait absolument contraire au but poursuivi par l'invention.
En résumé, le document « IBM Technical Disclosure Bulletin », Vol.24, n°5, pp.2307-2310 précédemment cité décrit des moyens pour shunter les éléments électroluminescents à l'état allumé, alors que l'invention propose des moyens pour shunter les éléments électroluminescents à l'état éteint.
En second lieu, il convient que la résistance RS.EL soit inférieure, de préférence très inférieure, à la résistance interne ROFF-EL que présente l'élément électroluminescent EEL à l'état éteint, de manière à ce que l'on puisse considérer que, lorsque la cellule est à l'état éteint OFF, l'intensité du courant électrique qui la traverse passe essentiellement par l'élément de shunt ES.EL ; on a donc RS.EL < ROFF-EL , de préférence RS.EL < ^ ROFF-EL ; autrement dit, l'élément de shunt selon l'invention est « passant » lorsque l'élément électroluminescent EEL est à l'état éteint, alors que l'élément photoconducteur d'effacement décrit dans le document « IBM - Technical Disclosure Bulletin » précédemment cité est adapté pour être susceptible de devenir « passant » lorsque l'élément électroluminescent EEL est à l'état allumé.
A noter qu'on a généralement ROFF-EL > RON-EL, ce qui permet de combiner avantageusement les deux conditions énoncées ci-dessus : RS.EL > RON-EL et Soit ROFF-PC la résistance de l'élément photoconducteur EPC à l'état non excité OFF ; dans les conditions de commande d'un panneau précédemment décrites en référence aux figures 3 et 4, soit, conformément à la définition déjà donnée, Vτ la tension aux bornes AB de cette cellule au delà de laquelle cette cellule éteinte (à l'état OFF) s'allume et passe à l'état ON ; alors, pour une tension Vτ - ε très légèrement inférieure à la tension d'allumage VT (ε très petit), la tension VEΘI aux bornes de l'élément électroluminescent EEL est très proche de la tension de seuil précédemment définie VS.EL, de sorte que : VEeι = VS.EL - ε' (ε' très petit) ; si VPC est la tension aux bornes de l'élément photoconducteur Epc, on a alors Vτ - ε = VPC + VS.EL - ε' ; par ailleurs, si I est l'intensité du courant parcourant la cellule, si l'on considère que tout ce courant passe par l'élément de shunt ES.EL et non pas par l'élément électroluminescent EEL parce que la cellule est éteinte, on a :
Vτ - ε = VPC + VS.EL - ε' = (ROFF-PC + RS.EL) X I VEeι = VS.EL - ε' = RS.EL X I De ces deux équations, on déduit : Vτ - ε = (1+ ROFF/RS.EL) (VS.EL - ε'), soit, en simplifiant : Vτ = (1 + ROFF-PC/RS.EL) VS.EL OU (VT/VS.EL)= (1 + ROFF-PC/RS.EL)-
En considérant le schéma des tensions de commande du panneau de la figure 4, la largeur de la « zone de maintien » correspond à VT-VS.EL ; en pratique, pour bénéficier d'une « zone de maintien » suffisamment large pour pouvoir piloter facilement le panneau de visualisation, il convient que la différence VT-VS.EL soit supérieure ou égale à 8 ou 9 Volt ; dans le cas où, par exemple, la tension de seuil de déclenchement de la diode électroluminescente vaut VS.EL = 9 V , il convient donc que (VT/VS.EL) ≥ 2, c'est à dire (ROFF-PC/RS.EL) > 1 ou RS.EL ≤ ROFF-PC ; dans le but de limiter les pertes, la technique des diodes électroluminescentes pour visualisation d'images s'oriente vers l'abaissement des tensions de seuil de déclenchement en deçà de la valeur de 9 Volt, ce qui implique que, pour que la largeur de la « zone de maintien » reste supérieure à 8 ou 9 volts, le ratio (VT/VS.EL) soit strictement supérieur à 2, voire égal ou supérieur à 3 et le ratio (ROFF-PC/RS.EL) soit strictement supérieur à 1 , voire égal ou supérieur à 2.
