FR2671218A1 - Electroluminescent display device with memory and with several tints - Google Patents

Electroluminescent display device with memory and with several tints Download PDF

Info

Publication number
FR2671218A1
FR2671218A1 FR9016449A FR9016449A FR2671218A1 FR 2671218 A1 FR2671218 A1 FR 2671218A1 FR 9016449 A FR9016449 A FR 9016449A FR 9016449 A FR9016449 A FR 9016449A FR 2671218 A1 FR2671218 A1 FR 2671218A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
layer
electroluminescent
voltage
modulation
stack
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
FR9016449A
Other languages
French (fr)
Inventor
Thioulouse Pascal
Solomon Ionel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Etat Francais
Original Assignee
Etat Francais
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Etat Francais filed Critical Etat Francais
Priority to FR9016449A priority Critical patent/FR2671218A1/en
Publication of FR2671218A1 publication Critical patent/FR2671218A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/088Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements using a non-linear two-terminal element
    • G09G2300/0885Pixel comprising a non-linear two-terminal element alone in series with each display pixel element
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/14Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors
    • G09G2360/145Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light originating from the display screen
    • G09G2360/147Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light originating from the display screen the originated light output being determined for each pixel
    • G09G2360/148Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light originating from the display screen the originated light output being determined for each pixel the light being detected by light detection means within each pixel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

This electroluminescent display device with memory effect comprises, on an insulating substrate (10), a stack of active layers including at least one electroluminescent layer (16) and at least one photoconducting layer (20), a first (12) and a second (22) systems of orthogonal electrodes arranged on either side of the stack, an image element (I) being defined by the overlap of an electrode of the first system and of an electrode of the second system, means (23) for applying appropriate control voltages to the electrodes; it is characterised in that at least one of the layers (16) of the stack has modulation of one of its characteristics in such a way as successively to light different parts (I1, I2) of each image element as a function of the voltage applied and thus to obtain a display with several tints.

Description

DISPOSITIF D'AFFICHAGE ELECTROLUMINESCENT A MEMOIRE
ET A PLUSIEURS TEINTES
DESCRIPTION
La présente invention a pour objet un dispositif d'affichage électroluminescent à effet mémoire optique, permettant d'obtenir une échelle de teintes tout en gardant les avantages de L'effet mémoire. Elle trouve une application dans le domaine de l'optoéLectronique pour L'affichage d'images complexes ou de caractères alphanumériques dans une même gamme de couleur et plus particulièrement dans La gamme de gris.
ELECTROLUMINESCENT MEMORY DISPLAY DEVICE
AND HAS SEVERAL SHADES
DESCRIPTION
The present invention relates to an electroluminescent display device with an optical memory effect, making it possible to obtain a color scale while retaining the advantages of the memory effect. It finds an application in the field of optoelectronics for displaying complex images or alphanumeric characters in the same color range and more particularly in the range of gray.

Un dispositif à mémoire optique locale présente un certain nombre d'avantages tels que ceux décrits dans le document FR-A-2 574 1972. Ce dispositif à mémoire Locale comporte une structure photoconductrice (PC) connectée en série avec une structure électroluminescente (EL), ces deux structures étant couplées optiquement. L'effet mémoire obtenu est appelé l'effet PC-EL. A local optical memory device has a certain number of advantages such as those described in document FR-A-2 574 1972. This local memory device comprises a photoconductive structure (PC) connected in series with a light-emitting structure (EL). both structures being optically coupled. The resulting memory effect is called the PC-EL effect.

Ce type de dispositif PC-EL présente, par rapport à L'affichage électroluminescent classique, une réduction de la consommation électrique, une diminution des pointes de courant, la possibilité d'augmenter le nombre de points sans perte de contraste permettant ainsi une résolution plus élevée et/ou une taille d'écran plus grande. This type of PC-EL device has, compared to the conventional electroluminescent display, a reduction in power consumption, a decrease in current peaks, the possibility of increasing the number of points without loss of contrast thus allowing a higher resolution. high and / or larger screen size.

Dans les dispositifs PC-EL connus, l'affichage est du genre "tout ou rien", ce qui ne permet pas l'obtention de différents niveaux de gris. In known PC-EL devices, the display is of the "all or nothing" type, which does not make it possible to obtain different levels of gray.

Le principe de fonctionnement de ces dispositifs est représenté sur la figure 1 qui donne une courbe d'hystérésis typique de la réponse luminance-tension d'un dispositif à mémoire PC-EL. The operating principle of these devices is shown in Figure 1 which gives a hysteresis curve typical of the luminance-voltage response of a PC-EL memory device.

Lorsque le dispositif est dans l'état éteint, correspondant à la luminance L2, le matériau photoconducteur est peu conducteur et il retient une partie importante de la tension V appliquée à l'ensemble. Si l'on augmente pendant un court instant
La tension jusqu'à une valeur V2 telle que la tension présente aux bornes de la structure électroluminescence excède le seuil d'électroluminescente, le dispositif
PC-EL bascule dans L'état allumé L1. Le matériau photoconducteur est alors éclairé par la structure électroluminescente et passe à l'état conducteur. La tension à ses bornes chute et il en résulte une augmentation de la tension disponible pour la structure électroluminescente. On revient alors à la tension Vo.
When the device is in the off state, corresponding to the luminance L2, the photoconductive material is low conductor and retains a significant portion of the voltage V applied to the assembly. If you increase for a short time
The voltage up to a value V2 such that the voltage present at the terminals of the electroluminescence structure exceeds the threshold of electroluminescent, the device
PC-EL switches to L1 on state. The photoconductive material is then illuminated by the electroluminescent structure and goes to the conductive state. The voltage at its terminals drops and this results in an increase in the voltage available to the electroluminescent structure. We then return to the voltage Vo.

