CH705051B1 - An active matrix display. - Google Patents

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CH705051B1
CH705051B1 CH02014/07A CH20142007A CH705051B1 CH 705051 B1 CH705051 B1 CH 705051B1 CH 02014/07 A CH02014/07 A CH 02014/07A CH 20142007 A CH20142007 A CH 20142007A CH 705051 B1 CH705051 B1 CH 705051B1
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organic
insulating layer
display device
active matrix
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CH02014/07A
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Simon Springer
Nicolas Blanckaert
Cecile Barron
Joachim Grupp
Monika Voigt
Fanshun Meng
Alasdair Campbell
Joachim Hans Georg Steinke
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Swatch Group Res & Dev Ltd
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Abstract

Le dispositif d’affichage (1) est à matrice active. Il comprend un substrat inférieur (2), un substrat supérieur transparent (3), un cadre de scellement des substrats définissant une cavité fermée pour une substance (7) dont les propriétés optiques changent en présence d’un champ électrique. Une électrode unique transparente (4) est disposée sur une face intérieure du substrat supérieur, alors qu’une face intérieure du substrat inférieur porte une matrice d’électrodes (11). Les électrodes de la matrice sont disposées en rangées et en colonnes en étant commandées chacune par un transistor à couches minces respectif (T). Le drain (11) de chaque transistor est relié à l’électrode correspondante. Les grilles (12) des transistors sont reliées dans chaque colonne de la matrice par une piste conductrice de commande respective, alors que les sources des transistors étant reliées dans chaque rangée de la matrice par une piste conductrice de données respective. Des première et seconde couches d’alignement (5, 6) de particules de la substance sont placées sur les électrodes des substrats supérieur et inférieur. Chaque transistor à couches minces est un transistor organique, qui comprend une couche semi-conductrice organique (13) entre des couches de drain (11) et de source (10), et une couche isolante organique (14) sur la couche semi-conductrice organique. Une couche conductrice de grille (12) est placée sur la couche isolante organique. Cette couche isolante organique comprend un agent réticulant la rendant insensible aux solvants pour le dépôt d’une couche d’alignement.The display device (1) is an active matrix. It comprises a lower substrate (2), a transparent top substrate (3), a substrate sealing frame defining a closed cavity for a substance (7) whose optical properties change in the presence of an electric field. A single transparent electrode (4) is disposed on an inner face of the upper substrate, while an inner face of the lower substrate carries an electrode matrix (11). The electrodes of the matrix are arranged in rows and columns, each being controlled by a respective thin-film transistor (T). The drain (11) of each transistor is connected to the corresponding electrode. The gates (12) of the transistors are connected in each column of the matrix by a respective conductive control track, while the sources of the transistors are connected in each row of the matrix by a respective data conductive track. First and second alignment layers (5, 6) of particles of the substance are placed on the electrodes of the upper and lower substrates. Each thin film transistor is an organic transistor, which comprises an organic semiconductor layer (13) between drain (11) and source (10) layers, and an organic insulating layer (14) on the semiconductor layer organic. A conductive grid layer (12) is placed on the organic insulating layer. This organic insulating layer comprises a crosslinking agent rendering it insensitive to solvents for deposition of an alignment layer.

Description

[0001] L’invention concerne un dispositif d’affichage à matrice active, par exemple du type LCD. Le dispositif comprend un substrat inférieur, un substrat supérieur transparent et un cadre de scellement des substrats définissant une cavité fermée dans laquelle se trouve une substance dont les propriétés optiques changent en présence d’un champ électrique. Une face intérieure d’un des substrats porte une unique électrode, alors qu’une face intérieure de l’autre substrat porte une matrice d’électrodes pour définir des pixels du dispositif. Les électrodes de la matrice sont disposées en rangées et en colonnes, en étant commandées chacune par un transistor à couches minces respectif. Le drain de chaque transistor est relié à l’électrode correspondante. Les grilles des transistors sont reliées dans chaque colonne de la matrice par une piste conductrice de commande respective, alors que les sources des transistors sont reliées dans chaque rangée de la matrice par une piste conductrice de données respective. Des première et seconde couches d’alignement de particules de la substance sont placées sur les électrodes des substrats supérieur et inférieur. The invention relates to an active matrix display device, for example of the LCD type. The device comprises a lower substrate, a transparent upper substrate and a substrate sealing frame defining a closed cavity in which there is a substance whose optical properties change in the presence of an electric field. An inner face of one of the substrates carries a single electrode, while an inner face of the other substrate carries an array of electrodes for defining pixels of the device. The electrodes of the matrix are arranged in rows and columns, each being controlled by a respective thin-film transistor. The drain of each transistor is connected to the corresponding electrode. The gates of the transistors are connected in each column of the matrix by a respective conductive control track, while the sources of the transistors are connected in each row of the matrix by a respective data conductive track. First and second particle alignment layers of the substance are placed on the electrodes of the upper and lower substrates.

