FR2557718A3 - Display device comprising distance pieces made in resin and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif d'affichage comportant des cales d'épaisseur en résine et son procédé de fabrication. Display device comprising shims of resin thickness and its manufacturing process.
La présente invention a pour objet un dispositif d'affichage comportant des cales d'épaisseur en résine et son procédé de fabrication. Elle trouve une application en optoélectronique, et en particulier dans la réalisation d'écrans plats de visualisation d'images et/ou de données alpha-numériques. The present invention relates to a display device comprising shims of resin thickness and its manufacturing process. It finds an application in optoelectronics, and in particular in the production of flat screens for viewing images and / or alpha-digital data.
De façon plus précise, l'invention a pour objet un dispositif d'affichage matriciel à milieu liquide, commandé par des composants actifs intégrés, tels que des transistors ou des diodes en couches minces, situés à l'intérieur même du dispositif d'affichage. More specifically, the invention relates to a matrix display device with liquid medium, controlled by integrated active components, such as transistors or thin film diodes, located inside the display device itself. .
Sur la figure 1, on a représenté, en coupe longitudinale, un tel dispositif d'affichage. Ce dispositif est constitué d'un milieu liquide 2, pouvant être un cristal liquide, intercalé entre deux parois planes 4 et 6, parallèles entre elles. Ces parois 4 et 6, réalisées en un matériau transparent et isolant tel que du verre, sont maintenues écartées l'une de l'autre au moyen de cales d'épaisseur 8 disposées entre les parois. Ces cales 8 permettent de maintenir constant l'espace compris entre les deux parois. Ces parois 4 et 6 sont solidaires l'une de l'autre au moyen d'une soudure ou scellement 10 effectué au voisinage des bords desdites parois, servant de mur d'étanchéité. Cette soudure peut par exemple être réalisée par sérigraphie de verre fusible ou autre produit de scellement. In Figure 1, there is shown, in longitudinal section, such a display device. This device consists of a liquid medium 2, which may be a liquid crystal, interposed between two plane walls 4 and 6, parallel to each other. These walls 4 and 6, made of a transparent and insulating material such as glass, are kept apart from one another by means of shims of thickness 8 disposed between the walls. These wedges 8 allow the space between the two walls to be kept constant. These walls 4 and 6 are integral with one another by means of a weld or seal 10 made in the vicinity of the edges of said walls, serving as a sealing wall. This welding can for example be carried out by screen printing of fusible glass or other sealant.
Les parois 4 et 6 sont recouvertes chacune d'un système d'électrodes respectivement 12 et 14, situés au contact du milieu liquide 2 permettant de véhiculer des signaux servant à exciter ledit milieu. The walls 4 and 6 are each covered with a system of electrodes respectively 12 and 14, located in contact with the liquid medium 2 making it possible to convey signals serving to excite said medium.
Les systèmes d'électrodes 12 et 14 sont constitués chacun par des bandes conductrices parallèles entre elles, les bandes conductrices du système 12 étant perpendiculaires à celles du système 14. Ces bandes conductrices croisées permettent de décomposer la surface utile du milieu liquide en une mosaïque de zones correspondant aux zones de recouvrement de deux bandes conductrices.The electrode systems 12 and 14 each consist of conductive strips parallel to each other, the conductive strips of system 12 being perpendicular to those of system 14. These crossed conductive strips make it possible to decompose the useful surface of the liquid medium into a mosaic of zones corresponding to the overlap zones of two conductive strips.
L'excitation d'une zone de milieu liquide, c'est-à-dire la commande d'une caractéristique optique du milieu liquide correspondant à cette zone, est réalisée en appliquant, de façon connue, sur les bandes conductrices croisées correspondantes des tensions électriques. Dans le cas d'un cristal liquide notamment, ces tensions entrainent l'apparition d'un champ électrique au sein dudit liquide. On fait ainsi apparaître une image sur l'ensemble du dispositif en la définissant point par point et en excitant ces zones les unes après les autres, selon les principes connus de commande séquentielle. The excitation of a liquid medium zone, that is to say the control of an optical characteristic of the liquid medium corresponding to this zone, is carried out by applying, in a known manner, to the corresponding crossed conductive strips electric. In the case of a liquid crystal in particular, these voltages cause the appearance of an electric field within said liquid. An image is thus shown on the entire device by defining it point by point and by exciting these zones one after the other, according to the known principles of sequential control.
