FR2503903A1

FR2503903A1 - Procede de fabrication d'un panneau d'affichage a cristaux liquides de type matriciel a dispositifs ayant une structure metal-isolant-metal

Info

Publication number: FR2503903A1
Application number: FR8208446A
Authority: FR
Inventors: Tadashi Ota
Original assignee: Suwa Seikosha KK
Current assignee: Suwa Seikosha KK
Priority date: 1981-01-16
Filing date: 1982-05-14
Publication date: 1982-10-15
Also published as: FR2503904B1; GB2091468A; FR2503904A1; DE3201122A1; GB2091468B; US4523811A; FR2505070A1; FR2505070B1

Abstract

A.PROCEDE DE FABRICATION D'UN PANNEAU D'AFFICHAGE A CRISTAUX LIQUIDES DE TYPE MATRICIEL A DISPOSITIFS AYANT UNE STRUCTURE METAL-ISOLANT-METAL. B.LA FORMATION DE LA STRUCTURE METAL-ISOLANT-METAL COMPREND LA FORMATION D'UNE PREMIERE COUCHE 21 METALLIQUE, LA DEFINITION D'UN MOTIF DANS CETTE COUCHE, L'ANODISATION D'UNE SURFACE 22 DE CETTE COUCHE, LA FORMATION D'UNE SECONDE COUCHE METALLIQUE AVEC DEFINITION D'UN MOTIF ET L'ELIMINATION CONJOINTE DE LA PREMIERE COUCHE 21 ET DE LA COUCHE D'OXYDE 22 ANODISEE DANS CERTAINES REGIONS. C.INDUSTRIE ELECTRONIQUE.

Description

2503 903

i La présente invention concerne une résistance non linéaire, un procédé de fabrication de dispositifs non

linéaires, un procédé de fabrication d'un dispositif d'affi-

chage qui utilise des cristaux liquides, et un dispositif d'affichage à cristaux liquides de type matri.,ciel qui utili-

se des dispositifs non linéaires. L'inventior, porte en par-

ticulier sur un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides de type matriciel dans lequel un dispositif non linéaire est combirnE avec le

panneau d'affichage à cristaux liquides de faEçon à amélio-

rer les caractéristiques d'affichage.

L'utilisation pratique des dispositifs d'affi-

chage à cristaux liquides a fait des progrès au cours des dernières années et ces dispositifs sont utiiisés en grandes quantités pour le matériel électronique de petite taille,

comme par exemple les montres, les calculatrices électroni-

ques, etc. Les dispositifs d'affichage à cris-vaux liquides du type nématique en hélice voient également leur domaine

d'application se développer, e5 ces dispcsitifs sont large-

ment utilisés dans divers domaines tels que 1.es montres, les calculatrices électronrques, etc. Il est mécessaire d'augmenter la capacité d'affichage afin d'ét;endre le

domaine d'application des dispcsitifs d'afficfhage à cris-

taux liquides mentionnés ci-dessus. Cepenrdant, les disposi-

tifs d'affichage a cristaux liquides de l'art- antérieur ornt-

!'inconvénient de présenter peu de différence entre les tensions effectives appliquées à l'élément das l'état de

sélection, l'élément dans l'état de non sélection et l'élé-

menz dans l'état de dem.i-sélection, et l'augmentation du

nombre de lignes entraZne un effet semblable à la diaphonie.

On ne peut ainsi attaquer qu'une dizaine de Tign.es. L'in-

convénient indiqué ci-dessus vient du fait quae, dans l'art antérieur, la caractéristicue tensior-contra-te ne monte

pas de manière abrupte.

En ce qui concerne la structure du dispositif d'affichage à cristaux liquides du type nématique en hélice classique, les cristaux liquides nématicues se3ont encapsulés entre les substrats, ce qui fait que le macrc--.-xe de la

2503 903

molécule peut présenter une rotation d'un angle d'environ

. Les substrats sont munis de deux électrodes transparen-

tes qui sont intercalées entre un polariseur et un analyseur dont les axes de polarisation sont croisés, avec un angle d'environ 90 . L'affichage est produit par un effet de

champ dans les cristaux liquides. Un tel dispositif d'affi-

chage à cristaux liquides du type nématique en hélice clas-

sique est désavantageux par le fait que l'attaque en multi-

plex est limitée à quelques dizairnes de lignes pour éviter un effet de diaphonie par lequel des éléments non adressés commencent à passer à l'ézat actif, lorsqu'on augmente le nombre de lignes attaquées en multiplex, ce qui est dû au fait que la caractéristique tension-contraste n'est pas abrupte. En outre, la caractéristique tension-contraste tend à être affectée par l'angle de vision, et il est

difficile d'attaquer en multiplex des dispositifs d'affi-

chage à cristaux liquides comportant des lignes de multi-

pleX. On considère que la limite de l'attaque enr multiplex

correspond à un rappcrt cyclique d'environ 1/30.

Pour augmenter la capacité d'affichage d'un dis-

positif d'affichage à cristaux liquides, nc-amment d'un

dispositif du type nématique en hélice, on a envisagé d'uti-

liser un disocsitif à matrice active employant un disposi-

zif de commutation ou un dispositif non linéaire. Par exem-

ple, on développe actueiiement en tant que dispositif de comnuta-

tion une diode cu un élément du type réalisé en technique à film mince (TFT) et utilisant du silicium antrphe ou polycristallin, et, en tant que dispositif non linéaire, u. varistcr employant de l 'oxyde de zinc, etc. Dans un tel disDcsizif d'affichage à matrice

active, un dispositif non linéaire est combiné au disposi-

tif d'affichage à cristaux liquides afin d'augmenter la capacité d'affichage. En particulier, une résistance non linéaire (qu'cn désignera ci-après par commcdité par

l'abréviation MIM, signifiant Mlétal-isolant-Métal) utili-

sant une couche d'oxyde de tantale cu de nitrure de tantale (cette résistance est décrite par Baraff, D.R. et col., 1980 SID Irtei.a:ional S. mpcs!ur Digest of Technical Papers, Vol. XI, page 20C, avril 1980, etcj présente par

2503 903

rapport à d'autres dispositifs l'avantage de la simplicité

du processus de fabrication et de la constitution. La struc-

ture MIM est représentée sous sa forme fondamentale sur les

figures 1 et 2.

Un substrat de verre 1 est revêtu d'une couche mince 2 en Ta205, sur laquelle on forme une couche mince 3 consistant en Ta, éventuellement dopé par de l'azote, en employant la technique de pulvérisation, après quoi on forme

dans cette couche un motif désiré. On forme ensuite une cou-

che d'oxyde 4 à la surface de la couche mince de Ta, par

anodisation, puis on forme une contre-électrode 5 par éva-

poration sous vide d'une couche mince de Ni-Cr/Au, et par formation d'un motif dans cette couche. En outre, on forme

une électrode transparente 6, ou électrode d'élément d'ima-

ge, en Ni-Cr/Au, et on établit ne connexion électrique

entre cette électrode et la contre-électrode 5. Pour cons-

truire un dispositif d'affichage utilisant les dispositifs ci-dessus, onréalise le substrat de MIM représenté sur la

figure 9 et le contre-substrat muni de l'électrode transpa-

rente en forme de bande, de fagon que l'électrode d'élément d'image 6 et l'électrode transparente en forme de bande puissent constituer une matrice. On réalise un panneau d'affichage à cristaux liquides de type nématique en hélice en encapsulant un volume de cristaux liquides entre ces

deux substrats.