[0002] Dans un dispositif d’affichage du type LCD à matrice passive, les pistes conductrices des rangées et des colonnes sont commandées à l’extérieur de la cavité par un circuit de commande. Par rangée, les pixels d’une colonne sont adressés les uns après les autres. Le pixel est éteint entre deux opérations de rafraîchissement. Il peut donc être avantageux d’utiliser un dispositif d’affichage à cristaux liquides, qui possède une matrice active, qui permet de conserver une charge (information) sur chaque électrode en l’absence d’une tension d’alimentation. In a passive matrix LCD type display device, the conductive tracks of the rows and columns are controlled outside the cavity by a control circuit. By row, the pixels of a column are addressed one after the other. The pixel is off between two refresh operations. It may therefore be advantageous to use a liquid crystal display device, which has an active matrix, which makes it possible to keep a charge (information) on each electrode in the absence of a supply voltage.

[0003] Il est bien connu de réaliser de tels dispositifs d’affichage à cristaux liquides à matrice active, notamment pour de grands dispositifs d’affichage. It is well known to provide such active matrix liquid crystal display devices, especially for large display devices.

[0004] Les transistors à couches minces pour relier les électrodes de la matrice aux pistes conductrices de rangées et de colonnes sont fabriqués traditionnellement avec des matériaux inorganiques. Un inconvénient de la réalisation de ces types de transistors est que les opérations de dépôt des différentes couches en matériau inorganique sont coûteuses, et effectuées lentement et à relativement haute température. De ce fait, il est nécessaire de réaliser les transistors de tels dispositifs d’affichage sur des substrats rigides supportant de haute température. Thin-film transistors for connecting the matrix electrodes to the conductive tracks of rows and columns are traditionally made with inorganic materials. A disadvantage of the realization of these types of transistors is that the deposition operations of the different layers of inorganic material are expensive, and performed slowly and relatively high temperature. Therefore, it is necessary to make the transistors of such display devices on rigid substrates supporting high temperature.

[0005] L’invention a donc pour but de pallier aux inconvénients de l’état de la technique en fournissant un dispositif d’affichage à matrice active, qui soit facile, peu coûteux et rapide à fabriquer avec des opérations à basse température pour la réalisation des transistors à couches minces sur tout type de substrat. The invention therefore aims to overcome the disadvantages of the state of the art by providing an active matrix display device, which is easy, inexpensive and quick to manufacture with low temperature operations for the production of thin-film transistors on any type of substrate.

[0006] A cet effet, l’invention concerne un dispositif d’affichage à matrice active cité ci-devant, qui comprend les caractéristiques définies dans la revendication indépendante 1. For this purpose, the invention relates to an active matrix display device cited above, which comprises the characteristics defined in the independent claim 1.

[0007] Des formes d’exécution particulières du dispositif d’affichage à matrice active sont définies dans les revendications dépendantes 2 à 10. [0007] Particular embodiments of the active matrix display device are defined in the dependent claims 2 to 10.

[0008] Un avantage du dispositif d’affichage à matrice active selon l’invention est qu’il comprend des transistors à couches minces organiques, qui sont faciles à réaliser à basse température. Ces transistors comprennent notamment une couche isolante organique, qui peut être réalisée en poly(2-hydroxyéthyl méthacrylate) (PHEMA). Cette couche isolante organique peut être réticulée au moyen d’un agent réticulant, tel que du poly(mélamine-co-formaldéhyde) afin d’être insensible aux solvants utilisés lors de la réalisation des couches d’alignement par exemple en polyimide. Ceci permet de rester compatible avec lé procédé de réalisation traditionnel d’un dispositif d’affichage par exemple à cristaux liquides. An advantage of the active matrix display device according to the invention is that it comprises organic thin film transistors, which are easy to perform at low temperatures. These transistors comprise in particular an organic insulating layer, which may be made of poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA). This organic insulating layer may be crosslinked by means of a crosslinking agent, such as poly (melamine-co-formaldehyde) in order to be insensitive to the solvents used in the production of alignment layers, for example polyimide. This makes it possible to remain compatible with the traditional production method of a display device, for example a liquid crystal display.

