FR2508212A1 - Dispositif d'affichage a cristaux liquides multiplexe, commande par varistor - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES DISPOSITIFS D'AFFICHAGE. UN DISPOSITIF D'AFFICHAGE A CRISTAUX LIQUIDES COMMANDE PAR VARISTOR, DU TYPE COMPORTANT DES COLONNES D'ELECTRODES AVANT 14 ET DES LIGNES D'ELECTRODES ARRIERE 16 CONNECTEES EN SERIE AVEC DES COMBINAISONS D'ELEMENTS DE TYPE VARISTOR 25 ET DE CAPACITES ELECTRIQUES, PRESENTE UNE CAPACITE DE VALEUR ACCRUE EN PARALLELE SUR LA CAPACITE DE LA COUCHE A CRISTAUX LIQUIDES, DANS CHAQUE CELLULE D'AFFICHAGE, DANS LE BUT DE REDUIRE LA DIAPHONIE CAPACITIVE ENTRE UNE CELLULE ADRESSEE ET UNE CELLULE NON ADRESSEE. LA CAPACITE ACCRUE EST OBTENUE AU MOYEN D'ELECTRODES AUXILIAIRES 60 QUI SONT SEPAREES DE L'ELEMENT DE TYPE VARISTOR PAR DES COUCHES DIELECTRIQUES 50, 58. APPLICATION AUX SYSTEMES D'AFFICHAGE MULTIPLEXES.

Description

La présente invention concerne de façon générale les dispositifs

d'affichage de données multiplexés, et elle porte plus particulièrement sur un dispositif d'affichage à cristaux liquide multiplexé, de type nouveau et perfectionné, utilisant une matière du type varistor pour la commande d'un

grand nombre de cellules d'affichage.

Le brevet US 4 233 603 décrit un dispositif d'af-

fichage à cristaux liquides multiplexé et commandé par va-

ristor Cette forme de dispositif d'affichage est capable de multiplexer un grand nombre de cellules d'affichage, avec un ordre de multiplexage N qui est de façon caractéristique d'environ 1000 Bien que ce dispositif d'affichage offre de nombreux avantages dans le domaine des affichages de données, on a déterminé qu'il serait très souhaitable de réduire le niveau de diaphonie capacitive entre les cellules adressées et les cellules non adressées du dispositif d'affichage Une diaphonie capacitive réduite augmenterait les performances -d'affichage en réduisant le niveau des tensions alternatives induites entre les éléments ou cellules adressés et non

adressés, ces tensions induites ayant tendance à faire pas-

ser partiellement ou totalement à l'état actif les cellules

d'affichage non adressées et ayant également tendance à empê-

cher les cellules à l'état inactif de passer dans un état de repos complet, ne présentant aucune transmission De plus, il est également très souhaitable d'éliminer la couche à

haute résolution consistant en électrodes de données auxi-

liaires, qui doit 4 tre formée sur la surface de l'élément de

type varistor dans un mode de réalisation du dispositif d'af-

fichage du brevet précité Il est également souhaitable de disposer d'une structure de dispositif qui enferme de façon hermétique les couches diélectriques, présentes entre les éléctrodes arrière réfléchissantes des cellules et la surface de l'élément du type varistor, pour emptcher la pénétration

de la matière à cristaux liquides dans les couches diélectri-

ques, avec la détérioration qui en résulte des performances

du dispositif d'affichage multiplexé.

Conformément à l'invention, un dispositif d'affi-

chage perfectionné, multiplexé et commandé par varistor, du type comportant un ensemble d'électrodes de colonne disposées à l'avant d'une couche de cristaux liquides et ayant un réseau

formé par un ensemble d'électrodes de cellule arrière réflé-

chissantes, adjacentes à la couche de cristaux liquides, avec les électrodes de cellule arrière connectées à des positions sur la surface d'un élément en une matière présentant une

résistance électrique non linéaire, utilise un ensemble d'élec-

trodes de données auxiliaires (électrodes de colonne), et

chacune de ces électrodes est disposée entre une ligne d'élec-

trodes de cellule arrière, associées à une électrode de don-

nées de colonne particulière, et l'élément en matière non li-

néaire Le volume compris entre la ligne d'électrodes de cel-

lule arrière et l'électrode de données auxiliaire associée est empli par une couche mince d'une matière diélectrique, grace à quoi une capacité est formée entre chaque électrode de données auxiliaire et l'ensemble adjacent d'électrodes de ligne de cellule arrière, et cette capacité est connectée électriquement en parallèle avec la capacité de la matière à

cristaux liquides formant chaque élément ou cellule d'afficha-

ge, et elle procure une augmentation de 10 à 50 fois de la

capacité shunt de l'élément d'affichage, pour réduire la dia-

phonie capacitive.

