FR2537316A1 - Dispositif d'affichage a matrice - Google Patents

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Abstract

LE DISPOSITIF D'AFFICHAGE SELON LA PRESENTE INVENTION COMPREND DES ELEMENTS RESISTIFS NON LINEAIRES 64, 77 COUPLES A CHAQUE ELEMENT D'AFFICHAGE 54 POUR COMMANDER UNE ACTIVATION SELECTIVE D'ELEMENTS D'AFFICHAGE EN REPONSE A DES SIGNAUX DE COMMANDE, CHAQUE ELEMENT RESISTIF NON LINEAIRE COMPRENANT DES ENSEMBLES D'ELEMENTS REDRESSEURS FORMES PAR DEPOT DE COUCHES MINCES ET MONTES EN PARALLELE L'UN AVEC L'AUTRE AVEC LEURS POLARITES S'OPPOSANT. CHAQUE ENSEMBLE PEUT COMPRENDRE UN OU PLUSIEURS ELEMENTS REDRESSEURS FORMES, PAR EXEMPLE, DE JONCTIONS PN, DE JONCTIONS PIN, DE JONCTIONS SCHOTTKY, ETC., PAR UTILISATION DE MATIERES TELLES QUE DU SILICIUM AMORPHE COMME MATIERE SEMI-CONDUCTRICE, ET LES ELEMENTS REDRESSEURS PEUVENT ETRE DISPOSES SUIVANT UNE CONFIGURATION MULTICOUCHE AFIN DE REDUIRE LA SUPERFICIE D'AFFICHAGE OCCUPEE, OU BIEN PEUVENT ETRE MUNIS D'ELECTRODES TRANSPARENTES POUR UTILISER POSITIVEMENT LA LUMIERE INCIDENTE AFIN D'AUGMENTER LA CIRCULATION DU COURANT.

Description

DISPOSITIF D'AFFICHAGE A MATRICE
Les dispositifs d'affichage plats de divers types, utilisant des éléments d'affichage tels que des éléments à cristaux liquides, etc, ont maintenant atteint le stade d'une application pratique, et l'exigence principale actuel- lement est de réaliser des modèles à forte densité de tels dispositifs d'affichage On peut résoudre les problèmes qui
se posent en ce qui concerne les caractéristiques d'entrai-
nement de tels dispositifs d'affichage en incorporant des
éléments de commande pour commander l'application de poten-
tiels de signaux de commande aux éléments d'affichage Ces éléments de commande peuvent être des éléments actifs tels que des transistors, ou des éléments actifs tels que des diodes ou des varistances, un ou plusieurs des éléments de commande étant couplés à chaque élément d'affichage Un tel procédé a été décrit, par exemple, par B J Lechner et al dans un compte rendu publié dans la Revue Proceedings of
the IEEE, volume 59, no 11, pages 1566 à 1579 (désigné ci-
après comme étant le document de référence 1) Ce document décrit à la fois l'utilisation d'éléments à trois bornes (c'est-à-dire des transistors) et d'éléments à deux bornes (c'est-à-dire des éléments résistifs non linéaires) comme
éléments de commande On a proposé d'utiliser des varistan-
ces en céramique pour former de tels éléments résistifs non linéaires, dans un compte rendu de D E Castleberry dans IEEE ED-26, 1979, pages 1123 à 1128 (document de référence 2) En outre, on a proposé d'utiliser des diodes du type MIM pour ces éléments résistifs non linéaires, par exemple comme décrits par D R Baraff et alpdans IEEE ED-28, 1981, pages 736 à 739 (document de référence 3) Toutefois, les procédés de la technique antérieure ont posé de nombreux problèmes, qui les ont empêché d'atteindre le stade d'une application pratique Ces problèmes sont fondamentalement les suivants:
1 Manque d'uniformité des caractéristiques des éléments.
2 Valeur importante des dérives parasites dans la ten-
sion de seuil des éléments.
3 Il n'est pas possible d'obtenir un niveau suffisam-
ment élevé de courant de travail Ion' 4 Le niveau du courant de repos Ioff est excessivement élevé. Le niveau d'énergie de commande nécessaire est élevé. 6 Les caractéristiques ne sont pas symétriques en ce
qui concerne les tensions positive et négative.
7 La transmodulation est importante.
Dans ce qui précède, le courant de travail Ion est
le niveau du courant qu'il faut fournir à-l'aide d'un élé-
ment résistif non-linéaire à un élément d'affichage en ré-
ponse à un potentiel de signal de commande spécifique pour placer cet élément d'affichage dans l'état activé, ou dans
l'état non-activé, pendant une période choisie (c'est-à-
dire d'une façon générale un état éclairé ou un état visi-
ble de toute autre manière), ou pour maintenir ou élément d'affichage dans l'état activé Le courant de repos Ioff est
le courant de fuite qui circule à travers un élément résis-
tif non-linéaire à partir d'un élément d'affichage en ré-
ponse à l'absence d'un potentiel de signal de commande des-
tiné à maintenir cet élément d'affichage dans l'état non-
activé (c'est-à-dire d'une façon générale un état obscur ou
non-visible de toute autre manière) Plus la valeur du-cou-
rant Ion susceptible d'être atteinte est grande, plus la
fréquence maximale à laquelle les éléments d'affichage peu-
vent être commutés entre les états activé et non-activé est élevé, étant donné que ce courant détermine la valeur de la charge qui peut être transférée à l'élément d'affichage, ou depuis cet élément d'affichage, pendant un intervalle de
temps de commande spécifique.
D'une façon générale, de tels éléments résistifs non-
linéaires doivent avoir une conduction bidirectionnelle sy-
métrique, par exemple de la forme générale de celle d'une varistance pour pouvoir commander les éléments d'affichage -3- tels que des éléments d'affichage à cristaux liquides qui exigent l'application de potentiels alternatifs de signaux de commande Dans ce qui va suivre, l'expression "élément
résistif non-linéaire" est appliquée à un dispositif pré-
sentant une telle caractéristique de conduction L'expres-
sion "élément redresseur" est appliquée à un dispositif pré-
sentant une caractéristique de conduction unidirectionnelle,
c'est-à-dire une caractéristique de conduction du type dio-
de.
Un dispositif d'affichage à matrice selon la présen-
te invention comprend: une pluralité d'électrodes de ran-
gée et d'électrodes de colonne; une pluralité d'éléments
d'affichage; une pluralité d'éléments résistifs non-liné-
aires; un moyen formant électrode de connexion pour cou-
pler lesdits éléments résistifs non-linéaires et les élé-
ments d'affichage, et un moyen de génération de signaux de commande pour appliquer des signaux de commande auxdites électrodes de rangée et de colonne, chacun desdits éléments
résistifs non-linéaires comprenant au moins une paire d'en-
sembles d'éléments redresseurs formés par un procédé de dé-
pôt de couches minces sur un substrat dudit dispositif d'affichage à matrice, les ensembles d'éléments redresseurs de chaque paire de ce dispositif étant reliés mutuellement en parallèle avec des polarités opposées, et chacun desdits éléments d'affichage étant relié en série avec au moins un desdits éléments résistifs non-linéaires entre une desdites
électrodes de rangée et une desdites électrodes de colonne.
On va maintenant décrire la présente invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels
fa figure 1 est un schéma destiné à la description
du fonctionnement de base d'un affichage à matrice;
Za figure 2 est un schéma destiné à la description
du fonctionnement d'un dispositif d'affichage à matrice comprenant des éléments résistifs non-linéaires;
Za figure 3 est un graphique montrant la caracté-
ristique I-V d'un élément résistif non-linéaire idéal; -4-
la figure 4 est un graphique montrant la caracté-
ristique I-V d'un élément résistif non-linéaire comprenant
des éléments tels que des varistances ou des diodes MIM; -
la figure 5 est un graphique montrant la réparti-
tion d'écarts de tension de seuil pour des varistances; ta figure 6 est un schéma synoptique d'un mode de réalisation d'un dispositif d'affichage à matrice selon la présente invention; la figure 7 et la figure 8 sont des diagrammes de formes d'ondes illustrant des formes d'ondes de signaux de commande appropriés pour le fonctionnement d'un dispositif d'affichage à matrice comprenant des éléments résistifs non-linéaires présentant une faible valeur de tension de seuil;
la figure 9 est un graphique illustrant la rela-
tion entre la tension de seuil Vth des éléments résistifs non-linéaires, la marge de fonctionnement M et le facteur
de résolution N pour des éléments d'affichage d'un disposi-
tif d'affichage à matrice; les figures 10 et 11 sont une vue en plan et une
vue en coupe respectivement d'une partie d'un panneau d'af-
fichage selon un mode de réalisation de la présente inven-
tion, dans lequel des diodes PIN à couches minces sont uti-
lisées pour former des éléments résistifs non-linéaires; la figure 12 est une vue en plan d'une forme de réalisation modifiée du panneau d'affichage des figures 10 et 11; la figure 13 est un graphique illustrant comment
des courants photoélectriques engendrés dans un élément ré-
sistif non-linéaire ayant une configuration symétrique tel-
le que celle représentée sur les figures 10 et 11 sont neu-
tralisés efficacement;
la figure 14 est un graphique illustrant la rela-
tion entre la tension de seuil et la lumière incidente pour un élément résistif non-linéaire ayant la configuration des figures 10 et 11; -5-
la figure 15 est un graphique illustrant la rela-
tion entre la résistance de travail Ron et la résistance de
repos Roff d'un élément résistif non-linéaire selon la pré-
sente invention et l'intensité de la lumière incidente; 1 a figure 16 illustre la distribution des porteurs
de donneurs et des porteurs d'accepteurs dans toute la struc-
ture d'une diode PIN;
la figure 17 est un graphique illustrant la rela-
tion entre le courant de travail Ion et le courant de repos
Ioff,d'une part, et l'épaisseur d'une couche semi-conduc-
trice du type I dans une structure de diode PIN;
la figure 18 illustre la distribution des concen-
trations de porteurs de donneurs et de porteurs d'accep-
teurs dans une structure de diode PIN dans laquelle la cou-
che de type I est dopée avec du bore; la figure 19 est un graphique montrant la relation entre le rapport de mélange de B 2 H 6/Si H 4 dans la couche de type I d'une diode PIN et les valeurs résultantes de Ion et Ioff;
la figure 20 illustre la distribution des concen-
trations de porteurs de donneurs et de porteurs d'accep-
teurs sur toute une jonction PN, cette jonction étant for-
mée par variation graduelle du profil de dopage'; les figures 21 et 22 sont respectivement une vue
en plan et une vue en coupe d'une partie d'un panneau d'af-
fichage selon un mode de réalisation suivant la présente invention, dans lequel une pluralité d'éléments d'affichage munis d'éléments résistifs non-linéaires correspondants sont utilisés pour chaque élément d'image; la figure 23 est un schéma de circuit équivalent d'un élément d'image du type représenté sur les figures 21 et 22; les figures 24, 25, 26, 27, 28 et 29 sont des vues
en coupe illustrant d'autres configurations pour les élé-
ments redresseurs représentés sur les figures 21 et 22 les figures 30 et 31 sont respectivement une vue -6-
en plan et une vue en coupe d'une partie d'un panneau d'af-
fichage selon un autre mode de réalisation de la présente invention;
les figures 32, 33 et 34 sont des schémas de cir-
cuits équivalents d'éléments résistifs non-linéaires formés chacun d'ensembles d'éléments redresseurs disposés avec
leurs polarités mutuellement opposées, chaque ensemble com-
prenant une pluralité d'éléments redresseurs; la figure 35 est une vue en plan et la figure 36 une vue en coupe d'une partie d'un panneau d'affichage dans
lequel chaque élément résistif non-linéaire est formé d'élé-
ments redresseurs qui sont disposés de façon séparée sur un substrat; les figures 37 et 38 sont respectivement une vue
en plan et une vue en coupe d'une partie d'un panneau d'af-
fichage selon un mode de réalisation de la présente inven-
tion, dans lequel chaque élément résistif non-linéaire com-
prend des ensembles d'éléments redresseurs ayant une confi-
guration multicouche; la figure 39 est un schéma montrant un type de configuration multicouche utilisé d'une façon générale; la figure 40 est un schéma montrant une couche
métallique formée dans une partie de jonction non-redres-
seuse d'une configuration d'éléments redresseurs multicou-
ches;
la figure 41 est un schéma montrant une couche mé-
tallique formée dans une partie de jonction non-redresseuse d'une configuration d'éléments redresseurs multicouches utilisant des jonctions Schottky; la figure 42 est un schéma montrant une couche à forte concentration d'impuretés formée dans une partie de
jonction non-redresseuse d'une configuration d'éléments re-
dresseurs multicouches utilisant des jonctions Schottky;
la figure 43 est un schéma montrant une configura-
tion multicouche pour le cas o des éléments MIS sont uti-
lièsés, dans un élément résistif non-linéaire; et 7-
ta figure 44 est un schéma montrant une configura-
tion multicouches pour le cas o des jonctions PIN sont uti-
lisées dans un élément résistif non-linéaire.