[0009] Préférentiellement au-dessus de la couche semi-conductrice organique, la couche isolante organique comprend une première couche de polymère par exemple en poly(2-hydroxyéthyl méthacrylate) et une seconde couche de poly(2-hydroxyéthyl méthacrylate) réticulé sur la première couche. Ceci permet de protéger cette couche isolante de solvants utilisés lors du dépôt des couches d’alignement en polyimide ou autre. Après polymérisation et réticulation, la première couche isolante en PHEMA possède un très bon comportement isolant pour le transistor, alors que la seconde couche isolante xl-PHEMA fournit la protection nécessaire à rencontre des solvants pour le dépôt des couches d’alignement. Preferably above the organic semiconductor layer, the organic insulating layer comprises a first layer of polymer, for example poly (2-hydroxyethyl methacrylate) and a second layer of poly (2-hydroxyethyl methacrylate) crosslinked on the first layer. This makes it possible to protect this insulating layer of solvents used during the deposition of the polyimide or other alignment layers. After polymerization and crosslinking, the first insulating layer PHEMA has a very good insulating behavior for the transistor, while the second insulating layer xl-PHEMA provides the necessary protection against solvents for depositing the alignment layers.

[0010] Avantageusement, les substrats du dispositif d’affichage peuvent être en plastique isolant et flexible comme la réalisation des transistors est faite à basse température. Au moins le substrat supérieur est transparent. Ainsi la réalisation de tels transistors organiques est compatible avec le procédé de fabrication d’un dispositif d’affichage LCD traditionnel, sans l’utilisation d’acide comme initiateur. Advantageously, the substrates of the display device may be insulating plastic and flexible as the realization of the transistors is made at low temperature. At least the upper substrate is transparent. Thus the realization of such organic transistors is compatible with the method of manufacturing a conventional LCD display device, without the use of acid as initiator.

[0011] Avantageusement, les transistors organiques peuvent être imprimés sur des substrats flexibles inorganiques ou organiques. Ces transistors peuvent ainsi être intégrés facilement dans un dispositif d’affichage par exemple à cristaux liquides. Advantageously, the organic transistors can be printed on flexible inorganic or organic substrates. These transistors can thus be easily integrated into a display device, for example a liquid crystal display.

[0012] Les buts, avantages et caractéristiques du dispositif d’affichage à matrice active apparaîtront mieux dans la description suivante sur la base d’au moins une forme d’exécution non limitative illustrée par les dessins sur lesquels: <tb>la fig. 1<sep>représente schématiquement un agencement de pistes conductrices reliées par l’intermédiaire de transistors à couche mince à une matrice d’électrodes du dispositif d’affichage selon l’invention, et <tb>la fig. 2<sep>représente une coupe partielle verticale du dispositif d’affichage à matrice active selon l’invention au niveau d’un transistor à couches minces.The objects, advantages and characteristics of the active matrix display device will appear better in the following description on the basis of at least one non-limiting embodiment illustrated by the drawings in which: <tb> fig. 1 <sep> schematically represents an arrangement of conductive tracks connected via thin-film transistors to an electrode array of the display device according to the invention, and <tb> fig. 2 <sep> represents a vertical partial section of the active matrix display device according to the invention at a thin-film transistor.

[0013] Dans la description suivante, tous les éléments du dispositif d’affichage à matrice active qui sont bien connus de l’homme du métier dans ce domaine technique ne seront relatés que de manière simplifiée. Il est fait référence principalement à un dispositif d’affichage à cristaux liquides à matrice active, dont les substrats peuvent être rigides ou flexibles. In the following description, all elements of the active matrix display device which are well known to those skilled in this technical field will be reported in a simplified manner. Reference is made primarily to an active matrix liquid crystal display device, the substrates of which may be rigid or flexible.

[0014] A la fig. 1, il est représenté schématiquement un agencement d’électrodes sur un des substrats du dispositif pour définir des pixels d’une matrice active du dispositif d’affichage à cristaux liquides. Ces électrodes 11, qui peuvent être transparentes, sont reliées chacune par l’intermédiaire d’un transistor respectif à couches minces organiques T (TFT) à des pistes conductrices de rangées L1, L2, et de colonnes C1, C2, qui peuvent être également transparentes. Ces électrodes 11 sont commandées par ces transistors à couches minces pour être polarisées à un niveau de tension déterminé par rapport à un potentiel déterminé d’une électrode unique en regard sur l’autre substrat. En fonction du niveau de tension appliqué sur une partie des électrodes de la matrice, une information peut être affichée sur le dispositif d’affichage suite à l’orientation des cristaux liquides au-dessus de ces électrodes. In FIG. 1, there is shown schematically an arrangement of electrodes on one of the substrates of the device for defining pixels of an active matrix of the liquid crystal display device. These electrodes 11, which may be transparent, are each connected by means of a respective organic thin-film transistor T (TFT) to conductive tracks of rows L1, L2, and of columns C1, C2, which may also be transparent. These electrodes 11 are controlled by these thin-film transistors to be biased at a determined voltage level with respect to a determined potential of a single electrode facing the other substrate. Depending on the voltage level applied to a portion of the matrix electrodes, information may be displayed on the display as a result of the orientation of the liquid crystals above these electrodes.