Ainsi, de préférence, pour chaque cellule du panneau selon l'invention, la résistance RS.EL de l'élément de shunt ES.EL de l'élément électroluminescent EEL de cette cellule est inférieure ou égale à la résistance ROFF-PC de l'élément photoconducteur correspondant Epc lorsqu'il n'est pas à l'état excité et est inférieure à la résistance ROFF-EL de l'élément électroluminescent correspondant EEL lorsqu'il est éteint, ce qui suppose généralement que ROFF-EL > ROFF-PC • De préférence, la résistance RS.EL de l'élément de shunt ES.EL de l'élément électroluminescent EEL de cette cellule est strictement inférieure à la résistance ROFF-PC de l'élément photoconducteur correspondant EPC lorsqu'il n'est pas à l'état excité, voire inférieure ou égale à la moitié de cette résistance.
Grâce à l'élément de shunt ES.EL de l'élément électroluminescent selon l'invention, on constate, comme l'illustre de manière plus détaillée l'exemple ci- après, que le panneau est maintenant doté d'un effet mémoire réellement exploitable par un procédé de commande classique tel que précédemment décrit, et que l'évolution de l'intensité I du courant dans chaque cellule du panneau manifeste une hystérésis et une zone de maintien (voir figure 4 et 10) de valeurs de tensions dans laquelle, la cellule ayant été préalablement allumée, celle-ci reste allumée.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, le panneau selon l'invention comprend également, pour chaque cellule, un élément de shunt disposé en parallèle de l'élément photoconducteur de la dite cellule.
On parvient ainsi à diminuer sensiblement la consommation d'énergie du panneau ; en outre, ce shunt additionnel facilite la désexcitation des éléments photoconducteurs et permet avantageusement de diminuer les durées de commutation des cellules du panneau.
Le schéma électrique équivalent d'une cellule quelconque du panneau selon cet autre mode de réalisation avantageux de l'invention est représenté à la figure 15 ; les références Epc, EEL renvoient respectivement à l'élément photoconducteur et à l'élément électroluminescent de cette cellule ; cette cellule comporte ici non seulement un élément de shunt ES.EL, de résistance RS.EL, branché en parallèle sur l'élément électroluminescent EE , mais également un élément de shunt ES.PC, de résistance RS.PC, branché en parallèle sur l'élément photoconducteur EPc.
Soit ROFF-PC la résistance de l'élément photoconducteur EPc à l'état non excité OFF ; la résistance RS.PC doit être choisie très inférieure à la résistance interne ROFF-PC que présente l'élément photoconducteur Epc à l'état éteint, de manière à ce que l'on puisse considérer que, lorsque la cellule est à l'état éteint OFF, l'intensité du courant électrique qui la traverse passe essentiellement par l'élément de shunt Es.pc ,* on a donc RS.PC < ROFF-PC de préférence Rs.pc <
Dans les conditions de commande d'un panneau (précédemment décrites en référence aux figures 3 et 4), soit, conformément à la définition déjà donnée, VT la tension aux bornes AB de cette cellule au delà de laquelle cette cellule éteinte (à l'état OFF) s'allume et passe à l'état ON ; alors, pour une tension Vτ - ε très légèrement inférieure à la tension d'allumage VT (ε très petit), la tension Vεei aux bornes de l'élément électroluminescent EEL est très proche de la tension de seuil précédemment définie VS.EL, de sorte que : Vεeι = VS.EL - ε' (ε' très petit) ; si VEPC est la tension aux bornes de l'élément photoconducteur EPC on a alors VT - ε = VEpc + VS.EL - ε' ; par ailleurs, si I est l'intensité du courant parcourant la cellule, si l'on considère que tout ce courant passe par les éléments de shunt ES.PC et ES.EL, et non pas par l'élément photoconducteur EpC et l'élément électroluminescent EE parce que la cellule est éteinte, on a : Vτ - ε = VEpc + VS.EL - ε' = (RS.PC + RS.EL) X I
VEeι = VS.EL - ε' = RS.EL X I
De ces deux équations, on déduit : Vτ - ε = (1+ RS.PC/RS.EL) (VS.EL ~ ε'), soit, en simplifiant : Vτ = (1 + RS.PC/RS.EL) VS.