WO2023126134A1 - Pixel d'affichage a diodes electroluminescentes pour ecran d'affichage - Google Patents

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WO2023126134A1
WO2023126134A1 PCT/EP2022/084685 EP2022084685W WO2023126134A1 WO 2023126134 A1 WO2023126134 A1 WO 2023126134A1 EP 2022084685 W EP2022084685 W EP 2022084685W WO 2023126134 A1 WO2023126134 A1 WO 2023126134A1
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WO
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electrically conductive
test
light
vcc
led
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PCT/EP2022/084685
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English (en)
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Frédéric MERCIER
Frédéric VACHELARD
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Aledia
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    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control 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
    • G09G3/22—Control 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
    • G09G3/30—Control 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
    • G09G3/32—Control 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 semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
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    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/12—Test circuits or failure detection circuits included in a display system, as permanent part thereof

Definitions

  • TITLE LED Display Pixel for Display Screen
  • the present description generally relates to display pixels comprising light-emitting diodes for a display screen.
  • a pixel of an image corresponds to the unitary element of the image displayed by a display screen.
  • the display screen generally comprises for the display of each pixel of the image at least three light sources which each emit a light radiation substantially in a single color (for example, the red, green and blue). The superposition of the radiation emitted by these three light sources provides the observer with the colored sensation corresponding to the pixel of the displayed image.
  • the display pixel of the display screen is indifferently called the set of components used for the emission of all the light rays allowing the display of a pixel of an image or only the set of components used for the emission of one of the light rays allowing the display of a pixel of an image.
  • the display pixel light sources may include light emitting diodes.
  • the display pixels can be distributed in a matrix fashion, each display pixel being located at the intersection of a row (or row) and a column of the matrix.
  • each row of display pixels is successively selected, and the display pixels of the selected row are programmed to display the desired image pixels.
  • the size of the light-emitting diodes is generally smaller than the surface available on the screen for the pixel of the image thanks to the high intrinsic luminosity of the light-emitting diodes .
  • a method of manufacturing a display screen consists in depositing these unit light-emitting diodes on a support, also called a slab, containing the control electronics.
  • Another manufacturing method is to use display pixels comprising light-emitting diodes and a circuit for driving the light-emitting diodes.
  • Document WO 2018/185433 describes an example of a smart pixel.
  • An object of an embodiment is to provide display pixels comprising light-emitting diodes for a display screen overcoming all or part of the drawbacks of existing light-emitting diode display pixels.
  • An object of an embodiment is that it is easier to perform display pixel test operations before they are attached to a panel.
  • An object of one embodiment is that the number of conductive pads of the display pixel is reduced.
  • Another object of an embodiment is that the display pixels have dimensions less than 200 ⁇ m.
  • One embodiment provides a display pixel comprising at least one light-emitting diode having first and second electrodes, and an electronic circuit for driving said light-emitting diode, the display pixel comprising at least first and second pads electrically conductive, the first electrically conductive pad being connected to the first electrode of the light-emitting diode, the display pixel further comprising an electronic component or an additional electronic circuit having a first terminal electrically connected to the second electrically conductive pad and a second terminal electrically connected to the second electrode of the light-emitting diode or to the driver circuit, configured to allow current to flow only from the second electrically conductive pad or to the second electrically conductive pad.
  • the second terminal is connected to the second electrode of the light-emitting diode.
  • the test operation is aimed directly at testing the correct operation of the light-emitting diode and is carried out without using the pilot circuit of the light-emitting diode.
  • the display pixel comprises the electronic component, the first terminal of which is connected to the second electrically conductive pad and the second terminal is connected to the second electrode of the light-emitting diode.
  • the test operation uses a single electronic component which therefore occupies a small space in the display pixel.
  • the display pixel comprises at least a third electrically conductive pad, the electronic control circuit comprising a controllable current source connected between the second electrode and the third electrically conductive pad.
  • the display pixel comprises the additional electronic circuit, the first terminal of which is electrically connected to the second electrically conductive pad and the second terminal electrically connected to the pilot circuit, the additional electronic circuit being configured to be activated by the second electrically conductive pad. This test mode makes it possible to activate all or part of the functions of the display pixel.
  • the second electrically conductive pad can then play the role of an activation pad of the additional electronic circuit and not the role of a supply pad of the light-emitting diode.
  • the display pixel comprises a face, the first, second, and third electrically conductive pads being located on said face, the sum of the surface of the cross section of the first electrically conductive pad and of the area of the cross section of the second electrically conductive pad being smaller than the cross section of the third electrically conductive pad.
  • the addition of the second conductive pad, dedicated to the test operation, has no impact on the dimensions of the display pixel.
  • the electronic component is a diode arranged in series with the light-emitting diode between the first and second electrically conductive pads.
  • the diode makes it possible to test that the light-emitting diode is working correctly, and when the first and second electrically conductive pads are connected together, the diode prevents the light-emitting diode from being short-circuited
  • the display pixel comprises at least fourth and fifth conductive pads electrically electrically connected to the electronic control circuit.
  • the display pixel comprises only five electrically conductive pads. The number of conductive pads of the display pixel is therefore reduced.
  • One embodiment also provides a display screen comprising:
  • the first and second electrically conductive pads are electrically connected to each other.
  • One embodiment also provides a method for manufacturing a display screen as defined above, in which the connection between the first and second electrically conductive pads is made by a conductive element connected to an electrically conductive track among the third and fourth electrically conductive tracks.
  • the method comprises the manufacture of the display pixels and the fixing of the display pixels to a panel comprising a conductive element for each display pixel, the first and second electrically conductive pads being short-circuited by being connected to said conductive element.
  • the electrical connection of the first conductive pad to the second conductive pad is thus made when fixing the display pixel to the electrically conductive tracks.
  • the method comprises a test operation of at least some of the display pixels, before the step of fixing said at least some of the display pixels to the panel, using, for each of said at least some of the display pixels, connecting a tool between the first and second electrically conductive pads of said display pixel.
  • One embodiment also provides a method for testing a display pixel as defined previously, comprising the application of a non-zero voltage between the first and second electrically conductive pads.
  • the test operation can be carried out in a simple way, without requiring the implementation of an algorithm for driving the light-emitting diode which should be adapted to the configuration of the light-emitting diode driver circuit.
  • Figure 1 shows, partially and schematically, an example of a display screen
  • FIG. 2 is a very schematic sectional view of an example of a display pixel
  • FIG. 3 is a view from below of the display pixel of FIG. 2 that does not include test functionality
  • FIG. 4 represents an example of block diagram of the display pixel of FIG. 2;
  • FIG. 5 represents another example of block diagram of the display pixel of FIG. 2;
  • FIG. 6 represents a block diagram of an embodiment of the display pixel of FIG. 2 integrating a test function
  • FIG. 7 represents a block diagram of another embodiment of the display pixel of FIG. 2 integrating a test function
  • FIG. 8 represents a block diagram of another embodiment of the display pixel of FIG. 2 integrating a test function
  • FIG. 9 is a bottom view of an embodiment of the display pixel corresponding to the block diagram of FIG. 6;
  • FIG. 10 illustrates a test operation of the display pixel of FIG. 9;
  • Figure 11 illustrates the attachment of the display pixel of Figure 9 to a panel of a display screen
  • Figure 12 is a bottom view of another embodiment of the display pixel corresponding to the block diagram of Figure 6;
  • Figure 13 illustrates the attachment of the display pixel of Figure 12 to a panel of a display screen
  • FIG. 14 represents a block diagram of another embodiment of the display pixel of FIG. 2 integrating a test function
  • FIG. 15 represents a block diagram of another embodiment of the display pixel of FIG. 2 integrating a test function
  • FIG. 16 is a partial and schematic sectional view of a more detailed embodiment of the structure of a display pixel.
  • insulator and “conductive” respectively mean “electrically insulating” and “electrically conductive”. Unless specified otherwise, the expressions “about”, “approximately”, “substantially”, and “of the order of” mean to within 10%, preferably within 5%.
  • FIG. 1 shows, partially and schematically, a known example of a display screen 10.
  • the display screen 10 comprises display pixels 12 i, j for example arranged in M rows and in N columns, M being an integer varying from 1 to 8000 and N being an integer varying from 1 to 16000, i being an integer varying from 1 to M and j being an integer varying from 1 to N.
  • M and N are equal to 6.
  • Each display pixel 12 i,j is connected to a source of a low reference potential Gnd, for example ground, via of an electrode 14 i and to a source of a high reference potential Vcc via an electrode 16 j .
  • the electrodes 14 i are shown aligned along the rows in FIG.
  • the display screen supply voltage corresponds to the voltage between the high reference potential Vcc and the low reference potential Gnd, and is denoted Vcc as the high reference potential.
  • the supply voltage Vcc depends in particular on the arrangement of the light-emitting diodes and on the technology according to which the light-emitting diodes are manufactured. By way of example, the supply voltage Vcc can be of the order of 4 V to 5 V.
  • the display screen 10 comprises a selection circuit 22 connected to the row electrodes 18 i and adapted to provide a selection signal Com i on each row electrode 18 i .
  • the display screen 10 comprises a data supply circuit 24 connected to the column electrodes 20 j and adapted to supply a data signal Data j on each column electrode 20 j .
  • the selection circuit 22 and the control circuit 24 are controlled by a circuit 26, comprising for example a microprocessor.
  • FIG. 2 is a very schematic sectional view of an example of the display pixel 12 i,j .
  • Each display pixel 12 i,j comprises a control circuit 30 covered with a display circuit 32.
  • the display circuit 32 comprises at least one light-emitting diode LED, three light-emitting diodes LED being represented by way of example in FIG. 2.
  • the display pixel comprises an underside 34 and an upper face 35 opposite the lower face 34, the faces 34 and 35 preferably being planar and parallel.
  • the control circuit 30 further comprises conductive pads P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row on the lower face 34.
  • the control circuit 30 may correspond to an integrated circuit comprising electronic components, in particular insulated-gate field-effect transistors , also called MOS transistors, or thin-film transistors, also called TFT transistors (English acronym for Thin-Film Transistor).
  • the display circuit 32 comprises only the light-emitting diodes LEDs, and the conductive elements of these light-emitting diodes LEDs, and the control circuit 30 comprises all of the electronic components necessary for controlling the light-emitting diodes LEDs of the display circuit. 32.
  • display circuit 32 may also include other electronic components in addition to LEDs.
  • the light-emitting diodes LED can be 2D light-emitting diodes, also called planar light-emitting diodes, comprising a stack of plane layers, or 3D light-emitting diodes each comprising a three-dimensional semiconductor element covered with an active zone.
  • the light-emitting diodes LED are shown connected to a common anode. It may however be desirable to arrange the light-emitting diodes LED according to another configuration.
  • the light-emitting diodes LED can be connected as a common cathode, or be connected independently of each other.
  • the display pixel 12 i,j comprises at least one electronic component used to perform a function of testing the correct operation of the display pixel 12 i,j .
  • the display pixel 12 i,j comprises three light sources emitting light at first, second and third wavelengths.
  • the first wavelength corresponds to blue light and is in the range of 430 nm to 490 nm.
  • the second wavelength corresponds to green light and is in the range of 510 nm to 570 nm.
  • the third wavelength corresponds to red light and is in the range of 600 nm to 720 nm.