Pour éteindre un dispositif PC-EL, il suffit de diminuer momentanément la tension totale jusqu'à une valeur V? inférieure à V2 puis de revenir à Vo. To turn off a PC-EL device, simply lower the total voltage momentarily to a value V? less than V2 then return to Vo.

Grace à L'hystérésis de la caractéristique luminance-tension, l'application d'une tension VO, dite de maintien, intermédiaire entre V1 et V2, permet le maintien de l'état affiché ou éteint précédent. Thanks to the hysteresis of the luminance-voltage characteristic, the application of a so-called maintenance voltage V 0, intermediate between V1 and V2, makes it possible to maintain the previously displayed or extinguished state.

Bien que le dispositif d'affichage a effet
PC-EL connu présente de nombreux avantages, ces dispositifs ne permettent pas l'affichage de plusieurs teintes et en particulier de plusieurs niveaux de gris.
Although the display device has effect
Known PC-EL has many advantages, these devices do not allow the display of several shades and in particular of several gray levels.

Comme dispositif d'affichage électroluminescent à plusieurs niveaux de gris connus, on peut citer celui décrit dans le document FR-A-2 580 848. Dans ce dispositif les différents niveaux de gris sont obtenus en utilisant, pour chaque point image, des électrodes de commande de la couche électroluminescente formées de bandes de différentes largeurs et différents matériaux électroluminescents. As a known gray-scale electroluminescent display device, mention may be made of the one described in document FR-A-2 580 848. In this device, the different gray levels are obtained by using, for each image point, electrodes of control of the electroluminescent layer formed of strips of different widths and different electroluminescent materials.

Ces dispositifs ne présentent pas d'effet mémoire intrinsèque et par conséquent ne présentent pas tous les avantages liés à une mémoire optique locale. These devices have no intrinsic memory effect and therefore do not have all the advantages of a local optical memory.

L'invention a justement pour objet un dispositif d'affichage électroluminescent à effet mémoire permettant, de façon aisée, l'obtention d'un affichage à plusieurs teintes et en particulier de plusieurs niveaux de gris. The subject of the invention is precisely an electroluminescent display device with a memory effect which makes it easy to obtain a display with several shades and in particular with several gray levels.

L'invention a pour objet un dispositif d'affichage électroluminescent à effet mémoire comprenant sur un substrat isolant un empilement de couches actives comportant au moins une couche électroluminescente et au moins une couche photoconductrice, un premier et un second systèmes d'électrodes orthogonales disposés de part et d'autre de l'empilement, un élément d'image étant défini par le recouvrement d'une électrode du premier système et d'une électrode du second système, des moyens pour appliquer sur les électrodes des tensions de commande appropriées, caractérisé en ce que l'une au moins des couches de l'empilement présente une modulation de l'une de ses caractéristiques de façon à allumer successivement différentes parties de chaque élément d'image en fonction de la tension appliquée et obtenir ainsi un affichage à plusieurs teintes. The invention relates to a memory effect electroluminescent display device comprising, on an insulating substrate, a stack of active layers comprising at least one electroluminescent layer and at least one photoconductive layer, a first and a second orthogonal electrode system disposed of both sides of the stack, an image element being defined by the overlap of an electrode of the first system and an electrode of the second system, means for applying appropriate control voltages to the electrodes, characterized in that at least one of the layers of the stack has a modulation of one of its characteristics so as to successively light up different parts of each picture element according to the applied voltage and thus obtain a display with several tints.

Par plusieurs teintes, il faut entendre plusieurs nuances d'une meme couleur telles que pLusieurs gris, plusieurs verts, plusieurs rouges. By several shades, it is necessary to hear several shades of the same color such as several gray, several green, several red.

L'empilement de couches peut avantageusement comprendre une couche supérieure et une couche inférieure de diélectrique, disposées de part et d'autre de la couche électroluminescente. The stack of layers may advantageously comprise an upper layer and a lower layer of dielectric, disposed on either side of the electroluminescent layer.

Selon l'invention, la couche présentant la modulation de l'une de ses caractéristiques peut etre la couche électroluminescente, la couche photoconductrice ou encore l'une des couches diélectriques disposées de part et d'autre de la couche électroluminescente. According to the invention, the layer having the modulation of one of its characteristics may be the electroluminescent layer, the photoconductive layer or one of the dielectric layers disposed on either side of the electroluminescent layer.

La caractéristique modulée peut Entre La composition et l'épaisseur de l'une de ces couches ou encore le "dopage" de la couche électroluminescente (concentration d'ions luminophores). The modulated characteristic can between the composition and the thickness of one of these layers or the "doping" of the electroluminescent layer (concentration of phosphor ions).

En outre, la modulation peut concerner une ou plusieurs couches actives du dispositif d'affichage. In addition, the modulation may relate to one or more active layers of the display device.

Les systèmes d'électrodes sont constitués chacun de bandes conductrices parallèles entre elles,
Les bandes conductrices du premier système étant croisées par rapport aux bandes conductrices du second système. Suivant le type de fonctionnement utilisé, en réflexion ou en transmission, un ou deux des systèmes d'électrode doivent etre transparents.
The electrode systems each consist of conductive strips parallel to each other,
The conductive strips of the first system being crossed with respect to the conductive strips of the second system. Depending on the type of operation used, in reflection or in transmission, one or two of the electrode systems must be transparent.