ËL ou (VT/VS.EL)= (1 + RS.PC/RS.EL). En considérant le schéma des tensions de commande du panneau de la figure 4, la largeur de la « zone de maintien » correspond à VT-VS.EL ; en pratique, pour bénéficier d'une « zone de maintien » suffisamment large pour pouvoir piloter facilement le panneau de visualisation, il convient que la différence VT-VS.EL soit supérieure ou égale à 8 ou 9 Volt ; dans le cas où, par exemple, la tension de seuil de déclenchement de la diode électroluminescente vaut VS.EL = 9 V , il convient donc que (VT/VS.EL) ≥ 2, c'est à dire (RS.PC/RS.EL) ≥ ou RS.EL ≤ RS.PC ; dans le but de limiter les pertes, la technique des diodes électroluminescentes pour visualisation d'images s'oriente vers l'abaissement des tensions de seuil de déclenchement en deçà de la valeur de 9 Volt, ce qui implique que, pour que la largeur de la « zone de maintien » reste supérieure à 8 ou 9 volts, le ratio (VT/VS.EL) soit strictement supérieur à 2, voire égal ou supérieur à 3 et le ratio (RS.PC/RS.EL) soit strictement supérieur à 1 , voire égal ou supérieur à 2. Ainsi, de préférence, pour chaque cellule du panneau selon l'invention, la résistance RS.PC de l'élément de shunt ES.PC de l'élément photoconducteur EPC de cette cellule est supérieur ou égale à la résistance RS.EL de l'élément de shunt ES.EL de l'élément électroluminescent EEL de cette même cellule.
De préférence, on a RS.PC / RS.EL ≥ , et même, encore mieux, RS.PC / RS.EL ≥ 3.
De préférence, le panneau selon l'invention comprend, au niveau de chaque cellule, un élément conducteur à chaque interface entre l'au moins une couche électroluminescente et la couche photoconductrice pour relier électriquement en série les éléments électroluminescent et photoconducteur correspondants et les éléments conducteurs de différentes cellules sont isolés électriquement les uns des autres.
De préférence, les éléments conducteurs entre la même couche électroluminescente la même couche photoconductrice forment une même couche conductrice qui est évidemment discontinue pour que les éléments conducteurs des différentes cellules soient isolés électriquement les uns des autres ; dans le cas d'un panneau du type décrit dans le document US 4035774 déjà cité comprenant deux couches électroluminescentes, on a donc deux couches conductrices d'interface.
Dans le cas plus fréquent d'un panneau à une seule couche électroluminescente, chaque élément de shunt de l'élément électroluminescent est reliée à la même électrode du réseau avant et au même élément conducteur de la couche intermédiaire que l'élément électroluminescent EEL qu'il shunte ; le cas échéant, chaque élément de shunt de l'élément photoconducteur est reliée à la même électrode du réseau arrière et au même élément conducteur de la couche intermédiaire que l'élément photoconducteur EpC qu'il shunte ; on entend par élément de shunt tout moyen de shuntage : plusieurs exemples seront donnés ultérieurement.
Avantageusement, le panneau selon l'invention comprend des moyens de commande des cellules pour la visualisation d'images, adaptés pour mettre en œuvre un procédé dans lequel, successivement pour chaque ligne de cellules du panneau, on passe par une phase sélective d'adressage destinée à allumer les cellules à allumer dans cette ligne, puis par une phase non-sélective de maintien destinée à maintenir les cellules de cette ligne dans l'état où la phase précédente d'adressage les a mises ou laissées.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description d'un mode de réalisation préférentiel, donnée à titre non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est un schéma en coupe d'une cellule d'un panneau électroluminescent à couche photoconductrice de l'art antérieur, - la figure 2 illustre le schéma équivalent électrique de la cellule de la figure 1 ,
- la figure 3 donne trois chronogrammes des tensions appliquées à deux électrodes de ligne et à une électrode de colonne d'un panneau matriciel électroluminescent à effet mémoire, lorsqu'on utilise un procédé classique de commande de panneau adapté pour tirer parti de l'effet mémoire des cellules de ce panneau, - la figure 4 illustre le positionnement des différentes tensions appliquées aux électrodes d'un panneau lors de l'application d'un procédé de commande de la figure 3,
- les figures 5 et 6 représentent les caractéristiques typiques respectivement d'un élément électroluminescent EEL et d'un élément photoconducteur EPC d'une cellule d'un panneau telle que représentée aux figures 1 et 2 ;
- la figure 7 illustre, selon l'art antérieur, la répartition des tensions VE-eι et VE-PC respectivement aux bornes de l'élément électroluminescent EEL et de l'élément photoconducteur Epc d'une cellule d'un panneau telle que représentée aux figures 1 et 2, lorsqu'on applique aux bornes AB de cette cellule un cycle de tension croissante (0 à 20 V), puis décroissante (20 à 0 V) ; cette figure illustre également l'évolution de l'intensité du courant circulant dans cette cellule ; - la figure 8 est un schéma en coupe d'une cellule d'un panneau électroluminescent à couche photoconductrice selon un mode de réalisation de l'invention,