Avant de décrire des modes de réalisation de la pré-
sente invention, on va donner une explication simple de la
structure de base d'un dispositif d'affichage à matrice.
La figure 1 est un schéma destiné à la description d'un ty-
pe de dispositif d'affichage à matrice, appelé parfois dis-
positif d'affichage à matrice passif, qui ne comprend pas
d'éléments de commande Sur la figure 1, S désigne une plu-
ralité d'électrodes de rangée, D désigne une pluralité d'électrodes de colonne, des éléments d'affichage C étant disposés aux intersections des électrodes de rangée et des électrodes de colonne La figure 2 est un schéma destiné à
la description d'un dispositif d'affichage à matrice dans
lequel des éléments de commande à deux bornes, c'est-à-
dire des éléments résistifs non-linéaires NL, sont utilisés.
Chaque élément de matrice M disposé à une intersection d'une électrode de rangée et d'une électrode de colonne
comprend un élément non-linéaire NL et un élément d'affi-
chage C montés en série.
La figure 3 montre les caractéristiques idéales d'un élément non-linéaire Comme on peut le voir, deux valeurs ohmiques différentes, Rf et R sont affichés pour des tensions qui sont appliquées aux bornes de l'élément et dont les valeurs absolues sont inférieures et supérieures
à la tension de seuil Vth, respectivement.
La figure 4 montre les caractéristiques d'un type
classique d'éléments résistifs non-linéaires formés de va-
ristances ou diodes MIM, comme décrit dans le document de
référence 3 Les éléments MIM présentent une caractéristi-
que de la forme I c V exp(B VV) tandis que les varistances présentent une caractéristique de la forme I Vr, o r ' 50 -8-
Dans chaque cas, l'absence de linéarité est mal dé-
finie en comparaison de l'exemple idéal représenté sur la figure 3 Ensuite, il en résulte une valeur importante de Ioff au voisinage de la tension de seuil Vth, de sorte qu'il est difficile de commuter avec précision les courants de commande sur les éléments d'affichage en réponse à des potentiels de signaux de commande prédéterminés De plus, le fonctionnement est influencé par des signaux de données
d'autres rangées, c'est-à-dire qu'il se produit une trans-
modulation Il n'est donc pas possible d'utiliser de tels
éléments résistifs non linéaires pour réaliser un disposi-
tif d'affichage analogique qui exige une commande très pré-
cise des niveaux de contraste des éléments d'image, par
exemple un dispositif d'affichage TV.
La figure 5 montre la distribution des écarts isolés
apparaissant dans la valeur de tension de seuil V des va-
th
ristances, comme décrit dans le document de référence 2.
Comme on peut le voir, il est difficile de régler la valeur de Vth pour des varistances par suite de la large plage d'écarts isolés de fabrication Ceci est également vrai pour des éléments MIM dont le fonctionnement est basé sur les
courants d'effet tunnel traversant une mince couche de ma-
tière isolante de l'électricité La qualité de l'isolation
d'une telle couche se trouve fortement affectée par la na-
ture de la matière constituant la couche, ce qui rend dif-
ficile le réglage de Vth, I et I sur des valeurs pré-
t"on off
déterminées précises.
Plutôt que d'utiliser des varistances ou des élé-
ments MIM, on peut utiliser les caractéristiques de conduc-
tion en sens direct des diodes pour réaliser des éléments résistifs nonlinéaires étant donné que ces diodes donnent
des éléments non-linéaires qui présentent des caractéristi-
ques étroitement réglées et un niveau élevé de tension de seuil Le document de référence 1 propose un agencement
dans lequel des diodes sont montées suivant-une configura-
tion en anneau Ceci veut dire que chaque élément résistif -9- nonlinéaire comprend deux ensembles atteignant 40 diodes
chacun, les diodes de chaque ensemble étant montées en sé-
rie, les ensembles étant montés en parallèle avec des pola-
rités mutuellement opposées Toutefois, l'utilisation de tels anneaux de diodes soulève des problèmes En premier lieu, si on utilise un total de 40 x 2 = 80 éléments pour chaque élément de matrice, alors, dans le cas d'une matrice qui comporte 500 rangées et 500 colonnes, il faut un total de 2 x 107 éléments Il est impossible de disposer de façon séparée un nombre aussi grand d'éléments sur un panneau d'affichage utilisant des procédés de fabrication normaux,
bien que la présente invention fasse connaître un agence-
ment au moyen duquel on peut réduire considérablement la superficie du substrat du dispositif d'affichage occupée par un grand nombre d'éléments redresseurs montés en série,
cela,comparativement aux procédés de la technique antéri-
eure dans lesquels on dispose séparément les éléments re-
dresseurs sur un substrat et on les relie mutuellement à l'aide de conducteurs formés sur ce substrat De plus, en
utilisant les procédés de fabrication normaux, il est dif-
ficile de maintenir les courants de fuite des jonctions des diodes à une valeur faible et stable lorsque l'on a recours à un nombre aussi grand d'éléments En outre, si on utilise
un grand nombre-d'éléments montés en série dans la struc-
ture de chaque élément résistif non-linéaire, il est dif-
ficile d'atteindre une valeur suffisamment élevée de Ion et il faut un niveau élevé de tension d'alimentation par suite de la valeur élevée de la tension de seuil Vth'
Grâce à la présente invention, les inconvénients-ci-
dessus de la technique antérieure se trouvent considérable-
ment réduits.
On va maintenant décrire la présente invention en se
référant aux dessins.
La figure 6 est un schéma synoptique d'un mode de réalisation d'un dispositif d'affichage selon la présente invention La référence 10 désigne un panneau ou tableau - d'affichage La référence 12 désigne un circuit de commande
d'électrodes de rangée qui appliquent des signaux de balay-
age ayant la forme O * représentée sur la figure 7 aux élec-
trodes de rangée Si à SN du panneau d'affichage La réfé-
rence 16 désigne un circuit de commande d'électrodes de co- lonne qui applique des signaux de données ayant la forme Dm représentée sur la figure 7 aux électrodes de colonne DI à DM La référence 14 désigne un dispositif de commande fournissant des données d'affichage 18, des signaux de rythme au chrono-déclenchement 24 et 26 et des alimentations
en énergie 21 et 22 aux circuits de commande.
La figure 7 montre un exemple de formes d'ondes de signaux de commande Si on utilise des signaux de commande présentant de telles formes d'ondes, une valeur de tension de seuil Vth de l'ordre de 0,5 à 1 V est suffisante pour les éléments non-linéaires Il est donc possible d'utiliser un
seul étage de diodes pour chaque élément non-linéaire et-
non pas un nombre atteignant 40 étages, comme il est néces-
saire dans l'exemple de la technique antérieure décrit ci-
dessus.