De manière à avoir un champ appliqué très inhomogène, ayant notamment pour résultat des allumages successifs de différentes parties de l'élément d'image, il est en outre possible de changer la forme des électrodes. On peut par exemple utiliser des électrodes formées de bandes de différentes largeurs, de sorte que les régions près des bandes fines, correspondant à un champ électrique plus élevé, s'allumeront avant les régions près des bandes plus larges. Il est aussi possible d'utiliser des électrodes ayant des parties pointues de sorte que l'effet "de pointe" donne des régions à champ plus élevées que d'autres. In order to have a very inhomogeneous applied field, notably resulting in successive ignitions of different parts of the picture element, it is also possible to change the shape of the electrodes. For example, electrodes formed of bands of different widths may be used, so that the regions near the thin bands, corresponding to a higher electric field, will light up before the regions near the wider bands. It is also possible to use electrodes having pointed portions so that the "peak" effect gives higher field regions than others.

Selon l'invention, il est possible d'obtenir plus de deux états de Luminance stables et de créer ainsi une échelle de gris. En divisant l'élément d'image en autant de parties que désiré, il est possible d'obtenir autant de niveaux de gris qu'on le désire. Mieux encore, en produisant dans chaque élément d'image, un gradient de propriété de la couche active modulée, il est possible de faire varier les niveaux de gris d'une manière continue.  According to the invention, it is possible to obtain more than two stable luminance states and thus create a gray scale. By dividing the image element into as many parts as desired, it is possible to obtain as many gray levels as desired. Better still, by producing in each image element, a property gradient of the modulated active layer, it is possible to vary the gray levels in a continuous manner.

Comme matériau photoconducteur utilisable dans l'invention, on peut citer le CdS Se ou le
x 1-x silicium amorphe hydrogéne et carboné de formule a-Si C :H, avec x allant de O à 1. Ces materiaux ont
1-x x l'avantage de présenter un spectre optique de sensibilité ajustable.
As a photoconductive material that may be used in the invention, mention may be made of CdS Se or
x 1-x hydrogen and carbon amorphous silicon of formula a-Si C: H, with x ranging from 0 to 1. These materials have
1-xx the advantage of presenting an optical spectrum of adjustable sensitivity.

Leur composition peut donc etre adaptée selon le matériau électroluminescent choisi. En outre, ces matériaux peuvent étre utilisés lorsque la modulation concerne la composition de la couche photoconductrice. Their composition can therefore be adapted according to the chosen electroluminescent material. In addition, these materials can be used when the modulation relates to the composition of the photoconductive layer.

De préférence, on utilise du a-Si C :H avec
1-x x 0 < x < 0,5.
Preferably, a-Si C: H is used with
1-xx 0 <x <0.5.

Les matériaux électroluminescents utilisables dans l'invention peuvent etre des matériaux à large bande et à spectre déterminé comme par exemple le
2+
ZnS:Mn de bande d'émission relativement étroite et
2+ située dans le jaune et L'orange ; le CaS:Eu à
2+ dominance rouge ; le SrS:Eu à dominante allant du
3+ rouge à l'orange ; le CaS:Ce à dominance allant du
3+ vert à L'orange ; le SrS:Ce à dominance allant du bleu au vert.
The electroluminescent materials that can be used in the invention can be broadband and spectrum-determined materials such as for example
2+
ZnS: Mn of relatively narrow emission band and
2+ located in yellow and orange; the CaS: Eu to
2+ red dominance; the SrS: Eu dominant going from
3+ red to orange; CaS: This predominantly from
3+ green to orange; SrS: This predominantly from blue to green.

Ces matériaux sont en particulier utilisés lorsque la caractéristique modulée est l'épaisseur de l'une des couches actives de l'empilement ou lorsqu'eLle concerne La composition du matériau photoconducteur. These materials are in particular used when the modulated characteristic is the thickness of one of the active layers of the stack or when it concerns the composition of the photoconductive material.

Lorsque la modulation concerne la composition de la couche électroluminescente, on peut utiliser des matériaux électroluminescents à large bande pour
Lesquels le spectre d'émission peut etre modifié comme
2+ par exemple Ca Sr S:Eu avec x allant de O à 1, La
x 1-x dominante pour x=1 étant le rouge et pour x=O,
3+ l'orange ; Ca Sr S:Ce avec x allant de 1 à 8, x=1
x 1-x correspondant à une dominante verte et x=O à une dominante bleue.
When the modulation concerns the composition of the electroluminescent layer, broadband electroluminescent materials can be used for
Which emission spectrum can be modified as
2+ for example Ca Sr S: Eu with x ranging from 0 to 1, La
x 1-x dominant for x = 1 being red and for x = O,
3+ orange; Ca Sr S: Ce with x ranging from 1 to 8, x = 1
x 1-x corresponding to a green dominant and x = O to a blue dominant.

Il est aussi possible de mélanger deux activateurs Luminophores dans une éme matrice pour adapter la bande large d'émission du matériau électroluminescent ; le spectre obtenu est alors une combinaison des spectres élémentaires des deux activateurs ; comme exemples, on peut citer
2+ 3+ 2+ 3+ 3+ 3+
SrS:Eu ,Ce ; CaS:Eu ,Ce ; SrS:Ce ,Pr
On peut aussi utiliser des matériaux à plusieurs bandes étroites ou raies comme par exemple
3+
ZnS:Sm à dominante rouge ; ZnS:Tb à une dominante
3+ verte et une dominante verte-bleue ; ZnS:Tm à dominante bleue et proche infrarouge (780 nm) ; 3+
SrS:Pr à deux dominantes, une dans le rouge, une dans le bleu-vert.On peut aussi utiliser des alliages tels 3+ 3+ 3+ que Zn Sr S:Tb ; Zn Ca S:Tb ; Sr Ca S:Tb
x 1-x x 1-x x 1-x avec x allant de O à 1.
It is also possible to mix two phosphor activators in a matrix to adapt the broad emission band of the electroluminescent material; the spectrum obtained is then a combination of the elementary spectra of the two activators; examples are:
2+ 3+ 2+ 3+ 3+ 3+
SrS: Eu, Ce; CaS: Eu, Ce; SrS: This, Pr
It is also possible to use materials with several narrow bands or rays, for example
3+
ZnS: Sm predominantly red; ZnS: Tb at a dominant
3+ green and a dominant green-blue; ZnS: Tm predominantly blue and near infrared (780 nm); 3+
SrS: Pr with two dominant ones, one in the red, one in the blue-green. One can also use alloys such 3+ 3+ 3+ as Zn Sr S: Tb; Zn Ca S: Tb; Sr Ca S: Tb
x 1-xx 1-xx 1-x with x ranging from 0 to 1