[0015] Il est à noter que pour ne pas surcharger la fig. 1, chaque transistor à couches minces n’est représenté que par sa grille 12, sa source 10 et son drain 11. Les transistors à couches minces T comprennent chacun une couche semi-conductrice organique disposée en partie entre des couches conductrices de drain 11 et de source 10, qui peuvent être disposées directement sur le substrat inférieur. Au moins une couche isolante organique est disposée sur la couche semi-conductrice organique, et une couche conductrice de grille 12 est disposée sur la couche isolante organique. La couche conductrice de drain 11 de chaque transistor fait partie intégrante de l’électrode correspondante de la matrice de grande dimension par rapport aux couches conductrices de source et grille. It should be noted that in order not to overload FIG. 1, each thin-film transistor is represented only by its gate 12, its source 10 and its drain 11. Thin-film transistors T each comprise an organic semiconductor layer disposed partly between drain-conducting layers 11 and 10 source, which can be arranged directly on the lower substrate. At least one organic insulating layer is disposed on the organic semiconductor layer, and a gate conductive layer 12 is disposed on the organic insulating layer. The drain conductor layer 11 of each transistor is an integral part of the corresponding electrode of the large matrix with respect to the source and gate conductive layers.

[0016] Toutes les électrodes de la matrice sont de préférence disposées en rangées et en colonnes. Les grilles 12 des transistors à couches minces organiques T sont reliées dans chaque colonne de la matrice à une piste conductrice de commande respective C1, C2. Les sources 10 de ces transistors sont par contre reliées dans chaque rangée de la matrice à une piste conductrice de données respective L1, L2. L’ensemble des pistes conductrices de colonnes parallèles croise de manière isolée l’ensemble des pistes conductrices de rangées parallèles. Toutes les pistes conductrices sont traditionnellement connectées à l’extérieur de la cavité à cristaux liquides du dispositif d’affichage à un circuit de commande pour commander l’affichage d’une information. All the electrodes of the matrix are preferably arranged in rows and columns. The gates 12 of the organic thin film transistors T are connected in each column of the matrix to a respective control conductor track C1, C2. The sources 10 of these transistors are instead connected in each row of the matrix to a respective data conductive track L1, L2. The set of conductive tracks of parallel columns crosses in isolation the set of conductive tracks of parallel rows. All conductive tracks are traditionally connected outside the liquid crystal cavity of the display device to a control circuit for controlling the display of information.

[0017] A la fig. 2, il est représenté de manière plus détaillée une coupe partielle verticale du dispositif d’affichage à matrice active 1 selon l’invention au niveau d’un transistor à couches minces organiques. De manière connue, le dispositif d’affichage 1 comprend un substrat supérieur transparent 3, un substrat inférieur 2 et un cadre de scellement non représenté définissant une cavité fermée dans laquelle se trouve une substance à cristaux liquides 7 par exemple du type TN ou STN. Les substrats utilisés peuvent avantageusement être des substrats plastiques flexibles, étant donné que la réalisation des transistors de la matrice active est faite à basse température. Le matériau plastique peut être du polyester (PES) ou du polycarbonate (PC). In FIG. 2, there is shown in greater detail a partial vertical section of the active matrix display device 1 according to the invention at an organic thin-film transistor. In known manner, the display device 1 comprises a transparent upper substrate 3, a lower substrate 2 and a not shown sealing frame defining a closed cavity in which there is a liquid crystal substance 7, for example of the TN or STN type. The substrates used may advantageously be flexible plastic substrates, since the production of the transistors of the active matrix is made at low temperature. The plastic material may be polyester (PES) or polycarbonate (PC).

[0018] Le substrat supérieur transparent et isolant porte sur une face intérieure une électrode transparente 4 par exemple en oxyde d’indium/étain, qui s’étend sur toute la face intérieure. Une première couche en polyimide (PI) d’alignement ou d’orientation 5 des cristaux liquides recouvre l’électrode transparente 4 entièrement. The transparent and insulating upper substrate carries on an inner face a transparent electrode 4 for example indium oxide / tin, which extends over the entire inner face. A first layer of polyimide (PI) for alignment or orientation of the liquid crystals covers the transparent electrode 4 entirely.