- la figure 9 illustre le schéma équivalent électrique de la cellule de la figure 8, - la figure 10 illustre, selon l'invention, la répartition des tensions VE-eι et
VE-pc respectivement aux bornes de l'élément électroluminescent EEL et de l'élément photoconducteur EPC d'une cellule d'un panneau telle que représentée aux figures 8 et 9, lorsqu'on applique aux bornes AB de cette cellule un cycle de tension croissante (0 à 20 V), puis décroissante (20 à 0 V) ; cette figure illustre également l'évolution de l'intensité du courant circulant dans cette cellule ;
- les figures 11 et 12 sont des coupes d'un premier mode de réalisation d'un panneau selon l'invention, respectivement selon la direction des électrodes lignes et selon la direction des électrodes colonnes, destinées à illustrer un procédé de fabrication de ce panneau ;
- les figures 13 et 14 sont des coupes d'un second mode de réalisation d'un panneau selon l'invention, respectivement selon la direction des électrodes lignes et selon la direction des électrodes colonnes, destinées à illustrer une variante du procédé de fabrication de ce panneau illustré aux figures 11 et 12.
- la figure 15 illustre le schéma équivalent électrique d'une cellule selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention. Les figures représentant des chronogrammes ne prennent pas en compte d'échelle de valeurs afin de mieux faire apparaître certains détails qui n'apparaîtraient pas clairement si les proportions avaient été respectées.
Afin de simplifier la description et de faire apparaître les différences et avantages que présente l'invention par rapport à l'état antérieur de la technique, on utilise des références identiques pour les éléments qui assurent les mêmes fonctions.
On va maintenant décrire un panneau selon . un mode général de réalisation de l'invention, c'est à dire comportant des éléments de shunt uniquement des éléments électroluminescents ; on va également décrire un procédé de fabrication de ce panneau.
En référence à la figure 8, chaque cellule du panneau selon l'invention comprend, outre les éléments du panneau déjà décrit en référence à la figure 1 qui présentent ici les mêmes références : - des barrières 20 entourant la zone de couche électroluminescente 16 et la zone de couche intermédiaire d'électrodes 14 de cette cellule, dont la base s'appuie sur la couche photoconductrice 12, et dont le sommet parvient au moins à hauteur de la couche avant transparente d'électrodes 18 ;
- un couche de shunt 21 appliquée sur le versant de ces barrières de manière à mettre en contact électrique la couche photoconductrice 12 et l'électrode transparente de la couche 18 ; cette couche de shunt 21 forme l'élément de shunt ES.EL selon l'invention ; la résistance RS.EL de cet élément de shunt ES.EL est proportionnelle à la largeur de la couche 21 (qui s'étend dans le sens de la hauteur des barrières) et inversement proportionnelle à son épaisseur ; le dimensionnement de cette couche de shunt, notamment son épaisseur, le matériau de cette couche de shunt 21 sont choisis de manière à ce que, au niveau de chaque cellule, la résistance RS.EL de cet élément de shunt ES.EL qu'il forme soit : - d'une part inférieure ou égale à la résistance ROFF-PC de l'élément photoconducteur Epc correspondant à la zone de couche électroluminescente 16 de cette cellule, lorsqu'elle n'est pas à l'état excité ;
- d'autre part, inférieure à la résistance ROFF-EL de l'élément électroluminescent EE qu'il shunte, correspondant à la zone de couche photoconductrice12 de cette cellule, lorsqu'elle n'est pas à l'état excité ;
Enfin, le matériau de cette couche de shunt 21 n'est pas photoconducteur de sorte que la résistance des éléments de shunt correspondant ne dépend pas de l'éclairement. Les barrières 20 forment alors un réseau bidimensionnel de délimitation des cellules du panneau ; le dimensionnement de ces barrières, notamment leur hauteur, le matériau de ces barrières sont choisis de manière à ce que, au niveau de chaque cellule, la résistance électrique de ces barrières, mesurée entre leur base et leur sommet, soit largement supérieure à celle RS.EL de l'élément de shunt ES.EL de cette cellule ; ainsi, ces barrières isolent électriquement les cellules du panneau les une des autres ; ainsi,
- les éléments de shunt Es.a. sont isolés les uns des autres,
- les zones de la couche d'électrodes intermédiaires 14, propres à chaque cellule, sont isolées électriquement les unes des autres, de sorte que le potentiel électrique au point commun de l'élément électroluminescent EEL et de l'élément photoconducteur EPC de cette cellule est flottant.