En général, l'excitation d'une zone de milieu liquide est réalisée par l'intermédiaire d'un composant actif, tel qu'un transistor ou une diode, connecté à l'une des bandes conductrices située en regard de ladite zone. Ce composant peut être intégré au dispositif d'affichage, comme représenté sur la figure 1. Sur cette figure, le composant actif inté gré, portant la référence 16, a été représenté connecté à une bande conductrice du système d'électrodes 14. In general, the excitation of a zone of liquid medium is carried out by means of an active component, such as a transistor or a diode, connected to one of the conductive strips located opposite said zone. This component can be integrated into the display device, as shown in FIG. 1. In this figure, the integrated active component, bearing the reference 16, has been shown connected to a conductive strip of the electrode system 14.
Dans un dispositif d'affichage matriciel connu, tel que celui représenté sur la figure 1, les cales d'épaisseur 8 sont généralement constituées par des billes ou fibres de verre calibrées. Ces cales sont obtenues en vaporisant les billes sur toute la surface de l'une des parois et, lorsque le scellement des deux parois est réalisé, les billes de plus grand diamètre pénètrent dans ladite paroi, ce qui permet d'obtenir entre les deux parois un espace d'épaisseur moyenne. In a known matrix display device, such as that shown in FIG. 1, the shims 8 of thickness are generally constituted by calibrated balls or glass fibers. These shims are obtained by spraying the balls over the entire surface of one of the walls and, when the sealing of the two walls is carried out, the balls of larger diameter penetrate into said wall, which makes it possible to obtain between the two walls a space of average thickness.
Cette méthode n'est pas sans danger pour les composants actifs intégrés, tels que transistors aux diodes en couches minces, qui ont des épaisseurs de 1,1 à 1,2 wn, ceux-ci pouvant se trouver écrasés par les billes et donc détruits. This method is not without danger for the integrated active components, such as thin-film diode transistors, which have thicknesses of 1.1 to 1.2 wn, which can be crushed by the balls and therefore destroyed. .
Une autre méthode pour réaliser ces cales d'épaisseur consiste à faire croître électrolytiquement du métal sur l'une des parois. Cette technique nécessite, avant de faire croître le métal, de protéger toutes les régions devant être dépourvues de cales et notamment celles qui sont situées au niveau des composants actifs intégrés, puis de supprimer cette couche protectrice, et enfin de protéger l'extrémité des plots métalliques afin d'éviter des court-circuits avec les électrodes ou bandes conductrices situées au contact desdits plots. Ce procédé présente donc de nombreuses et délicates opérations. Another method for making these shims is to electrolytically grow metal on one of the walls. This technique requires, before growing the metal, to protect all the regions to be devoid of shims and in particular those which are located at the level of the integrated active components, then to remove this protective layer, and finally to protect the end of the pads metallic in order to avoid short circuits with the electrodes or conductive strips located in contact with said pads. This process therefore has many delicate operations.
Dans un autre procédé de réalisation de ces cales d'épaisseur, on utilise des plots de SiO obtenus par la technique appelée "LIFTOFF". Cette technique est risquée, compliquée et onéreuse
La présente invention a justement pour objet un dispositif d'affichage comportant des cales d'épaisseur en résine et son procédé de fabrication permettant de remédier à ces différents inconvénients.In another process for producing these shims, SiO pads obtained using the technique called "LIFTOFF" are used. This technique is risky, complicated and expensive
The subject of the present invention is precisely a display device comprising shims of resin thickness and its manufacturing method making it possible to remedy these various drawbacks.