La modulation peut par ailleurs concerner la teneur en ions luminophores de la couche électroluminescente. The modulation may furthermore relate to the phosphor ion content of the electroluminescent layer.

En jouant sur la nature des ions luminophores et sur leurs teneurs, on joue en fait sur la composition de la couche électroluminescente. By playing on the nature of the phosphor ions and on their contents, we actually play on the composition of the electroluminescent layer.

Les couches diélectriques sont par exemple en
SiO N avec Ocx < 2 et O < y < 4/3 lorsque la modulation
xy concerne la composition de l'une des couches diélectriques.
The dielectric layers are for example in
SiO N with Ocx <2 and O <y <4/3 when modulation
xy concerns the composition of one of the dielectric layers.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1, déjà décrite, représente schématiquement la courbe luminance-tension d'un dispositif d'affichage PC-EL selon l'art antérieur,
- la figure 2 représente schématiquement un mode de réalisation du dispositif d'affichage conforme à l'invention,
- la figure 3 donne la courbe luminancetension (L-V) du dispositif de la figure 2,
- la figure 4 représente schématiquement un autre mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention,
- la figure 5 donne la courbe luminancetension (L-V) du dispositif de la figure 4,
- la figure 6 illustre Le procédé de fabrication de la modulation d'épaisseur de la couche diélectrique supérieure du dispositif de la figure 4,
- la figure 7 donne la courbe luminancetension (L-V) d'un autre mode de réalisation du dispositif de l'invention,
- la figure 8 représente schématiquement le mode de réalisation du dispositif de l'invention dont le fonctionnement est celui de la figure 7, et
- la figure 9 illustre le procédé de fabrication de la modulation d'épaisseur de La couche diélectrique supérieure du dispositif de La figure 8.
Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the following description, given by way of illustration and without limitation, with reference to the appended drawings, in which:
FIG. 1, already described, schematically represents the luminance-voltage curve of a PC-EL display device according to the prior art,
FIG. 2 diagrammatically represents an embodiment of the display device according to the invention,
FIG. 3 gives the luminance and voltage curve (LV) of the device of FIG. 2,
FIG. 4 diagrammatically represents another embodiment of the device according to the invention,
FIG. 5 gives the luminance and voltage curve (LV) of the device of FIG. 4,
FIG. 6 illustrates the method for manufacturing the thickness modulation of the upper dielectric layer of the device of FIG. 4,
FIG. 7 gives the luminance and voltage curve (LV) of another embodiment of the device of the invention,
FIG. 8 diagrammatically represents the embodiment of the device of the invention whose operation is that of FIG. 7, and
FIG. 9 illustrates the method for manufacturing the thickness modulation of the upper dielectric layer of the device of FIG. 8.

Sur la figure 2, on a représenté un premier mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention. Ce dispositif comprend un substrat de verre 10 sur lequel sont déposés dans l'ordre, un premier système d'électrodes constituées de bandes conductrices 12 parallèles entre elles, une première couche diélectrique 14, une couche électroluminescente 16, une seconde couche diélectrique 18, une couche photoconductrice 20 et un second système d'électrodes 22 constituées de bandes conductrices 22 parallèles entre elles et perpendiculaires aux bandes conductrices 12. In Figure 2, there is shown a first embodiment of the device according to the invention. This device comprises a glass substrate 10 on which are deposited in order, a first electrode system consisting of conductive strips 12 parallel to each other, a first dielectric layer 14, an electroluminescent layer 16, a second dielectric layer 18, a photoconductive layer 20 and a second electrode system 22 consisting of conductive strips 22 parallel to each other and perpendicular to the conductive strips 12.

Les électrodes 22 sont en général réfléchissantes et réalisées en aluminium ; elles sont disposées sur une couche photoconductrice en a-Si 1-x C :H avec
x 0 < x < 0,5 d'environ 1 micromètre d'épaisseur. Les couches diélectriques 14 et 18 ont une épaisseur de 200nm environ et sont réalisées en un des matériaux choisis par exemple parmi Si N , SiO2, SiO N avec
xy O < x < 2 et O < y < 4/3.
The electrodes 22 are generally reflective and made of aluminum; they are arranged on a photoconductive layer made of a-Si 1-x C: H with
x 0 <x <0.5 of about 1 micrometer thick. The dielectric layers 14 and 18 have a thickness of about 200 nm and are made of one of the materials selected for example from Si N, SiO 2, SiO N with
xy O <x <2 and O <y <4/3.

Le second système d'électrodes est constitué en un matériau transparent et en particulier en ITO (oxyde d'indium et d'étain). The second electrode system consists of a transparent material and in particular ITO (indium and tin oxide).

La couche électroluminescente 16 est du
2+ ZnS:Mn
Un circuit électrique de commande 23 relié aux systèmes d'électrodes 12 et 22 permet l'application de tensions de commande appropriées et une lampe 25 placée en regard du substrat représente l'éclairement ambiant.
The electroluminescent layer 16 is
2+ ZnS: Mn
An electrical control circuit 23 connected to the electrode systems 12 and 22 allows the application of appropriate control voltages and a lamp 25 placed opposite the substrate represents ambient illumination.