  • the display pixel 12 i,j can comprise only one light source emitting light at the first, second, or third wavelengths, or only two light sources emitting light at two wavelengths d wave among the first, second, and third wavelengths.
  • Each conductive pad P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row is intended to be connected to one of the electrodes 14 i , 16 j , 18 i , 20j represented schematically in FIG. 2.
  • the first conductive pad P_Gnd is connected to the source low reference potential Gnd.
  • the second conductive pad P_Vcc is connected to the source of the high reference potential Vcc.
  • the third conductive pad P_Row is connected to the row electrode 18 i and receives the selection signal Com i .
  • the fourth conductive pad P_Col is connected to the column electrode 20 j and receives the data signal Data j .
  • the dimensions of the conductive pads P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row and the arrangement of the conductive pads P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row on the face 34 are in particular imposed by the design rules of the display pixel 12 i,j and by the method assembly of the display pixels 12 i,j in the display screen 10.
  • FIG. 3 is a view from below of a display pixel 12′ i,j comprising all of the elements of the display pixel 12 i,j but not comprising any function of test.
  • the lower face 34 of the display pixel 12 i,j ' has a square shape and each pad P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row has, in a direction perpendicular to the face 34, a square shape, the pads P_Gnd , P_Vcc, P_Col, P_Row being located at the four corners of face 34.
  • the dimensions of the display pixels it is generally desirable for the dimensions of the display pixels to be as small as possible in order to reduce the quantity of semiconductor materials making up the display pixels and therefore to reduce the manufacturing costs of these display pixels.
  • a smart pixel it is generally the number of conductive pads of the smart pixel, used for the electrical connection of the smart pixel to the panel, which imposes the dimensions of the smart pixel, in particular because of the minimum size of these pads and of the minimum space to be provided between these studs.
  • the display pixel 12i,j represented in FIG. 3 advantageously has a reduced number of conductive pads P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row.
  • FIG. 4 represents an example of a block diagram of a display pixel 12 i,j of the display screen 10. In FIG. 4, it has been indicated, above each block, the voltage power supply used to power the electronic components of the block.
  • the display pixel 12 i,j comprises a light-emitting diode or light-emitting diodes, a single light-emitting diode LED being represented by way of example in FIG. 4.
  • Each light-emitting diode LED is connected in series to a controllable current source CS, comprising for example an MOS transistor.
  • the anode of the light-emitting diode LED is for example connected to the conductive pad P_Vcc receiving the high reference potential Vcc and the cathode of the light-emitting diode LED is for example connected to one terminal of the controllable current source CS, the other terminal of the controllable current source CS being connected to the conductive pad P_Gnd receiving the low reference potential Gnd.
  • the display pixel 12 i,j further comprises a circuit 40 for controlling the controllable current source CS.
  • the driver circuit 40 may in particular comprise electronic components such as MOS transistors. It may be desirable to use a reduced supply voltage, less than 4 V, for example of the order of 1 V or 1.8 V, to supply the electronic components of the driver circuit 40, this voltage of reduced power supply corresponding, for example, to the voltage likely to be applied between the power terminals of the MOS transistors.
  • the display pixel 12 i,j comprises a circuit 42 (Vdd Generation) for supplying, from the supply voltage Vcc, a reduced supply voltage Vdd used in particular for supplying the driver circuit 40.
  • Circuit 42 comprises for example a voltage divider.
  • the selection signal Com i received at the conductive pad P_Row of each display pixel 12 i,j , is a binary signal alternating between a low state "0" and a high state “1 ", the low state corresponding to the low reference potential Gnd and the high state “1” corresponding to a low voltage, substantially equal to the reduced supply voltage Vdd.
  • the data signal Data j is a binary signal alternating between a low state "0" and a high state “1", the low state corresponding to the low reference potential Gnd and the high state "1" corresponding to a low voltage , substantially equal to the reduced supply voltage Vdd.
  • the driver circuit 40 comprises a circuit 44 (Clk & data separation) connected to the conductive pad P_Row receiving the data signal Dataj and supplying, from the data signal Dataj, a clock signal Clk and data Data .
  • the control circuit 40 comprises a circuit 46 (Mode selection) receiving the signals Clk and Data, connected to the conductive pad P_Row receiving the selection signal Com i , and configured to supply the signals Clk and Data to a circuit 48 (Color Data registers ) for storage or to supply a PWM signal to a circuit 50 (LED driver) for controlling the controllable current source CS associated with each light-emitting diode LED.
  • the memory circuit 48 is configured to store R, G, B color signals representative of the image pixel to be displayed.
  • Circuit 50 is suitable for controlling the controllable current sources CS connected to the light-emitting diodes LED with signals I_red, I_green, and I_blue, obtained from the color signals R, G, B, and from the PWM signal.
  • the memory circuit 48 is configured to store a single analog color signal and the circuit 50 is adapted to control the controllable current sources CS connected to the light-emitting diodes LEDs with commands obtained from the color analog signal and the reference analog signal.
  • the data signals Dataj allow both the determination, by each pixel of display 12 i,j , of a clock signal and of the color signals R, G, B representative of the desired light intensities for the radiation at the first, second and third wavelengths, or, in the case of a monochromatic display pixel, of the color signal representative of the light intensity desired for radiation at the single wavelength.
  • the clock signal Clk is obtained from the selection signal Com i .
  • FIG. 5 represents a block diagram of another embodiment of a display pixel 12 i,j .
  • the display pixel 12 i,j of FIG. 5 has the same structure as the display pixel 12 i,j represented in FIG. 4, except that the circuit 42 for supplying the reduced supply voltage Vdd is replaced by a circuit 60 for supplying the reduced supply voltage Vdd receiving the selection signal Com i and the data signal Dataj and adapted to supply the reduced supply voltage Vdd from the selection signal Com i and from the signal of data Data j .
  • the display pixel 12 i,j comprises at least one additional electronic component connected to an additional conductive pad P_Test and used to perform a test operation.
  • a first terminal of the additional electrical component is connected, preferably connected, to an electrode of one of the light-emitting diodes LED and a second terminal of the additional electrical component is connected, preferably connected, to the additional conductive pad P_Test.
  • the additional electronic component is a diode.
  • test pad P_Test and one of the pads P_Vcc or P_Gnd can be connected to a test tool.
  • a test operation may consist of determining whether at least one of the light-emitting diodes of the display pixel, preferably all of the light-emitting diodes of the display pixel, emit light.
  • the test pad P_Test is short-circuited with the pad P_Vcc or P_Gnd so that the additional electronic component or additional electronic components are rendered non-functional and are no longer passed through by current during operation of the display screen.
  • FIGS. 6, 7, and 8 represent block diagrams, partial and schematic, of embodiments of a display pixel 12 i, j incorporating a test functionality as described above.
  • the driver circuit 40 has been represented schematically by a block.
  • the driver circuit 40 may include all of the elements shown in Figure 4 or 5.
  • the anode of the light-emitting diode LED is connected to the conductive pad P_Vcc intended to be connected to the source of the high reference potential Vcc and the cathode of the light-emitting diode LED is connected to the drain of the MOS transistor CS.
  • the source of the MOS transistor CS is connected to the conductive pad P_Gnd intended to be connected to the source of the low reference potential Gnd.
  • the additional electronic component corresponds to a diode D whose cathode is connected to the additional conductive pad P_Test and whose anode is connected to the cathode of the light-emitting diode LED.
  • the conductive pad P_Test When the display pixel 12 i,j is fixed to the slab, the conductive pad P_Test is short-circuited with the pad P_Vcc, so that the conductive pad P_Test is then connected to the source of the high reference potential Vcc.
  • the cathode of the light-emitting diode LED is connected to the conductive pad P_Gnd intended to be connected to the source of the low reference potential Gnd and the anode of the light-emitting diode LED is connected to the drain of the MOS transistor CS.
  • the source of the MOS transistor CS is connected to the conductive pad P_Vcc intended to be connected to the source of the high reference potential Vcc.
  • the additional electronic component corresponds to a diode D whose anode is connected to the additional conductive pad P_Test and whose cathode is connected to the anode of the light-emitting diode LED.
  • three light-emitting diodes LED_B, LED_G, LED_R have been shown, respectively emitting blue, green and red light, respectively, the associated MOS transistors CS_B, CS_G and CS_R .
  • the cathode of the light-emitting diode LED_B, LED_G, LED_R is connected to the conductive pad P_Gnd connected to the source of the low reference potential Gnd and the anode of the light-emitting diode LED_B, LED_G, LED_R is connected to the drain of the associated MOS transistor CS_B, CS_G, and CS_R.
  • the source of the MOS transistor CS_B, CS_G, and CS_R is connected to the conductive pad P_Vcc intended to be connected to the source of the high reference potential Vcc.
  • the additional electronic component corresponds to a diode D_B, D_G, D_R whose anode is connected to the conductive pad Additional P_Test and whose cathode is connected to the anode of the associated light-emitting diode LED_B, LED_G, LED_R.
  • FIG. 9 is a figure similar to FIG. 3 illustrating an embodiment of the conductive pads of the display pixel 12 i,j corresponding to the diagram of FIG. 6.
  • the pad P_Vcc has a reduced size compared to the P_Vcc pad represented in FIG. 3 when the P_Test pad is not present.
  • the P_Vcc pad and the P_Test pad are formed at the location of the P_Vcc pad represented in FIG. 3 when the P_Test pad is not present.
  • the sum of the areas, in the view of FIG. 9, of the pad P_Test and of the pad P_Vcc is slightly less than the area occupied by the pad P_Vcc represented in FIG.
  • the area of each of the P_Test and of the P_Vcc plot is slightly less than half the area occupied by the P_Vcc plot shown in FIG. 3 when the P_Test plot does not is not present.
  • the P_Gnd pad and the P_Test pad are formed at the location occupied by the P_Gnd pad shown in FIG. 3 when the P_Test pad is not here.
  • FIG. 10 schematically illustrates the performance of a test operation for a display pixel 12 i,j before fixing the display pixel 12 i,j to the panel.
  • a test tool 65 is temporarily connected between pad P_Test and pad P_Vcc to perform the test operation.
  • a device for receiving the light radiation emitted by the display pixel possibly independently of all the other display pixels of a plate
  • processing the light radiation emitted to determine the state of the display pixel. This can allow sorting of display pixels into functional display pixels and non-functional display pixels.
  • Figure 11 illustrates, partially and schematically, a slab 70 comprising conductive pads E_Row, E_Col, E_Vcc, E_Gnd, and in dotted lines the outline of the display pixel 12 i, j of Figure 9 once fixed to the slab 70.
  • the conductive pad E_Row is connected to the conductive track 18i, not shown
  • the conductive pad E_Col is connected to the conductive track 20 j
  • the conductive pad E_Gnd is connected to the conductive track 14 i
  • conductive pad E_Vcc is connected to conductive track 16 j .
  • Also shown in FIG. 11 in solid lines are the plots P_Test and P_Vcc of the display pixel 12 i,j .
  • the pads P_Test and P_Vcc of the display pixel 12 i,j are connected to the underlying conductive pad E_Vcc so that the pad P_Test is short-circuited with the pad P_Vcc.
  • An advantage of this embodiment is that the production of the test plot P_Test of the display pixel 12 i,j does not lead to any modification of the panel 70.