De façon plus précise, l'invention a trait à un dispositif d'affichage à milieu liquide, commandé par des composants actifs intégrés, comportant deux parois isolantes transparentes maintenues écartées l'une de l'autre au moyen de cales d'épaisseur, se caractérisant en ce que les cales d'épaisseur sont réalisées en résine, ces cales étant réparties dans tout l'espace défini entre les parois, excepté aux endroits où se trouvent les composants actifs. More specifically, the invention relates to a display device with a liquid medium, controlled by integrated active components, comprising two transparent insulating walls kept apart from one another by means of shims, characterized in that the shims are made of resin, these shims being distributed throughout the space defined between the walls, except where the active components are.
De préférence, la résine utilisée est une résine photosensible positive. Preferably, the resin used is a positive photosensitive resin.
L'utilisation de résine notamment photosensible positive permet d'obtenir des cales d'épaisseur à des endroits prédéterminés, et notamment en dehors de ceux où se trouvent les composants actifs intégrés. The use of, in particular, positive photosensitive resin makes it possible to obtain shims of thickness at predetermined locations, and in particular outside those where the integrated active components are found.
L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage tel que défini précédemment. The invention also relates to a method of manufacturing a display device as defined above.
Selon l'invention, ce procédé comprend les étapes suivantes
- réalisation des composants actifs intégrés de commande sur l'une des parois,
- dépôt d'au moins une couche de résine photosensible sur ladite paroi
- irradiation de la couche de résine suivant le tracé voulu afin d'obtenir des cales d'épaisseur en dehors des endroits où se trouvent les composants actifs, et
- développement de la résine
Ce procédé de fabrication a l'avantage d'être simple et peu onéreux.According to the invention, this method comprises the following steps
- production of integrated active control components on one of the walls,
depositing at least one layer of photosensitive resin on said wall
- irradiation of the resin layer along the desired path in order to obtain shims outside the locations where the active components are, and
- resin development
This manufacturing process has the advantage of being simple and inexpensive.
De façon avantageuse, le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes
- réalisation des composants actifs intégrés de commande sur l'une des parois,
- dépôt d'au moins une couche de résine photosensible sur ladite paroi,
- PoutKnnement au-dessus de la couche de résine, d'un masque permettant de définir l'emplacement des cales d'épaisseur à réaliser,
- irradiation de la couche de résine,
- retrait du masque, et
- développement de la résine. Advantageously, the method according to the invention comprises the following steps
- production of integrated active control components on one of the walls,
depositing at least one layer of photosensitive resin on said wall,
- PoutKnnement above the resin layer, a mask to define the location of the shims to be made,
- irradiation of the resin layer,
- removal of the mask, and
- resin development.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre illustratif et non limitatif, en référence aux figures annexées, dans lesquelles - la figure 1, déjà décrite, représente schématique
ment, en coupe longitudinale, un dispositif d'affi
chage à milieu liquide, et - les figures 2 et 3 permettent d'illustrer schémati
quement les différentes étapes de réalisation des
cales d'épaisseur, conformément à l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the description which follows, given by way of nonlimiting illustration, with reference to the appended figures, in which - FIG. 1, already described, represents schematic
ment, in longitudinal section, an affi
chage in a liquid medium, and - Figures 2 and 3 illustrate the diagram
only the different stages of realization of
shims in accordance with the invention.
Selon l'invention, le dispositif d'affichage à milieu liquide, tel que représenté sur la figure 1, est muni de cales d'épaisseur 8 réalisées en résine, réparties dans tout l'espace défini entre les parois 4 et 6 du dispositif, excepté aux endroits où se trouvent les composants actifs intégrés tels que 1o. According to the invention, the liquid medium display device, as shown in FIG. 1, is provided with shims of thickness 8 made of resin, distributed throughout the space defined between the walls 4 and 6 of the device, except in places where there are integrated active components such as 1o.