Selon l'invention, la couche 16 dans ce mode de réalisation comporte une modulation d'épaisseur. En particulier pour chaque point image I, défini par le croisement d'une électrode 12 et d'une électrode 22, La couche 16 comporte deux épaisseurs el et e2 avec e1 < e2.  According to the invention, the layer 16 in this embodiment comprises a thickness modulation. In particular for each image point I, defined by the intersection of an electrode 12 and an electrode 22, the layer 16 has two thicknesses e1 and e2 with e1 <e2.

La couche 16 présente une modulation en créneau, les parties en creux et les parties en surplomb étant par exemple de meme largeur. En particulier, l'épaisseur el est égale à 400 nm et l'épaisseur e2 est égale 800 nm.The layer 16 has a square-wave modulation, the recessed portions and the overhanging portions being, for example, of the same width. In particular, the thickness e1 is equal to 400 nm and the thickness e2 is equal to 800 nm.

Du fait de la forme en créneau de la couche 16, Les couches supérieures 18 et 20, d'épaisseur constante, présentent aussi une forme en créneau. Due to the crenellated shape of the layer 16, the upper layers 18 and 20, of constant thickness, also have a crenellated form.

Ainsi, chaque point image est divisé en deux parties Il et I2 correspondant respectivement aux deux épaisseurs el et e2 de La couche électroluminescente 16, qui peuvent être commandées indépendamment. Thus, each image point is divided into two parts II and I2 respectively corresponding to the two thicknesses e1 and e2 of the electroluminescent layer 16, which can be controlled independently.

En effet, pour chaque élément d'image, l'application d'une tension croissante permet d'allumer successivement les deux parties I1 et I2 du point image. Ce système permet d'obtenir deux états allumés, ou deux niveaux de gris, et un état éteint, stable après adressage. Indeed, for each image element, the application of an increasing voltage makes it possible to turn on successively the two parts I1 and I2 of the image point. This system makes it possible to obtain two lit states, or two gray levels, and a state that is off, stable after addressing.

Sur la figure 2, La partie hachurée 2 fois de la couche 16, à gauche de la figure, indique un point image à demi-allumé et la partie 2 fois hachurée de ta couche 16, à droite de la figure, représente un point image complètement allumé. In FIG. 2, the hatched portion 2 times of the layer 16, to the left of the figure, indicates a half-lit image point and the twice hatched portion of your layer 16, on the right of the figure, represents a point image completely lit.

Sur la figure 3, on a représenté la courbe luminance-tension (L-V) du dispositif de la figure 2. FIG. 3 shows the luminance-voltage curve (L-V) of the device of FIG. 2.

Pour une tension de maintien VO, l'élément d'image peut avoir les trois états de luminance L1 (éteint), L2 et L3 (allumés) avec L1 < L2 < L3. En partant, par exemple, de l'état éteint L1, l'application pendant un court instant d'un signal d'allumage d'intensité V2 > VO et retour à VO maintient l'élément dans L'état de luminance L2 car seule la partie Il de l'élément d'image a été excitée (V2 est la tension d'allumage du demi-point I1). Pour une tension d'adressage appliquée plus fort, d'intensité V3 > V2 pendant un court instant, les deux parties Il et I2 de l'élément d'affichage sont excitées et après retour à VO, la luminance d'équilibre
L3 est plus élevée (V3 est la tension d'allumage de
I1+I2). L'extinction est obtenue en appliquant une tension V1 < VO un court instant puis retour à VO.
For a hold voltage VO, the picture element can have the three luminance states L1 (off), L2 and L3 (on) with L1 <L2 <L3. Starting, for example, from the off state L1, the application for a short time of an intensity ignition signal V2> VO and return to VO maintains the element in the state of luminance L2 because only Part II of the picture element has been excited (V2 is the ignition voltage of half-point I1). For a stronger applied addressing voltage, of intensity V3> V2 for a short time, the two parts II and I2 of the display element are excited and after returning to VO, the equilibrium luminance
L3 is higher (V3 is the ignition voltage of
I1 + I2). The extinction is obtained by applying a voltage V1 <VO for a short time then return to VO.

Dans ce mode de réalisation on a fait varier la tension d'allumage pour obtenir deux niveaux de gris. In this embodiment, the ignition voltage has been varied to obtain two gray levels.

Selon l'invention, il est aussi possible de faire varier la tension d'extinction du dispositif de l'invention et de moduler la luminance à l'état aLlumé pendant la phase d'extinction. Ceci est obtenu en utilisant le dispositif représenté sur la figure 4. According to the invention, it is also possible to vary the extinction voltage of the device of the invention and to modulate the luminance in the state illuminated during the extinction phase. This is achieved using the device shown in FIG. 4.

Ce dispositif ne se distingue du dispositif de la figure 2 que par le fait que la couche électroluminescente 16a est ici d'épaisseur constante de 800 na environ et que c'est la couche isolante supérieure 18a qui comporte une modulation d'épaisseur. This device is distinguished from the device of FIG. 2 only by the fact that the electroluminescent layer 16a is here of constant thickness of approximately 800 nm and that it is the upper insulating layer 18a which comprises a modulation of thickness.

Ici, la couche 18a comporte une modulation en créneau et comporte donc au niveau de chaque point image I une épaisseur El et une épaisseur E2 avec E1 < E2, par exemple Ex=150 nm et E2=300 nm. Les autres couches et leur composition sont identiques à celles du dispositif de la figure 2.Here, the layer 18a comprises a square-wave modulation and therefore comprises at each image point I a thickness E1 and a thickness E2 with E1 <E2, for example Ex = 150 nm and E2 = 300 nm. The other layers and their composition are identical to those of the device of FIG.