[0019] Comme indiqué précédemment, les couches conductrices de source 10 et de drain 11 peuvent être réalisées directement sur une face intérieure du substrat inférieur 2. La couche semi-conductrice organique 13 peut être disposée sur la face intérieure du substrat inférieur entre les couches de drain et de source et en partie sur les couches de drain et de source. La couche isolante organique 14 peut être disposée sur la couche semi-conductrice organique de manière à la recouvrir de préférence totalement. Cette couche isolante 14 permet de garantir une meilleure barrière contre les composés O2et H2O afin de protéger la couche semi-conductrice organique (P3HT). Cette couche isolante 14 peut permettre également de servir de protection mécanique lors du «frottement» pour la structuration mécanique de la seconde couche d’alignement. Finalement, la couche conductrice de grille 12 de chaque transistor à couches minces est disposée sur la couche isolante organique en partie au-dessus d’un espace séparant la couche de drain et la couche de source. As indicated above, the source 10 and drain 11 conductive layers may be made directly on an inner face of the lower substrate 2. The organic semiconductor layer 13 may be disposed on the inner face of the lower substrate between the layers drain and source and partly on the drain and source layers. The organic insulating layer 14 may be disposed on the organic semiconductor layer so as to cover it preferably completely. This insulating layer 14 makes it possible to guarantee a better barrier against the O2 and H2O compounds in order to protect the organic semiconductor layer (P3HT). This insulating layer 14 may also serve to serve as mechanical protection during the "friction" for the mechanical structuring of the second alignment layer. Finally, the gate conductive layer 12 of each thin-film transistor is disposed on the organic insulating layer partly over a space separating the drain layer and the source layer.

[0020] Les couches de drain 11, qui constituent les électrodes de la matrice, et les couches de source 10 des transistors à couches minces peuvent être réalisées en oxyde d’indium/étain (ITO), voire en oxyde d’indium/zinc (IZO) ou d’autres conducteurs transparents. La couche semi-conductrice organique peut être réalisée en poly(3-hexylthiophene) désigné P3HT. La couche isolante organique 14 peut être réalisée soit en poly(méthylmétacrylate) désigné par PMMA, soit de préférence en poly(2-hydroxyéthyl méthacrylate) désigné par PHEMA. La couche de grille 12 comprend un matériau conducteur, tel que de l’argent et/ou de l’aluminium. Cette couche de grille peut être obtenue facilement par une technique d’impression héliographique ou en creux (gravure printing en terminologie anglaise) au moyen d’une encre argentée par exemple. The drain layers 11, which constitute the electrodes of the matrix, and the source layers 10 of the thin-film transistors may be made of indium / tin oxide (ITO), or even of indium / zinc oxide. (IZO) or other transparent conductors. The organic semiconductor layer may be made of poly (3-hexylthiophene) designated P3HT. The organic insulating layer 14 may be made of either poly (methylmethacrylate) designated PMMA, or preferably poly (2-hydroxyethyl methacrylate) designated PHEMA. The gate layer 12 comprises a conductive material, such as silver and / or aluminum. This grid layer can be easily obtained by a heliographic printing technique or intaglio (gravure printing in English terminology) by means of a silver ink for example.

[0021] La couche isolante organique peut également être déposée avant la couche de grille au moyen de la même technique d’impression héliographique avec de l’encre de PMMA ou de poly(vinylpyrrolidone) (PVP) ou de poly(vinylalcohole). (PVA) ou de poly(2-hydroxyéthyl méthacrylate) (PHEMA). Cependant après cette étape, il doit être effectué une opération de polymérisation et/ou réticulation de ladite couche de préférence à basse température pour ne pas détruire les autres matériaux. The organic insulating layer may also be deposited before the gate layer by means of the same heliographic printing technique with PMMA ink or poly (vinylpyrrolidone) (PVP) or poly (vinylalcohole). (PVA) or poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA). However, after this step, it is necessary to carry out a polymerization and / or crosslinking operation of said layer preferably at a low temperature so as not to destroy the other materials.

[0022] L’ensemble, qui comprend les électrodes 11 de la matrice, les transistors à couches minces organiques T, et les pistes conductrices de rangées et de colonnes, est recouvert par une seconde couche d’alignement en polyimide 6. Lors de la réalisation de cette seconde couche d’alignement en polyimide, il est utilisé des solvants susceptibles de dissoudre la couche isolante organique et/ou la couche semi-conductrice organique de chaque transistor à couches minces. Pour protéger la couche isolante organique 14 et/ou la couche semi-conductrice organique 13 de chaque transistor, il est ajouté un agent réticulant insensible aux solvants de la couche en polyimide. The assembly, which comprises the electrodes 11 of the matrix, the organic thin film transistors T, and the conductive tracks of rows and columns, is covered by a second polyimide alignment layer 6. realization of this second polyimide alignment layer, it is used solvents capable of dissolving the organic insulating layer and / or the organic semiconductor layer of each thin-film transistor. To protect the organic insulating layer 14 and / or the organic semiconductor layer 13 of each transistor, a solvent-insensitive crosslinking agent of the polyimide layer is added.