Selon une variante de l'invention non représentée, la couche de shunt présente des discontinuités sur le pourtour des barrières d'une cellule, de sorte que, par exemple, seules les barrières d'un seul côté de chaque cellule sont recouvertes de cette couche de shunt ; par contre, il est évidemment essentiel que cette couche de shunt 21 mette en contact électrique la couche photoconductrice 12 et l'électrode transparente de la couche 18.
Selon une variante non représentée, ce contact électrique peut être assuré indirectement par l'intermédiaire les électrodes de la couche intermédiaire 14.
En se reportant à la figure 9, chaque cellule du panneau peut être représentée par les éléments suivants : - un élément électroluminescent EEL englobant une zone de couche électroluminescente 16, et,
- en série avec l'élément électroluminescent EEL, un élément photoconducteur Epc englobant une zone de couche photoconductrice 12 au regard de cette même zone de couche électroluminescente 16.
- en parallèle avec l'élément électroluminescent EEL, un élément de shunt ES.EL, formé par la couche de shunt 21 de cette cellule.
Sur la base des caractéristiques électriques typiques précédemment décrites en référence aux figures 5 et 6 de l'élément électroluminescent EEL et de l'élément photoconducteur Epc, et en choisissant RS.EL = 25 kΩ environ égal à 1/4 ROFF-PC (avec ROFF-PC = 100 kΩ environ), on examine les caractéristiques globales courant-tension de cette cellule selon l'invention : voir la figuré 10, qui illustre, lorsqu'on applique une tension croissante de 0 à 20 V puis décroissante de 20 à 0 V aux bornes AB d'une cellule :
- la tension V Eel aux bornes AC de l'élément électroluminescent EEL de la cellule et de l'élément de shunt ES.EL ;
- la tension V Epc aux bornes CB de l'élément photoconducteur EPC de la cellule ; - l'intensité I du courant circulant dans l'élément électroluminescent EEL •
On constate qu'au cours d'un cycle de croissance jusqu'à l'allumage (intensité élevée) puis de décroissance jusqu'à l'extinction, l'évolution de l'intensité I du courant dans cette cellule manifeste une hystérésis importante, grâce à l'adjonction de l'élément de shunt ES.EL selon l'invention. II est alors possible d'utiliser, pour la commande des cellules du panneau et la visualisation d'images, un procédé dans lequel, successivement pour chaque ligne du panneau, on passe par une phase sélective d'adressage destinée à allumer les cellules à allumer dans cette ligne, puis par une phase non-sélective de maintien destinée à maintenir les cellules de cette ligne dans l'état où la phase précédente d'adressage les a mis ou laissés.
En reprenant les définitions précédentes de Va, Vs, Voff en référence aux figures 3 et 4, pour appliquer ce procédé de commande : - il suffit de choisir Va (tension d'allumage de la cellule) supérieur ou égal à la tension VT ; la tension Vτ est celle qui, appliquée aux bornes d'une cellule éteinte à l'état OFF, provoque son allumage et son passage à l'état ON ; la valeur de VT est reportée à la figure 10 ; - il suffit de choisir Vs (tension de maintien de la cellule) et V0ff tels que la valeur (Vs -V0ff) soit supérieure ou égale à la tension VS.EL ; la tension VS.EL est celle qui appliquée aux bornes d'un élément électroluminescent EEL, provoque son allumage (V>VS.EL) OU son extinction (V<VS.EL) ; la valeur de VS.EL est également reportée sur la figure 10.