  • Figure 12 is a figure similar to Figure 3 illustrating another embodiment of the conductive pads of the display pixel 12 i, j corresponding to the diagram of Figure 6.
  • the pads P_Vcc and P_Test occupy a larger surface than the pad P_Vcc represented in FIG. 3 when the pad P_Test is not present.
  • Figure 13 is a figure similar to Figure 11 which illustrates, partially and schematically, the slab 70 comprising the conductive pads E_Row, E_Col, E_Vcc, E_Gnd and in dotted lines the outline of the display pixel 12 i ,j of FIG. 12 once fixed to the panel 70.
  • the 13 also shows in solid lines the pads P_Test and P_Vcc of the display pixel 12 i,j .
  • the pads P_Test and P_Vcc of the display pixel 12 i,j are connected to the underlying conductive pad E_Vcc so that the pad P_Test is short-circuited with the pad P_Vcc.
  • the area, in bottom view, of the conductive pad E_Vcc of the slab 70 fixed to the pads P_Test and P_Vcc is greater than the area of each of the other conductive pads E_Row, E_Col, and E_Gnd connected to the pixel d display 12 i,j .
  • the display pixel 12i,j can have a generally cylindrical shape with a cross section, in top view, which can have different shapes, such as, for example, an oval, circular or polygonal shape, in particular triangular, rectangular , square or hexagonal.
  • the maximum lateral dimension of the display pixel 12 i,j in top view can be between 10 ⁇ m and 500 ⁇ m.
  • the thickness of the display pixel 12 i,j can be between 20 ⁇ m and 750 ⁇ m.
  • the thickness of the control circuit 30 can be between 10 ⁇ m and 725 ⁇ m.
  • the thickness of display circuit 32 can be between 10 ⁇ m and 725 ⁇ m.
  • Each conductive pad P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row, P_Test can have a generally cylindrical shape with a cross section that can have different shapes, such as, for example, an oval, circular or polygonal shape, in particular triangular, rectangular, square or hexagonal.
  • Each plot P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row, and P_Test can have, in bottom view, be inscribed in a square whose side can vary between 1 pm and 50 pm.
  • the conductive pads P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row, and P_Test and the conductive pads E_Col, E_Row, E_Vcc, E_Gnd are for example made of metal, for example aluminum, silver, platinum, nickel, copper, gold or ruthenium or an alloy comprising at least two of these compounds, in particular the PdAgNiAu alloy or the PtAgNiAu alloy.
  • FIG. 14 represents a block diagram of another embodiment of the display pixel 12 i, j of FIG. 2 integrating a test function.
  • the display pixel 12 i,j shown in Figure 14 comprises all the elements of the display pixel 12 i,j shown in Figure 6 except that the diode D is replaced by a test circuit Test .
  • the test circuit Test includes electronic components for performing a test operation.
  • the test circuit Test can be connected as a replacement for the diode D represented in FIG. 7 or as a replacement for the diodes D_B, D_G, and D_R represented in FIG. 8.
  • the production of a test operation is triggered by applying a voltage between the pad P_Test and the pad P_Vcc or P_Gnd.
  • the test circuit Test only allows current to flow in one direction so that, when the pad P_Test is short-circuited after the mounting of the display pixel 12i,j, no current can flow. in the test circuit Test.
  • FIG. 15 represents a block diagram of another embodiment of the display pixel 12 i,j of FIG. 2 integrating a test function.
  • the display pixel 12 i,j represented in FIG. 15 comprises all the elements of the display pixel 12 i,j represented in FIG. 'to an electrode of the light-emitting diode LEDs.
  • the test circuit Test is then configured to transmit signals to the driver circuit 40 during a test operation, so that the driver circuit 40 controls the light-emitting diode LED to perform the test operation.
  • This test mode makes it possible to activate all or part of the functions of the display pixel 12 i,j .
  • the test circuit Test and the driver circuit 40 can be powered by the voltage Vcc applied between the pads P_Vcc and P_Gnd during a test operation.
  • the P_Test pad is then used to activate the test mode and then plays the role of an activation pad and not the role of a supply pad.
  • the subsequent connection of the pad P_Test with the pad P_Vcc or P_Gnd makes it possible to prevent undesirable triggering of a test operation during the normal operation of the display pixel 12 i,j .
  • the formation of a short-circuit between the conductive pad P_Test and the conductive pad P_Vcc (or P_Gnd) is carried out by the pad E_Vcc of the panel 70 during the assembly of the pixel of display 12 i,j on the slab 70.
  • the formation of a short-circuit between the conductive pad P_Test and the conductive pad P_Vcc (or P_Gnd) is carried out before the mounting of the display pixel 12 i,j on the slab 70 by a conductive element electrically fixed to the display pixel 12 i,j and connecting the conductive pad P_Test to the conductive pad P_Vcc (or P_Gnd). This advantageously makes it possible to reduce the constraints as to the position of the conductive pad P_Test on the display pixel 12 i,j .
  • FIG. 16 is a partial, schematic sectional view of a more detailed embodiment of a display pixel 12 i,j comprising three display sub-pixels.
  • An embodiment of a method for manufacturing a display screen comprises the following steps: - formation of an optoelectronic plate and formation of a logic plate.
  • the optoelectronic plate comprises the light-emitting diodes of the display circuits of several display pixels.
  • the logic board includes logic circuits for controlling several display pixels;
  • This step can be carried out by sawing
  • the display pixel test operations described above can be performed after or before the cutting step, preferably before the cutting step.
  • control circuit 30 comprises from bottom to top in FIG. 16:
  • a semiconductor substrate 80 for example monocrystalline silicon, an insulating layer 82 delimiting the lower face 34 and conductive pads 36 exposed on the lower face 34, only two conductive pads 36 being represented, the conductive pads 36 corresponding to the P_Gnd pads, P_Vcc, P_Col, P_Row, and P_Test described previously;
  • bipolar transistors BJT, acronym for Bipolar Junction Transistor
  • TFT Thin-Film Transistor
  • a stack 85 of insulating layers for example made of silicon oxide and/or silicon nitride, covering the substrate 80 and conductive tracks 86 of several metallization levels formed between the insulating layers of the stack 85 including in particular pads 88 exposed on the upper face 35 of the control circuit 30, the conductive tracks 86 of the first metallization level possibly being made of polycrystalline silicon and forming in particular the gates of the MOS transistors 84 and the conductive tracks 86 of the other metallization levels possibly being tracks metallic, for example aluminum, silver, copper or zinc; And
  • TSV Through Silicon Vias
  • the display circuit 32 comprises from bottom to top in FIG. 16:
  • a support 91 forming the lower face 38 of the display circuit 32 in contact with the upper face 39 of the control circuit 30 and comprising conductive pads 92 exposed on the lower face 38, in contact with the pads 90, and an insulating structure multilayers 93, for example in silicon oxide and silicon nitride, extending between the pads 92 and covering the pads 92 and comprising openings 94 exposing portions of the pads 92;
  • each wire 95 being in contact with one of the pads 92 through one of the openings 94; - an insulating layer 96 extending over the side flanks of a lower portion of each wire 95 and extending over the insulating layer 93 between the wires 95;
  • a shell 98 comprising a stack of semiconductor layers covering an upper portion of each wire 95 and extending over the insulating layer 96 between the wires 95, the shell 98 comprising in particular an active layer which is the layer from which the majority is emitted radiation supplied by the light-emitting diode and comprising for example confinement means, such as multiple quantum wells;
  • a transparent conductive layer 102 forming an electrode covering, for each wire 95, the shell 98 and extending, in addition, on the conductive layer 100 between the wires 95;
  • each photoluminescent block 104 covering certain sets of light-emitting diodes LED or blocks transparent to the radiation emitted by the light-emitting diodes, each photoluminescent block comprising suitable phosphors, when they are excited by the light emitted by the associated light-emitting diodes LED, to be emitted light at a wavelength different from the wavelength of the light emitted by the associated light-emitting diodes LEDs;
  • each wall 110 possibly comprising a core 112 surrounded by a coating 114 reflecting the wavelength of the radiation emitted by the photoluminescent blocks 104 and/or the light-emitting diodes LED;
  • Each wire 95 may have an elongated semiconductor structure.
  • Each wire 95 can have a generally cylindrical shape with a cross section that can have different shapes, such as, for example, an oval, circular or polygonal shape, in particular triangular, rectangular, square or hexagonal.
  • Each wire 95 has for example an average diameter, corresponding for example to the diameter of the disc having the same area as the cross section of the wire 95, comprised between 5 nm and 5 ⁇ m, preferably between 100 nm and 2 ⁇ m, more preferentially between 200 nm and 1.5 ⁇ m and a height greater than or equal to greater than 1 time, preferably greater than or equal to 3 times and even more preferably greater than or equal to 5 times the average diameter, in particular greater than 500 nm, preferably comprised between 1 pm and 50 pm.
  • Wires 95 include at least one semiconductor material.
  • the semiconductor material can be silicon, germanium, silicon carbide, a III-V compound, for example GaN, AlN, InN, InGaN, AlGaN or AlInGaN, a II-VI compound or a combination of at least two of these compounds.
  • the conductive layer 102 is adapted to polarize the active layers of the shells 98 and to allow the electromagnetic radiation emitted by the light-emitting diodes to pass.
  • the material forming the layer conductive 102 can be a transparent and conductive material such as graphene, or silver, or a transparent and conductive oxide (or TCO, English acronym for Transparent Conducting Oxide), in particular indium-tin oxide (or ITO , English acronym for Indium Tin Oxide), zinc oxide doped or not with aluminum, or gallium or boron.
  • TCO transparent and conductive oxide
  • ITO indium-tin oxide
  • the conductive layer 102 has a thickness comprised between 20 nm and 500 nm, preferably between 20 nm and 100 nm.
  • the conductive layer 100, the conductive tracks 86 and the conductive pads 36, 88, 92 can be made of metal, for example aluminum, silver, platinum, nickel, copper, gold or ruthenium or an alloy comprising at least two of these compounds, in particular the PdAgNiAu alloy or the PtAgNiAu alloy.
  • Each of the insulating layers 85, 93, 96, 106, 108, 118 is made of a material chosen from the group comprising silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si x N y , where x is approximately equal to 3 and y is approximately equal to 4, for example Si 3 N 4 ), silicon oxynitride (in particular of general formula SiO x N y , for example Si 2 ON 2 ), silicon oxide hafnium (HfO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), or aluminum oxide (A1 2 O 3 ).
  • the light-emitting diodes LED_B, LED_G, and LED_R are represented with common cathodes. It is clear that the light-emitting diodes LED_B, LED_G, and LED_R can be arranged with a common anode.
  • the anode of the light-emitting diode LED_B, LED_G, and LED_R is connected to the pad P_Vcc, and the cathode of the light-emitting diode LED_B, LED_G, LED_R is connected to the drain of the associated transistor CS_B, CS_G, CS_R, in a configuration similar to that represented in FIG. 6. It is noted that various elements of these various modes embodiment and variants can be combined.