[0023] Un solvant utilisé pour la réalisation des couches d’alignement en polyimide des cristaux liquides du dispositif d’affichage peut être du N-méthylpyrrolidone (NMP) avec du Butylcellosolve (nom commercial). Ce solvant peut aussi être du diméthyl-formamide (DMF) ou du diméthyl-acetamide. A solvent used for producing the polyimide alignment layers of the liquid crystal of the display device may be N-methylpyrrolidone (NMP) with butylcellosolve (trade name). This solvent may also be dimethylformamide (DMF) or dimethylacetamide.

[0024] La couche isolante organique 14 est de préférence composée de deux couches isolantes. Une première couche isolante organique est composée de polymère, tel que du poly(2-hydroxyéthyl méthacrylate) désigné PHEMA. Cette première couche organique est disposée sur la couche semi-conductrice 13 en ayant un bon comportement isolant. Une seconde couche organique est composée de poly(2-hydroxyéthyl méthacrylate) réticulé désigné xl-PHEMA. Pendant la polymérisation à basse température, la seconde couche organique est réticulée par un agent réticulant, qui peut être du poly(mélamine-co-formaldéhyde) (PMF). Toutefois d’autres agents réticulant peuvent être imaginés. Cette seconde couche organique est placée sur la première couche organique pour la protéger du ou des solvants utilisés lors du dépôt de la seconde couche d’alignement en polyimide 6. The organic insulating layer 14 is preferably composed of two insulating layers. A first organic insulating layer is composed of a polymer, such as poly (2-hydroxyethyl methacrylate) designated PHEMA. This first organic layer is disposed on the semiconductor layer 13 having a good insulating behavior. A second organic layer is composed of cross-linked poly (2-hydroxyethyl methacrylate) designated x1-PHEMA. During the low temperature polymerization, the second organic layer is crosslinked by a crosslinking agent, which may be poly (melamine-co-formaldehyde) (PMF). However other crosslinking agents can be imagined. This second organic layer is placed on the first organic layer to protect it from the solvent (s) used during the deposition of the second polyimide alignment layer 6.

[0025] Pour la réalisation de certaines couches organiques des transistors à couches minces, il peut être envisagé d’imprimer ces couches par une technique héliographique, qui est plus rapide qu’une technique par jet d’encre. Dans le cas où la couche isolante organique est composée de poly(2-hydroxyéthyl méthacrylate) réticulé, cela peut permettre de garantir un bon comportement mécanique pour une impression en creux au moyen d’une encre conductrice de la couche de grille de chaque transistor. For the realization of some organic layers of thin film transistors, it may be envisaged to print these layers by a heliographic technique, which is faster than an inkjet technique. In the case where the organic insulating layer is composed of crosslinked poly (2-hydroxyethyl methacrylate), this can make it possible to guarantee a good mechanical behavior for a recessed impression by means of a conductive ink of the gate layer of each transistor.

[0026] Le dispositif d’affichage peut être un dispositif à cristaux liquides du type nématique en hélice (TN ou STN), du type à texture cholesterique (CT), un dispositif d’affichage bistable à cristaux liquides (ZBD, Nemoptic ou autres), un dispositif d’affichage électrolytique, un dispositif d’affichage électrochromique bistable, un dispositif d’affichage électrophorétique, un dispositif d’affichage à électromouillage, un dispositif d’affichage à polymère dispersé (PDLC), un dispositif d’affichage à commutation dans le plan (IPS), un dispositif d’affichage à modulation d’interférence (IMOD), un dispositif d’affichage à diodes électroluminescentes organiques (OLED), ou d’autres dispositifs d’affichage. The display device may be a twisted nematic type liquid crystal device (TN or STN), the cholesteric texture type (CT), a liquid crystal bistable display device (ZBD, Nemoptic or other devices). ), an electrolytic display, a bistable electrochromic display, an electrophoretic display, an electroweak display, a dispersed polymer display (PDLC), a display In-plane switching (IPS), an interference modulation display (IMOD), an organic light-emitting diode (OLED) display, or other display devices.