Comme expliqué précédemment, on a en outre Vτ = (1+ ROFF-PC/RS.EL) VS.EL -
Contrairement à l'art antérieur, on constate qu'il existe une zone de maintien (voir figure 4 et 10) de valeurs de tensions dans laquelle, la cellule du panneau ayant été préalablement allumée, celle-ci reste allumée ; grâce à l'élément de shunt ES.EL propre à l'invention, on obtient donc l'effet mémoire précédemment décrit pour toutes les cellules du panneau.
Pour fabriquer les panneaux électroluminescent de visualisation selon l'invention, on utilise des méthodes de dépôt et de gravure de couches classiques pour l'homme du métier de ce type de panneaux ; on va maintenant décrire un procédé de fabrication d'un tel panneau en référence aux figures 11 et 12 qui sont des coupes du panneau respectivement selon la direction des électrodes lignes et selon la direction des électrodes colonnes.
Sur un substrat 10 formé par exemple par une plaque de verre, on dépose une couche homogène d'aluminium par pulvérisation cathodique ou par évaporation sous vide (« PVD ») puis on grave la couche obtenue de manière à former un réseau d'électrodes parallèles ou électrodes de colonnes Xp, Xp+1 : on obtient ainsi la couche arrière opaque d'électrodes 11.
Sur cette couche d'électrodes de colonne 11 , on dépose ensuite une couche homogène de matériau photoconducteur 12 : par exemple du silicium amorphe par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (« PECVD », ou Plasma Enhanced Chemical Vapor Déposition en langue anglaise), ou un matériau photoconducteur organique par dépôt chimique en phase vapeur (« CVD ») ou dépôt par centrifugation (« spin-coating » en langue anglaise).
On applique ensuite la couche de couplage optique 13, comprenant, pour chaque future cellule électroluminescentes Cn,p, un élément de couplage 25 formée d'une portion de couche opaque d'aluminium percée en son centre d'une ouverture 26 destinée à laisser passer de la lumière vers la couche photoconductrice 12 : on procède par dépôt d'une couche homogène d'aluminium 25 puis gravure des ouvertures 26 de couplage optique, positionnées au centre des futures cellules du panneau ainsi que gravure des zones définissant les futures barrières 20 destinées à partitionner le panneau en cellules.
On applique ensuite, par pulvérisation cathodique sous vide, une couche mince et conductrice 14 d'oxyde mixte d'étain et d'indium (« ITO »), destinée à former des électrodes intermédiaires de connexion entre les éléments photoconducteurs de la couche photoconductrice 12 et les éléments électroluminescents de chaque cellule. Cette couche est ensuite gravée, toujours pour définir les zones sur lesquelles les barrières 20 seront posées.
Puis on forme le réseau bidimensionnel de barrières 20 destinées à partitionner le panneau en cellules électroluminescentes Cn,p et à isoler électriquement les éléments de shunt ES.EL de chaque cellule : à cet effet, on dépose d'abord une couche homogène de résine organique de barrière par centrifugation (« spin-coating » en langue anglaise), puis on grave cette couche de manière à former le réseau bidimensionnel de barrières 20.
Ensuite le matériau servant au « shuntage » selon l'invention est déposé en une couche pleine homogène sur toute la surface active du panneau ; cette couche épouse les reliefs que présente la surface du panneau à cette étape du procédé ; les éléments de shunt ES.EL selon l'invention sont ensuite obtenus par gravure anisotrope pleine plaque de manière à ne laisser une couche de shuntage d'épaisseur égale à l'épaisseur initiale du dépôt que sur les parois des barrières 20 ; en se repérant sur la figure, la gravure n'opère donc que dans le sens vertical et n'enlève que les parties horizontales de la couche de shuntage ; on obtient alors la couche de shuntage 21 et les éléments de shunt ES.EL selon l'invention pour chaque cellule ; par exemple le matériau de « shuntage » peut être du nitrure de titane (TiN) obtenu par dépôt chimique en phase vapeur (« CVD ») ; la gravure anisotrope peut être faite dans une enceinte de gravure plasma « haute densité » en utilisant une chimie adaptée connue en elle-même. Pour une cellule de 500x500 μm2, il faudrait entre 2 nm et 100 nm d'épaisseur de nitrure de titane (TiN - matériau dont la résistivité est ajustable de 2.10"4 Ω.cm à 10"2 Ω.cm) pour obtenir une résistance de shunt RS.EL autour de 5kΩ, susceptible d'apporter le fonctionnement en mode bi-stable à effet mémoire selon l'invention.