La figure 8 montre un autre exemple de formes d'ondes de signaux de commande Dans la suite du présent exposé, la tension qu'il faut appliquer à un élément d'affichage pour
le placer dans un état activé sera désigné par Von, la ten-
sion qu'il faut appliquer pour maintenir un élément d'af-
fichage dans l'état non-activé étant désigné par V Off et le rapport Von/Voff étant appelé v la marge de fonctionnement M La marge de fonctionnement M est une mesure de la qualité de l'image qui est fournie par un dispositif d'affichage et
qui résulte du degré de résolution et du contraste (c'est-
à-dire le rapport de contraste) fourni par le dispositif d'affichage. Si l'on utilise des signaux de commande ayant les
formes d'ondes représentées sur les figures 7 ou 8, une va-
leur de tension de seuil Vth de l'ordre de 0,5 à 1 V pour
les éléments résistifs non-linéaires fournit une valeur suf-
11 - fisamment élevée de marge de fonctionnement M de sorte que si chaque élément linéaire est formé de deux ensembles de diodes montés en parallèle avec des polarités opposées, chaque ensemble peut alors comprendre de 1 à 3 étages de diodes. La figure 9 montre la relation entre la marge de
fonctionnement M, la tension de seuil Vth des éléments non-
linéaires, et le facteur de résolution N du dispositif d'affichage dans le cas d'éléments d'affichage qui ont une tension d'activation de 2 V Plus la valeur de M est grande, meilleure est la qualité de l'image De plus, comme on peut
le voir sur la figure 9, pour un degré spécifique de réso-
lution, plus la valeur'de la tension de seuil Vth des élé-
ments non-linéaires est élevée, meilleure est la qualité de l'image En outre, pour une valeur particulière de marge M,
plus la valeur de la tension de seuil Vth des éléments non-
linéaires est élevée, meilleure est le facteur résolution N du dispositif d'affichage, ce facteur augmentant rapidement
à mesure que Vth augmente De plus, si on veut que la vi-
tesse de réponse du dispositif d'affichage soit élevée, il faut également que le niveau du courant de travail Ion soit élevé pour que la quantité de courant qui circule à travers les éléments d'affichage pendant un intervalle de temps de
commande prédéterminé soit à coup sûr suffisante Si la va-
leur de Ion n'est pas suffisante, les états CONDUCTEUR et
NON-CONDUCTEUR des éléments d'affichage sont alors mal dé-
finis et le gradient de contraste est faible, ce qui faite
que la qualité de l'image est médiocre On peut donc com-
prendre que les valeurs de Vth et de Ion sont très impor-
tantes dans un dispositif d'affichage Du point de vue du réglage des caractéristiques des éléments et du prix de ces éléments, on peut considérer que les éléments non-linéaires
qui utilisent la caractéristique de conduction en sens di-
rect de diodes sont préférables.
La figure 10 est une vue en plan d'une partie d'un
mode de réalisation d'un panneau d'affichage selon la pré-
12 - sente invention La figure 11 est une vue en coupe tracée
par la ligne 65 de la figure 10 Dans ce mode de réalisa-
tion, chaque élément résistif non-linéaire comprend une pai-
re d'éléments redresseurs montés en parallèle avec des pola-
rités opposées, chaque élément redresseur comprenant une
diode PIN formée par un dépôt de couches minces Cette réa-
lisation conviendrait pour un dispositif d'affichage à ma-
trice utilisant des signaux de commande du type illustré sur la figure 7 ou sur la figure 8 mentionnées ci-dessus,
et dans lequel les éléments résistifs non-linéairesne de-
mandent seulement qu'une faible valeur de tension de seuil.
Les références 50, 51 désignent des substrats, les référen-
* ces 72 et 71 désignent des électrodes de rangée, les réfé-
rences 53, 55 désignent respectivement une pellicule de pro-
tection de surface et une couche d'alignement, la référence 54 désigne un élément d'affichage comprenant une matière
telle qu'un cristal liquide Les références 64 et 77 dési-
gnent des éléments redresseurs qui comprennent des parties semiconductrices 74, 75 constituées chacune d'une couche
semi-conductrice 60 de type P, d'une couche semi-conductri-
ce 59 de type I présentant un faible niveau d'impuretés ajoutées, et une couche semi-conductrice 58 de type N pour former une structure de diode PIN La référence 81 désigne une électrode d'affichage et la référence 61 désigne une électrode de colonne L'électrode de colonne 61 est couplée
à une des bornes d'un élément redresseur 64 par l'intermé-
diaire d'une couche conductrice 57 La borne de polarité
opposée de l'élément redresseur 64 est reliée à l'électro-
de d'affichage 81 de l'élément d'affichage 54 par une élec-
trode de liaison 62 couplée à travers une ouverture de con-
tact 84 La figure 12 montre une vue en plan d'un mode de réalisation légèrement différent dans lequel, contrairement
à l'agencement de la figure 10, deux groupes d'éléments re-
dresseurs 94 et 96 sont formés dans un coin de chaque élé-
ment d'image.
Comme il apparaît clairement dans le mode de réali-
13 - sation ci-dessus, une des caractéristiques de la présente invention réside dans l'utilisation d'éléments redresseurs qui se présentent sous la forme de minces pellicules Une autre caractéristique est que les trajets suivis par le courant dans ces éléments redresseurs sont disposés direc-
tement sur le substrat Un tel agencement permet d'augmen-
ter au maximum la superficie de section droite du trajet du courant de sorte que l'on peut éliminer un inconvénient des
éléments classiques de ce type, à savoir une valeur insuf-
fisante de Ion Il est en outre possible de réduire l'im-
portance de ce problème d'un courant Ion insuffisant par
apport d'un supplément grâce à l'action de la lumière.
D'une façon générale, un des inconvénients de l'uti-
lisation de transistors ou de diodes comme éléments de com-
mande dans les affichages à matrice réside dans la sensibi-
lité de ces éléments à la lumière Du fait que les diodes sont un type de cellules solaires, il peut en résulter un
fonctionnement incorrect par suite des courants photoélec-
triques engendrés Dans le cas de la présente invention,
deux groupes d'éléments redresseurs sont disposés symétri-
quement par rapport à la lumière et à la chaleur incidentes
engendrées extérieurement de manière que les effets de cet-
te lumière et de cette chaleur s'annulent sensiblement les uns les autres Par exemple, les éléments redresseurs 64 et 77, ou 94 et 96 des figures 10 et 12, ont sensiblement la même forme et sont disposés au voisinage immédiat l'un de
l'autre, de sorte que les superficies des parties semi con-
ductrices de chacun de ces éléments redresseurs vis-à-vis
de la lumière extérieure incidente (par exemple comme indi-
qué par la référence 66 sur la figure 11) sont presque-iden-
tiques Par exemple, si chaque élément résistif non-liné-
aire est constitué par des diodes PIN au silicium amorphe
formées à l'aide du procédé CVD (dépôt chimique en phase va-
peur) au plasma, alors les courbes 101 et 102 de la figure 13 montrent les caractéristiques de cellules solaires de chacune des diodes Du fait que ces diodes sont montées en 253731 w 14 - parallèles avec des polarités opposées, la caractéristique générale obtenue pour l'élément résistif non-linéaire est telle qu'indiquée par la référence 103 Comme on peut le voir, les courants photoélectriques 104 et 105 s'annulent mutuellement àl'intérieur de l'élément résistif non-liné- aire et n'apparaît pas à l'extérieur de cet élément De plus, comme illustré sur la figure 14, la tension de seuil Vth est sensiblement stable par rapport aux variations des niveaux de lumière incidente, cela jusqu'à un niveau de lumière de l'ordre de 1/10 de la valeur AM 1 (c'est-à-dire masse d'air
1 > de sensibilité de cellule solaire ( 100 m W).
Avec la présente invention, il est également possible
d'utiliser positivement, et non d'éliminer, les effets pho-
toélectriques de la lumière incidente Du fait que les élé-
ments redresseurs sont des dispositifs fondamentalement photosensibles, il est difficile d'éliminer complètement
les effets de la lumière incidente Avec la présente inven-
tion, une des électrodes d'un élément redresseur, par exem-
ple de l'électrode 57 de la figure 11, peut être réalisée sous la forme d'une électrode transparente à partir d'une matière telle que Ir 203: Sn, ou Sn O 2, Zn O, etc La figure montre les caractéristiques Ron/Roff (R = résistance de
l'élément à l'état conducteur; Roff = résistance de l'élé-
ment à l'état non-conducteur) par rapport au niveau de la lumière incidente I Dans le cas de diodes en silicium
amorphe pour lesquelles l'obtention d'une valeur suffisam-
ment faible de Ron est le problème principal, ce problème diminue d'importance à mesure que le niveau de la lumière incidente augmente Par contre, à mesure que le niveau de
la lumière incidente augmente, la valeur de Roff diminue.
Toutefois, la valeur de Roff reste dans des limites permi-
ses, de sorte que cette valeur ne constitue pas un problème
sérieux Avec un mode de réalisation de la présente inven-
tion dans lequel on a recours à une configuration ou struc-
ture utilisant les effets de la lumière incidente, la va-
leur de Ron est 2 à 5 fois plus faible pour un niveau de lu-
-
mière incident de l'ordre de 1000 lux De ce fait, la limi-
te de facteur de résolution de la matrice est 2 à 5 fois
plus élevée.
La figure 16 montre la relation entre la distribu-
tion de la concentration NA des accepteurs, et la concen- tration Nd des donneurs pour un élément redresseur ayant une configuration selon le mode de réalisation des figures et 11 La figure 17 montre la relation entre l'épaisseur Ti de la couche I de la structure semi-conductrice PIN et
I et I A mesure que Ti augmente, 'off diminue rapide-
on off' f
ment, et Ion augmente Si on utilise des diodes PN au si-.
licium amorphe dans le panneau d'affichage, il est alors important que Ion soit à coup sûr suffisamment élevé, mais
cela avec la superficie de substrat occupée par les élé-
ments résistifs non-linéaires aussi faible que possible,
Ceci garantit un courant Ioff faible, tandis que l'appli-
cation de contre-mesures dans la structure de l'élément
pour annuler les effets du courant photoélectrique est beau-
coup moins nécessaire D'autre part, si on fait en sorte que la concentration du dopage dans la couche I soit plus grande que le niveau nécessaire en réalité pour supporter la tension maximale appliquée, alors les caractéristiques de commande sont améliorées et on peut augmenter la densité d'éléments En comparaison avec-une structure de diode PN, une structure de diode PIN donne un degré plus faible de différence ou écart isolé de fabrication en ce qui concerne
les valeurs de 'on et Vth, et on peut utiliser une épais-
seur de Ti supérieure à 3 nm Compte tenu de ce qui précède,
une épaisseur Ti de l'ordre de 3 à 500 nm est optimale.
La limite du niveau de courant I onen sens direct
dans une diode de configuration PIN est établie principa-
lement par le courant de trous dans la partie de jonction PI Si la couche I est légèrement dopée avec du bore, alors, comme représenté sur la figure 18, la structure P PN ainsi
obtenue permet d'améliorer les valeurs de Ion et de Ioff -
La figure 19 montre les relations entre le rapport de mé-
16 -
lange de B 2 H 6/Si H 4, d'une part, et Ion et Ioff" d'autre part.
Si la proportion de B 2 H 6 n'est pas exagérément élevée, on
peut obtenir des améliorations dans les caractéristiques.
De plus, si on forme les éléments à partir de sili-
cium amorphe en utilisant le procédé CVD au plasma, le pro-
cédé CVD photo-assisté, ou le procédé de pulvérisation catho-
dique, alors on peut régler librement le profil du dopage (mesuré dans la direction de l'épaisseur des couches) et,
comme représenté sur la figure 20, on peut former les jonc-
tions par variation graduel-le de ce profil De telles jonc-
tions à gradient conviennent extrêmement bien pour des élé-
ments résistifs non-linéaires à utiliser dans un dispositif d'affichage à matrice Les raisons de cette situation sont les suivantes En premier lieu, un niveau élevé de courant peut circuler par suite des courants de diffusion résultant des trous et des électrons dans les jonctions Pl et dans
les jonctions IN, de sorte que Ion peut être important.