Lorsqu'un champ électrique est appliqué de part et d'autre de la structure MIM, c'est-à-dire la couche mince de Ta, éventuellement dopée à l'azote, 3, et la contre-électrode 5 de la couche mince de Ni-Cr/Au, on

obtient une caractéristique tension V-courant I non liné-

aire conforme à la figure 3 ou à la figure 10. La relation entre la tension V et le courant I est conforme à l'effet Pocle-Frenkel et elle correspond à la formule suivante: I = KV exp ( G Vf) (1)

(Dans la formule (1) ci-dessus, I désigne le courant élec-

trique, V désigne la tension appliquée et K et l sont des coefficienrts)

2503 903

Lorsqu'on combine le dispositif MIM avec le dispo-

sitif d'affichage à cristaux liquides et qu'on l'attaque en multiplex, la courbe tension-contraste A (représentée sur la figure 4) du dispositif d'affichage à cristaux liquides est décalée du côté des tensions plus élevées, pour donner la courbe B qui est apparemment plus abrupte. Ainsi, lorsqu'on attaque le panneau d'affichage à cristaux liquides

mentionné ci-dessus qui consiste en une combinaison matri-

cielle de dispositifs MIM et d'éléments d'image à cristaux liquides, le rapport de la tension effective du signal à

l'état actif et du signal à l'état inactif qui sont appli-

qués en pratique aux cristaux liquides augmente du fait de

la non linéarité des dispositifs MIM. L'attaque en multi-

plex d'un plus grand nombre de lignes devient ainsi possi-

ble. D'après Baraff et ccl. on peut obtenir aisément un

rapport cyclique de 1/100 à 1/200 dans l'attaque en multi-

plex, en employant des dispositifs MIM.

Cependant, la caractéristique tension-courant de ce dispositif MIM dépend de la polarité de la tension appliquée. Ainsi, comme le montre la figure 5, il circule

davantage de courant lorsqu'orn applique une tension posi-

tive au côté du Ta que lorsqu'on applique une tension néga-

tive au côté du Ta. Lorsqu'on attaque un élément d'affi-

chage à cristaux liquides de type nématique en hélice avec

un élément MIM en appliquant le signal alternatif symétri- -

oue qui est utilisé pour l'attaque d'un dispositif d'affi-

chage à cristaux liquides du type nématique en hélice

classique, la tension effective qui est appliquée aux cris-

taux liquides prend une forme dissymétrique par rapport au

niveau zéro et elle comporte pour cette raison une compo-

sante continue. De ce fait, la composante continue mention-

née ci-dessus produit une dégradation de la durée de vie des cristaux liquides. Plus précisément, dans la structure de Baraff et col., le dispcsitif MIM est constitué par deux sortes différentes d'interfaces métal-oxyde. Ainsi, l'une est une interface entre la couche mince de Ta ou la couche mince de Ta dopée à l'azote, et une couche anodisée placée sur elle, tandis que l'autre est une interface entre la

2503 903

couche anodisée et la couche mince de Ni-Cr/Au. Lorsque le

courant traverse ces interfaces, la caractéristique tension-

courant devient dissymétrique en présence d'une variation de

la polarité de la tension appliquée au dispositif MIM, c'est-

à-dire qu'elle prése.nte une tendance au redressement. Par

conséquent, même si or. applique un signal alternatif symé-

trique au panneau à cristaux liquides nématique en hélice utilisant le dispositif MIM, le signal oui est appliqué aux cristaux liquides devient dissymétrique. Il demeure une composante continue due à la dissymérie mentionnée ci-dessus et cette composante continue influe sur la durée

de vie du panneau.

Le circuit équivalent du dispositif MIM et de l'élément d'image à cristaux licuides dans un pan.neau à

cristaux licuides du type nématique en hélice fait appa-

raître une connexion ern série du dispositif MIM, considéré comme une résistance non linéaire Ri4 en parallèle avec un condensateur CMi et de l'élément d'image à cristaux licuides considéré comme une résistance RLC en parallèle avec run condensateur CTC. Lorsque la tension d'attacue est appliquée à ces deux extrémités du dispositif l I1 et de l'élément d'image à cristaux liuides, la tension effective cui est appliquée à l'élément d'image à cristaux liquides dépend en pratique de la ccmbinaiscn du ccndensateur C, du dispocsitif MIM et du ccndensateur CLC de l'élément d'image à cristaux licuides. Confcrmément au calcul, lcrsque la valeur de la capacité CKI?. du dispositif MIM est inférieure à celle du ccndensateur C de l'élément d'image à criszaux liquides, la li.te permise pour la conceptionr. du dispcsitif]:I! devient plus large. La valeur du rapport de capacité C 'CM est d'environ 5 à 20. Onr CLC/ MiM

a intérêt à ce que cette valeur scit la plus grande possi-

ble. Ccnr.fcrmément à la struczure de Baraff et ccl., l 'élément d'image à cristaux liquides a un mas de 1,25 mm

et la taille du dispositif I1-i!< est de 12 pm x 12 Pm.

Un pas compris entre 0,3 et 0,5 mm est le plus généralement adcpté dans ies panneaux à cristaux liquides

2503 903

à matrice de points qui sont utilisés en pratique dans divers dispositifs. Par conséquent, le dispositif MIM a des dimensions ccrrespondant à un carré de 3 à 5}m de c8té,

lorsqu'il est conçu de façon a avoir la même constitution.

Pour obtenir des caractéristiques optiques unri-

formes dans toutes les parties du panneau à cristaux liqui-

des, les caractéristiques de chaque dispositif MIM, doivent

être les mêmes sur tout le substrat. Cependant, les dimen-

sicns de 3 à 5 m scnt diffi cilemenv cbtenues er. utilisant i0 le dispositif d'alignement de masque classique, mais cnr; les obtient par le prccessus de définrticn de motifs fins (pour la technologie à très haut niveau d'intégration). il est donc nécessaire d'utiliser urn dispositif d'alignement de masque ayant une preéciscr. plus élevée, pour donner une valeur unuiforme à l'aire de chacue dispositif MIM. Lorsqu'on tente d'augmenter la ai:le du sa-r.eau a cristaux liquldes du type nématique en hélice utilisanr des dispcsitifs MIM, l'alignement de masque de plus haute précision mentionné ci-dessus entralne un ccût élevé pour le processus de

fabricaicrn.

Pour éviter ies diffcui-és Drécéder.ntes, I 'irver-

ticr utilise deux disccs- is ':_:- ccnnrec-és - un seul élé-

ment d'image, et ur.e stru-cure dans lacuelie les deux IriM

sont ccnnectés en série _ccur ocenser l'effez de redresse-

2_ ment oue mar.nifeste la carac-r s-iue

Or. peu dcrc zc-enr. unre caractéris-.cue tens^r.--

courant symétrique. 'inrveni-cn permez er. outre d'assouplir ia precision exigée dan.s 'a -éf_ cn des motifs dans le processus de hczocl: - hcgrahie, par d-isaticn de la même capacité avec une a-re cou_:e par ispst MIM, par

rapport au cas dans lecquel cr..n'uiLise qu'un seul disposi-

tif XIh.. On peut dcnc parven.ir à une plus grande facilité de fabrication d'un parn.eau a cristaux liquides matriciel du type rématique er. hé'ece, e à une dimir.utionr; du coût de

_- fabricazicn.