En se référant à la figure 12, perpendiculairement aux électrodes colonnes Xp, Xp+1 et entre les futures cellules, on peut alors monter, sur les barrières 20, un réseau de séparateurs 20' perpendiculaires aux électrodes colonnes Xp, Xp+i : à cet effet, on dépose d'abord une couche homogène de résine organique de barrière par centrifugation (« spin-coating » en langue anglaise), puis on grave cette couche de manière à former le réseau de séparateurs 20'. ; la hauteur des séparateurs, c'est à dire l'épaisseur de la couche déposée, doit être largement supérieure à l'épaisseur des couches encore à déposer dans les phases ultérieures du procédé, comme illustré sur la figure 12.
Entre les barrières 20 revêtues de la couche de shunt 21 selon l'invention, on dépose ensuite les couches organiques 161 , 160, 162 destinées à former les éléments électroluminescents EEL de la couche électroluminescente 16 ; ces couches organiques 161 , 160, 162 sont connues en elles-mêmes et ne sont pas décrites ici en détail ; d'autres variantes peuvent être envisagées sans se départir de l'invention, notamment l'utilisation de matériaux électroluminescents minéraux. Entre les barrières sur-élevées 20' perpendiculaires aux électrodes de colonnes Xp, Xp+ι, on dépose ensuite la couche conductrice transparente 18 de manière à former des lignes d'électrodes Yn, Yn+ι : de préférence, cette couche comprend la cathode et une couche d'ITO. Il faut que les conditions de dépôt soient telles que la tranche des éléments de shunt ES.EL de chaque cellule soit recouverte par cette couche transparente 18. On obtient ainsi un panneau de visualisation d'images selon l'invention.
En référence aux figures 13 et 14, on va maintenant décrire une variante de procédé de fabrication du panneau selon l'invention ; le procédé reste le même que le procédé précédemment décrit, à la différence près qu'on va utiliser la couche superficielle des versants des barrières 20 comme élément de shunt ES.EL selon l'invention, à la place de la couche de shunt 21 ; à cet effet, on va doper les barrières en surface pour en rendre la couche superficielle plus conductrice ; ce procédé est avantageux car il permet d'éviter de déposer une couche de shunt spécifique ; étant données les dimensions usuelles des barrières (de l'ordre de 1 μm d'épaisseur pour 40μm de largeur), la fuite générée par le dopage superficiel des barrières sera suffisante pour obtenir l'effet de shunt souhaité entre les électrodes aux bornes des éléments électroluminescents EEL au sein de chaque cellule ; le dopage conducteur des barrières n'étant que superficiel, on conserve la même isolation électrique que précédemment entre les cellules du panneau.
Selon une troisième variante, la fonction de shunt selon l'invention est assurée par un dopage de la multicouche organique électroluminescente 16 adapté pour créer des canaux parallèles de transport non recombinatoire de charges au travers de cette couche.
L'homme du métier déduira directement de la description détaillée ci- dessus et de ses connaissances générales les éléments nécessaires pour la réalisation d'un panneau selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, c'est à dire comportant des éléments de shunt à la fois au niveau des éléments électroluminescents et des éléments photoconducteurs, sur la base de la description générale de ce mode de réalisation faite en tête de ce document.
La présente invention s'applique à tout type de panneaux matriciels électroluminescents, qu'ils utilisent des matériaux électroluminescents organiques ou des matériaux électroluminescents inorganiques.