Toutefois, en raison de la présence d'une région à faible
concentration d'impuretés formée en tant que région inter-
médiaire, on peut déterminer avec précision les potentiels de Fermi des couches dopées sur l'un et/ou l'autre côtés
de la région à faible concentration de dopage Il en résul-
te que les différences isolées dans la valeur de Vth et
dans les courants de fuite des jonctions se trouvent ré-
duites considérablement.
La figure 21 montre une vue en plan d'une partie
d'un autre mode de réalisation d'un panneau d'affichage se-
lon la présente invention Dans ce mode de réalisation, on
utilise pour chaque élément d'image une pluralité d'élé-
ments d'affichage et d'éléments résistifs non-linéaires La figure 22 montre une vue en coupe, faite par la ligne de coupe 116 de la figure 21 Les références 108 désignent une électrode de colonne qui est couplée à une des électrodes
des éléments redresseurs 115 et 117 par une couche-conduc-
trice 112 qui est appelée une première électrode de con-
nexion Les références 113 et 114 désignent des électrodes 17 - de rangée, la référence 110 désigne une seconde électrode de connexion, et les références 115 a et 111 désignent une couche semi-conductrice à l'intérieur de laquelle une ou plusieurs jonctions de diodes sont formées Les références 51, 50 désignent les substrats, les références 53, 55 désignent respectivement une pellicule de protection de surface et une couche d'alignement, la référence 116 désigne une
électrode d'affichage et la référence 54 une couche de cris-
taux liquides Les éléments redresseurs 115 et 117 compren-
nent chacun une couche semi-conductrice et comportent des électrodes couplées à cette couche sur chaque côté de la couche semi-conductrice Les deux éléments redresseurs sont reliés suivant une configuration en anneau de manière à
constituer un élément résistif non-linéaire bidirectionnel.
Les références 116, 118 et 120 désignent respectivement des
électrodes d'affichage.
Le schéma de circuit équivalent d'un élément d'image pour le mode de réalisation des figures 21 et 22 est donné
sur la figure 23 (trois éléments d'affichage et trois élé-
ments résistifs non-linéaires correspondants étant utilisés pour chaque élément d'image) Les éléments d'affichage 119 a,
119 b et 119 c sont montés en série avec les éléments redres-
seurs 115 a, 115 b et 115 c, respectivement, à l'intersection
d'une électrode de rangée 114 et d'une électrode de colon-
ne 108, cette configuration constituant un élément d'image.
Cet agencement, dans lequel une pluralité de groupes d'élé-
ments d'image et d'éléments non-linéaires sont utilisés
pour chaque élément d'image présente les avantages suivants.
En premier lieu, il n'est pas nécessaire d'aligner les subs-
trats supérieur et inférieur avec un degré élevé de préci-
sion Il en est ainsi en raison du fait que, si la position d'une électrode de rangée (ou d'une électrode de colonne)
sur un des substrats et la position d'un élément d'afficha-
ge couplé à une électrode d'affichage ne concordent pas, il
se produit alors une transmodulation dans le cas d'un dis-
positif d'affichage o un seul élément d'affichage est uti-
18 - lisé pour chaque élément d'image Toutefois, avec le mode de réalisation de la figure 23, on utilise une pluralité d'éléments d'affichage pour chaque élément d'image de sorte que la transmodulation se trouve réduite et on peut faire en sorte que ses effets soient négligeables Pour ces rai- sons, le mode de réalisation de la figure 23, dans lequel plusieurs éléments d'affichage sont utilisés pour chaque élément d'image, fournit une meilleure qualité d'image Pour obtenir les résultats décrits ci-dessus, il faut que les électrodes d'affichage 116, 118, 120 représentées sur la figure 21 soient disposées parallèlement aux électrodes de rangée 113, 114 Un second avantage réside dans le fait que l'on peut augmenter la cadence de fabrication En d'autres termes, dans le cas d'un dispositif d'affichage o un seul élément d'affichage est utilisé pour chaque élément d'image, alors même si un seul uniquement des éléments redresseurs reliés à un élément d'affichage devient défectueux, l'élément
d'image-total cesse de fonctionner, Un tel effet est extrê-
mement visible et réduit la qualité de l'image Toutefois, si plusieurs éléments d'affichage sont utilisés pour chaque
élément d'image, alors même si un seul des éléments redres-
seurs d'un élément d'affichage devient défectueux ceci n'a
pas d'effet sur le fonctionnement de l'élément d'image cor-
respondant de sorte qu'aucun défaut n'apparaît dans l'image.
De ce fait, comme décrit ci-dessus, une configuration selon ce mode de réalisation de la présente invention est
extrêmement avantageux en ce qui concerne une meilleure ca-
dence de fabrication et une meilleure qualité d'image ainsi qu'un prix de revient plus faible, Les figures 24, 25 et 26 montrent des configurations
spécifiques pour des parties des éléments redresseurs repré-
sentés sur les figures-22 et 21 Sur la figure 24, la réfé-
rence 121 désigne une électrode inférieure, la référence 122 une partie semi-conductrice, la référence 126 une électrode
supérieure La partie semi-conductrice 122 comprend une plu-
19 9
ralité de couches présentant des types différents d'impure-
tés de dopage, ou des concentrations différentes d'impuretés.
Sur la figure 24 une configuration de diode PIN est formée de trois couches, à savoir-une couche 123 de type P (ou N), une couche 124 à faible concentration d'impuretés, et une couche 125 de type N (ou de type P) Un inconvénient de
cette configuration réside dans le fait qu'un trajet de cou-
rant latéral se forme entre la couche 123 de type P (ou de type N) et l'électrode 126, à l'extérieur du trajet normal de courant PIN On peut réduire ce problème du trajet de courant latéral en augmentant la distance entre la forme 129 de l'électrode inférieure et la borne de sortie 128 de l'électrode supérieure et en réduisant les largeurs des bornes L'avantage de la configuration des figures 24 à 27 réside dans le fait que la structure complète ne comprend
que trois couches, c'est-à-dire la couche d'électrode su-
périeure, la couche semi-conductrice et la couche d'élec-
trode inférieure, de sorte que l'on peut effectuer la for-
mation de ces couches et la phase de traitement de forma-
tion de dessin à l'aide de trois phases au total Ceci rac-
courcit le temps nécessaire pour la fabrication et facilite
le procédé de fabrication, ce qui permet une réduction con-
sidérable du prix de revient.
La figure 25 diffère de l'agencement de la figure 24 par la configuration d'une partie 133 de la première des
parties-semi-conductrices 132 à former (c'estl-à-dire la cou-
che 131 de type P ou de type N) De façon plus spécifique,
dans le mode de réalisation de la figure 24, on laisse subs-
tituer une partie de la couche semi-conductrice 123 sur la partie de sortie 127 de l'électrode supérieure Par contre, dans le mode de réalisation de la figure 25, cette partie est éliminée Il en résulte que l'inconvénient du mode de
réalisation de la figure 24, à savoir la formation d'un tra-
jet de courant latéral permettant une circulation d'un cou-
rant de fuite, se trouve considérablement réduite Les pha-
ses de fabrication pour le mode de réalisation de la-figure - sont illustrées sur les figures 26 (a) et 26 (b) Comme on peut le voir, on utilise un procédé d'auto-alignement pour réduire le nombre de phases de masquage En premier lieu,
au cours de la phase (a), on dépose successivement la cou-
che 121 d'électrode inférieure et la couche semi-conductri- ce 141 présentant un premier type de porteurs (c'est-à-dire le type P ou le type N) En même temps, en utilisant un
seul masque, on forme le dessin de ces couches de telle sor-
te que la couche semi-conductrice 141 ne recouvre pas la
couche 121 d'électrode jusque sur la sous-structure Ensui-
te, on dépose successivement la couche 124 à faible concen-
tration d'impuretés et la couche semi-conductrice 125 com-
portant un second type de porteurs (c'est-à-dire de type N
ou de type P) en même temps que l'on effectue un masquage.
Pendant cette phase de formation de dessin, on attaque chi-
miquement la couche semi-conductrice 141 de manière qu'elle présente le dessin ayant la forme indiquée par la référence
131 Grâce à ces phases de traitement, la couche semi-con-
ductrice 131, qui est du premier type de conduction, se trouve superposée au dessin de l'électrode inférieure, sans chevauchement, les positions de ces couches superposées
étant alignées automatiquement, c'est-à-dire auto-alignées.
La figure 27 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation de la présente invention montrant une partie
d'un élément redresseur La référence 151 désigne une élec-
trode inférieure, la référence 152 une partie semi-conduc-
trice, la référence 155 une électrode supérieure L'électro-
de inférieure 151 et la partie semi-conductrice 152 forment
une jonction du type barrière Schottky tandis que l'électro-
de supérieure 155 et la partie semi-conductrice 152 forment une jonction ohmique On peut former l'élément inférieur
151 par exemple à l'aide d'une pellicule de platine en uti-
lisant un procédé de pulvérisation cathodique et on peut réaliser la partie semi-conductrice 152 sous la forme d'une pellicule de silicium amorphe par formation CVD ou plasma et l'électrode supérieure 155 sous la forme d'une pellicule 21 -
conductrice transparente d'oxyde d'indium La partie infé-
rieure 153 de la partie semi-conductrice 152 comprend une
couche de semi-conducteur à faible concentration d'impure-
tés afin de constituer une jonction Schottky tandis que la partie supérieure 154 de la partie semi-conductrice 152
comporte une couche semi-conductrice qui comprend une impu-
reté telle que le bore ou le phosphore L'utilisation d'une jonction du type barrière Schottky, comme dans ce mode de réalisation, procure les avantages suivants En premier
lieu, on peut obtenir un niveau élevé de circulation de cou-
rant en sens direct Comme on peut le comprendre d'après les formes d'ondes de signaux de commande représentées sur les figures 7 et 8, les signaux de commande sont appliqués
aux éléments résistifs non-linéaires d'un dispositif d'af-
fichage à matrice suivant un mode en temps partagé et il est nécessaire de fournir un niveau suffisamment élevé de courant aux éléments d'affichage Il est donc nécessaire d'obtenir un niveau suffisamment élevé de circulation de courant en sens direct dans les éléme Ats Toutefois, dans le cas des exemples décrits précédemment dans lesquels des diodes PIN ou des jonctions de diode PIN sont utilisées, le niveau de la circulation de courant en sens direct est faible et il en résulte que la superficie de chaque élément d'affichage doit être importante Toutefois, en utilisant
des jonctions du type barrière Schottky plutôt qu'une cir-
culation de courant basée sur des courants de dérive de por-
teurs minoritaires, comme dans le cas des jonctions PIN ou des jonctions PN, la circulation de courant en sens direct provient des porteurs majoritaires de sorte que l'on peut
obtenir un degré suffisamment élevé de circulation de cou-
rant.