Dans un mode de réalisation actuellement préféré, les électrodes de données auxiliaires sont elles-méme espacées de la surface de l'élément en matière non linéaire par une paire de couches diélectriques épaisses Les électrodes de

balayage de ligne sont placées à la frontière entre ces cou-

ches.

Dans un autre mode de réalisation actuellement pré-

féré, une seule couche diélectrique épaisse supporte les élec-

trodes de données auxiliaire et les électrodes de commande et

de balayage de ligne sont fabriquées directement sur l'élé-

ment en matière non linéaire, ou dans cet élément.

L'invention a donc pour but de réaliser un disposi-

tif d'affichage à cristaux liquides perfectionné, commandé

par varistor et offrant la possibilité de multiplexage.

La suite de la description se réfère aux dessins

annexés qui représentent respectivement: 1

Figure 1: une coupe latérale d'une partie du dis-

positif d'affichage à cristaux liquides multiplexé et com-

mandé par varistor de l'art antérieur.

Figure la: une représentation schématique du cir-

cuit équivalent de chaque cellule de l'ensemble de cellules

d'affichage dans la matrice d'affichage du dispositif d'af-

fichage de la figure 1.

Figure 2: une coupe latérale d'une partie d'un mode de réalisation d'un dispositif d'affichage perfectionné

conforme aux principes de l'invention.

Figure 2 a: une représentation schématique, utile à la compréhension de l'invention, du circuit équivalent de chaque cellule de l'ensemble des cellules d'affichage dans

la matrice du dispositif d'affichage de la figure 2.

Figure 3: une vue en plan d'une partie d'un autre mode de réalisation d'un dispositif d'affichage perfectionné,

conforme aux principes de l'invention.

Figures 3 a et 3 b: différentes coupes de parties du dispositif d'affichage de la figure 3, selon les lignes A-A.

On va tout d'abord considérer la figure 1 sur la-

quelle on voit que le mode de réalisation 10 de l'art anté-

rieur, tel qu'il est décrit en relation avec les figures 5 a et 5 b du brevet US 4 233 603 précité, comporte un substrat avant transparent 11, qui est de façon caractéristique en

verre ou en une substance analogue, et un ensemble d'élec-

trodes de colonne coplanaires 14, espacées et cote à cote, sont formées sur la surface intérieure de ce substrat Un substrat arrière 12 supporte un autre ensemble d'électrodes

coplanaires 16, de forme pratiquement carrée ou rectangulai-

re et ayant des surfaces réfléchissantes Les électrodes 14 et 16 sont disposées sur des côtés opposés d'une couche 18 de matière à cristaux liquides Les électrodes de cellule arrière 16 sont disposées en une matrice rectangulaire dans laquelle les électrodes 16 a-16 h, appartenant respectivement à des lignes différentes, comme représenté, sont espacées par rapport à la même électrode de colonne associée 14 On utilise des moyens 20 pour espacer les substrats 11 et 12 portant les électrodes et pour enfermer la matière à cristaux liquides 18 à l'intérieur du dispositif d'affichage 10 Un

élément 25 en une matière à résistance électrique non linéai-

re, telle qu'une matière pour varistor du type Zn O (qui en-

globe, mais de façon non limitative, les matières décrites dans la demande de brevet US 233 423 déposée le Il février 1981) ou une matière analogue, est positionnée sous le plan

des électrodes arrière et est espacée des électrodes de cel-

lule arrière 16 par le substrat arrière 12 Un ensemble d'ouvertures 28 sont formées dans le substrat arrière 12 pour permettre à un élément associé parmi des éléments conducteurs a-30 g de connecter une électrode individuelle parmi les

électrodes de cellule arrière 16, par exemple l'une des élec-

trodes 16 a-16 g, à la surface 25 a de la matière non linéaire.