Abstract

Pixel d'affichage à diodes électroluminescentes pour écran d'affichageLa présente description concerne un pixel d'affichage (12i,j) comprenant au moins une diode électroluminescente (LED) ayant des première et deuxième électrodes, et un circuit électronique (40) de pilotage de ladite diode électroluminescente, le pixel d'affichage comprenant au moins des premier et deuxième plots conducteurs électriquement (P_Vcc, P_Test), le premier plot conducteur électriquement (P_Vcc) étant relié à la première électrode de la diode électroluminescente, le pixel d'affichage comprenant en outre un composant électronique (D) ou un circuit électronique ayant une première borne reliée électriquement au deuxième plot conducteur électriquement (P_Test) et une deuxième borne reliée électriquement à la deuxième électrode de la diode électroluminescente ou au circuit de pilotage (40), configuré pour permettre la circulation d'un courant seulement depuis le deuxième plot conducteur électriquement (P_Test) ou vers le deuxième plot conducteur électriquement (P_Test).

Description

DESCRIPTION
TITRE : Pixel d'affichage à diodes électroluminescentes pour écran d'affichage
La présente demande de brevet revendique la priorité de la demande de brevet français FR21/14575 qui sera considérée comme faisant partie intégrante de la présente description.
Domaine technique
[0001] La présente description concerne de façon générale des pixels d'affichage comprenant des diodes électroluminescentes pour écran d'affichage.
Technique antérieure
[0002] Un pixel d'une image correspond à l'élément unitaire de l'image affichée par un écran d'affichage. Pour l'affichage d'images couleur, l'écran d'affichage comprend en général pour l'affichage de chaque pixel de l'image au moins trois sources lumineuses qui émettent chacune un rayonnement lumineux sensiblement dans une seule couleur (par exemple, le rouge, le vert et le bleu). La superposition des rayonnements émis par ces trois sources lumineuses fournit à l'observateur la sensation colorée correspondant au pixel de l'image affichée. On appelle pixel d'affichage de l'écran d'affichage indifféremment l'ensemble des composants utilisés pour l'émission de tous les rayonnements lumineux permettant l'affichage d'un pixel d'une image ou seulement l'ensemble des composants utilisés pour l'émission de l'un des rayonnements lumineux permettant l'affichage d'un pixel d'une image. Les sources lumineuses des pixels d'affichage peuvent comprendre des diodes électroluminescentes.
[0003] Les pixels d'affichage peuvent être répartis de façon matricielle, chaque pixel d'affichage étant situé à l'intersection d'une rangée (ou ligne) et d'une colonne de la matrice. En général, chaque rangée de pixels d'affichage est sélectionnée successivement, et les pixels d'affichage de la rangée sélectionnée sont programmés pour afficher les pixels d'image souhaités.
[0004] Une matrice active est une architecture de pilotage d'écran permettant de maintenir toutes les lignes de pixels actives pendant toute la durée d'une image contrairement aux matrices dites passives où chaque ligne n'est active que pendant un temps T=Tframe/N (où Tframe est la durée de l'image et N le nombre de lignes de l'écran). Ceci permet d'augmenter la luminosité de l'écran d'affichage. En outre, il est possible d'envoyer de faibles niveaux de tension ou de courant sur les lignes de commande de la matrice, ce qui permet d'afficher des flux de données plus importants.
[0005] Dans le cadre d'écran à base de diodes électroluminescentes de dimensions micrométriques, la taille des diodes électroluminescentes est généralement inférieure à la surface disponible sur l'écran pour le pixel de l'image grâce à la forte luminosité intrinsèque des diodes électroluminescentes. Un procédé de fabrication d'un écran d'affichage consiste à déposer ces diodes électroluminescentes unitaires sur un support, également appelé dalle, contenant l'électronique de pilotage. Un autre procédé de fabrication consiste à utiliser des pixels d'affichage comprenant des diodes électroluminescentes et un circuit de commande des diodes électroluminescentes. On parle alors de pixels intelligents. Ceci permet notamment de simplifier la réalisation d'une matrice active, puisque l'électronique de commande des diodes électroluminescentes du pixel d'affichage est pour l'essentiel embarquée sur le pixel d'affichage. Le document WO 2018/185433 décrit un exemple de pixel intelligent.
[0006] Il peut être souhaitable de réaliser des opérations de tests des pixels d'affichage avant leur fixation à la dalle, notamment pour tester le bon fonctionnement des diodes électroluminescentes des pixels d'affichage. Toutefois, dans le cas de pixels intelligents, la réalisation d'une opération de test peut être complexe dans la mesure où les électrodes des diodes électroluminescentes peuvent ne pas être directement accessibles. En particulier, la réalisation d'une opération de test requiert la transmission, depuis l'extérieur du pixel d'affichage, d'une séquence complexe de signaux au circuit de pilotage de la diode électroluminescente qui doit être adaptée à la configuration du circuit de pilotage de la diode électroluminescente.
Résumé de l'invention
[0007] Un objet d'un mode de réalisation est de prévoir des pixels d'affichage comprenant des diodes électroluminescentes pour un écran d'affichage palliant tout ou partie des inconvénients des pixels d'affichage à diodes électroluminescentes existants.
[0008] Un objet d'un mode de réalisation est que la réalisation d'opérations de tests des pixels d'affichage avant leur fixation à une dalle est facilitée.
[0009] Un objet d'un mode de réalisation est que le nombre de plots conducteurs du pixel d'affichage est réduit.
[0010] Un autre objet d'un mode de réalisation est que les pixels d'affichage ont des dimensions inférieures à 200 pm.
[0011] Un mode de réalisation prévoit un pixel d'affichage comprenant au moins une diode électroluminescente ayant des première et deuxième électrodes, et un circuit électronique de pilotage de ladite diode électroluminescente, le pixel d'affichage comprenant au moins des premier et deuxième plots conducteurs électriquement, le premier plot conducteur électriquement étant relié à la première électrode de la diode électroluminescente, le pixel d'affichage comprenant en outre un composant électronique ou un circuit électronique supplémentaire ayant une première borne reliée électriquement au deuxième plot conducteur électriquement et une deuxième borne reliée électriquement à la deuxième électrode de la diode électroluminescente ou au circuit de pilotage, configuré pour permettre la circulation d'un courant seulement depuis le deuxième plot conducteur électriquement ou vers le deuxième plot conducteur électriquement.
[0012] Ceci permet de façon avantageuse la réalisation d'une opération de test de façon simple en utilisant les premier et deuxième plots conducteurs électriquement. Ces premiers et deuxième plots conducteurs électriquement peuvent ensuite avantageusement être court-circuités ensemble sans perturbation du fonctionnement du circuit électronique de pilotage et du pixel d'affichage.
[0013] Selon un mode de réalisation, la deuxième borne est connectée à la deuxième électrode de la diode électroluminescente. L'opération de test vise directement à tester le bon fonctionnement de la diode électroluminescente et est réalisée sans utilisation du circuit de pilotage de la diode électroluminescente.
[0014] Selon un mode de réalisation, le pixel d'affichage comprend le composant électronique dont la première borne est connectée au deuxième plot conducteur électriquement et la deuxième borne est connectée à la deuxième électrode de la diode électroluminescente. L'opération de test utilise un seul composant électronique qui occupe donc une place réduite dans le pixel d'affichage.
[0015] Selon un mode de réalisation, le pixel d'affichage comprend au moins un troisième plot conducteur électriquement, le circuit électronique de pilotage comprenant une source de courant commandable connectée entre la deuxième électrode et le troisième plot conducteur électriquement. [0016] Selon un mode de réalisation, le pixel d'affichage comprend le circuit électronique supplémentaire dont la première borne est reliée électriquement au deuxième plot conducteur électriquement et la deuxième borne reliée électriquement au circuit de pilotage, le circuit électronique supplémentaire étant configuré pour être activé par le deuxième plot conducteur électriquement. Ce mode de test permet d'activer tout ou partie des fonctions du pixel d'affichage. Le deuxième plot conducteur électriquement peut alors jouer le rôle d'un plot d'activation du circuit électronique supplémentaire et non le rôle d'un plot d'alimentation de la diode électroluminescente.
[0017] Selon un mode de réalisation, le pixel d'affichage comprend une face, les premier, deuxième, et troisièmes plots conducteurs électriquement étant situés sur ladite face, la somme de la surface de la section droite du premier plot conducteur électriquement et de la surface de la section droite du deuxième plot conducteur électriquement étant inférieure à la section droite du troisième plot conducteur électriquement. L'ajout du deuxième plot conducteur, dédié à l'opération de test, n'impacte pas sur les dimensions du pixel d'affichage .
[0018] Selon un mode de réalisation, le composant électronique est une diode disposée en série avec la diode électroluminescente entre les premier et deuxième plots conducteurs électriquement. Pendant l'opération de test, la diode permet de tester que la diode électroluminescente fonctionne correctement, et lorsque les premier et deuxième plots conducteurs électriquement sont connectés ensemble, la diode empêche de court-circuiter la diode électroluminescente
[0019] Selon un mode de réalisation, le pixel d'affichage comprend au moins des quatrième et cinquième plots conducteurs électriquement reliés électriquement au circuit électronique de pilotage.
[0020] Selon un mode de réalisation, le pixel d'affichage comprend seulement cinq plots conducteurs électriquement. Le nombre de plots conducteurs du pixel d'affichage est donc réduit .
[0021] Un mode de réalisation prévoit également un écran d'affichage comprenant :
- des pixels d'affichage tels que définis précédemment ;
- des premières pistes conductrices électriquement reliées aux circuits électroniques de pilotage des pixels d'affichage ;
- un circuit de fourniture de premiers signaux sur les premières pistes conductrices électriquement ;
- des deuxièmes pistes conductrices électriquement reliées aux circuits électroniques de pilotage des pixels d'affichage ;
- un circuit de fourniture de deuxièmes signaux sur les deuxièmes pistes conductrices électriquement ;
- des troisièmes et quatrièmes pistes conductrices électriquement reliées aux premières et deuxièmes électrodes des diodes électroluminescentes des pixels d'affichage ; et
- un circuit de fourniture d'une tension d'alimentation des diodes électroluminescentes entre les troisièmes et quatrièmes pistes conductrices électriquement.
[0022] Selon un mode de réalisation, les premier et deuxième plots conducteurs électriquement sont connectés électriquement l'un à l'autre.
[0023] Ceci permet de façon avantageuse que, lors du fonctionnement normal de l'écran d'affichage, le composant électronique ou le circuit électronique supplémentaire, utilisé pour réaliser une opération de test, ne perturbe pas le fonctionnement du circuit de pilotage. En outre, ceci permet de ne pas laisser flottant le deuxième plot conducteur.
[0024] Un mode de réalisation prévoit également un procédé de fabrication d'un écran d'affichage tel que défini précédemment, dans lequel la connexion entre les premier et deuxième plots conducteurs électriquement est réalisée par un élément conducteur connecté à une piste conductrice électriquement parmi les troisièmes et quatrièmes pistes conductrices électriquement.
[0025] Selon un mode de réalisation, le procédé comprend la fabrication des pixels d'affichage et la fixation des pixels d'affichage à une dalle comprenant un élément conducteur pour chaque pixel d'affichage, les premier et deuxième plots conducteurs électriquement, étant court-circuités en étant connectés audit élément conducteur. La connexion électrique du premier plot conducteur au deuxième plot conducteur est ainsi réalisée lors de la fixation du pixel d'affichage aux pistes conductrices électriquement.