Un second avantage procuré par l'utilisation d'élé-
ments redresseurs basés sur les jonctions du type barrière Schottky dans un dispositif d'affichage à matrice réside dans le fait que l'accumulation des charges est réduit en comparaison de l'accumulation de charge avec utilisation de 22 -
jonction PN ou de jonction PIN Pour cette raison, la trans-
modulation est faible Du fait que la circulation de courant
dans les jonctions PIN et PN est basée sur des porteurs mi-
noritaires, lorsque l'on fait passer le sens de la tension appliquéedu sens direct au sens inverse, les porteurs mino- ritaires accumulés ne quittent pas immédiatement la région
de la jonction, de sorte que l'on ne peut pas arrêter im-
médiatement la circulation du courant en sens direct lors de l'application d'une tension de polarisation inverse Ce phénomène se traduit sur le dispositif d'affichage par une
transmodulation qui diminue la résolution de l'affichage.
Toutefois, si on utilise des jonctions du type barrière
Schottky, comme avec le présent mode de réalisation, le de-
gré d'accumulation de charge résultant des porteurs minori-
taires est négligeable, de sorte que la transmodulation est
plus faible.
Par suite des avantages décrits ci-dessus, l'utili-
sation de jonctions du type barrière Schottky pour les élé-
ments redresseurs permet d'obtenir une bonne réponse même lorsque des impulsions de signaux de commande de brève durée sont appliqués, de sorte que l'on peut obtenir un affichage à haute densité comportant par exemple de 500 à 1000, ou
plus, lignes de balayage.
Un troisième avantage de ce mode de réalisation ré-
side dans le fait que la fabrication est facilitée Si on utilise des jonctions du type barrière Schottky, la fuite par trajet de courant latéral qui se produit avec le mode de réalisation de la figure 24 n'a pas lieu, de sorte que les phases de fabrication illustrées sur la figure 26 ne sont pas nécessaires De façon plus spécifique, en formant
une barrière Schottky à la jonction entre l'électrode infé-
rieure et la couche semi-conductrice dans la configuration de la figure 27, on peut former un élément à l'aide de trois phases de formation de pellicules et d'opérations de formation de dessins L'élément ainsi formé ne présente pas
de fuite par trajet de courant latéral.
23 -
Il est possible d'utiliser un métal autre que le pla-
tine pour les fonctions Schottky, comme par exemple Ir, Au, Rh, Pd, Ni, Cr, Al, etc, tandis que l'on peut utiliser du silicium polycristallin ou microcristallin, ou bien Te, Se, Cd, Cd S, In P, Ga As, etc pour la matière semi-conductrice et on peut avoir recours à Al, Cr ou Ni, etc pour former
des jonctions ohmiques Il est également possible d'inver-
ser la configuration représentée dans ce mode de réalisa-
tion, c'est-à-dire de former la jonction Schottky entre l'électrode inférieure et la partie semi-conductrice, et de former une jonction ohmique entre l'électrode supérieure et la partie semi-conductrice Il est également possible de former un type MIS de jonction en insérant une mince couche
isolante dans la jonction Schottky.
La figure 28 est une vue en coupe d'un type MIS
d'éléments redresseurs La référence 161 désigne une élec-
trode de rangée, la référence 162 une mince pellicule iso-
lante, la référence 163 une partie semi-conductrice, et la
* référence 165 une électrode supérieure Du fait que la par-
tie semi-conductrice 163 présente une caractéristique MIS,
on prévoit une couche 164 à faible concentration d'impure-
tés-sur le côté "pellicule isolante" de la structure, et on forme une couche 165 à forte concentration d'impuretés
sur le côté "électrode supérieure" de la couche semi-con-
ductrice pour obtenir un contact ohmique En d'autres ter-
mes, la couche semi-conductrice 163 comprend deux couches.
On peut utiliser des matières telles que Pt, Cr, etc pour l'électrode inférieure, tandis que l'on peut utiliser des
matières telles que Ta 205 ou Ti O 2 pour la pellicule isolan-
te, du silicium amorphe pour la partie semi-conductrice et une matière telle que ITO (oxyde d'étain) avec de l'indium)
pour l'électrode supérieure.
L'avantage d'utiliser des éléments redresseurs du type MIS dans un dispositif d'affichage réside dans le fait que l'on peut obtenir une valeur élevée de tension de seuil Vth Par exemple, si l'électrode inférieure est formée de 24 - Cr, et si aucune pellicule isolante n'est utilisée, Vth est
de l'ordre de 0,2 V Toutefois, si on utilise une configu-
ration MIS avec une pellicule isolante formée de Ti Ox et ayant une épaisseur de l'ordre de 30 A', alors la valeur de Vth augmente jusqu'à un chiffre de l'ordre de 0,55 V.
La figure 29 est une vue en coupe d'un élément re-
dresseur du type à hétéro-jonction La référence 171 dési-
gne une électrode de rangée, la référence 172 une partie
semi-conductrice, la référence 173 une électrode supérieure.
Dans ce mode de réalisation, l'électrode inférieure est for-
mée d'un type conducteur de simi-conducteur, une hétéro-
jonction étant formée entre cette électrode et la partie semi-conductrice Par exemple, si l'électrode inférieure
est formée de In 203:Sn, la partie semi-conductrice est for-
mée de silicium amorphe, et le côté d'électrode inférieure de la partie semi-conductrice consiste en une couche 173 à faible concentration d'impuretés, alors on peut former une jonction appropriée La référence 174 désigne une couche à forte concentration d'impuretés pour obtenir un contact
non-redresseur avec l'électrode supérieure 175.
Les avantages procurés par l'utilisation d'un élé-
ment redresseur du type à hétéro-jonction dans un disposi-
tif d'affichage sont les suivants En premier lieu, le pro-
cédé de fabrication est simple et on peut obtenir des ca-
ractéristiques stables Par exemple, si on utilise le pro-
cédé de fabrication illustré sur la figure 15, on peut exé-
cuter la formation des pellicules et les opérations de for-
mation de dessins à l'aide d'un total de trois phases.
La figure 30 est une vue en plan d'une partie de panneau d'affichage d'un autre mode de réalisation de la
présente invention et la figure -31 est une vue en coupe tra-
cée par la ligne de coupe 188 Dans ce mode de réalisation,
une électrode inférieure 181 disposée en-dessous d'une par-
tie semi-conductrice 182 et une électrode supérieure 183
sont toutes deux réalisées sous la forme de couches conduc-
trices non-transparentes Avec une telle configuration ou
25373 16
- conception, la lumière ne peut pas pénétrer dans la partie
semi-conductrice, de sorte qu'aucune variation ne se pro-
duit dans les caractéristiques des éléments photosensibles en raison de la lumière incidente En outre, la connexion de sortie de l'électrode supérieure est réalisée à travers un trou de contact formé dans la pellicule isolante 63, de sorte que le conducteur de contact ne touche pas une face latérale de la partie semi-conductrice De ce fait, la fuite par trajet de courant latéral qui a lieu avec l'agencement
représenté sur la figure 24 ne se produit pas.
Dans les modes de réalisation de la présente inven-
tion décrits ci-dessus, chaque élément résistif non-liné-
aire comprend une paire d'éléments non-redresseurs compre-
nant chacun une seule diode et montés en parallèle avec
leurs polarités opposées, de manière à former ainsi des élé-
ments redresseurs présentant une caractéristique de conduc-
tion bidirectionnelle symétrique de la forme fondamentale représentée sur la figure 3 Un tel agencement convient si une valeur faible mais réglée avec précision de la tension de seuil est suffisante Toutefois, dans certains cas, il peut être nécessaire d'assurer une valeur de tension de seuil plus élevée que celle qu'il est possible d'obtenir avec un seul étage de diodes Dans ce cas, on peut former un élément résistif nonlinéaire à l'aide de deux ensembles
d'éléments redresseurs, dont chacun comprend plusieurs éta-
ges de diodes montés en série en vue d'une conduction uni-
directionnelle Le circuit équivalent d'un tel agencement
est représenté sur la figure 32 o un élément résistif non-
linéaire 190 comprend une paire d'ensembles d'éléments re-
dresseurs 192 et 194 comprenant chacun une pluralité d'éta-
ges de diodes, les ensembles 192 et 194 étant montés en pa-
rallèle avec leurs polarités opposées.
Une variante d'agencement permettant d'obtenir un élément résistif nonlinéaire présentant une valeur élevée
de tension de seuil est illustrée dans le circuit équiva-
lent de la figure 34 Ici, on peut imaginer que l'élément 26 - de résistance non linéaire comprend une pluralité d'anneaux 204, 206, de diodes montées en série, chacun contenant
une paire de diodes montées en parallèle avec leurs polari-
tés opposées, c'est-à-dire en sens inverse Ce montage fonc-
tionne électriquement de la même façon que l'agencement de
la figure 32, mais permet de simplifier les connexions mu-
tuelles entre les étages de diodes-par rapport au cas du
procédé de connexion de la figure 32.
Avec les configurations des figures 32 et 34, si on
utilise un grand nombre d'étages de diodes dans chaque élé-
ment résistif non-linéaire, alors l'élément résistif non-
linéaire devient défectueux en cas de circuits ouverts dans
les conducteurs de connexion entre les diodes Un tel agen-
cement peut donc se traduire par une cadence de fabrication
relativement faible pour l'ensemble du dispositif d'afficha-
ge à matrice si celui-ci comprend un grand nombre d'éléments résistifs non-linéaires Dans le mode de réalisation de la présente invention illustré dans le circuit équivalent de la figure 32, on couple à chaque élément d'affichage une pluralité d'éléments résistifs non-linéaires dont chacun comprend deux ensembles d'élémients redresseurs (désignés par exemple par les références 198 et 200 > De ce fait, un élément redresseur défectueux ou un conducteur de connexion défectueux entre les éléments redresseurs dans l'un des en-
sembles n'affecte qu'un seul des éléments réàistifs non-
linéaires et n'a donc pas d'influence sur le fonctionnement de l'élément d'image correspondant Il en résulte que la cadence de fabrication générale d'un dispositif d'affichage à matrice utilisant un tel agencement se trouve accrue de
façon importante.