Le substrat arrière 12 est formé par une paire de parties de

substrat 12 a et 12 b, de façon qu'on puisse fabriquer un en-

semble d'électrodes coplanaires de balayage de ligne, 35, par exemple les électrodes 35 a-35 h, sur la surface de la partie de substrat 12 b qui est la plus proche de la matière 25 Une électrode de balayage de ligne se trouve sous la totalité de

la ligne formée par un ensemble d'électrodes de cellule ar-

rière, dans une direction (entrant et sortant du plan du des-

sin) qui est pratiquement perpendiculaire à la direction dans laquelle s'étendent les électrodes de colonne 14 Un ensemble

supplémentaire d'ouvertures 38, formées préalablement à tra-

vers la seconde partie de substrat 12 b, permettent à des éléments conducteurs 40, par exemple les éléments 40 a-40 h, de connecter les électrodes de balayage de ligne associées a-35 h à la surface 25 a de l'élément non linéaire, à des positions distantes des positions auxquelles les éléments conducteurs 30 a-30 g viennent en contact avec la surface de l'élément non linéaire Une électrode de données auxiliaire est formée sur la surface 25 a de l'élément non linéaire, parallèlement à chaque électrode de colonne de données 14, et elle est connectée à cette dernière (d'une manière non

représentée) L'électrode de données auxiliaire 45 est dis-

tante à la fois de l'élément conducteur 30 et de l'élément conducteur 40 qui sont utilisés pour connecter la surface a de l'élément non linéaire à l'électrode de balayage de

ligne 35 et à l'électrode de cellule arrière 16 qui sont as-

sociées à chacune des cellules dans la matrice d'affichage.

Ia figure la représente schématiquement une cellu-

le d'affichage caractéristique et montre le mécanisme de mé- morisation qui permet des ordres de multiplexage N compris

entre 100 et 1000 environ Chaque cellule d'affichage com-

prend un dispositif non linéaire qui est formé par une par-

tie de la couche de type varistor 25 Une extrémité de ce

dispositif est connectée à une électrode de balayage de li-

gne 35 associée A l'extrémité opposée, le dispositif non linéaire de type varistor 25 est connecté à l'électrode de cellule arrière 16 de la cellule particulière Ile 1 iste une

capacité de varistor Cv qui est formée aux bornes du dispo-

sitif non linéaire 25, et une tension V est mémorisée dans v cette capacité Ia couche diélectrique de cristaux liquides 18 forme une capacité supplémentaire O k entre l'électrode de colonne 14 (connectée à une borne d'attaque de données 14 ') et l'électrode de cellule arrière 16 associée Une capacité supplémentaire Ca, formée par le couplage capacitif entre

l'électrode de données supplémentaire 45 et les broches con-

ductrices 30, à travers la matière à constante diélectrique

élevée du substrat 25, est branchée électriquement en paral-

lèle avec la capacité-de cellule Ok la résistance relati-

vement élevée de la matière diélectrique 18 entre l'électro-

de de colonne de données 14 et l'électrode de cellule arriè-

re 16, établit une résistance de décharge Rc, en parallèle

sur les capacités O k et O a Une tension de cellule V O appa-

raft entre l'électrode de colonne 14 et l'électrode decel-

lule arrière 16, en série avec la tension de varistor VW, pour donner une tension totale Vt aux bornes d'une cellule d'affichage complète, entre l'électrode de colonne 14 et

l'électrode de balayage 35.

Comme expliqué de façon plus complète dans le bre-

vet précité, si la tension totale Vt est inférieure à la som-

me de la tension de claquage de varistor V et de la tension b

de seuil V de la cellule, cette cellule a un pouvoir de-

s transmission minimal et elle apparaît à l'état sombre ou "inactif" O Si la tension totale V t dépasse la somme de la tension de claquage de varistor Vb et de la tension de seuil

de la cellule, Vs, le varistor conduit et la cellule à cris-

taux liquides est dans l'état "actif", avec un pouvoir de transmission élevé Dans cet état, la lumière qui entre traverse la cellule, elle est réfléchie à la surface de l'électrode de cellule arrière 16 b et est renvoyée à travers la cellule, et elle fait apparaître dans un état lumineux cette partie ou cellule d'un dispositif d'affichage Si une fois que la cellule d'affichage est amenée à l'état actif,