[0026] Selon un mode de réalisation, le procédé comprend une opération de test d'au moins certains des pixels d'affichage, avant l'étape de fixation desdits au moins certains des pixels d'affichage à la dalle, utilisant, pour chacun desdits au moins certains des pixels d'affichage, la connexion d'un outil entre les premier et deuxième plots conducteurs électriquement dudit pixel d'affichage.
[0027] Un mode de réalisation prévoit également un procédé de test d'un pixel d'affichage tels que définis précédemment, comprenant l'application d'une tension non nulle entre les premier et deuxième plots conducteurs électriquement. L'opération de test peut être réalisée de façon simple, sans requérir la mise en oeuvre d'algorithme de pilotage de la diode électroluminescente qui devraient être adaptés à la configuration du circuit de pilotage de la diode électroluminescente .
Brève description des dessins
[0028] Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
[0029] la figure 1 représente, de façon partielle et schématique, un exemple d'écran d'affichage ;
[0030] la figure 2 est une vue en coupe très schématique d'un exemple de pixel d'affichage ;
[0031] la figure 3 est une vue de dessous du pixel d'affichage de la figure 2 n'intégrant pas de fonctionnalité de test ;
[0032] la figure 4 représente un exemple de schéma par blocs du pixel d'affichage de la figure 2 ;
[0033] la figure 5 représente un autre exemple de schéma par blocs du pixel d'affichage de la figure 2 ;
[0034] la figure 6 représente un schéma par blocs d'un mode de réalisation du pixel d'affichage de la figure 2 intégrant une fonction de test ;
[0035] la figure 7 représente un schéma par blocs d'un autre mode de réalisation du pixel d'affichage de la figure 2 intégrant une fonction de test ;
[0036] la figure 8 représente un schéma par blocs d'un autre mode de réalisation du pixel d'affichage de la figure 2 intégrant une fonction de test ;
[0037] la figure 9 est une vue de dessous d'un mode de réalisation du pixel d'affichage correspondant au schéma par blocs de la figure 6 ; [0038] la figure 10 illustre une opération de test du pixel d'affichage de la figure 9 ;
[0039] la figure 11 illustre la fixation du pixel d'affichage de la figure 9 à une dalle d'un écran d'affichage ;
[0040] la figure 12 est une vue de dessous d'un autre mode de réalisation du pixel d'affichage correspondant au schéma par blocs de la figure 6 ;
[0041] la figure 13 illustre la fixation du pixel d'affichage de la figure 12 à une dalle d'un écran d'affichage ;
[0042] la figure 14 représente un schéma par blocs d'un autre mode de réalisation du pixel d'affichage de la figure 2 intégrant une fonction de test ;
[0043] la figure 15 représente un schéma par blocs d'un autre mode de réalisation du pixel d'affichage de la figure 2 intégrant une fonction de test ; et
[0044] la figure 16 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un mode de réalisation plus détaillé de la structure d'un pixel d'affichage.
Description des modes de réalisation
[0045] De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés .
[0046] Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures ou à un écran d'affichage dans une position normale d'utilisation.
[0047] Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés (en anglais "coupled") entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments.
[0048] En outre, sauf indication contraire, lorsque l'on parle d'une tension en un plot conducteur, on considère la différence entre le potentiel audit plot conducteur et un potentiel de référence, par exemple la masse, pris égal à 0 V.
[0049] En outre, on considère ici que les termes "isolant" et "conducteur" signifient respectivement "isolant électriquement" et "conducteur électriquement". Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.
[0050] La figure 1 représente, de façon partielle et schématique, un exemple connu d'écran d'affichage 10. L'écran d'affichage 10 comprend des pixels d'affichage 12i,j par exemple agencés en M rangées et en N colonnes, M étant un nombre entier variant de 1 à 8000 et N étant un nombre entier variant de 1 à 16000, i étant un nombre entier variant de 1 à M et j étant un nombre entier variant de 1 à N. A titre d'exemple, en figure 1, M et N sont égaux à 6. Chaque pixel d'affichage 12i,j est relié à une source d'un potentiel de référence bas Gnd, par exemple la masse, par l'intermédiaire d'une électrode 14i et à une source d'un potentiel de référence haut Vcc par l'intermédiaire d'une électrode 16j . A titre d'exemple, les électrodes 14i sont représentées alignées selon les rangées en figure 1 et les électrodes 16j sont représentées alignées selon les colonnes en figure 1, la disposition inverse étant possible. La tension d'alimentation de l'écran d'affichage correspond à la tension entre le potentiel de référence haut Vcc et le potentiel de référence bas Gnd, et est notée Vcc comme le potentiel de référence haut. La tension d'alimentation Vcc dépend notamment de l'agencement des diodes électroluminescentes et de la technologie selon laquelle sont fabriquées les diodes électroluminescentes. A titre d'exemple, la tension d'alimentation Vcc peut être de l'ordre de 4 V à 5 V.
[0051] Pour chaque rangée, les pixels d'affichage 12i,j de la rangée sont reliés à une électrode de rangée 18i. Pour chaque colonne, les pixels d'affichage 12i,j de la colonne sont reliées à une électrode de colonne 20j. L'écran d'affichage 10 comprend un circuit de sélection 22 relié aux électrodes de rangée 18i et adapté à fournir un signal de sélection Comi sur chaque électrode de rangée 18i. L'écran d'affichage 10 comprend un circuit de fourniture de données 24 relié aux électrodes de colonne 20j et adapté à fournir un signal de données Dataj sur chaque électrode de colonne 20j. Le circuit de sélection 22 et le circuit de commande 24 sont commandés par un circuit 26, comprenant par exemple un microprocesseur.
[0052] La figure 2 est un vue en coupe très schématique d'un exemple du pixel d'affichage 12i,j. Chaque pixel d'affichage 12i,j comprend un circuit de commande 30 recouvert d'un circuit d'affichage 32. Le circuit d'affichage 32 comprend au moins une diode électroluminescente LED, trois diodes électroluminescentes LED étant représentées à titre d'exemple en figure 2. Le pixel d'affichage comprend une face inférieure 34 et une face supérieure 35 opposée à la face inférieure 34, les faces 34 et 35 étant de préférence planes et parallèles. Le circuit de commande 30 comprend en outre des plots conducteurs P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row sur la face inférieure 34. Le circuit de commande 30 peut correspondre à un circuit intégré comprenant des composants électroniques, notamment des transistors à effet de champ à grille isolée, également appelés transistors MOS, ou des transistors en couches minces, également appelés transistors TFT (sigle anglais pour Thin- Film Transistor). De préférence, le circuit d'affichage 32 comprend seulement les diodes électroluminescentes LED, et les éléments conducteurs de ces diodes électroluminescentes LED et le circuit de commande 30 comprend la totalité des composants électroniques nécessaires à la commande des diodes électroluminescentes LED du circuit d'affichage 32. A titre de variante, le circuit d'affichage 32 peut également comprendre d'autres composants électroniques en plus des diodes électroluminescentes LED. Les diodes électroluminescentes LED peuvent être des diodes électroluminescentes 2D, également appelées diodes électroluminescentes planaires, comprenant un empilement de couches planes, ou des diodes électroluminescentes 3D comprenant chacune un élément semiconducteur tridimensionnel recouvert d'une zone active. Sur la figure 2, les diodes électroluminescentes LED sont représentées connectées en anode commune. Il peut toutefois être souhaitable d'agencer les diodes électroluminescentes LED selon une autre configuration. A titre d'exemple, les diodes électroluminescentes LED peuvent être connectées en cathode commune, ou être connectées de manière indépendante les unes des autres. Comme cela est décrit plus en détail par la suite, le pixel d'affichage 12i,j comprend au moins un composant électronique utilisé pour réaliser une fonction de test du bon fonctionnement du pixel d'affichage 12i,j. [0053] Selon un mode de réalisation, le pixel d'affichage 12i,j comprend trois sources lumineuses émettant de la lumière à des première, deuxième, et troisième longueurs d'onde. Selon un mode de réalisation, la première longueur d'onde correspond à de la lumière bleue et est dans la plage de 430 nm à 490 nm. Selon un mode de réalisation, la deuxième longueur d'onde correspond à de la lumière verte et est dans la plage de 510 nm à 570 nm. Selon un mode de réalisation, la troisième longueur d'onde correspond à de la lumière rouge et est dans la plage de 600 nm à 720 nm. A titre de variante, le pixel d'affichage 12i,j peut comprendre seulement une source lumineuse émettant de la lumière à la première, deuxième, ou troisième longueurs d'onde, ou seulement deux sources lumineuses émettant de la lumière à deux longueurs d'onde parmi les première, deuxième, et troisième longueurs d'onde.
[0054] Chaque plot conducteur P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row est destiné à être connecté à l'une des électrodes 14i, 16j , 18i, 20j représentées schématiquement en figure 2. Le premier plot conducteur P_Gnd est relié à la source du potentiel de référence bas Gnd. Le deuxième plot conducteur P_Vcc est relié à la source du potentiel de référence haut Vcc. Le troisième plot conducteur P_Row est relié à l'électrode de rangée 18i et reçoit le signal de sélection Comi . Le quatrième plot conducteur P_Col est relié à l'électrode de colonne 20j et reçoit le signal de données Dataj . Les dimensions des plots conducteurs P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row et la disposition des plots conducteurs P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row sur la face 34 sont notamment imposées par les règles de conception du pixel d'affichage 12i,j et par le procédé d'assemblage des pixels d'affichage 12i,j dans l'écran d'affichage 10.
[0055] La figure 3 est une vue de dessous d'un pixel d'affichage 12'i,j comprenant l'ensemble des éléments du pixel d'affichage 12i,j mais ne comprenant pas de fonctionnalité de test. Dans cet exemple, la face inférieure 34 du pixel d'affichage 12i,j' a une forme carrée et chaque plot P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row a, dans une direction perpendiculaire à la face 34, une forme carrée, les plots P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row étant situés aux quatre coins de la face 34.
[0056] Il est généralement souhaitable que les dimensions des pixels d'affichage soient les plus faibles possibles pour réduire la quantité de matériaux semiconducteurs composant les pixels d'affichage et donc réduire les coûts de fabrication de ces pixels d'affichage. Pour un pixel intelligent, c'est généralement le nombre de plots conducteurs du pixel intelligent, utilisés pour la connexion électrique du pixel intelligent à la dalle, qui impose les dimensions du pixel intelligent, notamment en raison de la taille minimale de ces plots et de l'espace minimum devant être prévu entre ces plots. Le pixel d'affichage 12i,j représenté en figure 3 a de façon avantageuse un nombre réduit de plots conducteurs P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row.
[0057] La figure 4 représente un exemple de schéma par blocs d'un pixel d'affichage 12i,j de l'écran d'affichage 10. En figure 4, on a indiqué, au-dessus de chaque bloc, la tension d'alimentation utilisée pour alimenter les composants électroniques du bloc.
[0058] Selon un exemple, le pixel d'affichage 12i,j comprend une diode électroluminescente ou des diodes électroluminescentes, une seule diode électroluminescente LED étant représentée à titre d'exemple en figure 4. Chaque diode électroluminescente LED est reliée en série à une source de courant commandable CS, comprenant par exemple un transistor MOS. Dans le présent exemple, pour chaque diode électroluminescente LED, l'anode de la diode électroluminescente LED est par exemple reliée au plot conducteur P_Vcc recevant le potentiel de référence haut Vcc et la cathode de la diode électroluminescente LED est par exemple reliée à une borne de la source de courant commandable CS, l'autre borne de la source de courant commandable CS étant reliée au plot conducteur P_Gnd recevant le potentiel de référence bas Gnd.