Un but de l'ir.veninr. est de ccr.necteren série

deux dispcsitifs Y.M avyant des.clar-4és mutuellement oppo-

sées, dans le but d'él.imer les inccrvenienrs mentionnés

2503 903

précédemment. Le dispositif MIM mentionné précédemnment présente la caractéristique tension-courant non linéaire qui est représentée sur la figure 10 à cause de la circulation d'un courant électrique basé sur l'effet tunnel, l'effet Schottky ou l'effet Poole-Frenkel. On peut utiliser en tant qu'isolant un oxyde de Ai, Ta, Nb, Ti, Si, etc, un oxyde des métaux mentionnés ci-dessus dopé avec de l'azote, une

matière minérale telle que le verre au nitrure de chalco-

gène, etc., ou une couche mince organique.

Lorsqu'on utilise l'un des oxydes métalliques mentionnés ci-dessus en tant qu'isolant d'un dispositif MIN, l'épaisseur de la couche d'oxyde donne une structure de conduction différente. On sait que l'effet tunnel est prépondérant dans la plage de 5 à 10 nm et que l'effet Schottky et l'effet Pocle-Frenkel deviennent prépondérants

dans la plage de 10 à 100 nm. En ce qui concerne la conne-

xion entre le dispositif d'affichage à cristaux liquides et le dispositif MIM, qui correspond à l'un de.s buts de l'invention, il est souhaitable d'utiliser la région dans laquelle l'effet Poole-Frenkel intervient dans le procédé

d'attaque du dispositif d'affichage à cristaux liquides.

Dans cette région, la caractéristique tension-courant men-

tionnée ci-dessus est conforme à l'expression (1) indiquée

précédemment et dans laquelle les constantes K et f indi-

quent respectivement la facilité de circulation du courant

électrique et la non linéarité.

Lorsque le dispositif d'affichage c cristaux liquides utilisant des dispositifs MIIMi est attaqué par le procédé de multiplexage gééralise eé alte_ aif à s=lecti-vité

d'amplitude qui est emplcyé dans l'attaque matricelle ncr-

male du dispositif d'affichage à cristaux liquides, le rapport des tensions effectives d'état actif et d'état inactif qui est réellement appliqué aux cristaux liquides devient supérieur au rapport des tensions effectives d'état actif et d'état inactif du procédé de multiplexage

généralisé en alternatif à sélectivité d'amplitude lui-

mgme,à cause de la non linéarité du dispositif MIM. On peut

2503 903

donc effectuer une attaque matricielle avec un grand nombre

de lignes. Lorsqu'un dispositif MIM est connecté au disposi-

tif d'affichage à cristaux liquides, de la manière représen-

tée sur la figure 22, dans le circuit équivalent pour un élément d'image, le dispositif MIM 1 et la cellule à cris- taux liquides 2 sont connectés en série. Dans le dispositif MIM 1, la capacité CMIM et la résistance non linéaire RMIM sont en parallèle, et dans la cellule à cristaux liquides

2, la capacité CLC et la résistance RLC sont en parallèle.

Cependant, dans le dispositif MIM mentionné

ci-dessus, il apparaît une différence dans la caractéristi-

que tension-courant sous la dépendance de la polarité de la tension appliquée, et il est très difficile à supprimer complètement cette différernce. Dans le cas ou le dispositif MIM ayant l'effet de redressement mentionné ci-dessus est connecté au dispositif d'affichage à cristaux liquides,

comme par exemple lorsque le dispositif MIM ayant la carac-

téristique tension-courant représentée sur la figure 23 est connecté au dispositif d'affichage à cristaux liquides et est attaqué par le procédé de multiplexage généralisé en alternatif à sélectivité d'amplitude, avec une polarisation de 1/5, le signal de tension qui est réellement appliqué à la cellule à cristaux liquides présente une différence de

polarité à cause de l'effet de redressement de la caracté-

ristique tension-courant du dispositif MIM (parties A et B sur la figure 23). Ainsi, le signal qui est appliqué à la cellule à cristaux liquides n'est pas un signal alternatif

symétrique mais un signal alternatif polarisé par une com-

posante continue.

Lorsque la cellule à cristaux liquides est atta-

quée par une composante continue, les réactions électrochi-

miques des cristaux liquides eux-mêmes et des impuretés pré-

sentes dans les cristaux liquides deviennent plus impcrtarn-

tes. Ceci réduit la durée de vie du dispositif d'afficnage

à cristaux liquides et est donc à éviter.

Conformément à un aspect de l'invention, dans le but d'éliminer les inconvénients indiqués ci-dessus, deux

dispositifs MIM, qui sont connectés mutuellement en paral-

2503 903

lèle de façon à compenser l'effet de redressesnent, sont connectés en série au dispositif d'affichage à cristaux liquides. L'ir.vention sera mieux comprise a 1Q lecture de

la description qui va suivre de modes de réa!disation et en

se référant aux dessins annr.exés sur lesquels Les figures 1 et 2 montrent la structure d'un

dispositif MIM propcsé par Baraff et col.

La figure 3 représente ia caractéristique tensior.-

courant d'un dispcsitif I:N.

La figure 4 montre la différence qui apparatt dans la caractéristique tension-contraste d'uin élément d'affichage à cristaux liquides, entre le cas o on utilise

des dispositifs MIN et celui o on r.'en utilise pas.

La figure 5 mcntre cue la caractéristioque tension-

ccurant d'un dispositif MI. est fcnction de 1- pclarité.

Les figures 6 (a), 6 (b) montrent i structure d'un dispositif MI confocrme au premier mode de réalisation

de l'invention.

Les figures 7 (a), 7 (b) montrent I1 structure

d'un disDositif MIM correspondant au second mcde de réali-

sation de l'invention.

La figure 8 montre la caractéristiqoie tensior.-

ccuran.t ces premier et second modes de réalisetion de dis-

positif MIM de i'invention.

La figure 9 montre la dispcsitcr. d= dispositifs

MIM et d'électrodes d'élément d'image, dans! 'applicatior.

à ur. Danneau à cristaux ic"uides de type réa-tique en héli-

ce.

3G La figure 10 montre la caractéristioque tension-

courant du dispcsitif MIN classique.

Les figures 1i (a) - 11 (d} et les -figures 12 (a) - 12 (c) illustrent le processus de fabrication d'un

dispcsitif MIM et d'une électrode d'élémen. d 'image corfor-

mément au troisième mode de réalisa-ion de l':ir.venticn.

Les figures 13 (a) - 13 (d, illustr-ent le proces-

sus de fabrication d'ur dispositif MI-M et d'urne électrode

d'élément d'image conformément au quatrième rcde de réalisa-

-2503 903

tion de l'invention.

Les figures 14 (a) - 14 (c) illustrent le proces-

sus de fabrication d'un dispositif MIM et d'une électrode

d'élément d'image conformément au sixième mode de réalisa-

tion de l'invention.

Les figures 15 (a) et 15 (b) illustrent le proces-

sus de fabrication d'un dispositif MIM et d'une électrode

d'élément d'image confcrmément au septième mode de réalisa-

tion de l'invention.

Les figures 16 et 17 représer.ter.nt le motif d'électrodes au moment de l'anodisaticn, conformément au

huitième mode de réalisation de l'invention.

La figure 18 représente le motif d'électrodes au moment de l'ancdisation dans un panneau aà cristaux liquides du type nématique en hélice emplcyant le dispcsitif MIM classique. La figure 19 représente le motif d'électrodes au moment de l'anodisation conformément au neuvième mode de

réalisation de l'invention.