La figure 35 montre une vue en plan d'une partie d'un
panneau d'affichage selon un mode de réalisation de la pré-
sente invention correspondant au circuit équivalent de la
figure 32, dans lequel des diodes formées par dépôt de min-
ces pellicules sur un substrat sont reliées entre elles par
des conducteurs de connexion formés sur ce même substrat.
27 - La figure 36 est une vue en coupe du panneau d'affichage de la figure 35, cette vue étant faite par la ligne de coupe A-B Les références 220 et 232 désignent des substrats, les références 210 et 211 désignent des électrodes de rangée, les références 222 et 224 désignent respectivement une cou- che de protection de surface et une couche d'alignement, et la référence 223 désigne un élément d'affichage tel qu'un élément d'affichage à cristaux liquides, Les références 218
et 219 désignent des électrodes d'affichage destinées à re-
lier les éléments d'affichage, par exemple l'électrode d'af-
fichage 219 reliant l'élément d'affichage 223.
Les références 214 et 215 désignent deux ensembles-
d'éléments redresseurs correspondant aux ensembles 192 et 194 représentés sur la figure 32 Dans cet exemple, chaque élément redresseur comprend une couche semi-conductrice 30
de type P, une couche semi-conductrice 229 de type I pré-
sentant une faible concentration d'impuretés, et une couche
semi-conductrice 228 de type N qui sont désignées collecti-
vement comme étant la partie semi-conductrice 213 La réfé-
rence 226 désigne une couche-isolante de l'éléctricité.
Chaque élément redresseur 214 est une diode ayant la confi-
guration représentée sur la figure 36 La référence 216 b désigne des conducteurs de connexion formés sur le substrat
232 de manière à relier mutuellement les éléments redres-
seurs de l'ensemble 215, tandis que la référence 216 a dési-
gne des conducteurs de connexion correspondants formés sur
le substrat 232 pour relier mutuellement les éléments ré-
dresseurs de l'ensemble 214 Une des bornes de l'ensemble
215 d'éléments redresseurs est reliées à l'électrode de co-
lonne 212, tandis que la borne opposée est reliée à l'élec-
trode d'affichage 219 De façon similaire, une des bornes de l'ensemble 214 d'éléments redresseurs est reliée e l'électrode de colonne 212, la borne opposée étant reliée
à l'électrode d'affichage 219.
Un tel agencement a pour avantage que la superficie
sur laquelle les diodes sont montées est importante, en-
28 - comparaison de la superficie d'affichage globale, de sorte que le rapport d'ouverture et, par conséquent, la qualité globale de l'image de l'affichage est faible De plus, un grand nombre de conducteurs de connexion est nécessaire Il en résulte qu'un grand nombre de trous de contact est indis- pensable, ce qui se traduit par un taux élevé de défauts de contact.
On va maintenant décrire d'autres modes de réalisa-
tion de la présente invention dans lesquels chaque ensemble
d'éléments redresseurs montés en série est formé d'une plu-
ralité de couches conductrices et de couches semi-conduc-
trices empilées de manière à se recouvrir verticalement sur un substrat en formant des jonctions redresseuses alternant
avec des jonctions non-redresseuses, grâce à quoi la super-
ficie nécessaire pour monter les éléments redresseurs peut être faible en comparaison de la superficie d'affichage
globale, le rapport d'ouverture peut être élevé et la quali-
té de l'image est meilleure De plus, le nombre de trous de
contact est plus faible et le nombre de conducteurs de con-
nexion est également réduit, de sorte que l'on peut former
un plus grand nombre d'éléments sur une superficie donnée.
Par ailleurs, on peut obtenir une qualité d'affichage plus uniforme On peut réaliser ces éléments redresseurs sous la forme de minces pellicules continues, tous les éléments
étant formés ensemble à l'aide d'un procédé d'attaque chi-
mique Ceci permet d'obtenir une productivité beaucoup plus élevée dans le cas o des éléments individuels sont montés
en série sur une surface plane.
La figure 37 montre une vue en plan d'une partie d'un panneau d'affichage selon un tel mode de réalisation de la présente invention La figure 38 est une vue en coupe par A'-B' de la figure 37 En comparaison avec la figure 35, o une pluralité de diodes sont formées séparément sur une surface plane, ce mode de réalisation est caractérisé par le fait que chaque élément résistif non linéaire comprend
deux ensembles d'éléments redresseurs, chaque ensemble com-
29 -
prenant une pluralité d'éléments redresseurs qui sont empi-
lés les uns sur les autres dans une configuration multicou-
che, de sorte que la proportion de la superficie occupée
par les éléments redresseurs est considérablement plus fai-
ble Sur les figures 37 et 38, les références 220 et 232
désignent des substrats, les références 210 et 211 dési-
gnent des électrodes de rangée, les références 222 et 244 désignent respectivement une couche protectrice de surface et une couche d'alignement, et la référence 223 désigne un
élément d'affichage tel qu'un élément d'affichage à cris-
taux liquides La référence 212 désigne une électrode de colonne Les références 238 et 239 désignent des électrodes
d'affichage servant à relier des éléments résistifs non-
linéaires à des éléments d'affichage; par exemple, l'élec-
trode d'affichage 239 est reliée à l'élément d'affichage 223 Les références 234 et 235 désignent deux ensembles d'éléments redresseurs montés en série qui constituent, en
combinaison, un élément résistif non-linéaire Les référen-
ces 250 à 253 désignent des éléments redresseurs qui cons-
tituent l'ensemble 234 Ces éléments sont formés à l'aide d'une configuration multicouche, qui peut par exemple être
une configuration de diode Schottky multicouche, une combi-
naison multicouche de diodes MIS (métal-isolant-semi-conduc-
teur), des jonctions NP formées-par combinaison de diffé-
rents types d'impuretés de dopage ou par des concentrations différentes d'impuretés formées dans un semi-conducteur,
des jonctions PN formées par des différences de concentra-
tion d'impuretés, ou une configuration multicouche de jonc-
tions PIN.
Une des bornes de l'ensemble 234 d'éléments redres-
seurs est reliée par une couche conductrice 245 à l'élec-
trode de colonne 212, tandis que la borne opposée de l'en-
semble 234 d'éléments redresseurs est reliée par une partie d'électrode 248 à travers un trou de-connexion 238 formé
dans une couche isolante 239 à l'électrode d'affichage 219.
De façon similaire, une des bornes de l'ensemble d'éléments
253731 à
-
redresseurs 235 (c'est-à-dire la borne adjacente au subs-
trat 232) est reliée à l'électrode de colonne 212 par un
prolongement de la couche conductrice constituant l'électro-
de colonne 212, tandis que la borne opposée du groupe 235 d'éléments redresseurs est reliée à l'électrode d'affichage
219 par une couche conductrice qui est disposée d'une ma-
nière similaire à la couche conductrice 245 représentée sur la figure 38 Du fait que les éléments redresseurs de chaque ensemble 234 et 235 sont formés en même temps par
les mêmes phases de dépôt de minces pellicules et de forma-
tion de dessins, il est clair que le circuit équivalent de l'élément résistif non-linéaire formé par les ensembles 234 et 235 d'éléments redresseurs et par les connexions entre ces éléments, d'une part, et l'électrode de colonne 212 ainsi que l'électrode d'affichage 219, d'autre part, sera tel que celui représenté sur la figure 32, Il est évident d'après ce qui précède que, dans ce mode de réalisation, la superficie occupée par chaque élément redresseur est plus petite que celle nécessaire dans le cas o la pluralité de diodes sont montées en série le long d'une surface Il en résulte que l'on peut obtenir un rapport d'ouverture plus long De plus;e du fait que le nombre de trous de contact et de conducteurs de connexion est plus faible, la cadence de fabrication est excellente En outre, du fait que les trajets o circule le courant des éléments redresseurs sont disposés directement sur le substrat, le courant de travail Ion (courant lorsque l'élément est conducteur) peut
être plus grand De ce fait, ce mode de réalisation est ex-
trêmement efficace pour donner un dispositif d'affichage présentant un degré élevé de résolution et un rapport élevé
d'ouverture, et pour faciliter en même temps la fabrica-
tion.
Avec un dispositif d'affichage selon les modes de ré-
alisation ci-dessus, les éléments résistifs non-linéaires
sont formés d'ensembles d'éléments redresseurs qui sont em-
pilés successivement les uns sur les autres avec le même 31 - sens de polarité Comme décrit ci-dessus, il est préférable d'utiliser des dispositifs tels que des diodes PN ou PIN, des diodes à jonctions Schottky ou des diodes à jonction MIS
pour former les éléments résistifs non-linéaires, étant don-
né que ces éléments procurent un réglage des caractéristi- ques des éléments et de la tension de seuil considérablement
supérieur à ce qu'il est possible d'atteindre avec des dis-
positifs tels que des varistances ou des éléments MIMN On
va maintenant décrire, en se référant aux modes de réalisa-
tion ci-après, l'utilisation de tels dispositifs préférés
pour former des ensembles redresseurs présentant une confi-
guration multicouche de la forme représentée sur la figure.
38 Avant d'exposer ces modes de réalisation préférés, on
va décrire un agencement impropre en se référant à la figu-
re 39 (A) On va supposer ici que l'on utilise des éléments
redresseurs comprenant des diodes PN Ces diodes sont empi-
lées simplement dans le sens vertical sur un substrat La
figure 39 (B) -montre le circuit équivalent de la figure 39 (A).
Sur la figure 39 (A), la référence 232 désigne un substrat (formé d'une matière telle que le verre ou la céramique), la référence 261 désigne une électrode formée de Al ou de
Cr Les références 263, 264 désignent une couche semi con-
ductrice (P) de type Pe les références 263, 265 désignent une couche semiconductrice (N) de type N et la référence 266 désigne une électrode Comme on peut le voir d'après
le schéma, cet agencement consiste simplement en des cou-
ches de diodes, de sorte qu'une jonction-polarisée en sens inverse est formée pour l'une ou l'autre polarité de la tension appliquée Toutefois, avec la présente invention, les éléments redresseurs sont empilés de façon alternée sur le substrat, des jonctions redresseuses alternant avec des jonctions non-redresseuses Il en résulte que les jonctions polarisées en sens inverse sont éliminées, de sorte que Ion
etth peuvent être également élevés On va maintenant dé-
crire un exemple de cet agencement en se référant à la fi-
gure 40.