[0059] Le pixel d'affichage 12i,j comprend en outre un circuit 40 de pilotage de la source de courant commandable CS. Le circuit de pilotage 40 peut notamment comprendre des composants électroniques tels que des transistors MOS. Il peut être souhaitable d'utiliser une tension d'alimentation réduite, inférieure à 4 V, par exemple de l'ordre de 1 V ou de 1,8 V, pour alimenter les composants électroniques du circuit de pilotage 40, cette tension d'alimentation réduite correspondant, par exemple, à la tension susceptible d'être appliquée entre les bornes de puissance des transistors MOS. Dans ce but, le pixel d'affichage 12i,j comprend un circuit 42 (Vdd Generation) de fourniture, à partir de la tension d'alimentation Vcc, d'une tension d'alimentation réduite Vdd utilisée notamment pour l'alimentation du circuit de pilotage 40. Le circuit 42 comprend par exemple un diviseur de tension.
[0060] Selon un mode de réalisation, le signal de sélection Comi, reçu au plot conducteur P_Row de chaque pixel d'affichage 12i,j, est un signal binaire alternant entre un état bas "0" et un état haut "1", l'état bas correspondant au potentiel de référence bas Gnd et l'état haut "1" correspondant à une tension basse, sensiblement égale à la tension d'alimentation réduite Vdd. Le signal de données Dataj est un signal binaire alternant entre un état bas "0" et un état haut "1", l'état bas correspondant au potentiel de référence bas Gnd et l'état haut "1" correspondant à une tension basse, sensiblement égale à la tension d'alimentation réduite Vdd. [0061] Le circuit de pilotage 40 comprend un circuit 44 (Clk & data separation) relié au plot conducteur P_Row recevant le signal de données Dataj et fournissant, à partir du signal de données Dataj, un signal d'horloge Clk et des données Data. Le circuit de pilotage 40 comprend un circuit 46 (Mode selection) recevant les signaux Clk et Data, relié au plot conducteur P_Row recevant le signal de sélection Comi, et configuré pour fournir les signaux Clk et Data à un circuit 48 (Color Data registers) de mémorisation ou pour fournir un signal PWM à un circuit 50 (LED driver) de commande de la source de courant commandable CS associée à chaque diode électroluminescente LED. Le circuit de mémorisation 48 est configuré pour stocker des signaux de couleur R, G, B représentatifs du pixel d'image à afficher. Le circuit 50 est adapté à commander les sources de courant commandable CS reliées aux diodes électroluminescentes LED avec des signaux I_red, I_green, et I_blue, obtenus à partir des signaux de couleur R, G, B, et du signal PWM. A titre de variante, dans le cas d'un pixel d'affichage monochromatique, le circuit de mémorisation 48 est configuré pour stocker un seul signal de couleur analogique et le circuit 50 est adapté à commander les sources de courant commandable CS reliées aux diodes électroluminescentes LED avec des commandes obtenues à partir du signal analogique de couleur et du signal analogique de référence .
[0062] Selon un mode de réalisation, pour limiter le nombre de plots conducteurs P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row par pixel d'affichage 12i,j, les signaux de données Dataj permettent à la fois la détermination, par chaque pixel d'affichage 12i,j, d'un signal d'horloge et des signaux de couleur R, G, B représentatifs des intensités lumineuses souhaitées pour les rayonnements aux première, deuxième, et troisième longueurs d'onde, ou, dans le cas d'un pixel d'affichage monochromatique, du signal de couleur représentatif de l'intensité lumineuse souhaitée pour le rayonnement à la longueur d'onde unique. Selon un autre exemple, le signal d'horloge Clk est obtenu à partir du signal de sélection Comi .
[0063] La figure 5 représente un schéma par blocs d'un autre mode de réalisation d'un pixel d'affichage 12i,j. Le pixel d'affichage 12i,j de la figure 5 a la même structure que le pixel d'affichage 12i,j représenté en figure 4, à la différence que le circuit 42 de fourniture de la tension d'alimentation réduite Vdd est remplacé par un circuit 60 de fourniture de la tension d'alimentation réduite Vdd recevant le signal de sélection Comi et le signal de données Dataj et adapté à fournir la tension d'alimentation réduite Vdd à partir du signal de sélection Comi et du signal de données Dataj .
[0064] Selon un mode de réalisation, pour la réalisation de tests, le pixel d'affichage 12i,j comprend au moins un composant électronique supplémentaire relié à un plot conducteur supplémentaire P_Test et utilisé pour réaliser une opération de test. Selon un mode de réalisation, une première borne du composant électrique supplémentaire est reliée, de préférence connectée, à une électrode de l'une des diodes électroluminescentes LED et une deuxième borne du composant électrique supplémentaire est reliée, de préférence connectée, au plot conducteur supplémentaire P_Test. Selon un mode de réalisation, le composant électronique supplémentaire est une diode .
[0065] Selon un mode de réalisation, lors d'une opération de test avant la fixation du pixel d'affichage 12i,j à la dalle de l'écran d'affichage, le plot de test P_Test et l'un des plots P_Vcc ou P_Gnd peuvent être connectés à un outil de test. Une opération de test peut consister à déterminer si au moins l'une des diodes électroluminescentes du pixel d'affichage, de préférence toutes les diodes électroluminescentes du pixel d'affichage, émettent de la lumière. Selon un mode de réalisation, lors de la fixation du pixel d'affichage 12i,j à la dalle, le plot de test P_Test est court-circuité avec le plot P_Vcc ou P_Gnd de sorte que le composant électronique supplémentaire ou les composants électroniques supplémentaires sont rendus non fonctionnels et ne sont plus traversés par du courant lors du fonctionnement de l'écran d'affichage.
[0066] Les figures 6, 7, et 8 représentent des schémas par blocs, partielles et schématiques, de modes de réalisation d'un pixel d'affichage 12i,j intégrant une fonctionnalité de test telle que décrite précédemment. Sur les figures 6, 7, et 8, on a représenté de façon schématique le circuit de pilotage 40 par un bloc. A titre d'exemple, le circuit de pilotage 40 peut comprendre l'ensemble des éléments représentés sur la figure 4 ou 5.
[0067] Dans le mode de réalisation de la figure 6, l'anode de la diode électroluminescente LED est connectée au plot conducteur P_Vcc destiné à être connecté à la source du potentiel de référence haut Vcc et la cathode de la diode électroluminescente LED est connectée au drain du transistor MOS CS. La source du transistor MOS CS est connectée au plot conducteur P_Gnd destiné à être connecté à la source du potentiel de référence bas Gnd. Dans le mode de réalisation illustré en figure 6, le composant électronique supplémentaire correspond à une diode D dont la cathode est connectée au plot conducteur P_Test supplémentaire et dont l'anode est connectée à la cathode de la diode électroluminescente LED. Lorsque le pixel d'affichage 12i,j est fixé à la dalle, le plot conducteur P_Test est court- circuité avec le plot P_Vcc, de sorte que le plot conducteur P_Test est alors connecté à la source du potentiel de référence haut Vcc. [0068] Dans le mode de réalisation de la figure 7, la cathode de la diode électroluminescente LED est connectée au plot conducteur P_Gnd destiné à être connecté à la source du potentiel de référence bas Gnd et l'anode de la diode électroluminescente LED est connectée au drain du transistor MOS CS. La source du transistor MOS CS est connectée au plot conducteur P_Vcc destiné à être connecté à la source du potentiel de référence haut Vcc. Dans le mode de réalisation illustré en figure 7, le composant électronique supplémentaire correspond à une diode D dont l'anode est connectée au plot conducteur P_Test supplémentaire et dont la cathode est connectée à l'anode de la diode électroluminescente LED. Lorsque le pixel d'affichage 12i,j est fixé à la dalle, le plot conducteur P_Test est court- circuité avec le plot P_Gnd, de sorte que le plot conducteur P_Test est alors connecté à la source du potentiel de référence bas Gnd.
[0069] Dans le mode de réalisation de la figure 8, on a représenté trois diodes électroluminescentes LED_B, LED_G, LED_R émettant à titre d'exemple respectivement de la lumière bleue, verte, et rouge les transistors MOS CS_B, CS_G, et CS_R associés. Pour chacune des diodes électroluminescentes LED_B, LED_G, LED_R, la cathode de la diode électroluminescente LED_B, LED_G, LED_R est connectée au plot conducteur P_Gnd connecté à la source du potentiel de référence bas Gnd et l'anode de la diode électroluminescente LED_B, LED_G, LED_R est connectée au drain du transistor MOS associé CS_B, CS_G, et CS_R. La source du transistor MOS CS_B, CS_G, et CS_R est connectée au plot conducteur P_Vcc destiné à être connecté à la source du potentiel de référence haut Vcc. Dans le mode de réalisation illustré en figure 8, pour chaque diode électroluminescente LED_B, LED_G, LED_R, le composant électronique supplémentaire correspond à une diode D_B, D_G, D_R dont l'anode est connectée au plot conducteur P_Test supplémentaire et dont la cathode est connectée à l'anode de la diode électroluminescente LED_B, LED_G, LED_R associée. Lorsque le pixel d'affichage 12i,j est fixé à la dalle, le plot conducteur P_Test est court-circuité avec le plot P_Gnd, de sorte que le plot conducteur P_Test est alors connecté à la source du potentiel de référence bas Gnd.
[0070] La figure 9 est une figure analogue à la figure 3 illustrant un mode de réalisation des plots conducteurs du pixel d'affichage 12i,j correspondant au schéma de la figure 6. Dans le présent mode de réalisation, le plot P_Vcc a une dimension réduite par rapport au plot P_Vcc représenté en figure 3 lorsque le plot P_Test n'est pas présent. En figure 9, le plot P_Vcc et le plot P_Test sont formés à l'emplacement du plot P_Vcc représenté en figure 3 lorsque le plot P_Test n'est pas présent. En particulier, la somme des aires, dans la vue de la figure 9, du plot P_Test et du plot P_Vcc est légèrement inférieure à l'aire occupée par le plot P_Vcc représenté en figure 3 lorsque le plot P_Test n'est pas présent. A titre d'exemple, dans la vue de la figure 9, l'aire de chacun du P_Test et du plot P_Vcc est légèrement inférieure à la moitié de l'aire occupée par le plot P_Vcc représenté en figure 3 lorsque le plot P_Test n'est pas présent. Dans le cas du pixel d'affichage 12i,j correspondant au schéma de la figure 7, le plot P_Gnd et le plot P_Test sont formés à l'emplacement occupé par le plot P_Gnd représenté en figure 3 lorsque le plot P_Test n'est pas présent.
[0071] La figure 10 illustre de façon schématique la réalisation d'une opération de test d'un pixel d'affichage 12i,j avant la fixation du pixel d'affichage 12i,j à la dalle. Un outil de test 65 est connecté de façon temporaire entre le plot P_Test et le plot P_Vcc pour réaliser l'opération de test. A titre d'exemple, lors d'une opération de test d'un pixel d'affichage 12i,j, on peut utiliser un dispositif de réception du rayonnement lumineux émis par le pixel d'affichage (éventuellement indépendamment de tous les autres pixels d'affichage d'une plaque) et de traitement du rayonnement lumineux émis pour déterminer l'état du pixel d'affichage. Ceci peut permettre un tri des pixels d'affichage entre des pixels d'affichage fonctionnels et des pixels d'affichage non fonctionnels.