La figure 20 montre la disposition des dispositifs MIM et des électrodes d'élément d'image ccnfcrmémert au

dixième mode de réalisation de l'invent.icrn.

- Les figures 21 (a) et 21 (b) montrent un schéma d'un

circuit équivalent d'un disposi-tif Mi ccnforme à l'invention.

La figure 22 représente un circuit équivalent pour un élément d'image dans le cas de la connexion d'un

dispositif MIM au dispcsitif d'affichage à cristaux liqui-

des. La figure 23 représente De signal dans le cas de la connexion d'un dispositif MIM. au dispositif d'affichage

à cristaux liquides et de l'attaque par le procédé de mul-

tiplexage généralisé en alternatif à sélectivité d'amplitu-

de. Ies fss 24(a)-24 (d) mQ t 2a proessus de fabxfmaon

de dispositifs MIM dans le cas de la connexion de deux dis-

positifs MIM en parallèle et en sens oppcsé, conformément

au douzième mode de réalisation de l'invention.

La figure 25 représente la partie correspondant

2503 903

aux dispositifs MIM dans le cas de la connexion de deux dis-

positifs MIM en parallèle et en sens opposé, conformément

au douzième mode de réalisation de l'invention.

Ies fres 26 (a)-26(d) représentent le p ocesus de fabrica-

tion de dispositifs MIM et de la partie de conducteur dans le cas de la connexion de deux dispositifs MIM en parallèle et

en sens opposé, conformément au treizième mode de réalisa-

tion de l'invention.

La figure 27 est une coupe d'un dispositif MIM et I0 de la partie de conduczeur dans le cas de la connexion de

deux dispositifs MIM en parallèle et en sens opposé, confor-

mément au treizième mode de réalisation de l'invention.

La figure 28 montre un autre mode de réalisation dans lequel la forme de l'électrode d'élément d'image

*change.

La figure 29 montre le circuit équivalent dans le cas de la connexion de deux dispositifs MIM au dispositif à

cristaux liquides, en parallèle et en sens opposé, confor-

mément à l'invention.

La figure 30 montre la caractéristique tension-

courant dans le cas de la connexion d'un dispositif MIM, de la connexion de deux dispositifs MIM en série et en sens opposé, et de la connexion de deux dispositifs MI^ en

parallèle et en sens opposé.

Premier mode de réalisation

Les figures 6 (a) et 6 (b) représentent respecti-

vement une vue en plan. et une coupe de ce mode de réalisa-

tion. Comme le montrent ces figures, on recouvre un substrat de verre 7 par une couche mince 8 en Ta205, et on forme sur cette couche mince une couche mince de Ta dopé à l'azote,

d'une épaisseur de 200 rnm, par une opération de pulvérisa-

tion radiofréquence, dans des conditions dans lesquelles la pression de (argon + azote) est de 1,3 Pa et le pourcentage du débit d'azote est de 1%. Après attaque de la couche mince de Ta dopé à l'azote pour lui donner une forme déterminée, on forme une couche d'oxyde par anodisation sous une tension de 30 V dans une solution d'acide citrique à 0,01%, et onr

laisse une couche mince 9 de Ta dopé à l'azote et une cou-

2503 903

che d'oxyde 10, en enlevant par attaque la partie inutile.

On fait évaporer sous vide une couche mince de Ni-Cr/Au,

d'une épaisseur de 200 nm, et on forme la partie de conduc-

teur 11 combinée avec la contre-électrode, en attaquant la couche de NiCr/Au pour lui donner une forme déterminée. En outre, dans le cas de l'attaque d'un dispositif à cristaux

liquides, on établit une électrode transparente 12 consis-

tant en une couche mince de Ni-Cr/Au. De plus, l'aire de chaque dispositif MIM (partie hachurée sur la figure 6 (a))

est fixée à 1 mm2.

Second mode de réalisation

On forme un élément MIM conforme aux représenta-

tions de la figure 7 (a) (vue en plan) et de la figure 7 (b) (coupe), dans les mêmes conditions que pour le premier

mode de réalisation.

Lorsqu'on évalue la caractéristique tensionr:-cou-

rant de l'élément MIM formé par les premier et second modes de réalisation, on obtient une caractéristique symétrique représentée sur la figure 8. Cependant, lorsqu'il existe un défaut d'alignement du masque employé dans l'cpération de photolithographie utilisée pour l'attaque de la partie de conducteur 11 combinée à la contre-électrode, pour former

- l'élément MIM ayant la structure du premier mode de réali-

sation, les aires des deux éléments MIM ne scnt pas égales et on n'obtient pas une caractéristique tersicn-ccurant

symétrique telle que celle représentée sur la figure 8.

Dans la structure du second mode de réalisation, or. obtient une caractéristique tension-couranr symétrique même s'il

existe un léger défaut d'alignement du masque.

Lorsqu'on forme un élément MIM er. utilisant une couche mince de Ta qui n'est pas dopé à l'azote, et une couche d'oxyde obtenue par anodisation, on obtient une caractéristique tension-courarnt symétrique,indéperdammernt

de la polarité.

Comme on l'a expliqué précédemment et con.formé-

ment à l'invention, on peut connecter mutuellement enr série des dispositifs MIM ayant des polarités opposées, par un processus relativement simple, afin d'appliquer un signal

2503 9$.

alternatif symétrique à un dispositif d'affichage à cristaux liquides de type nématique en hélice, sans donner une forme dissymétrique au signal d'attaque, et afin de prolonger aisément la durée de vie de l'élément d'affichage à cristaux liquides. Troisième mode de réalisation Les figures 11 (a) - 11 (d) et 12 (a) - 12 (c)

morntrent un exemple d'un processus de fabrication d'un dis-

pcsitif MIM et d'ure électrode d'élément d'image conforme à 0 r 'inventicn. Les figures iI {a) - IiL (d) scr.t des vues en

plar. et les figures l2 (a) - 12 (c) sont des coupes.

Le dispositif MIM est fabriqué par le processus suivant. On forme tout d'abord une ccuche mince de Ta ou de

Ta dopé à l'azce, par pulvérisation sur le substrat trans-

!5 parent 8 qui est par exemplie en Pyrex ou en verre à base de chaux sodée recouvert d'un.e couche de Ta20O, SiO2 ou d'une matière analocgue. Orn fcrme ensuite le motif désiré dans la couche mince de Ta cu dans la couche mince de Ta dopé à l'azote, pour définir l'électrode de conducteur 9, en vue

de l'anodisation.

Ensuite, après avoir plongé ce substrat dar.ns ur.e sclution d'acide citrique à 0,01% en pcids, cr. forme une couche mince 10 ern TaO., par 'opération d'ancdisation, ccmme le montrent les figures 1I (a) et 12 (a).On forme ensuite sur la surface du substrat mentionné ci-dessus une couche métallique mince, par exemple er. Ia, Ni, Cr, un

alliage Ni-Cr, Al, Ti cu Cu, par un processus de fabrica-

ticn crdinaire d'une ccuche mince, comme un processus de pulvérisation ou d'écvacraticn scus vide. Or. forme ensuite les électrodes de ccnducteurs 1. et 11' en formant un motif

dans la ccuche métallicue mince, ccomme le montrent les figu-

res 11 (b) et 12 (b).