[0027] A partir de la description qui vient d’être faite, plusieurs variantes du dispositif d’affichage à matrice active peuvent être conçues par l’homme du métier sans sortir du cadre de l’invention définie par les revendications. L’agencement des couches de chaque partie des transistors à couches minces peut être réalisé différemment. Il peut être prévu pour chaque transistor de la matrice active, de réaliser la grille, le drain et la source au-dessous ou au-dessus de la couche semi-conductrice, ou de réaliser la grille au-dessous de la couche semi-conductrice et le drain et la source au-dessus de la couche semi-conductrice. Il peut être prévu de placer la matrice d’électrodes transparentes avec les transistors à couches minces sur la face intérieure du substrat supérieur transparent. Chaque substrat peut également être du verre. L’opération par réticulation de la couche isolante organique peut être effectuée par un traitement à l’ultraviolet ou par un traitement thermique. From the description that has just been made, several variants of the active matrix display device can be designed by those skilled in the art without departing from the scope of the invention defined by the claims. The arrangement of the layers of each portion of the thin film transistors can be realized differently. It can be provided for each transistor of the active matrix, to make the gate, the drain and the source below or above the semiconductor layer, or to make the gate below the semiconductor layer. and the drain and the source above the semiconductor layer. It may be provided to place the transparent electrode array with the thin-film transistors on the inner face of the transparent top substrate. Each substrate may also be glass. The operation by crosslinking the organic insulating layer can be carried out by ultraviolet treatment or by a heat treatment.

Claims (10)