la tension totale Vt est réduite, en réduisant soit la ten-

sion d'attaque de l'électrode de colonne soit la tension d'attaque de l'électrode de balayage de ligne, le varistor ne conduit plus La capacité Ok de la cellule d'affichage à cristaux liquides demeure chargée et maintient la cellule d'affichage à cristaux liquides à l'état actif Les matières à cristaux liquides comme les matières de type varistor ont une résistance de fuite finie, ce qui fait que la résistance

de fuite R O de la cellule à cristaux liquides tend à déchar-

ger la capacité C de la cellule à cristaux liquides et la capacité supplémentaire Ca, ce qui fait diminuer finalement

la tension aux bornes de la cellule jusqu'à une valeur infé-

rieure à la tension nécessaire pour maintenir la cellule dans l'état à pouvoir de transmission élevé La cellule retourne

donc à l'état inactif, avec un temps de mémorisation de l'or-

dre de 10 ms, ce qui fait que l'affichage doit 9 tre régénéré

une fois par intervalle de temps de 10 ms Il est donc possi-

ble d'obtenir un ordre de multiplexage N d'environ 1000.

Dans le mode de réalisation de la figure 1, une diaphonie capacitive peut exister entre une cellule adressée (c'est-à-dire une cellule qui reçoit à la fois une tension de balayage de ligne et une tension de données de colonne)

et une cellule non adressée (c'est-à-dire une cellule à la-

quelle est appliquée l'une seulement des tensions de données de colonne et de balayage de ligne, ou aucune d'elles), ce

qui fait que la cellule d'affichage non adressée passe par-

tiellement ou totalement à l'état actif, et/ou les cellules à l'état inactif ne peuvent pas atteindre une condition de

25082 1 2

repos complète correspondant à une absence de transmission.

Bien que le niveau de cette diaphonie capacitive soit quel-

que peu réduit par la capacité supplémentaire Ca qui résulte de l'utilisation d'électrodes de données supplémentaires 45, cette capacité auxiliaire présente un rapport constant vis à

vis de la capacité effective de varistor Cv, et elle est ré-

duite lorsqu'on réduit l'aire de chaque cellule (qui est pratiquement l'aire de l'électrode de cellule arrière 16), lorsqu'on tente de réaliser des dispositifs d'affichage à

plus haute résolution.

On va maintenant considérer les figures 2 et 2 a

qui montrent que le dispositif d'affichage à cristaux liqui-.

des perfectionné 10 ', du type multiplexé et à commande par varistor, correspondant à l'invention, utilise un substrat avant transparent 11 qui supporte un réseau d'électrodes de colonne 14, espacées et pratiquement parallèles, qui sont

constituées de manière caractéristique par une matière con-

ductrice transparente telle que l'oxyde d'indium-étain ou une matière'analogue Le substrat avant 11 et un substrat arrière 12 ' définissent une couche 18 de matière à cristaux liquides, retenue par des moyens d'étanchéité 20 Un élément en matière à résistance non linéaire, 25, formé par une matière du type varistor à faible capacité ou une matière analogue, vient en contact avec la surface 12 a' du substrat

arrière, du côté opposé à la surface 121 qui supporte un ré-

seau d'électrodes de cellule arrière réfléchissantes 16.

Conformément à l'invention, une fois qu'on a meulé et poli de façon appropriée la surface 25 a de l'élément du type varistor, pour obtenir une surface suffisamment plane, on forme sur cette dernière une première sous-couche de substrat arrière, 50 La sous-couche 50 peut être une couche épaisse d'une matière diélectrique et elle peut 4 tre formée par sérigraphie ou des techniques similaires Après avoir formé la couche 50, on forme dans cette dernière un ensemble de paires d'ouvertures 52 et 53, depuis la surface 50 a de la couche (du côté le plus éloigné de l'élément non linéaire ) jusqu'à la surface 25 a de l'élément non linéaire Chaque cellule du dispositif d'affichage 10 ' est définie par une paire d'ouvertures 52 et 53 Les ouvertures 52 peuvent 9 tre* positionnées n'importe o dans les limites d'une cellule individuelle de la matrice d'affichage A titre d'exemple,

les ouvertures 52 sont pratiquement au centre d'une cellule.