La résine utilisée est de préférence une résine photosensible positive constituée par exemple par un mélange d'orthoquinone diazine et de phénol formaldéhyde, comme celles vendues par la société SHIPLEY sous le nom AZ 111, AZ 1350, AZ 1350 H, AZ 1370,
AZ 1375, etc...The resin used is preferably a positive photosensitive resin constituted for example by a mixture of orthoquinone diazine and phenol formaldehyde, such as those sold by the company Shipley under the name AZ 111, AZ 1350, AZ 1350 H, AZ 1370,
AZ 1375, etc ...
L'emploi de résine photosensible positive permet d'obtenir de très bonnes définitions dans l'épaisseur des cales, ce qui est beaucoup plus difficile à obtenir avec la plupart des résines photosensibles négatives. The use of positive photosensitive resin makes it possible to obtain very good definitions in the thickness of the shims, which is much more difficult to obtain with most negative photosensitive resins.
Ce type de résine positive permet d'obtenir des cales très denses et très discrètes de l'ordre de quelques dizaines de lm2 de surface. This type of positive resin makes it possible to obtain very dense and very discreet shims of the order of a few tens of lm2 of surface.
De plus, des études ont permis de montrer que ces résines n'apportent aucun défaut de fonctionnement au dispositif d'affichage malgré leur contact avec le milieu liquide et en particulier lorsque ce lui-ci est du cristal liquide. In addition, studies have shown that these resins do not bring any malfunction to the display device despite their contact with the liquid medium and in particular when the latter is liquid crystal.
Sur les figures 2 et 3, on a représenté les principales étapes du procédé de fabrication du dispositif d'affichage conformément à l'invention. Figures 2 and 3 show the main steps of the manufacturing process of the display device according to the invention.
Ce procédé consiste, après avoir réalisé, par tout moyen connu, les composants actifs intégrés tels que 16 sur l'une des parois isolantes du dispositif, par exemple 6, à déposer, comme représenté sur la figure 2, sur ladite paroi 6 une couche de résine photosensible 18. Cette couche de résine 18, déposée par exemple à la tournette ou en défilement, peut être obtenue par plusieurs dépôts successifs, si nécessaire, pour obtenir une couche d'épaisseur suffisante. This method consists, after having produced, by any known means, the integrated active components such as 16 on one of the insulating walls of the device, for example 6, to deposit, as shown in FIG. 2, on said wall 6 a layer of photosensitive resin 18. This layer of resin 18, deposited for example by spinning or running, can be obtained by several successive deposits, if necessary, to obtain a layer of sufficient thickness.
Cette couche 18 est ensuite irradiée suivant le tracé voulu de façon à obtenir des cales d'épaisseur, réparties dans tout l'espace défini entre les parois du dispositif, excepté aux endroits où se trouvent les composants actifs. Cette irradiation peut être réalisée au moyen d'un balayage électronique programmé décrivant le tracé voulu ou bien, comme représenté sur la figure 2, en positinnant un masque 20 au-dessus de la couche de résine 18, servant à définir l'emplacement des cales d'épaisseur à réaliser, et en envoyant sur la couche 18 un rayonnement ultraviolet ou X. This layer 18 is then irradiated according to the desired layout so as to obtain shims of thickness, distributed throughout the space defined between the walls of the device, except at the places where the active components are located. This irradiation can be carried out by means of a programmed electronic scan describing the desired path or, as shown in FIG. 2, by positioning a mask 20 above the resin layer 18, serving to define the location of the wedges. of thickness to be produced, and by sending on the layer 18 an ultraviolet or X radiation.
Après cette irradiation, on retire le masque 20, dans le cas où l'on utilise un tel masque, puis on développe, notamment à l'aide d'un révélateur chimique, la couche de résine photosensible 18. Ce développement permet, comme représenté sur la figure 3, d'éliminer dans le cas d'une couche de résine photosensible positive, les zones 18a irradiées de la couche de résine et de conserver les zones non irradiées 18b de ladite couche. After this irradiation, the mask 20 is removed, in the case where such a mask is used, then the photosensitive resin layer 18 is developed, in particular using a chemical developer. This development allows, as shown in FIG. 3, in the case of a positive photosensitive resin layer, to eliminate the irradiated areas 18a of the resin layer and to keep the non-irradiated areas 18b of said layer.