La partie I1 correspond à l'épaisseur El et la partie 12 correspond à l'épaisseur E2 de La couche diélectrique 18a. The part I1 corresponds to the thickness E1 and the part 12 corresponds to the thickness E2 of the dielectric layer 18a.

Sur la figure 5, on a représenté la courbe luminance-tension (L-V) du dispositif de la figure 4. FIG. 5 shows the luminance-voltage curve (L-V) of the device of FIG. 4.

Sur cette figure, les tensions satisfont aux conditions suivantes : V1 < V2 < VO < V3 < V4, VO étant la tension de maintien.In this figure, the voltages satisfy the following conditions: V1 <V2 <VO <V3 <V4, VO being the holding voltage.

En partant de l'état allumé L3 (point totalement allumé), l'application pendant un court instant d'une tension V2 puis retour à VO permet le maintien de l'élément (partie Il) dans l'état de luminance L2 (demi-allumé) et l'application d'une tension V1 pendant un court instant puis retour à VO permet le maintien de l'élément dans L'état éteint L1. Starting from the lit state L3 (completely lit point), the application for a short time of a voltage V2 then return to VO allows the maintenance of the element (part II) in the luminance state L2 (half - lit) and the application of a voltage V1 for a short time then return to VO allows the maintenance of the element in the state off L1.

Sur ta figure 6, on a représenté la méthode d'obtention de- la couche 18a à modulation d'épaisseur de la figure 4. On effectue tout d'abord le dépôt, sur la couche électroluminescente 16a, de la couche 18a sur une épaisseur homogène égale à l'épaisseur maximum E2 puis on recouvre L'ensemble d'une couche de résine photosensible 24. Cette dernière est insolée aux endroits où l'épaisseur de la couche 18a doit être réduite, puis révélée. FIG. 6 shows the method for obtaining the thickness modulation layer 18a of FIG. 4. First, the layer 18a is deposited on the electroluminescent layer 16a over a thickness of homogeneous equal to the maximum thickness E2 and then covering the whole of a layer of photoresist 24. The latter is insolated in places where the thickness of the layer 18a must be reduced and then revealed.

Une attaque chimique partielle 26 de la couche 18a permet de retirer une partie du matériau de la couche 18a, avec pour conséquence une diminution de l'épaisseur de cette couche aux endroits exposés. Partial chemical etching 26 of the layer 18a makes it possible to remove a portion of the material from the layer 18a, with the consequence of reducing the thickness of this layer in the exposed areas.

L'attaque chimique est effectuée jusqu'à obtention de
L'épaisseur voulue El pour la couche 18a. Enfin, la couche de résine est totalement retirée. Le dépôt des couches supérieures se fait alors conformément à l'art antérieur.
The chemical attack is carried out until
The desired thickness E1 for the layer 18a. Finally, the resin layer is completely removed. The deposition of the upper layers is then done according to the prior art.

L'invention n'est pas limitée à l'obtention de deux niveaux de gris et en divisant l'élément d'image en plus de deux parties, il est possible d'obtenir autant de niveaux gris que désiré. The invention is not limited to obtaining two levels of gray and by dividing the image element into more than two parts, it is possible to obtain as many gray levels as desired.

Ceci est montré sur la figure 7, où la courbe d'hystérésis luminance-tension est telle que suivant la tension d'ecriture V2, V3 ou V4, etc., on obtient après retour à la tension de maintien VO, une luminance L2,
L3, L4 qui croît avec l'impulsion de la tension d'écriture, ce qui est exactement compatible avec les standards généraux de l'affichage vidéo. L'application d'une tension V1 permet d'obtention de l'état éteint
L1. Ici, les tensions satisfont aux conditions suivantes Y1 < VO < V2 < V3 < V4.
This is shown in FIG. 7, where the luminance-voltage hysteresis curve is such that, following the write voltage V2, V3 or V4, etc., a luminance L2 is obtained after returning to the holding voltage VO.
L3, L4 which increases with the pulse of the write voltage, which is exactly compatible with the general standards of the video display. The application of a voltage V1 makes it possible to obtain the off state
L1. Here, the voltages satisfy the following conditions Y1 <VO <V2 <V3 <V4.

Ceci peut être réalisé en modulant continûment, comme représenté sur la figure 8, l'épaisseur de la couche isolante supérieure 18b. Dans ce mode de réalisation, L'épaisseur de la deuxième couche d'isolant 18b, varie continûment entre deux valeurs extrêmes il et i2 typiquement de 100nm à 300nm, pour chaque point image I. This can be achieved by continuously modulating, as shown in FIG. 8, the thickness of the upper insulating layer 18b. In this embodiment, the thickness of the second insulator layer 18b varies continuously between two extreme values I1 and I2, typically from 100 nm to 300 nm, for each image point I.

La méthode d'obtention d'une telle couche 18b est illustrée sur la figure 9. En particulier, la couche 18b est déposée par évaporation 28 à travers un masque mécanique 30 placé à une certaine distance (typiquement de 1mm) du substrat. The method for obtaining such a layer 18b is illustrated in FIG. 9. In particular, the layer 18b is deposited by evaporation 28 through a mechanical mask 30 placed at a certain distance (typically 1mm) from the substrate.