32 -
Sur cette figure, on voit qu'une configuration multi-
couche de diodes PN est formée par des couches semi-conduc-
trices (Pl 269, 272 de type P et par des couches semi-con-
ductrices (NI 270, 273 de type N Les jonctions redresseuses sont désignées par les références 269 à 270 et 270 à 273.
Une jonction redresseuse est formée par une couche conduc-
trice 271 formée entre les couches 270 et 272 et court-
circuitant en fait la jonction PN polarisée en sens inverse
qui, sans cela, serait formée entre les couches 270 et 272.
Cette couche conductrice 271 peut être formée d'un métal
tel que Ar ou Cr Sur la figure 40 (A), la référence 232 dé-
signe le substrat (formé d'une matière telle que le verre-
ou-la céramique), les références 268, 274 désignent des
électrodes (formées sur une matière telle que Ar ou Cr).
La figure 40 (B) montre le schéma de circuit équivalent pour l'agencement de la figure 40 (A) En utilisant pour les éléments redresseurs une configuration au moyen de laquelle une jonction non-redresseuse et une jonction redresseuse sont empilées de façon alternée successivement l'une sur l'autre, on empêche la formation de jonctions polarisées
en sens inverse et le courant Ion peut être important.
On va maintenant décrire quelques modes de réalisa-
tion de la présente invention qui utilisent des jonctions
Schottky, des jonctions PN, des jonctions PIN, et des jonc-
tions MIS Dans le cas o des jonctions Schottky sont uti-
lisées pour former les éléments redresseurs, on a recours à une configuration de diodes à jonction Schottky comprenant
des couches semi-conductrices et des couches métalliques.
Les couches métalliques peuvent en outre être utilisées com-
me conducteurs de connexion pour réduire de cette façon le nombre de phases de fabrication nécessaires De plus, des couches semi-conductrices peuvent être minces et, du fait
que ceci permet d'obtenir une valeur élevée de Ion' l'uti-
lisation de jonctions Schottky est avantageuse La figure 41 montre un mode de réalisation de la présente invention dans legae 1 en, utilise des jonctions Schottky pour former les 33 -
jonctions redresseuses des éléments redresseurs Sur la fi-
gure 41, la référence 232 désigne un substrat (formé d'une matière telle que le verre ou la céramique), les références 277 et 280 désignent une couche semi-conductrice (I) formée d'une matière telle que Si ou Ge, les références 276 et 279
désignent des couches conductrices S(M) utilisées pour for-
mer des jonctions Schottky avec les couches semi-conductri-
ces, ces-couches conductrices étant formées d'une matière telle que S(M) ou d'une mince pellicule de Cr, Pt ou ITO, ou Sn O 2 Les références 278 et 281 désignent des couches métalliques formées d'une matière telle que Al ou Au qui
servent à court-circuiter les couches 277 et 279 et à for-
mer une jonction ohmique avec l'électrode 282 respectivement.
La figure 42 montre un mode de réalisation dans le-
quel, au lieu des couches métalliques 278 et 281 du mode de
réalisation de la figure 41, on utilise des couches semi-
conductrices 283 et 284 présentant une concentration élevée d'impuretés pour court-circuiter les couches I et S( 1) 277 et 279 et pour former une jonction ohmique avec l'électrode 282 respectivement On peut former la couche de matière
semi-conductrice à concentration élevée en impuretés prove-
nant d'une source appropriée avec le semi-conducteur au mo-
ment de la formation de la mince pellicule semi-conductrice par un moyen tel qu'une implantation de In etc Il convient
de remarquer que l'utilisation d'une telle couche semi-
conductrice à concentration élevée en impuretés permet d'ob-
tenir avec des couches semi-conductrices adjacentes un con-
tact ohmique meilleur que celui qu'il est possible d'obte-
nir lorsque l'on utilise des couches métalliques à cette fin (c'est-àdire comme dans le mode de réalisation de la
figure 41).
La figure 43 montre un mode de réalisation de la pré-
sente invention dans lequel on utilise des jonctions MIS comme jonctions redresseuses des éléments redresseurs Du fait que l'on a recours à une configuration MIS, on peut utiliser une couche métallique comme électrode De plus, 34 - en choisissant de façon appropriée le métal utilisé (par exemple Al ou Au) pour obtenir un contact ohmique avec la couche semiconductrice, on peut maintenir Ion à un niveau
* haut et la tension de seuil Vth à une valeur élevée simple-
ment en utilisant une configuration de diodes MIS empilées. En outre, en dopant les couches semi-conductrices avec des
impuretés appropriées, on peut accroître Ion' Sur la figu-
re 43, les références 285 et 288 désignent des couches mé-
talliques (par exemple formées de Al, Au, Cr), les référen-
ces 286 et 289 désignent des couches isolantes (par exemple formées de Si O 2, Si 3 N 4 ou A 1203), tandis que la référence 290 désigne une couche semi-conductrice (par exemple formée de Si ou Ge) La référence 300 désigne une électrode (par
exemple, constituée de Al ou Au) qui forme un contact ohmi-
que avec la couche 290 Il est possible de former une cou-
che semi-conductrice présentant une concentration élevée
d'impuretés entre les couches 287 et 288, et entre les cou-
ches 290 et 300 ou bien d'utiliser divers autres métaux.
Si les éléments redresseurs sont formés de jonctions de diodes PN, alors on peut obtenir des caractéristiques stables pour les jonctions PN formées entre les couches semi-conductrices de type P et les couches semiconductrices de type N en agissant de façon appropriée sur les types d'impuretés et sur la concentration d'impuretés dans le
semi-conducteur En utilisant des jonctions PN comme jonc-
tions redresseuses dans les éléments redresseurs selon la
présente invention, on peut obtenir un dispositif d'afficha-
ge qui présente une uniformité de qualité d'image et un con-
trôle ou réglage excellent des caractéristiques des élé-
ments.
Il convient de remarquer que si on utilise des pel-
licules minces semi-conductrices formées à basse températu-
re, ou des pellicules semi-conductrices extrêmement minces comme couches semi-conductrices, alors il peut se produire un claquage des jonctions PN, Roff peut être excessivement faible, et il est possible que les éléments ne fournissent -
pas un rapport état conducteur/état non-conducteur suffisam-
ment élevé On peut résoudre ces problèmes en formant une couche semiconductrice de type I entre chacune des couches semi-conductrices de type P et semi-conductrices de type N, cette couche semi-conductrice de type I présentant une fai- ble concentration d'impuretés de manière à former de cette
façon des jonctions PIN La figure 44 montre un mode de réa-
lisation de la présente invention dans lequel on utilise des jonctions PIN Les références 302 et 305 désignent des couches semi-conductrices de type P, les références 304 et 307 désignent des couches semi-conductrices de type N, et
les références 303 et 306 désignent des couches semi-con-
ductrices de type I, c'est-à-dire des couches présentant
une faible concentration de dopage en impuretés Sur la fi-
gure 44, les jonctions redresseuses comprennent des jonc-
tions PIN formées entre les couches 302 à 304 et 305 à 307 respectivement Une jonction polarisée en sens inverse est
formée entre les couches 304 et 305; toutefois, si un cla-
quage de cette jonction se produit et que, de ce fait, un
courant circule à travers la jonction, cette dernière fonc-
tionnera en réalité comme une jonction non-redresseuse.
On peut utiliser, en fait, du silicium amorphe comme matière pour ces minces pellicules semi-conductrices, une
configuration multicouche étant formée par des couches suc-
cessives présentant alternativement des concentrations d'im-
puretés élevées et faibles, ou alternativement des types
différents de dopage d'impuretés dans les couches succes-
sives Toutes ces couches peuvent être formées dans une seule chambre, et on peut effectuer une attaque chimique en même temps De cette façon, on peut réduire considérablement le nombre de phases du procédé de fabrication Pour assurer un bon contrôle ou réglage des caractéristiques des éléments et pour obtenir une valeur élevée de Ion' si on utilise du silicium amorphe, on peut former des couches conductrices en métal (par exemple en Al, en Cr) entre les jonctions NP
304 et 305 Toutefois, en formant une couche semi-conductri-
36 -
ce qui est dopée avec une molécule de métal entre les cou-
ches 304 et 305, on peut supprimer plus efficacement la for-
mation de jonctions polarisées en sens inverse pour obtenir des fonctions non-redresseuses, et on peut de cette façon augmenter Ion En outre, on peut réaliser les couches semi- conductrices sous la forme de minces pellicules continues, en ajoutant une matière telle qu'une vapeur métallique à la
mince pellicule pendant que celle-ci est en cours de forma-
tion, de manière à réaliser ainsi des couches dopées de fa-
çon appropriée De plus, on peut effectuer par attaque chi-
mique la formation du dessin des éléments redresseurs en même temps que le dépôt des couches constituant les éléments redresseurs Ceci non seulement réduit le nombre de phases de fabrication, mais permet également d'obtenir des éléments redresseurs présentant une valeur élevée de tension de seuil Vth et une valeur élevée de I Le courant (Io) en th on' on sens direct qui circule dans une jonction PIN est limité
par le fait qu'il consiste principalement en une circula-
tion de porteurs de trous à travers la jonction PI De ce fait, en ajoutant une petite quantité de bore à la couche I, on peut augmenter le courant Ion'
Il est nécessaire d'obtenir l'uniformité des carac-
téristiques des diodes-utilisées dans un dispositif d'af-
fichage, et il est également indispensable que l'on puisse
contrôler les qualités des minces pellicules semi-conduc-
trices, par exemple les concentrations d'impuretés, le de-
gré d'irrégularité, de surface, les trous d'épingles, et la distribution d'épaisseurs Les procédés de formation de minces pellicules semiconductrices comprennent le procédé CVD (dépôt chimique en phase vapeur) au plasma, le procédé
CVD photo-assisté, les procédés de pulvérisation cathodi-
que, etc Du fait que ces procédés permettent de former de minces pellicules à de basses températures, on peut former les diodes sur le verre, la céramique, ou des pellicules de
hauts polymères permettant de réaliser des dispositifs d'af-
fichage de grande dimension à bas prix.