L'emploi de résine photosensible positive permet d'utiliser un développeur en milieu aqueux, ce qui simplifie la conception et l'utilisation des équipements nécessaires à ce développement. The use of positive photosensitive resin makes it possible to use a developer in an aqueous medium, which simplifies the design and use of the equipment necessary for this development.
Inversement, le développement de la résine permet, dans le cas d'une couche de résine photosensible négative, d'éliminer les zones non irradiées de la couche de résine et de conserver les zones irradiées de ladite couche. L'ensemble, (paroi plus cales) est ensuite rincé puis séché. Par ailleurs, une étape de recuit supplémentaire de l'ensemble, peut être envisagée. Conversely, the development of the resin makes it possible, in the case of a negative photosensitive resin layer, to eliminate the non-irradiated areas of the resin layer and to preserve the irradiated areas of said layer. The assembly (wall plus wedges) is then rinsed and then dried. Furthermore, an additional annealing step of the assembly can be envisaged.
Les zones non irradiées 18b de la couche de résine constituent les cales d'épaisseur servant à maintenir écartées les deux parois isolantes du dispositif d'affichage. The non-irradiated areas 18b of the resin layer constitute the shims used to keep the two insulating walls of the display device apart.
Les étapes suivantes du procédé consistent à disposer, de façon connue, la paroi munie de cales d'épaisseur en regard de l'autre paroi de façon que les systèmes d'électrodes de ces parois soient situés en regard l'un de l'autre, puis à rendre solidaire les deux parois, par un. scellement au niveau de leurs bords, et enfin à remplir le dispositif de milieu liquide. The following stages of the process consist in placing, in a known manner, the wall provided with thickness shims facing the other wall so that the electrode systems of these walls are located opposite one another. , then to make the two walls integral, by one. sealing at their edges, and finally filling the device with liquid medium.
On va maintenant donner un exemple de réalisation du procédé selon l'invention en utilisant comme résine photosensible positive celle vendue par la société SHIPLEY et connue sous le nom de AZ 1375. We will now give an exemplary embodiment of the method according to the invention using as positive photosensitive resin that sold by the company SHIPLEY and known under the name AZ 1375.
Après avoir réalisé les composants actifs intégrés sur l'une des parois du dispositif d'affichage, cette paroi est nettoyée puis placée dans une étuve à 2500C pendant 30 minutes. Cette paroi est ensuite placée dans un dessicateur pendant 15 minutes jusqu'au retour à la température ambiante. After having produced the active components integrated on one of the walls of the display device, this wall is cleaned and then placed in an oven at 2500C for 30 minutes. This wall is then placed in a desiccator for 15 minutes until the temperature returns to room temperature.
La résine photosensible peut alors être déposée sur la paroi à l'aide d'une seringue munie de filtres millipores, la paroi étant maintenue sur une tournette par aspiration telle que celle vendue par la société HEADWAY. Une vitesse de rotation de 1000 t/min pendant 20 secondes de la paroi permet d'obtenir une couche de résine de 7 vm d'épaisseur. Le même résultat peut être obtenu en étalant deux couches de résine, une à 2 000 t/min et la seconde à 3 000 t/min. Dans ce dernier cas, une cuisson de la première couche entre 70 et 750C est nécessaire ainsi qu'un passage dans un dessicateur pendant 15 min afin de durcir ladite couche et d'éliminer les solvants contenus dans la résine. The photosensitive resin can then be deposited on the wall using a syringe fitted with millipore filters, the wall being held on a spinner by suction such as that sold by the company HEADWAY. A speed of rotation of 1000 rpm for 20 seconds of the wall makes it possible to obtain a layer of resin 7 vm thick. The same result can be obtained by spreading two layers of resin, one at 2000 rpm and the second at 3000 rpm. In the latter case, a firing of the first layer between 70 and 750C is necessary as well as a passage in a desiccator for 15 min in order to harden said layer and to remove the solvents contained in the resin.