Un dispositif similaire à celui de la figure 2, mais ou l'on module l'épaisseur de la couche photoconductrice 20 et non plus celle de la couche électroluminescente, aura le même coaportement que celui décrit à la figure 3. Cette couche 20 est une couche d'alliage de silicium et de carbone amorphe hydrogéné, a-Si C :H avec 0 < x < 0,5. A device similar to that of FIG. 2, but where the thickness of the photoconductive layer 20 and not that of the electroluminescent layer is modulated, will have the same coaport as that described in FIG. 3. This layer 20 is a layer of silicon alloy and hydrogenated amorphous carbon, α-Si C: H with 0 <x <0.5.

1-x x
La tension aux bornes de la couche photoconductrice obéit aux lois de la "conduction limitée par la charge d'espace" comme décrit dans l'article OPTOELECTRONICS-DEVICES and TECHNOLOGIES, "Electroluminescent memory display using amorphous silicon-carbon alloys" de I. SOLOMON et P. THIOULOUSE, pp. 295-316 de décembre 1989, voL. 4, n02. L'injection d'électrons dans la couche PC entraîne :
- le piégeage d'une partie de ces électrons dans des états de la bande interdite (charge d'espace) ;
- la création d'une barrière de potentiel s'opposant à une nouvelle injection ;
- la nécessité de dépasser un seuil de tension pour pouvoir injecter de nouveaux électrons, cette tension de seuil correspond à la tension aux bornes de la couche PC dans un dispositif PC-EL en fonctionnement.
1-xx
The voltage at the terminals of the photoconductive layer obeys the laws of "space-charge limited conduction" as described in the article OPTOELECTRONICS-DEVICES and TECHNOLOGIES, "Electroluminescent memory display using amorphous silicon-carbon alloys" by I. SOLOMON and P. THIOULOUSE, pp. 295-316 of December 1989, vol. 4, n02. The injection of electrons into the PC layer causes:
the trapping of a part of these electrons in states of the forbidden band (space charge);
the creation of a potential barrier opposing a new injection;
the need to exceed a voltage threshold in order to be able to inject new electrons, this threshold voltage corresponds to the voltage at the terminals of the PC layer in a PC-EL device in operation.

Si la couche PC est exposée à la lumière, une partie des électrons piégés sont libérés par excitation optique, entraSnant un abaissement de la barrière de potentiel et une diminution de la tension aux bornes de la couche PC. If the PC layer is exposed to light, a portion of the trapped electrons are released by optical excitation, causing a lowering of the potential barrier and a decrease in the voltage across the PC layer.

Dans ces conditions :
- la tension aux bornes de la couche PC dans l'obscurité, et par conséquent la tension d'allumage du dispositif PC-EL (à l'allumage, le dispositif est initialement dans l'état éteint) peut être modulée en modifiant l'épaisseur de la couche PC, la tension aux bornes de la couche PC croissant avec l'épaisseur ;
- la tension aux bornes de la couche PC sous éclairement, et par conséquent la tension d'extinction du dispositif PC-EL peut être modulée en modifiant la teneur en carbone de la couche PC : en augmentant la teneur en carbone, on diminue la sensibilité de la couche à la lumière et on accrott la tension aux bornes de la couche PC sous éclairement.
In these conditions :
- the voltage across the PC layer in the dark, and therefore the ignition voltage of the PC-EL device (on ignition, the device is initially in the off state) can be modulated by changing the thickness of the PC layer, the voltage across the PC layer increasing with the thickness;
the voltage at the terminals of the PC layer under illumination, and consequently the extinction voltage of the PC-EL device can be modulated by modifying the carbon content of the PC layer: by increasing the carbon content, the sensitivity is decreased from the layer to the light and the voltage is increased at the terminals of the PC layer under illumination.

Ainsi, l'épaisseur de la couche PC joue principalement sur la tension aux bornes de la couche
PC dans l'obscurité et peu sur sa tension sous éclairement. Par conséquent, en modulant l'épaisseur de la couche PC, on module la tension d'allumage V2 et pratiquement pas celle de la tension d'extinction V1.
Thus, the thickness of the PC layer plays mainly on the voltage at the terminals of the layer
PC in the dark and little on its voltage under illumination. Therefore, by modulating the thickness of the PC layer, the ignition voltage V2 is modulated and the extinction voltage V1 is practically not adjusted.

La méthode de réalisation de la modulation d'épaisseur décrite à la figure 6 reste valable pour la couche PC. The method of carrying out the thickness modulation described in FIG. 6 remains valid for the PC layer.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Dispositif d'affichage électroluminescent à effet mémoire comprenant sur un substrat isolant (10) un empilement de couches actives comportant au moins une couche électroluminescente (16, 16a) et au moins une couche photoconductrice (20), un premier (12) et un second (22) systèmes d'électrodes orthogonales disposés de part et d'autre de L'empilement, un élément d'image (I) étant défini par le recouvrement d'une électrode du premier système et d'une électrode du second système, des moyens (23) pour appliquer sur les électrodes des tensions de commande appropriées, caractérisé en ce que l'une (16, 18a, 18b) au moins des couches de l'empilement présente une modulation de l'une de ses caractéristiques de façon à allumer successivement différentes parties (11, 12) de chaque élément d'image en fonction de La tension appliquée et obtenir ainsi un affichage à plusieurs teintes. 1. A memory effect electroluminescent display device comprising, on an insulating substrate (10), a stack of active layers comprising at least one electroluminescent layer (16, 16a) and at least one photoconductive layer (20), a first (12) and a second (22) orthogonal electrode system disposed on either side of the stack, an image element (I) being defined by the overlap of an electrode of the first system and an electrode of the second system means (23) for applying suitable control voltages to the electrodes, characterized in that at least one layer (16, 18a, 18b) of the stack has a modulation of one of its characteristics. in order to successively light different parts (11, 12) of each picture element according to the applied voltage and thus obtain a multi-tone display. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la caractéristique modulée est l'épaisseur ou la composition. 2. Device according to claim 1, characterized in that the modulated characteristic is the thickness or the composition. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche électroluminescente est intercalée entre une couche inférieure (14) et une couche supérieure (18, 18a, 18b) de diélectrique. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the electroluminescent layer is interposed between a lower layer (14) and a top layer (18, 18a, 18b) of dielectric. 4. Dispositif selon L'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche présentant une modulation de l'une de ses caractéristiques est la couche électroluminescente (16). 4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the layer having a modulation of one of its characteristics is the electroluminescent layer (16). 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que La couche présentant une modulation de l'une de ses caractéristiques est l'une des couches de diélectrique (18a, 18b).  5. Device according to claim 3 or 4, characterized in that the layer having a modulation of one of its characteristics is one of the dielectric layers (18a, 18b). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérise en ce que la couche présentant une modulation de l'une de ses caractéristiques est la couche supérieure (18a, 18b) de diélectrique. 6. Device according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the layer having a modulation of one of its characteristics is the upper layer (18a, 18b) of dielectric. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la modulation de la caractéristique consiste en une variation progressive (18b) de ladite caractéristique, d'une face à l'autre de la couche modulée.  7. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the modulation of the characteristic consists of a gradual variation (18b) of said characteristic, from one side to the other of the modulated layer.
FR9016449A 1990-12-28 1990-12-28 Electroluminescent display device with memory and with several tints Withdrawn FR2671218A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9016449A FR2671218A1 (en) 1990-12-28 1990-12-28 Electroluminescent display device with memory and with several tints