37 -
Il est clair, d'après la description qui précède,
d'une part, que la présente invention permet de réaliser un dispositif d'affichage à matrice dans lequel l'application
des potentiels de signaux de commande à-chaque élément d'af-
S fichage est commandée par un ou plusieurs éléments résistifs nonlinéaires à deux bornes présentant une caractéristique tension-courant symétriquement bidirectionnelle de manière que l'on puisse commander des éléments tels que des éléments
d'affichage à cristaux liquides qui exigent un signal de -
-10 commande alternatif, et, d'autre part, que ces éléments ré-
sistifs non-linéaires sont formés par un dépôt de pellicules minces sur un substrat du dispositif d'affichage Chaque
élément résistif non-linéaire-comprend deux ensembles d'élé-
ments redresseurs montés en parallèle avec leurs polarités s'opposant mutuellement, chaque ensemble comprenant un ou
plusieurs éléments redresseurs montés en série Si le pro-
cédé de commande adopté et le type d'éléments d'affichage sont tels qu'il suffise d'une faible valeur de tension de seuil, alors chaque ensemble d'éléments redresseurs peut comprendre une seule jonction de diode Toutefois, s'il faut
utiliser plusieurs éléments redresseurs dans chaque ensem-
ble de manière à former ainsi un élément résistif non-liné-
aire présentant une valeur élevée de tension de seuil, alors la présente invention indique la formation d'ensembles
d'éléments redresseurs empilés dans le sens vertical et ré-
alisés avec une structure multicouche, grâce à quoi chaque
élément résistif non-linéaire exige une superficie de subs-
trat minimale, en augmentant ainsi la qualité de l'image affichée Un tel agencement sert en outre à augmenter la
fiabilité des connexions mutuelles entre les éléments re-
dresseurs, en augmentant de cette façon la fiabilité et la cadence de fabrication générale du dispositif d'affichage à matrice J
Il est bien entendu que la description qui précède
n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limi-
tatif et que des variantes ou des modifications peuvent y
être apportées dans le cadre de la présente invention.
38 -

Claims (25)

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'affichage à matrice, caractérisé par le fait qu'il comprend: une pluralité d'électrodes de rangée et d'électrodes de colonne; une pluralité d'éléments d'affichage; une pluralité d'éléments résistifs non-linéai-
res; des moyens formant électrodes de connexion pour cou-
pler lesdits éléments résistifs non-linéaires et lesdits éléments d'affichage; et un moyen de génération de signaux de commande pour appliquer des signaux de commande auxdites électrodes de rangée et de colonne; chacun desdits éléments
résistifs non-linéaires comprenant au moins une paire d'en-
semblesd'éléments redresseurs formés à l'aide d'un procédé de dépôt de pellicules minces sur un substrat du dispositif
d'affichage à matrice précité, les ensembles d'éléments re-
dresseurs de chaque paire de ce dispositif étant reliés mu-
tuellement et étant montés en parallèle avec leurs polarités s'opposant, et chacun desdits éléments d'affichage étant monté en série avec au moins un desdits éléments résistifs non-linéaires entre l'une desdites électrodes de rangée et
l'une desdites électrodes de colonne.
2. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 1, caractérisé par le fait que les ensembles d'éléments redresseurs de chaque paire de ces ensembles sont formés sur ledit substrat avec une configuration symétrique,
de telle sorte que les courants électriques engendrés res-
pectivement dans ladite paire d'ensembles d'éléments redres-
seurs à couches minces par suite des porteurs activés par la
lumière ou la chaleur s'annulent mutuellement.
3. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 1, caractérisé par le fait que ledit moyen for-
mant électrode de connexion comprend une pluralité d'élec-
trodes transparentes, au moins 'une partie d'une des surfa-
ces de chacun desdits ensembles d'éléments redresseurs étant recouverte par une desdites électrodes transparentes, la
configuration étant telle que la lumière engendrée extérieu-
rement traverse lesdites électrodes transparentes de manière 39 -
à tomber sur lesdits éléments redresseurs à couches minces.
4. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
-vendication 1, earactérisé par le fait que chacun desdits éléments redresseurs à couches minces comprend une couche semi-conductrice de canal P et une couche semi-conductrice
de canal N disposées de manière à former une jonction PN.
5. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 4, caractérisé par le fait qu'une couche semi-
conductrice de type I présentant une faible concentration d'impuretés est disposée entre ladite couche semi-conductrice de type P et ladite couche semi-conductrice de type N.
6. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 5, caractérisé par le fait que ladite couche semi-conductrice à faible concentration d'impuretés est une mince pellicule ayant une épaisseur qui est de l'ordre de
3 à 500 nanomètres.
7. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 4, caractérisé par le faitqueune couche semi-
conductrice du type P faiblement dopé est disposée entre la-
dite couche semi-conductrice de type P et ladite couche semi-
conductrice de type N.
8. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 4, caractérisé par le fait que les distributions de ladite concentration d'impuretés de type N et de ladite
concentration d'impuretés de type P varient de façon pro-
gressive depuis ladite couche semi-conductrice de type P jusqu'à ladite couche semi-conductrice de type N.
9. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 1, caractérisé par le fait que les couches semi-
conductrices desdits éléments redresseurs à couches minces
comprend du silicium amorphe.
10. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 1, caractérisé par le fait que lesdits redres-.
seurs à couches minces sont formés à l'aide d'un procédé
CVD (dépôt chimique en phase vapeur) au plasma.
11. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
- vendication 1, caractérisé par le fait que les éléments
redresseurs à couches minces sont formés à l'aide d'un pro-
cédé CVD (dépôt chimique en phase vapeur) photo-assisté.
12. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 1, caractérisé par le fait que lesdits éléments
redresseurs à couches minces sont formés à l'aide d'un pro-
cédé de pulvérisation cathodique.
13. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 1, caractérisé par le fait qu'au moins des par-
ties desdits moyens formant électrodes de connexion sont opaques et sont disposés de manière à empêcher la lumière
extérieure d'atteindre lesdits éléments redresseurs.
14. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 1, caractérisé par le fait que lesdits éléments
redresseurs à couches minces comprennent du silicium micro-
cristallin.
15. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 1, caractérisé par le fait que le nombre d'élé-
ments redresseurs à couches minces dans chacun desdits en-
sembles de ces éléments est de l'ordre de 1 àd 3.
16. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 1, caractérisé par le fait que chacun desdits ensembles d'éléments redresseurs comprend une pluralité
d'éléments redresseurs réalisés sous la forme d'une plura-
lité de couches superposées successivement.
17. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 16, caractérisé par le fait que chacun desdits ensembles d'éléments redresseurs comprend une pluralité de couches alternées de jonctions redresseuses et de jonctions non-redresseuses qui sont formées successivement sur ledit
substrat suivant une configuration empilée verticalement.
18. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 1, caractérisé par le fait que lesdites jonc-
tions redresseuses comprennent des jonctions Schottky.
19 Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 17, caractérisé par le fait que lesdites jonc-
41 -
tions du type MIS formées d'une couche I isolante de l'élec-
tricité et disposée entre une couche métallique M et une couche semiconductrice S.
Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 17, caractérisé par le fait qu'au moins une fraction des parties formant jonctions non-redresseuses comprend une mince pellicule semi-conductrice qui est dopée
avec un métal.
21. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 17, caractérisé par le fait que les jonctions
redresseuses comprennent une mince pellicule multiple for-
mée à l'aide d'un procédé de dépôt continu.
22. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 1, caractérisé par le fait qu'un traitement thermique estappliqué pendant le procédé de fabrication
desdits éléments redresseurs.
23. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 18, caractérisé par le fait que les jonctions redresseuses desdits éléments redresseurs comprenant des
jonctions Schottky sont formées chacune d'une première cou-
che métallique et d'une couche semi-conductrice et que les
jonctions non-redresseuses comprennent une couche de semi-
conducteur et une seconde couche métallique et que, en ou-
tre, chacun desdits ensembles d'éléments redresseurs com-
prend une pluralité de couches empilées successivement et consistant en une première couche métallique, une couche semi-conductrice formée sur cette dernière, une seconde couche métallique formée sur cette dernière, une première couche métallique formée sur cette dernière, une couche
semi-conductrice formée sur cette dernière, et ainsi de sui-
te.
24. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 17, caractérisé par le fait que les jonctions redresseuses desdits éléments redresseurs comprenant des
jonctions Schottky sont formées chacune d'une couche métal-
lique et d'une couche semi-conductrice, et que les jonctions 42 - nonredresseuses desdits ensembles d'éléments sont formées
chacune d'une couche semi-conductrice présentant une con-
centration d'impuretés relativement faible et d'une couche semiconductrice présentant une concentration d'impuretés relativement élevée, chacun desdits ensembles d'éléments re- dresseurs étant formé d'une pluralité de couches empilées successivement et consistant en une couche métallique, une
couche semi-conductrice formée sur cette dernière, une cou-
che semi-conductrice à forte concentration d'impuretés-for-
mée sur cette dernière, une couche métallique formée sur
cette dernière, une couche semi-conductrice formée sur cet-
te dernière, et ainsi de suite.
25. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 17, caractérisé par le fait que les jonctions redresse-uses desdits éléments redresseurs comprennent des jonctions de type P formées de couches semi-conductrices de type P et de couches semi-conductrices de type N et que
chacune desdites jonctions non-redresseuses desdits ensem-
bles d'éléments redresseurs comprend une couche semi-con-
ductrice de type P, une couche semi-conductrice de type N
et une couche métallique, chacun desdits ensembles d'élé-
ments redresseurs étant formé d'une pluralité de couches
empilées successivement et consistant en une couche métal-
lique, une jonction PN formée sur cette dernière, une cou-
che métallique formée sur cette dernière, une couche métal-
lique, une jonction PN formée sur cette dernière, et ainsi
de suite.
26. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 17, caractérisé par le fait que lesdites jonc-
tions redresseuses desdits éléments redresseurs comprennent
des jonctions PIN formées chacune d'une couche de simi-
conducteur du type I à faible concentration d'impuretés dis-
posée entre une couche de simi-conducteur de type P et une couche semiconductrice de type N, et que chacune desdites jonctions non-redresseuses comprend une couche métallique,
une couche semi-conductrice de type P et une couche semi-
43 - conductrice de type N, chacun desdits ensembles d'éléments redresseurs comprenant une pluralité de couches empilées successivement et consistant en une couche métallique, une
jonction PIN formée sur cette dernière, une couche métalli-
que, une jonction PIN formée sur cette dernière, une couche
métallique, et ainsi de suite.
27. Dispositif d'affichage à matrice suivant la re-
vendication 17, caractérisé par le fait que les jonctions redresseuses desdits éléments redresseurs comprennent des
jonctions MIS formées d'une couche I isolante de l'électri-
cité et disposées entre une couche métallique M et une cou-
che semi-conductrice S, et que les jonctions non-redresseu-
ses desdits ensembles d'éléments redresseurs comprennent
chacun une couche métallique M et une couche semi-conductri-
ce S, chacun desdits ensembles d'éléments redresseurs étant formé de couches empilées successivement et consistant en
une jonction MIS, une jonction MIS formée sur cette der-
nière, et ainsi de suite.
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