Claims

REVENDICATIONS
1.- Panneau de visualisation d'images comprenant une matrice de cellules électroluminescentes à effet mémoire (1 ), susceptibles d'émettre de la lumière vers l'avant dudit panneau, comprenant :
- un réseau avant d'électrodes (18) et un réseau arrière d'électrodes (11), les électrodes du réseau avant croisant les électrodes du réseau arrière au niveau de chacune desdites cellules (1 ),
- au moins une couche électroluminescente (16) formant, pour chaque cellule (1 ), au moins un élément électroluminescent (EEL),
- une couche photoconductrice (12) pour obtenir ledit effet mémoire, formant, pour chaque cellule (1), un élément photoconducteur EPC, l'au moins un élément électroluminescent (EEL) et l'élément photoconducteur (Epc) de chaque cellule étant reliés électriquement en série et les deux bornes extrêmes de ladite série étant reliées l'une à une électrode dudit réseau avant (18) et l'autre à une électrode dudit réseau arrière (11),
- des moyens de couplage optique, au niveau de chaque cellule, entre au moins une couche électroluminescente (16) du panneau et ladite couche photoconductrice (12), caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque cellule (1), un élément de shunt (ES.EL) (21) disposé en parallèle de l'au moins un élément électroluminescent (EEL) de la dite cellule et dont la résistance ne dépend pas de l'éclairement.
2.- Panneau selon la revendication 1 caractérisé en ce que, pour chaque cellule, la résistance (RS.EL) de l'élément de shunt (ES.EL) de l'au moins un élément électroluminescent (EEL) de cette cellule est supérieure à la résistance (RON-EL) que présente l'élément électroluminescent (EEL) à l'état allumé
3.- Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que l'au moins une couche électroluminescente (16) est organique.
4.- Panneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que, pour chaque cellule, la résistance (RS.EL) de l'élément de shunt (ES.EL) de l'au moins un élément électroluminescent (EEL) de cette cellule est inférieure ou égale à la résistance (ROFF-PC) de l'élément photoconducteur correspondant (Epc) lorsqu'il n'est pas à l'état excité et est inférieure à la résistance (ROFF-EL) de l'au moins un élément électroluminescent correspondant (EEL) lorsqu'il est éteint.
5.- Panneau selon la revendication 4 caractérisé en ce que la résistance (RS.EL) de l'élément de shunt (ES.EL) de l'au moins un élément électroluminescent (EEL) de cette cellule est strictement inférieure à la résistance (ROFF-PC) de l'élément photoconducteur correspondant (Epc) lorsqu'il n'est pas à l'état excité.
6.- Panneau selon la revendication 5 caractérisé en ce que la résistance
(RS.EL) de l'élément de shunt (ES.EL) de l'au moins un élément électroluminescent (EEL) de cette cellule est inférieure ou égale à la moitié de la résistance (ROFF-PC) de l'élément photoconducteur correspondant (Epc) lorsqu'il n'est pas à l'état excité.
7.- Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend également, pour chaque cellule (1), un élément de shunt (Es.pc) (22) disposé en parallèle de l'élément photoconducteur (EPC) de la dite cellule.
8.- Panneau selon la revendication 7 caractérisé en ce que, pour chaque cellule, la résistance (RS.PC) de l'élément de shunt (Es.pc) de l'élément photoconducteur (EPC) de cette cellule :
- est inférieure ou égale à la résistance (ROFF-PC) de cet élément photoconducteur (EPc) lorsqu'il n'est pas à l'état excité,
- et est supérieure ou égale à la résistance (RS.EL) de l'élément de shunt (ES.EL) de l'au moins un élément électroluminescent (EEL) de cette même cellule.
9.- Panneau selon la revendication 8 caractérisé en ce que, pour chaque cellule, on a RS.PC RS.EL - 2-
10.- Panneau selon la revendication 9 caractérisé en ce que, pour chaque cellule, on a RSJ C RS.EL - 3-
11.- Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend, au niveau de chaque cellule, un élément conducteur à chaque interface entre l'au moins une couche électroluminescente et la couche photoconductrice pour relier électriquement en série les éléments électroluminescent et photoconducteur correspondant et en ce que lesdits éléments conducteurs de différentes cellules (1 , 1 ') sont isolés électriquement les uns des autres.
12.- Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande des cellules pour la visualisation d'images, adaptés pour mettre en œuvre un procédé dans lequel, successivement pour chaque ligne de cellules du panneau, on passe par une phase sélective d'adressage destinée à allumer les cellules à allumer dans cette ligne, puis par une phase non-sélective de maintien destinée à maintenir les cellules de cette ligne dans l'état où la phase précédente d'adressage les a mises ou laissées.
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