En outre, on enlève par attaque ia partie inutile de la ccuche anodisée, pour obtenir le motif représenté sur la figure 11 (c), en reccuvrar.nt de matière de réserve les

parties 12 représentées en pcintiliés sur la figure '1 (b).

Comme le montrent les figures Il (d) et 12 (c), or. forme

une électrode d'élément d'image 13 avec une électrode trans-

:DLiuoq euw -eAt 92ef. -.:ap-' mi3Nov w ZsIOds-9-E 3,.,3 aizi--.:Crd, nonpuoo 3plpec zns_ -7nu, 3nu_:o$ u0.' "zcTzs'-=,-o sec p- SA un zOo-a Speoo 3p 3p'DIi al23 rs7pozz S--m s p3,s-. -^, ^ S3...,' -,lac quhloz0 Gov -u-dm anbzo-.ezgc aut:no m-;r, znc e -;,,, --ssdos un ^a p no, onp -'- ;DD ap gpo^- 3-3z- 3'; e^--.s-:3u u:D; OUS 0-. 10*') OI7 -noO P ro _;p 3 _,=_ S... _ 3: - sune 2 _3 ao -s- aureI ausns unbr an.z,dD PUqnourn

un ',% --

no ez, enb rotm znonoo -eun p-qp_no_ mo$du uO ^'SSp'nonb/eza - -'- 'o _-. n' ^''1__, n:o 3 0uS + 0 uI) 0iI no0 --.-3D I 3-:nb'_- s-.SS:vD=4. > gdeuJ. & 3ne_^ ec 3 L-^----- --:o-' -.e- a..3-3-: 9s-tu-. ' al^aled apozzz'.. 33-._:' _'n _a-.Sv z --,1 -s- 2; pD^ ? a -ea au3? auio -.i &si ';9 -.3-,, ,n-2-;^ 37 2ns aeus i a2a,3T-um-_ir'; -el ap---n u;^^>S--3"73;-rod3p o3c^. -nl -u-L';q ''.0l,,,T:Dtizno aun ' (vion ^,-.' 3- ins 9tuoy - (q,)d3 3 _ei 3,n2z -el art Xs Ta3;S, -X --;el ap 2T Z ap;XxoOp aqo3nOo xl u 3n'e z '.3{ D:s-o-e,ç TZ mnaonpuoo ap apoi -Oa3?tl ap sa3-pnu -. S3-. -e'S3 AaTa uo '.azTnsu uo-czes-rpoue a-ed' Z ap.s, x,? acu-pui GTjonz 9in gpoiz^oal, aiaz ans;D2.nsua ao=s uo F^^e-p, an.. U3a T? in3a'onouoo ap apoizaq amT z=- _ss-.;-,7,qp ' -9, ^- 3an--j eT ins aazuas -,aadai 3urio -e l: ulc r^ s30 e ar'D? e_: ap ao.IU-r PLD -nom el S".rep rio -elX ap 9S-XXa-- -a-r^e suemp,;Tzowu n azTnsua 3Uwzo^; -'io am u=;e3-rd3o-,ze-,2ado 3uin Grec ' oz zuazred -sLoeaz z-eizsqns zm -Ans 'Gzoz-e L a 3COp -elA ap 3S'izw aiqonoo a 3e p a:uT aLOnz GuqSn 5S; pi^oq e, ?p _ no awo- _3u o T lO-Es5,, 31 p apowI atulaT2-enô 3p no nVw/xDT alrt aou-u _r;w3X aurono 3un U3 no (OUS + E0ZuwI) OLI no> ?OUS ' E0EuI 3ns aTTGZ^ 3DZGT2euW 9Lr ua aZ4UalUd !', f-, V0 xu

2503 903

Sixième mode de réalisation

On forme un motif dans une première couche métalli-

que mince, d'une manière similaire à celle des troisième à

cinquième modes de réalisation, et on forme une couche anodi-

sée 41 sur cette couche métallique, comme le montre la figu-

re 14 (a). On forme une couche mince conductrice et transpa-

rente par pulvérisation ou par évaporation sous vide. On

soumet ensuite à une opération d'attaque la couche conduc-

trice transparente, la couche mince anodisée et la première couche métallique mince, pour leur donner la forme qui est

représentée sur la figure 14 (b).

En outre, comme le montre la figure 14 (c), on forme une électrode de conducteur 43 et un dispositif MIM

44, avec le métal utilisé dans le troisième mode de réali-

sation. Dans ce processus, dans lequel on utilise une cou-

che mince de Ta er tantr que première couche métallique min-

ce, le dispositif MIM a en pratique une structure Ta -

In203 - Ta2O5 - Ta - Ta205 - In203 - Ta (In203: électrode

d'élément d'image). Ce procédé supprime l'une -des opéra-

tions de photolithographie, par rapport aux troisième à cinquième modes de réalisation, ce qui diminue le coût de fabrication. SeDtième mode de réalisation On forme des couches minces In203 et de Ta dans cet ordre, sur un substrat transparent 50. Après avoir

déposé de la matière de réserve avec un motif correspon-

dant à une électrode de conducteur 51 en vue de l'anodisa-

tion et à une électrode d'élément d'image 52, on enlève la

couche mince de Ta par attaque par plasma, avec le gaz CF4.

On attaque ensuite la couche mince de In203 dans le l'acide

chlorhydrique tiède à 10%, comme le montre la figure 15 (a).

Après enlèvement de la matière de réserve, on soumet la couche mince de Ta à une anodisation dans tne solution d'acide citrique àa 0,01% en poids. Dans ce cas, la couche

mince de Ta qui se trouve sur l'électrode d'élément d'ima-

ge 52 n'est pas anodisée, du fait que cette partie nre con-

duit pas.

Ensuite, après avoir laissé la matière de réserve

2503 903

selon le motif correspondant aux parties hachurées 53 sur la figure 15 (b) , on effectue l'attaque par plasma avec le gaz CF4. A ce moment, l'épaisseur de la couche minrce de Ta205 sur l'électrode de conducteur 52 destinée à 1"anodisation est très mince, de l'ordre de quelques dizaines de nanomè- tres. Cependant, la vitesse d'attaque de la couche mince de Ta205 est inférieure à celle de la couche mince de Ta

(rapport d'environ 1 à 3). Par conséquent, lorsque l'élec-

trode de conducteur 51 destinée à l'anodisationr doit Etre enlevée par attaque, la couche mince de Ta présente sur l'électrode d'élément d'image 52 est enlevée par l'attaque

tandis que l'électrode de conducteur 51 est toujours pré-

sente, ce qui fait que la couche mince de In203 est exposée au plasma. Cependant, la couche de In203 n'est pas enlevée par l'attaque, du fait que sa vitesse d'attaque est faible dans le plasma formé par le gaz CF4. Après enlèvement de la matière de réserve, on forme une couche mince de Ta par une opération de pulvérisation, et on forme =r motif dans cette couche, d'une manière similaire à celle du sixième

mode de réalisation. On forme ainsi l'électrodce de conduc-

teur et le dispositif MIM.

Ce procédé a également l'avantage de supprimer - l'une des opérations de phctolithographie, par rapport aux

troisième à cinquième modes de réalisation.