Pour obtenir une couche de résine supérieure à 7 m, plusieurs couches de résine devront être déposées successivement ; dans ce cas, chaque dépôt devra être suivi d'une cuisson et d'un passage au dessicateur. To obtain a resin layer greater than 7 m, several layers of resin must be deposited successively; in this case, each deposit must be followed by cooking and passing through a desiccator.
Le procédé de dépôt de la résine décrit ci dessus permet d'obtenir une couche de résine dont
o l'épaisseur peut être contrôlée à + 1000 A.The resin deposition process described above makes it possible to obtain a resin layer of which
o the thickness can be controlled at + 1000 A.
L'ensemble (paroi plus résine) est ensuite soumis, à travers un cliché représentant les motifs désirés, par exemple des plots de 50 ssm de diamètre espacés de 1 centimètre, au rayon ultraviolet d'une lampe à vapeur de mercure d'un aligneur grand format. The assembly (wall plus resin) is then subjected, through a plate representing the desired patterns, for example plots of 50 ssm in diameter spaced 1 cm apart, to the ultraviolet ray of a mercury vapor lamp of an aligner large format.
Ce cliché ou masque permet de positionner exactement les plots de 50 m de diamètre aux endroits choisis et notamment en dehors des endroits où se trouvent les composants, actifs intégrés du dispositif d'affichage.This image or mask makes it possible to position the studs of 50 m in diameter exactly at the chosen places and in particular outside the places where the components are located, the active components of the display device.
Le temps d'insolation ou d'irradiation de la résine dépend de la puissance de la lampe utilisée.The time of exposure or irradiation of the resin depends on the power of the lamp used.
La résine est ensuite développée à l'aide d'un révélateur approprié, comme par exemple le Microposit-developer de chez SHIPLEY pendant 30 secondes environ puis rincée pendant 1 ou 2 minutes avec de l'eau désionisée et enfin séchée à l'azote filtrée. The resin is then developed using an appropriate developer, such as for example the Microposit-developer from SHIPLEY for approximately 30 seconds, then rinsed for 1 or 2 minutes with deionized water and finally dried with filtered nitrogen. .
La paroi munie de ses cales d'épaisseur est alors placée dans une étuve pendant environ 1 heure à 1800C afin d'éliminer les vapeurs de solvants et de durcir la résine. Cette cuisson permet d'obtenir une résine résistant à l'attaque éventuelle du milieu liquide, celui-ci étant notamment un milieu acide dans le cas d'un dispositif d'affichage à cristal liquide. The wall provided with its shims is then placed in an oven for about 1 hour at 1800C in order to remove the solvent vapors and harden the resin. This cooking makes it possible to obtain a resin resistant to possible attack by the liquid medium, the latter being in particular an acidic medium in the case of a liquid crystal display device.
L'exemple de réalisation précédemment décrit a permis de réaliser, pour un dispositif d'affichage de 8,5x9,5 cm2, des cales d'épaisseur de 50 Bm de diamètre et de 7 Bm d'épaisseur à raison de une cale tous les centimètres, soit au total 64 cales. The example of embodiment previously described made it possible, for a display device of 8.5 × 9.5 cm 2, shims of thickness 50 Bm in diameter and 7 Bm thick at the rate of a shim every centimeters, for a total of 64 wedges.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8320961A FR2557718A3 (en) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | Display device comprising distance pieces made in resin and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8320961A FR2557718A3 (en) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | Display device comprising distance pieces made in resin and its manufacturing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2557718A3 true FR2557718A3 (en) | 1985-07-05 |
Family
ID=9295671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8320961A Pending FR2557718A3 (en) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | Display device comprising distance pieces made in resin and its manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2557718A3 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5831710A (en) * | 1997-02-06 | 1998-11-03 | International Business Machines Corporation | Liquid crystal display |
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- 1983-12-28 FR FR8320961A patent/FR2557718A3/en active Pending
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