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9016449A FR2671218A1 (en) 1990-12-28 1990-12-28 Electroluminescent display device with memory and with several tints

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2671218A1 true FR2671218A1 (en) 1992-07-03

Family

ID=9403812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9016449A Withdrawn FR2671218A1 (en) 1990-12-28 1990-12-28 Electroluminescent display device with memory and with several tints

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2671218A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3069596A (en) * 1959-12-07 1962-12-18 Westinghouse Electric Corp Electroluminescent screen and device
DE3320882A1 (en) * 1982-06-19 1983-12-22 Nippondenso Co., Ltd., Kariya, Aichi Electroluminescent element
FR2580848A1 (en) * 1985-04-17 1986-10-24 Menn Roger MATRIX SCREEN, MANUFACTURING METHOD THEREFOR, AND MATRIX DISPLAY DEVICE HAVING MULTIPLE COLOR SHADES, OR ANYWHERE CONTROL, COMPRISING THIS SCREEN
EP0392918A1 (en) * 1989-04-12 1990-10-17 France Telecom Electroluminescent display screen with memory and with a particular configuration of electrodes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3069596A (en) * 1959-12-07 1962-12-18 Westinghouse Electric Corp Electroluminescent screen and device
DE3320882A1 (en) * 1982-06-19 1983-12-22 Nippondenso Co., Ltd., Kariya, Aichi Electroluminescent element
FR2580848A1 (en) * 1985-04-17 1986-10-24 Menn Roger MATRIX SCREEN, MANUFACTURING METHOD THEREFOR, AND MATRIX DISPLAY DEVICE HAVING MULTIPLE COLOR SHADES, OR ANYWHERE CONTROL, COMPRISING THIS SCREEN
EP0392918A1 (en) * 1989-04-12 1990-10-17 France Telecom Electroluminescent display screen with memory and with a particular configuration of electrodes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0270392B1 (en) Electroluminescent display device using amorphous hydrogenated and carbonated silicon
EP0610185B1 (en) Optical modulation device having variable-sized cells
EP0389350B1 (en) Polychrome display device with electroluminescent photoconductive memory
EP0202974B1 (en) Colour matrix display, its production and device including the same
EP0209535B1 (en) Display device with memory effect comprising thin electroluminescent and photoconducting layers
EP0704877A1 (en) Electric protection of an anode of a plat viewing screen
EP0485285B1 (en) Electrooptic bistable device, display screen including the same and method of driving therefor
FR2946799A1 (en) DIODE AND METHOD FOR PRODUCING AN ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DIODE INCLUDING A SUBSTRATE PLANARIZATION LAYER
FR2599171A1 (en) ELECTROOPTIC VISUALIZATION SCREEN AND METHOD OF MAKING SAME
EP0382642A1 (en) Monochromatic display device with a photoconductive electroluminescent memory
EP0384829B1 (en) Multicolour electroluminescent flat panel display having a memory effect
EP0392918B1 (en) Electroluminescent display screen with memory and with a particular configuration of electrodes
EP1456831B1 (en) Image display panel consisting of a matrix of electroluminescent cells with shunted memory effect
FR2671218A1 (en) Electroluminescent display device with memory and with several tints
EP0734042A1 (en) Anode of a flat viewing screen with resistive strips
EP1419541B1 (en) Image display panel consisting of a matrix of memory-effect electroluminescent cells
FR2758431A1 (en) THIN-LAYER ELECTROLUMINESCENT DISPLAY DEVICE WITH ALTERNATIVE EXCITATION AND ITS EMBODIMENT PROCESS
EP0259213A1 (en) Electroluminescent photoconductive display with a reduced rate of padding
EP2885674B1 (en) Electroluminescent and electrochromic display device, and associated method of manufacture
EP0106717B1 (en) Display device with active addressing using a photoconductor
WO2016075386A1 (en) Cholesteric liquid crystal cell with increased reflectivity
FR2655163A1 (en) Low-illumination display device having layers of photoelectric and electrooptic materials
FR3065324A1 (en) PIXEL OF A MICRO-SCREEN WITH ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DIODES
BE550889A (en)
BE525922A (en)

Legal Events

Date Code Title Description
TP Transmission of property
ST Notification of lapse