[0072] La figure 11 illustre, de façon partielle et schématique, une dalle 70 comprenant des plots conducteurs E_Row, E_Col, E_Vcc, E_Gnd, et en traits pointillées le contour du pixel d'affichage 12i,j de la figure 9 une fois fixé à la dalle 70. Le plot conducteur E_Row est connecté à la piste conductrice 18i, non représentée, le plot conducteur E_Col est connecté à la piste conductrice 20j, non représentée, le plot conducteur E_Gnd est connecté à la piste conductrice 14i, et le plot conducteur E_Vcc est connecté à la piste conductrice 16j . On a en outre représenté en figure 11 en traits pleins les plots P_Test et P_Vcc du pixel d'affichage 12i,j. Comme cela apparaît sur cette figure, les plots P_Test et P_Vcc du pixel d'affichage 12i,j sont connectés au plot conducteur E_Vcc sous-jacent de sorte que le plot P_Test est court-circuité avec le plot P_Vcc. Un avantage du présent mode de réalisation est que la réalisation du plot de test P_Test du pixel d'affichage 12i,j n'entraîne pas de modification de la dalle 70.
[0073] La figure 12 est une figure analogue à la figure 3 illustrant un autre mode de réalisation des plots conducteurs du pixel d'affichage 12i,j correspondant au schéma de la figure 6. Dans le mode de réalisation de la figure 12, les plots P_Vcc et P_Test occupent une surface plus importante que le plot P_Vcc représenté en figure 3 lorsque le plot P_Test n'est pas présent. [0074] La figure 13 est une figure analogue à la figure 11 qui illustre, de façon partielle et schématique, la dalle 70 comprenant les plots conducteurs E_Row, E_Col, E_Vcc, E_Gnd et en traits pointillées le contour du pixel d'affichage 12i,j de la figure 12 une fois fixé à la dalle 70. On a en outre représenté en figure 13 en traits pleins les plots P_Test et P_Vcc du pixel d'affichage 12i,j. Comme cela apparaît sur cette figure, les plots P_Test et P_Vcc du pixel d'affichage 12i,j sont connectés au plot conducteur E_Vcc sous-jacent de sorte que le plot P_Test est court-circuité avec le plot P_Vcc. Dans le présent mode de réalisation, la surface, en vue de dessous, du plot conducteur E_Vcc de la dalle 70 fixé aux plots P_Test et P_Vcc est supérieure à la surface de chacun des autres plots conducteurs E_Row, E_Col, et E_Gnd connectés au pixel d'affichage 12i,j.
[0075] Le pixel d'affichage 12i,j peut avoir une forme générale cylindrique avec une section droite, en vue de dessus, pouvant avoir différentes formes, telles que, par exemple, une forme ovale, circulaire ou polygonale, notamment triangulaire, rectangulaire, carrée ou hexagonale. La dimension latérale maximale du pixel d'affichage 12i,j en vue de dessus peut être comprise entre 10 pm et 500 pm. L'épaisseur du pixel d'affichage 12i,j peut être comprise entre 20 pm et 750 pm. L'épaisseur du circuit de commande 30 peut être comprise entre 10 pm et 725 pm. L'épaisseur du circuit d'affichage 32 peut être comprise entre 10 pm et 725 pm.
[0076] Chaque plot conducteur P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row, P_Test peut avoir une forme générale cylindrique avec une section droite pouvant avoir différentes formes, telles que, par exemple, une forme ovale, circulaire ou polygonale, notamment triangulaire, rectangulaire, carrée ou hexagonale. Chaque plot P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row, et P_Test peut avoir, en vue de dessous, être inscrit dans un carré dont le côté peut varier entre 1 pm et 50 pm. Les plots conducteurs P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row, et P_Test et les plots conducteurs E_Col, E_Row, E_Vcc, E_Gnd sont par exemple en en métal, par exemple en aluminium, en argent, en platine, en nickel, en cuivre, en or ou en ruthénium ou en un alliage comprenant au moins deux de ces composés, notamment l'alliage PdAgNiAu ou l'alliage PtAgNiAu .
[0077] La figure 14 représente un schéma par blocs d'un autre mode de réalisation du pixel d'affichage 12i,j de la figure 2 intégrant une fonction de test.
[0078] Le pixel d'affichage 12i,j représenté en figure 14 comprend l'ensemble des éléments du pixel d'affichage 12i,j représenté en figure 6 à la différence que la diode D est remplacée par un circuit de test Test. Le circuit de test Test comprend des composants électroniques pour la réalisation d'une opération de test. A titre de variante, le circuit de test Test peut être connecté en remplacement de la diode D représentée en figure 7 ou en remplacement des diodes D_B, D_G, et D_R représentées en figure 8. Selon un mode de réalisation, la réalisation d'une opération de test est déclenchée en appliquant une tension entre le plot P_Test et le plot P_Vcc ou P_Gnd. De façon générale, le circuit de test Test ne permet la circulation de courant que dans un seul sens de sorte que, lorsque le plot P_Test est court-circuité après le montage du pixel d'affichage 12i,j, aucun courant ne peut plus circuler dans le circuit de test Test.
[0079] La figure 15 représente un schéma par blocs d'un autre mode de réalisation du pixel d'affichage 12i,j de la figure 2 intégrant une fonction de test. Le pixel d'affichage 12i,j représenté en figure 15 comprend l'ensemble des éléments du pixel d'affichage 12i,j représenté en figure 14 à la différence que le circuit de test Test est relié au circuit de pilotage 40 plutôt qu'à une électrode de la diode électroluminescente LED. Le circuit de test Test est alors configuré pour transmettre des signaux au circuit de pilotage 40 pendant une opération de test, de façon que le circuit de pilotage 40 commande la diode électroluminescente LED pour la réalisation de l'opération de test. Ce mode de test permet d'activer tout ou partie des fonctions du pixel d'affichage 12i,j. Le circuit de test Test et le circuit de pilotage 40 peuvent être alimentés par la tension Vcc appliquée entre les plots P_Vcc et P_Gnd lors d'une opération de test. Le plot P_Test est alors utilisé pour activer le mode de test et joue alors le rôle d'un plot d'activation et non le rôle d'un plot d'alimentation. La connexion ultérieure du plot P_Test avec le plot P_Vcc ou P_Gnd permet d'empêcher un déclenchement indésirable d'une opération de test lors du fonctionnement normal du pixel d'affichage 12i,j.
[0080] Dans les modes de réalisation décrits précédemment, la formation d'un court-circuit entre le plot conducteur P_Test et le plot conducteur P_Vcc (ou P_Gnd) est réalisée par le plot E_Vcc de la dalle 70 lors du montage du pixel d'affichage 12i,j sur la dalle 70. Selon un autre mode de réalisation, la formation d'un court-circuit entre le plot conducteur P_Test et le plot conducteur P_Vcc (ou P_Gnd) est réalisée avant le montage du pixel d'affichage 12i,j sur la dalle 70 par un élément conducteur électriquement fixé au pixel d'affichage 12i,j et connectant le plot conducteur P_Test au plot conducteur P_Vcc (ou P_Gnd). Ceci permet de façon avantageuse de réduire les contraintes quant à la position du plot conducteur P_Test sur le pixel d'affichage 12i,j.
[0081] La figure 16 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un mode de réalisation plus détaillé d'un pixel d'affichage 12i,j comprenant trois sous-pixels d'affichage.
[0082] Un mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'un écran d'affichage comprend les étapes suivantes : - formation d'une plaque optoélectronique et formation d'une plaque logique. La plaque optoélectronique comprend les diodes électroluminescentes des circuits d'affichage de plusieurs pixels d'affichage. La plaque logique comprend les circuits logiques de commande de plusieurs pixels d'affichage ;
- fixation de la plaque optoélectronique à la plaque logique ;
- découpe de l'empilement de la plaque optoélectronique et de la plaque logique pour séparer les pixels d'affichage. Cette étape peut être réalisée par sciage ; et
- transfert des pixels d'affichage sur une dalle d'écran d'affichage .
[0083] Les opérations de test des pixels d'affichage décrites précédemment peuvent être réalisées après ou avant l'étape de découpe, de préférence avant l'étape de découpe.
[0084] Selon un mode de réalisation, le circuit de commande 30 comprend de bas en haut en figure 16 :
- un substrat semiconducteur 80, par exemple du silicium monocristallin, une couche isolante 82 délimitant la face inférieure 34 et des plots conducteurs 36 exposés sur la face inférieure 34, seuls deux plots conducteurs 36 étant représentés, les plots conducteurs 36 correspondant aux plots P_Gnd, P_Vcc, P_Col, P_Row, et P_Test décrits précédemment ;
- des transistors MOS 84 ou d'autres types classiquement utilisés dans les circuits intégrés, par exemple des transistors bipolaires (BJT, sigle anglais pour Bipolar Junction Transistor), formés dans et sur le substrat 80. Ces transistors pourraient être aussi être des transistors en couches minces (TFT, sigle anglais pour Thin-Film Transistor) déposé sur un substrat d'une autre nature que le silicium, par exemple un substrat en polymère, ou même déposés directement sur la face arrière des diodes électroluminescentes LED ;
- un empilement 85 de couches isolantes, par exemple en oxyde de silicium et/ou en nitrure de silicium, recouvrant le substrat 80 et des pistes conductrices 86 de plusieurs niveaux de métallisation formées entre les couches isolantes de l'empilement 85 dont notamment des plots 88 exposés sur la face supérieure 35 du circuit de commande 30, les pistes conductrices 86 du premier niveau de métallisation pouvant être en silicium polycristallin et former notamment les grilles des transistors MOS 84 et les pistes conductrices 86 des autres niveaux de métallisation pouvant être des pistes métalliques, par exemple en aluminium, en argent, en cuivre ou en zinc ; et
- des vias 37 conducteurs et isolés latéralement, également appelés TSV (sigle anglais pour Through Silicon Vias) traversant le substrat 80 et reliant les plots 36 à des plots 90 du premier niveau de métallisation de l'empilement 85.