Huitième mode de réalisation Comme le montrent 1-esfigures 16 et 17, or. forme une couche mince de Ta, 62, sur un substrat transparent 60, par une opération de pulvérisation. On définir ensuite un motif en forme de grille dans une électrode de conducteur 61 destinée à l'anodisatior.. On forme le motif représenté sur la figure 17 dans une électrode 63 qui es= connectée à

la source de courant pendant l'anodisation, de façon à per-

mettre de réaliser aisément la connexion à la source de

courant. Dans la structure classique, l'électrode de con-

ducteur 64 destinée à l'anodisation et l'électrode destinée à la connexion à la source de courant 65, représentées sur

la figure 18, sont mutuellement dépendantes à chaque ligne.

Par conséquent, un défaut d'une structure destinée à la

2C,03 9O

connexion à la source de courant entra;ne un défaut de cor-

tact pour une partie d'une ligne, ce qui fait que l'anodisa-

tion n'a pas lieu. Il peut égaiement y avoir une absence d'anodisaticn du fait d'une déconnexion de l'électrode de conducteur 64 destinée à l'anodisation. Au contaire, con- formément à ce procédé, on peut employer une structure simple

et sure pour établir le contact avec la source de courant.

On peut par exemple utiliser une pince en tant que structure de connexion. De plus, même si ure partie de l'électrode de -0 conducteur 61 destinée à il'arncdisa;icn est déconnectée, la partie dans laquelle le di-spcsitif MIM est formé (62 sur la figure 10) est anodisée, à condition que la partie 62 dans

laquelle le dispositif MIM est formé ne soit pas détériorée.

Les défauts de l'opération d'ancdisation sont donc cornsidé-

rablement réduits.

Neuvième mode de réalisation Ce mode de réalisation est un développement du huitième mode de réalisaticn. Comme ie montre la figure 19, une couche mince de Ta est laissée sur la totalité de la surface de ia partie 71, sauf dans la partie 70 dans

laquelle est fcrmé le dispositif MIN.

Conformément à ce procédé, le taux de défaillance - de l'opDératicn d'ancdi-sai-cn dminmue a un point tel au'il n'apparalt en fait aucur défaut, sauf dans la partie 70

dans laquelle est fcrmé me dispcs-zif MIN.

Dixième mode de réalisation

Des dispositifs MIM 80 et des électrodes d'élé-

ment d'image 81 fabriqués ccnfcrmément au processus men-

-cnnré ci-dessus sort d'sDcsés sur un substrat tran.sparent 3C 82, comme le montcre ia figure 20. On place ensuite un contre-substrat muni d'électrcdes trarsparentes en forme

de bandes, de facçon que les dispositifs MIM 80 et les élec-

trodes d'élément d'image 81 constituent une matrice avec

les électrcdes trarsparentes en fcrme de bandes du contre-

substrat. On réalise ainsi avec le substrat transparent 82 et le contresubstrat associé une cellule dans laquelle les cristaux liquides scrnt encapsulés. Or. forme ainsi un panreau à cristaux liquides matriciel du type nématique en

2503 903

hélice. Un dispcsitif MIM est fcrmé dans la partie dans laquelle les électrodes supérieures 83 et 83' sont empilées

sur l'électrode inférieure 82. On peut considérer que le cir-

cuit équivalent du dispcsi-if!I;!! est celui représenté sur la figure 21 (a), dar.s iequel deux circuits sont formés par

des condensateurs 84 et 84' qui scrt respectIvement connec-

tés en parallèle sur des résiszances nron linéaires 85 et

851, et ces deux circuits scnt ccrrectés ern série. Cepen-

danrt, on peut ccnsidérer au Dcirz de vue fonctionnel que le circuit équivaient du dispcsitif.i-M est celui qui est représenté sur la figure 21 (b), c'est-à-dire un circuit

dans lequel ur. condensateur 86 et une résistance bidirec-

ticnnelle nor. linéaire 87 sont cor.r.ectés en parallèle Or. détermir.e la caracteristique du dispcsitif MIM

menticr.onné ci-dessus à partir de sa cazacité et de sa résis-

tanrce. Ainsi, on déterm.ir.e la caraérs ique du dispositif IM en défirnissant l'épaisseur d'cxyde arodisé, la qualité de l'oxyde et l'aire du dispcsi-tf. Par ccr.squer-, du fait 2C ue 1l'électrode inférieure 82, les électrodes supérieures 83 et 83' et l'électrode d'éeémenr d'i-mage 81 peuvent etre

fcrmées sans la mcrndre res;ri^ _r sur leur ccnfiguraticr.

géoméctrique, elles -c_.ver, ê re corues de façcn à produire un bon effet pcur i'affich-age dar.s _e parneau a crist-aux

liquides du type nrmatique er.n h-ece.

Dars le cas c cr. fcrme ur m-ctif dar.s le disposi-

tif MIM, il est nécessaire d'utiiser une techr.nique de phc-

tclithographie capabLe de prc-duire -n mc-if finr, au niveau de quelques m-crcmê-res une diza-ne de mEicrmètres. _n 3C outre, la planéité du substrat transpare-z utilisé devier.nt un prcblè.me impcrzan,. Le verre du zype "flcatglass" à base de chaux scdée est avantageux à;'heure actuelle du pcint de vue de la planéité et du cc du substrat. Dans ce cas, le substrat dci être recouvert d'une ccuche mince

transparente en SiC2, Si, a e iO2 er ar. que cou-

29 a-C.- et 2' er. tant que cou-

che de passivaticr à 'égard de La scude présente dans le verre, etc Er.n étan. fcrmée de faccn a couvrir ie dispositif MII 80 et l'électrode d'élément d'image 81, la couche mince

2503 903

transparente fait effectivement fonction non seulement de couche de passivation, mais également de couche d'arrêt du

courant continu dans l'attaque du panneau à cristaux liqui-

des matriciel du type nématique en hélice, ainsi que de cou-

che de protection destinée à éviter une détérioration méca-

nique du dispositif MIM dans le cas o on utilise le traite-

ment de frottement pour l'orientation des cristaux Liquides.

Le traitement du substrat par frottement permet d'orienter les cristaux liquides pour un panneau à cristaux liquides du type nématique en hélice. On peut employer deux procédés pour orienter les cristaux liquides de façon très sQre, à savoir l'évaporation oblique pour former une couche d'alignement en une matière minérale telle que SiO, et le traitement par frottement d'une couche d'orientation qui est formée par un composé organique tel qu'un polyimide,

un composé organique à base de silane, ou une résine fluo-

rée. N'importe quel type de cristaux liquides, à condition qu'il soit utilisé de façon générale dans un panneau du type nématique en hélice, peut être appliqué à.un panneau à cristaux liquides du type nématique en hélice employant des dispositifs MIM. Il existe par exemple des composés à

cristaux liquides dont le constituant principal est un com-

posé azoxyque, un ester, du diphérnyl, du phénylcyclohexane,

de la pyrimidine, du dicxane, un ester d'acide carboxyli-

que-cyclohexane, etc. La marge dynamique possible est d'autan.t plus

grande que la capacité des cristaux liquides est grande.

Les cristaux liquides dont l'anisctropie diélec trique, c'est-à-dire la différence ernre la constante diélectrique dans la direction perpendiculaire et la direction parallèle aux cristaux, est positive et élevée, peuvent être utilisés

sous une tension inférieure. Par consequent, il est préfé-

rable d'utiliser en combinaisorn avec l'élément MIM des

cristaux liquides ayant une permittivité élevée et une ani-

sotropie diélectrique élevée. En outre, il est possible d'obtenir une capacité élevée des cristaux llquides et de

les faire fonctionner avec une tension plus basse en fai-

sant en sorte que l'écartement établi dans la cellule soit

2503 903

faible, pour la même raison.