1. Dispositif d’affichage à matrice active (1), le dispositif comprenant un substrat inférieur (2), un substrat supérieur transparent (3), un cadre de scellement des substrats définissant une cavité fermée dans laquelle se trouve une substance (7) dont les propriétés optiques changent en présence d’un champ électrique, une face intérieure d’un des substrats portant une unique électrode (4), alors qu’une face intérieure de l’autre substrat porte une matrice d’électrodes (11) pour définir des pixels du dispositif, la ou les électrodes sur le substrat supérieur étant transparentes, les électrodes de la matrice étant disposées en partie en rangées et en colonnes, chaque électrode de la matrice étant commandée par un transistor à couches minces respectif (T), dont le drain (11) est relié à l’électrode correspondante, les grilles (12) des transistors étant reliées dans chaque colonne de la matrice par une piste conductrice de commande respective (C1, C2), alors que les sources des transistors sont reliées dans chaque rangée de la matrice par une piste conductrice de données respective, une première couche d’alignement (5) de particules de la substance étant placée sur la ou les électrodes du substrat supérieur et une seconde couche d’alignement (6) de particules de la substance étant placée sur toute la surface de la ou des électrodes du substrat inférieur, caractérisé en ce que chaque transistor à couches minces est un transistor organique, qui comprend une couche semi-conductrice organique (13) disposée en partie entre des couches conductrices de drain (11) et de source (10), et au moins une couche isolante organique (14) disposée en contact d’une face de la couche semi-conductrice organique, la couche conductrice de grille (12) étant disposée sur une face de la couche isolante organique opposée à la face de contact de la couche semi-conductrice organique, et en ce que la couche isolante organique comprend un agent réticulant la rendant insensible aux solvants pour le dépôt de la seconde couche d’alignement.An active matrix display device (1), the device comprising a lower substrate (2), a transparent upper substrate (3), a substrate sealing frame defining a closed cavity in which there is a substance (7) whose optical properties change in the presence of an electric field, an inner face of one of the substrates carrying a single electrode (4), while an inner face of the other substrate carries an electrode matrix (11) for defining pixels of the device, the electrode or electrodes on the upper substrate being transparent, the electrodes of the matrix being arranged partly in rows and in columns, each electrode of the matrix being controlled by a respective thin-film transistor (T), whose drain (11) is connected to the corresponding electrode, the gates (12) of the transistors being connected in each column of the matrix by a respective conductive control track ( C1, C2), while the sources of the transistors are connected in each row of the array by a respective data conductive track, a first alignment layer (5) of particles of the substance being placed on the substrate electrode (s). upper and a second alignment layer (6) of particles of the substance being placed on the entire surface of the electrode or electrodes of the lower substrate, characterized in that each thin-film transistor is an organic transistor, which comprises a semi-layer organic conductive element (13) arranged in part between drain (11) and source (10) conductive layers, and at least one organic insulating layer (14) arranged in contact with one side of the organic semiconductor layer, the gate conductive layer (12) being disposed on one side of the organic insulating layer opposite to the contact face of the organic semiconductor layer, and in that the organic insulating layer c includes a crosslinking agent rendering it insensitive to solvents for deposition of the second alignment layer. 2. Dispositif d’affichage à matrice active (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matrice d’électrodes et les transistors à couches minces (T) sont disposés sur la face intérieure du substrat inférieur (2), qui est isolant, et en ce que la couche conductrice de drain de chaque transistor fait partie intégrante de l’électrode correspondante de la matrice.An active matrix display device (1) according to claim 1, characterized in that the electrode matrix and the thin-film transistors (T) are arranged on the inner face of the lower substrate (2), which is insulation, and in that the drain conductor layer of each transistor is an integral part of the corresponding electrode of the matrix. 3. Dispositif d’affichage à matrice active (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les couches conductrices de drain (11) et de source (10) de chaque transistor à couches minces sont disposées directement sur la face intérieure du substrat inférieur, en ce que la couche semi-conductrice organique (13) est disposée sur la face intérieure du substrat inférieur entre, les couches conductrices de drain et de source et en partie sur les couches conductrices de drain et de source, en ce que la couche isolante organique (14) est disposée sur la couche semi-conductrice organique, et en ce que la couche conductrice de grille (12) de chaque transistor à couches minces est disposée sur la couche isolante organique en partie au-dessus d’un espace séparant la couche conductrice de drain et la couche conductrice de source.Active matrix display device (1) according to claim 2, characterized in that the drain (11) and source (10) conductive layers of each thin-film transistor are arranged directly on the inside of the substrate. lower, in that the organic semiconductor layer (13) is disposed on the inner face of the lower substrate between the drain and source conductive layers and partly on the drain and source conductive layers, in that the organic insulating layer (14) is arranged on the organic semiconductor layer, and in that the gate conductive layer (12) of each thin-film transistor is arranged on the organic insulating layer partly over a space. separating the conductive drain layer and the source conductive layer. 4. Dispositif d’affichage à matrice active (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les couches conductrices de drain et de source de chaque transistor à couches minces sont réalisées en oxyde d’indium/étain, en ce que la couche semi-conductrice organique est réalisée en poly(3-hexylthiophene), en ce que la couche isolante organique est réalisée en poly(2-hydroxyéthyl méthacrylate), et en ce que la couche conductrice de grille comprend un matériau conducteur, tel que de l’argent et/ou de l’aluminium.4. Active matrix display device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the drain and source conductive layers of each thin film transistor are made of indium / tin oxide, in that that the organic semiconductor layer is made of poly (3-hexylthiophene), in that the organic insulating layer is made of poly (2-hydroxyethyl methacrylate), and in that the gate conductive layer comprises a conductive material, such as only silver and / or aluminum. 5. Dispositif d’affichage à matrice active (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la couche conductrice de grille est une couche imprimée au moyen d’une encre conductrice comprenant de l’argent.An active matrix display device (1) according to claim 4, characterized in that the gate conductive layer is a layer printed with a conductive ink comprising silver. 6. Dispositif d’affichage à matrice active (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la couche isolante organique recouvre complètement la couche semi-conductrice organique de chaque transistor à couches minces afin de servir de barrière contre de l’oxygène et de l’eau.An active matrix display device (1) according to claim 4, characterized in that the organic insulating layer completely covers the organic semiconductor layer of each thin-film transistor to act as a barrier against oxygen and some water. 7. Dispositif d’affichage à matrice active (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche isolante organique (14) comprend une première couche isolante de polymère et une seconde couche de poly(2-hydroxyéthyl méthacrylate) réticulé sur la première couche, pour être protégé de solvants pour le dépôt de la seconde couche d’alignement en particulier en polyimide sur la seconde couche de ladite couche isolante organique.An active matrix display device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the organic insulating layer (14) comprises a first polymer insulating layer and a second poly (2-hydroxyethyl methacrylate) layer. crosslinked on the first layer, to be protected from solvents for depositing the second alignment layer, in particular polyimide, on the second layer of said organic insulating layer. 8. Dispositif de ladite couche d’affichage à matrice active (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la première couche isolante de polymère comprend une couche de poly(2-hydroxyéthyl méthacrylate).8. Device of said active matrix display layer (1) according to claim 7, characterized in that the first insulating layer of polymer comprises a layer of poly (2-hydroxyethyl methacrylate). 9. Dispositif d’affichage à matrice active (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’agent réticulant est du poly(mélamine-co-formaldéhyde).An active matrix display device (1) according to claim 7, characterized in that the crosslinking agent is poly (melamine-co-formaldehyde). 10. Dispositif d’affichage à matrice active (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les substrats (2, 3) sont des substrats plastiques flexibles.10. Active matrix display device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the substrates (2, 3) are flexible plastic substrates.
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