[0085] Selon un mode de réalisation, le circuit d'affichage 32 comprend de bas en haut en figure 16 :
- un support 91 formant la face inférieure 38 du circuit d'affichage 32 au contact de la face supérieure 39 du circuit de commande 30 et comprenant des plots conducteurs 92 exposés sur la face inférieure 38, au contact des plots 90, et une structure isolante multicouches 93, par exemple en oxyde de silicium et en nitrure de silicium, s'étendant entre les plots 92 et recouvrant les plots 92 et comprenant des ouvertures 94 exposant des portions des plots 92 ;
- des microfils ou nanofils 95, appelés fils par la suite (six fils étant représentés), chaque fil 95 étant en contact avec l'un des plots 92 au travers de l'une des ouvertures 94 ; - une couche isolante 96 s'étendant sur les flancs latéraux d'une portion inférieure de chaque fil 95 et s'étendant sur la couche isolante 93 entre les fils 95 ;
- une coque 98 comprenant un empilement de couches semiconductrices recouvrant une portion supérieure de chaque fil 95 et s'étendant sur la couche isolante 96 entre les fils 95, la coque 98 comprenant notamment une couche active qui est la couche depuis laquelle est émise la majorité du rayonnement fourni par la diode électroluminescente et comportant par exemple des moyens de confinement, tels que des puits quantiques multiples ;
- une couche conductrice 100 et réfléchissante, s'étendant sur la coque 98 entre les fils 95 ;
- une couche conductrice 102 transparente formant une électrode recouvrant, pour chaque fil 95, la coque 98 et s'étendant, en outre, sur la couche conductrice 100 entre les fils 95 ;
- des blocs photoluminescents 104 recouvrant certains ensembles de diodes électroluminescentes LED ou des blocs transparents au rayonnement émis par les diodes électroluminescentes, chaque bloc photoluminescent comprenant des luminophores adaptés, lorsqu'ils sont excités par la lumière émis par les diodes électroluminescentes LED associées, à émettre de la lumière à une longueur d'onde différente de la longueur d'onde de la lumière émise par les diodes électroluminescentes LED associées ;
- une couche isolante 106 recouvrant la face supérieure de chaque bloc 104, la couche isolante 106 pouvant ne pas être présente ;
- une couche de protection 108 recouvrant les couches isolantes 106, les faces latérales des blocs 104 et la couche d'électrode 102 entre les blocs 104 - des murs 110 entre les blocs 104, chaque mur 110 pouvant comprendre un coeur 112 entouré d'un revêtement 114 réfléchissant à la longueur d'onde du rayonnement émis par les blocs photoluminescents 104 et/ou les diodes électroluminescentes LED ;
- un filtre coloré 116 recouvrant au moins certains des blocs photoluminescents 104 ; et
- une couche d'encapsulation 118 recouvrant l'ensemble de la structure .
[0086] Chaque fil 95 peut avoir une structure semiconductrice allongée. Chaque fil 95 peut avoir une forme générale cylindrique avec une section droite pouvant avoir différentes formes, telles que, par exemple, une forme ovale, circulaire ou polygonale, notamment triangulaire, rectangulaire, carrée ou hexagonale. Chaque fil 95 a par exemple un diamètre moyen, correspondant par exemple au diamètre du disque ayant la même aire que la section droite du fil 95, compris entre 5 nm et 5 pm, de préférence entre 100 nm et 2 pm, plus préférentiellement entre 200 nm et 1,5 pm et une hauteur supérieure ou égale supérieure à 1 fois, de préférence supérieure ou égale à 3 fois et encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 5 fois le diamètre moyen, notamment supérieure à 500 nm, de préférence comprise entre 1 pm et 50 pm. Les fils 95 comprennent au moins un matériau semiconducteur. Le matériau semiconducteur peut être du silicium, du germanium, du carbure de silicium, un composé III-V, par exemple du GaN, AIN, InN, InGaN, AlGaN ou AlInGaN, un composé II-VI ou une combinaison d'au moins deux de ces composés .
[0087] La couche conductrice 102 est adaptée à polariser les couches actives des coques 98 et à laisser passer le rayonnement électromagnétique émis par les diodes électroluminescentes. Le matériau formant la couche conductrice 102 peut être un matériau transparent et conducteur tel que du graphène, ou de l'argent, ou un oxyde transparent et conducteur (ou TCO, sigle anglais pour Transparent Conducting Oxide), notamment l'oxyde d'indium- étain (ou ITO, sigle anglais pour Indium Tin Oxide), de l'oxyde de zinc dopé ou non à l'aluminium, ou au gallium ou au bore. A titre d'exemple, la couche conductrice 102 a une épaisseur comprise entre 20 nm et 500 nm, de préférence entre 20 nm et 100 nm.
[0088] La couche conductrice 100, les pistes conductrices 86 et les plots conducteurs 36, 88, 92 peuvent être en métal, par exemple en aluminium, en argent, en platine, en nickel, en cuivre, en or ou en ruthénium ou en un alliage comprenant au moins deux de ces composés, notamment l'alliage PdAgNiAu ou l'alliage PtAgNiAu.
[0089] Chacune des couches isolantes 85, 93, 96, 106, 108, 118 est en un matériau choisi dans le groupe comprenant l'oxyde de silicium (SiO2), le nitrure de silicium (SixNy, où x est environ égal à 3 et y est environ égal à 4, par exemple du Si3N4), l'oxynitrure de silicium (notamment de formule générale SiOxNy, par exemple du Si2ON2), l'oxyde d'hafnium (HfO2), l'oxyde de titane (TiO2), ou l'oxyde d'aluminium (A12O3).
[0090] Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En outre, divers modes de réalisation avec diverses variantes ont été décrits ci-dessus. En particulier, en figure 8, les diodes électroluminescentes LED_B, LED_G, et LED_R sont représentées à cathodes communes. Il est clair que les diodes électroluminescentes LED_B, LED_G, et LED_R peuvent être agencées à anode commune. Dans ce cas, pour chaque diode électroluminescente LED_B, LED_G, et LED_R, l'anode de la diode électroluminescente LED_B, LED_G, et LED_R est connectée au plot P_Vcc, et la cathode de la diode électroluminescente LED_B, LED_G, LED_R est connectée au drain du transistor CS_B, CS_G, CS_R associé, dans une configuration analogue à celle représentée en figure 6. On note que divers éléments de ces divers modes de réalisation et variantes peuvent être combinés.

Claims

REVENDICATIONS Pixel d'affichage (12i,j) comprenant au moins une diode électroluminescente (LED ; LED_B, LED_G, LED_R) ayant des première et deuxième électrodes, et un circuit électronique (40) de pilotage de ladite diode électroluminescente, le pixel d'affichage comprenant au moins des premier et deuxième plots conducteurs électriquement (P_Vcc, P_Test), le premier plot conducteur électriquement (P_Vcc) étant relié à la première électrode de la diode électroluminescente, le pixel d'affichage comprenant en outre un composant électronique (D ; D_B, D_G, D_R) ou un circuit électronique supplémentaire (Test) ayant une première borne reliée électriquement au deuxième plot conducteur électriquement (P_Test) et une deuxième borne reliée électriquement à la deuxième électrode de la diode électroluminescente ou au circuit de pilotage (40), configuré pour permettre la circulation d'un courant seulement depuis le deuxième plot conducteur électriquement (P_Test) ou vers le deuxième plot conducteur électriquement (P_Test). Pixel d'affichage selon la revendication 1, dans lequel la deuxième borne est connectée à la deuxième électrode de la diode électroluminescente (LED ; LED_B, LED_G, LED_R). Pixel d'affichage selon la revendication 1 ou 2, comprenant le composant électronique (D ; D_B, D_G, D_R) dont la première borne est connectée au deuxième plot conducteur électriquement (P_Test) et la deuxième borne est connectée à la deuxième électrode de la diode électroluminescente. Pixel d'affichage selon l'une quelconque des revendications
1 à 3, comprenant au moins un troisième plot conducteur électriquement (P_Gnd), le circuit électronique de pilotage (40) comprenant une source de courant commandable (CS ; CS_B, CS_G, CS_R) connectée entre la deuxième électrode et le troisième plot conducteur électriquement. Pixel d'affichage selon la revendication 4, comprenant le circuit électronique supplémentaire (Test) dont la première borne est reliée électriquement au deuxième plot conducteur électriquement (P_Test) et la deuxième borne reliée électriquement au circuit de pilotage (40), le circuit électronique supplémentaire (Test) étant configuré pour être activé par le deuxième plot conducteur électriquement (P_Test). Pixel d'affichage selon la revendication 4 ou 5, comprenant une face (34), les premier, deuxième, et troisième plots conducteurs électriquement (P_Vcc, P_Test, P_Gnd) étant situés sur ladite face, dans lequel la somme de la surface de la section droite du premier plot conducteur électriquement (P_Vcc) et de la surface de la section droite du deuxième plot conducteur électriquement (P_Test) est inférieure à la section droite du troisième plot conducteur électriquement (P_Gnd). Pixel d'affichage selon l'une quelconque des revendications
1 à 4, dans lequel le composant électronique (D ; D_B, D_G, D_R) est une diode disposée en série avec la diode électroluminescente (LED ; LED_B, LED_G, LED_R) entre les premier et deuxième plots conducteurs électriquement (P_Vcc, P_Test). Pixel d'affichage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant au moins des quatrième et cinquième plots conducteurs électriquement (P_Row, P_Col) reliés électriquement au circuit électronique (40) de pilotage. Pixel d'affichage selon la revendication 8, comprenant seulement cinq plots conducteurs électriquement (P_Row, P_Col, P_Vcc, P_Gnd, P_Test). Ecran d'affichage (10) comprenant :
- des pixels d'affichage (12i,j) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 ;
- des premières pistes conductrices électriquement (18i) reliées aux circuits électroniques (40) de pilotage des pixels d'affichage ;
- un circuit (22) de fourniture de premiers signaux (Comi) sur les premières pistes conductrices électriquement ;
- des deuxièmes pistes conductrices électriquement (20i) reliées aux circuits électroniques (40) de pilotage des pixels d'affichage ;
- un circuit (24) de fourniture de deuxièmes signaux (Dataj) sur les deuxièmes pistes conductrices électriquement ;
- des troisièmes et quatrièmes pistes conductrices électriquement (14i, 16j ) reliées aux premières et deuxièmes électrodes des diodes électroluminescentes (LED ; LED_B, LED_G, LED_R) des pixels d'affichage ; et
- un circuit de fourniture d'une tension d'alimentation (Vcc, Gnd) des diodes électroluminescentes entre les troisièmes et quatrièmes pistes conductrices électriquement . Ecran d'affichage (10) selon la revendication 10, dans lequel les premier et deuxième plots conducteurs électriquement (P_Vcc, P_Test) sont connectés électriquement l'un à l'autre. Procédé de fabrication d'un écran d'affichage (10) selon la revendication 10 ou 11, dans lequel la connexion entre les premier et deuxième plots conducteurs électriquement (P_Vcc, P_Test) est réalisée par un élément conducteur (E Vcc) connecté à une piste conductrice électriquement parmi les troisièmes et quatrièmes pistes conductrices électriquement. Procédé de fabrication d'un écran d'affichage (10) selon la revendication 10 ou 11, comprenant la fabrication des pixels d'affichage (12i,j) et la fixation des pixels d'affichage à une dalle (70) comprenant un élément conducteur (E_Vcc) pour chaque pixel d'affichage, les premier et deuxième plots conducteurs électriquement (P_Vcc, P_Test), étant court-circuités en étant connectés audit élément conducteur. Procédé de fabrication selon la revendication 13, comprenant une opération de test d'au moins certains des pixels d'affichage (12i,j ), avant l'étape de fixation desdits au moins certains des pixels d'affichage à la dalle (70), utilisant, pour chacun desdits au moins certains des pixels d'affichage, la connexion d'un outil (65) entre les premier et deuxième plots conducteurs électriquement (P_Vcc, P_Test) dudit pixel d'affichage. Procédé de test d'un pixel d'affichage (12i,j) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant l'application d'une tension non nulle entre les premier et deuxième plots conducteurs électriquement (P_Vcc, P_Test).
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