Onzième mode de réalisation Conformément au processus décrit dans le quatrième mode de réalisation, on forme une couche mince de Ta de 200 nm sur un substrat de verre Pyrex, par pulvérisation. Après formation d'un motif dans la couche mince de Ta, on

effectue l'anodisation sous une tension de 20 V en utili-

sant du platine comme cathode, dans une solution d'acide citrique à 0,01% en poids. Après avoir éliminé la partie inutile, on forme une ccuche mince de Ta d'une épaisseur de nm, par pulvérisation,et cn définit à nouiveau un motif

dans cette couche de façon à fabriquer un dispositif MIM.

On forme deux dispositifs MIM dont les dimensions corres-

pondent à des carrés de 10 pm de côté. On ferne une électro-

de d'élément d'image ayant les dimensions de 0,39 x 0,35 mm, en formant un motif dans une couche de ITO (_n203 + Sr02) de 60 nm d'épaisseur. On forme ensuite un panneau du type nématique en hélice avec un écartement de 8 2m qui est traité de façon à produire l'orier.ntation, au nmoyen d'une résine polyimide et d'un traitement par frottement. On encapsule ensuite dans le panneau du type nématique en hélice des cristaux liquides pour lesquels la tension de seuil est de 1,5 Veff et la tension de saturation est de 2,05 Veff. On peut cbtenir une image contrastée pour

laquelle l'élément d'image à l'état actif présente un con-

traste supérieur à 90%, et l'élément d'image inactif pré-

sente un contraste inférieur à 10%, dans la plage d'une tension crête à creêe de 13,8 à' 16,5 V pour Me signal qui correspond à l'état actif, en faisant fonctionner le panneau du type nématique en hélice mentionné cidessus avec des moyens définissant une tension moyenne, avec un rapport cyclique de 1/200 et un niveau de polarisation V-5V. Bien qu'on puisse reconnaître une différence entre l'état actif et l'état inactif dans la plage de 7,5 à 10 V, la différence de contraste correspondante esz inférieure à

% lorsqu'on fait fonctionner avec le même signal d'atta-

que le panneau à cristaux liquides du type nématique en

2503 903

hélice classique, sans élément MIM.

L'invention n'est pas limitée aux modesde réali-

sation mentionnés ci-dessus. On peut par exemple utiliser diverses sortes de matières telles que Al, Nb, Ti, Si, ou bien ces matières dopées avec de l'azote ou du carbone, etc, en tant qu'électrode en métal de l'élément MIM. L'invention qui est décrite ci-dessus permet de compenser l'effet de redressement de la caractéristique qui est dû au défaut d'uniformité des deux interfaces entre couches métal-oxyde,

en utilisant un MIM pour un seul élément d'image. L'inven-

tion permet en outre de fabriquer des dispositifs MIM avec des exigences de précision assouplies, par rapport à la

réalisation d'un dispositif MIM par élément d'image. L'in-

vention permet en outre de minimiser les défauts du disposi-

tif MIM dûs aux défauts de l'oxyde anodisé. Il est donc possible d'obtenir un panneau à cristaux liquides du type nématique en hélice dans lequel les défauts des éléments

d'images soient extrêmement faibles.

Douzième mode de réalisation On fcrme une couche conductrice transparente en ITO (In20. + SnO2) sur un substrat en Pyrex 40 et on la

soumet à une opéra--ticrn de phctcgravure. Ceci donne l'élec-

trode d'élément d'image el qui est représentée sur la figure

24 (a).

2_ O.On forme ensuite une couche mince de Ta par pul-

vérisaticn sur l'électrode d'élément d'image 41 mentionnée ci-dessus, et ron définit un motif dans cette couche de

façon à lui donner la forme qui est représentée par la par-

tie hachurée sur la figure 2z (b). Or. forme ensuite une couche d'oxyde à la surface, en anodisant la couche mince

de Ta dans une solution d'acide citrique à 0,01% en poids.

On forme ensuite des dispositifs MIM qui corres-

pondent aux parties 42a et 42b, ainsi que la partie de con-

ducteur 43, en procédant par photogravure de la couche anro-

disée mentionnée ci-dessus et de la partie non utilisée de

ia couche mince de Ta, puis cn effectue un traitement ther-

mique à 2500C dans l'air penda.nt une heure. On forme en

cuzre des dispositifs MiM 44a et 44b et la partie de con-

2503 903

ducteur 43', par évaporaticn et photogravure d'une couche mince en Cr-Au. La figure 25 montre la relation entre les positions des dispositifs MIM 44a et 44b, de l'électrode d'élément d'image 41 et des parties de conducteur 43 et 43' dans la partie dar.s laquelle sort formés les dispositifs MIM. On oriente les cristaux liquides en déposant et en étuvant une couche de pclyimide sur le substrat 40 qui se trouve du ceté des dispcsi-ifs Mi'M et sur le substrat C cpposé sur lequel son- places des électrodes transparentes

ern bandes, et en frctan.t avec ur. linge en ccton. Onr. éta-

blit un décalage d'un angle presque égal à 90 pour les molécules de cristaux licuides entre les surfaces des deux substrats, et or fixe les substrats l'un à l'autre ern maintenant ur. écartement de 5 à 20;m puis cn encapsule

les cristaux liquides entre ces substrats.

On fcrme ensuite le dispositif d'affichage à cri'staux liquides en fixant deux polariseurs sur le c8té extérieur des deux substrazs, de manière que l.'axe de

polarisation coincide avec l'axe d'crientation des molé-

cules de cristaux licquides.

Treizième mode de réalisacnr.

De la meme mia _re cue dans 'le dcuzième mode de réalisation, cr. fcrme une éleczrode d'élémenr d'image 61 sur un substrat transparent 60. Ap.rès pulvérisaicn d'urne couche mince de Ta, crn fcrme un. mczi - cars cette couche pour lui donner la configurazction représentée sur ia figure

26 (a) et on l'arodise.

Or. fcrme ensuite La zar_;e de ccrnduceur 63 en enlevant par phcocgravure la part:e rinutlisée, après avoir protégé par de la matière de réserve les parties 62a et 62b dans lescuelles scrnt formés les disDpcsitifs MIM (figures 26 (b) et 26 (c)). On met ensuite à nu la première ccuche de Ta, du czé de la Darzie 64 dessinée ern traits épais con.tinus sur La figure 26 (c). A ce moment, il est scuhaitable d'effeczuer une cpérazi-cn d'attaque de maiière que le motif d'aztaque présenze un amincissemernt de ce c8té.

2503 903

On forme ensuite par évaporation une couche mince de Cr-Au appartenant à la seconde couche de métal. On forme la partie de conducteur 65 et les dispositifs MIM 66a et 66b par photogravure de la couche mirnce de Cr-Au de la seconde couche de métal, de manière que la partie à nu 64 en Ta qui se trouve du ceté de la partie de conducteur 63 de la première couche de Ta (voir la figure 26 (d)) soit couverte par la couche mince de Cr-Au. La figure 27 montre une coupe faite au niveau de la ligne en trait mixte sur

la figure 26 (d).

En formant la structure mentionnée ci-dessus, il

est possible d'établir un contact électrique entre la par-

tie de conducteur de la première couche de métal et la

partie de conducteur de la seconde couche de métal. Onr.

peut donc faire disparaître la différence de résistance d'interconnexicn pour les parties de conducteur 63 et 64 connectées aux disDositifs MIM 66a et 66b, cette différence résultant de la matière et de l'épaisseur des couches. En

outre, on peut minimiser l'effet de redressement que pré-

sente la caractéristique tension-courant, lorsque deux dis-

positifs MIM sornt connectés en parallèle et en sens opposé.

On ncoera que les deux derniers modes de réalisa-

tion qu'on vient d'expliquer peuvent faire l'objet de

diverses modificatiocr.s.

Par exemple, en ce qui concerne le substrat,

outre le Pyrex, le verre à base de chaux sodée est égale-

ment avantageux du fait de sa planéité, de son coût, etc. Dans le cas o cn u:ilise un substrat en verre à base de chaux sodée, une couche de passivation est nécessaire pour

éviter la fusion du composant consistant en un alcali.

On peut en cutre utiliser en tant que première couche de métal diverses sortes de métaux tels que AI, Nb, Ti, Mo, Hf, au lieu de Ta, ou ces métaux dopés avec de l'azote, du carbone et de l'hydrogène. La couche d'oxyde

anodisée de ces métaux peut être une couche isolante.

On peuz en outre utiliser fondamentalement n'importe quelles matières conductrices pour les électrodes opposées du dispositif MIM. On peuz par exemple utiliser

2503 903

pour les électrodes opposées les mêmes matières que pour la première couche de métal mentionnée ci-dessus, ou Ni, Cr, Cu,

Au, ou des alliages de ces métaux.

* En ce qui concerne le procédé d'affichage par cristaux liquides, on a expliqué l'invention en considérant

le procédé faisant appel à des cristaux nématiques en hélice.

On peut cependant utiliser d'autres procédés tels que le pro-

cédé utilisant une substar.nce réceptrice et une substance additionnelle, dans lequel un colorant dichrc3que (substance additionnelle) est incorpcré dans les cristaux liquides (substance réceptrice), ou le procédé de diffusion dynamique qui utilise l'effet de diffusion dynamique de molicules de

cristaux liquides. En ce qui concerne le procédé d'orienta-

tion des cristaux liquides, on peut employer le procédé

ordinaire qui est habituellement utilisé.

En outre, les caractéristiques électriques ne

sont pas affectées par la configuration géométrique du dis-

positif MIM et de l'électrode d'élément d'image. Par exem-

ple, comme le montre la figure 28, il est possible d'éviter la configuration peu r.naturelle de l'électrode d'élément d'image qui est représentée dans les douzième ou treizième modes de réalisation, er. dcrnnan.t à l'électrode d'élémIent

d'image 81 la forme d'ur polygone, et en plagant un disposi-

tif MIM 82 dans l'espace entre les électrodes d'élément

d'image adjacentes.

La structure décrite ci-dessus permet d'obtenir un dispositif d'affichage à cristaux liquides dans lequel deux dispositifs MIM scrn connectés en parallèle et e: sens opposé. Dans ce cas, le circuil éouivalent du dispos itif

d'affichage à cristaux liquides est celui qui est représen-

té sur la figure 29.

Outre le procédé cronsistant à connecter detmux dis-

pcsitifs MIM en parallèle, il existe un autre procédé con-

sistant à les connecter er. série. On peut également faire disparaître l'effet de redressement de la caractéristique tension-courant en ccnnecarnt deux dispositifs MIK en série

et en sens opposé. Cependant, la caractéristique tension-

courant est dans ce cas celle qui est représentée en c sur

2503 903

la figure 10, à comparer avec les caractéristiques tension-

courant (a, b) dans le cas d'un seul dispositif MIM.

D'autre part, la caractéristique tension-courant de dispositifs MIM connectés en parallèle conformément à l'invention est celle représentée en d. Son inclinaison

(une constante de Poole-Frankel de l'expression (1) corres-

pcndant à C) est plus élevée que lorsque des dispositifs MIM sont connectés en série. Lorsqu'un dispositif MIM est combiné avec le dispcsitif d'affichage à cristaux liquides, - iest employé en -arn que dispositif de commutation, en utilisant sa non linéarité. Dans ce cas, il est souhaitable que ( soit élevé pour pouvoir réaliser une attaque avec un

niveau de multiplexage élevé, et on peut obtenir un P éle-

vé en connectant deux dispositifs MIM en parallèle.

Ainsi, ccrfcrmément à l'invention, on peut aisé-

ment obtenir ur dispcsitif d'affichage à cristaux liquides ayant une longue durée de vie, par rapport au cas dans lequel un seul dispDositif MIX est connecté au dispositif

à cristaux liquides.

1l va de soi que de nombreuses modifications peuvent %tre apportées aux procédés et aux dispositifs

décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'irvention.

2503 903

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de fabrication d'un panneau d'affi-

chage à cristaux liquides de type matriciel employant des dispositifs non linéaires ayant une structure Métal-Isolant-Métal (désignée ci-après par MIM), con-

sistant en une couche métallique mince et en une cou-

che d'oxyde formée par anodisation de la couche métal-

lique mince, et en un ensemble d'éléments d'image pour l'affichage et de dispositifs MIM connectés à chaque élément d'image, caractérisé en ce que la formation

d'un dispositif MIM comprend la formation d'une pre-

mière couche métallique mince, la définition d'un motif

dans cette première couche métallique mince, l'anodisa-

tion d'une surface de la première couche métallique mince, la formation d'une seconde couche métallique mince, la définition d'un motif dans la seconde couche

métallique mince et l'élimination conjointe de la pre-

mière couche métallique mince et de la couche d'oxyde

anodisée dans les régions autres que celles o le dis-

positif MIM est formé.

2. Procédé de fabrication d'un panneau d'affi-

chage à cristaux liquides de type matriciel comportant des dispositifs non linéaires selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première couche métallique mince et la couche anodisée de cette première couche métallique mince sont éliminées, après la définition d'un motif dans la seconde couche métallique mince, dans les régions autres que celles dans lesquelles

le dispositif MIM est formé.

3. Procédé de fabrication d'un panneau d'affi-

chage à cristaux liquides de type matriciel comportant des dispositifs non linéaires selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première couche métallique mince et la couche anodisée de cette première couche métallique mince sont éliminées avant la formation de la seconde couche métallique mince, dans les régions

2503 903

autres que celles dans lesquelles le dispositif MIM est formé.

4. Procédé de fabrication d'un panneau d'affi-

chage à cristaux liquides de type matriciel comportant des dispositifs non linéaires selon l'une quelconque

des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un motif

en forme de grille est défini dans la première couche

métallique mince, pour être anodisé.

5. Procédé de fabrication d'un panneau d'affi-

des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on forme

un motif dans les régions autres que celles dans les-

quelles le dispositif MIM est formé, en respectant la condition selon laquelle la plus grande partie de la

première couche métallique mince reste à anodiser.

6. Procédé de fabrication d'un panneau d'affi-

des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on forme

un motif dans la seconde couche métallique mince de

façon que deux dispositifs MIM soient connectés en série.

7. Procédé de fabrication d'un panneau d'affi-

des revendications 1 ou 6, caractérisé en ce qu'on forme

un motif définissant des électrodes d'élément d'image

après formation du dispositif MIM.

8. Procédé de fabrication d'un panneau d'affi-

des revendications 1 ou 6, caractérisé en ce qu'on forme

un motif définissant des électrodes d'élément d'image

au cours du processus de fabrication du dispositif MIM.