Les ouvertures 52 définissent l'écartement de cellule à cel-

lule du dispositif d'affichage La distance entre l'ouver-

ture 52 et l'ouverture 53 détermine l'étendue de chaque cel-

lule, du fait qu'on désire un chevauchement minimal des élec-

trodes 16 et 35, pour réduire l'augmentation résultante de

la capacité Cv Les ouvertures 52 et 53 peuvent avoir n'im-

porte quelle forme désirée, et consistent par exemple en

trous cylindriques ou coniques ayant de façon caractéristi-

que un diamètre maximal de 25 pm à 75 pin On peut former

ces ouvertures par pergage de la couche 50 avec un disposi-

tif d'ajustage à laser, ou bien on peut les former par un traitement de photolithographie, en utilisant pour la couche une matière photosensible à couche épaisse, appartenant par exemple à la série de matières FODEL de la firme Dupont, avec ensuite une exposition et un développement effectués de manière connue Après formation des ouvertures 52 et 53, on emplit ces ouvertures avec une matière conductrice 54, en procédant de façon caractéristique simultanément à la fabrication des électrodes de balayage de ligne 35 'et des plots conducteurs auxiliaires arrière 55 de chaque cellule, sur la surface 50 a de la partie de substrat arrière Chacune

des électrodes coplanaires de balayage de ligne 35 ', par exem-

ple les électrodes de balayage de ligne 35 a'-35 e', consiste

en une électrode allongée allant d'un bord à l'autre du dis-

positif d'affichage (en entrant et en sortant du plan du dessin), dans une direction pratiquement parallèle à la grande dimension des électrodes de colonne 14 d Chaque plot conducteur auxiliaire 55, par exemple les plots conducteurs a-55 f, est coplanaire par rapport à tous les autres plots conducteurs auxiliaires 55, mais isolé par rapport à eux, et il a une aire limitée et est positionné de façon à 4 tre

totalement à l'intérieur des frontières de la cellule d'af-

fichage associée Après que les électrodes de balayage 35 ' et les plots conducteurs auxiliaires 55 ont été formés, par

250821 2

exemple au moyen d'une matière à couche épaisse à l'argent ou une matière analogue, on forme une seconde couche épaisse 58 de matière diélectrique sur la surface 50 a de la première couche On peut également appliquer cette seconde couche 58 par sérigraphie et des traitements analogues et, après cuis- son, on peut roder et/ou polir sa surface supérieure 58 a

pour obtenir une surface plane On forme maintenant un ensem-

ble d'électrodes de données auxiliaires coplanaires 60 sur la surface 58 a de la seconde couche Chaque électrode de

données auxiliaire 60 est pratiquement parallèle à une élec-

trode associée parmi l'ensemble d'électrodes de données 14,

et elle est pratiquement perpendiculaire à la grande dimen-

sion des électrodes de balayage de ligne 355 On peut former les électrodes de données auxiliaires par évaporation d'une matière conductrice sur la surface lisse 58 a de la couche diélectrique, et plusieurs ouvertures 60 a sont formées dans ces électrodes Chaque ouverture 60 a est située à l'intérieur des limites de l'une des nombreuses cellules disposées en réseau qui forment le dispositif d'affichage 10 ', soit par exemple pratiquement au centre de l'une des cellules Il -faut noter qu'une fois que la fabrication du dispositif

d'affichage est terminée, chaque électrode de données auxi-

liaire 60 est connectée, par exemple par les connexions con-

ductrices 62, à l'électrode associée parmi l'ensemble d'élec-

trodes de données 14.

On forme une couche diélectrique mince 65 sur la -surface 58 a de la seconde couche et sur les électrodes de données auxiliaires 60 La couche mince 65 peut avoir une épaisseur inférieure d'au moins un ordre de grandeur à l'épaisseur totale de la couche ou des couches épaisses qui forment le substrat arrière 12 ' On peut formerla couche mince 65 par pulvérisation, par évaporation sous vide ou par des opérations similaires la surface 65 a de la couche, la plus éloignée de la couche 25, forme la surface 12 b du substrat arrière qui supportera finalement les électrodes

de cellule arrière coplanaires 16.

On forme un ensemble d'ouvertures 70 à partir de la surface de couche 65 a, et ces ouvertures traversent successivement la couche 65, une ouverture d'électrode de données auxiliaire sous-jacente 60 a et la seconde couche 58,

pour arriver jusqu'à un plot associé parmi les plots con-

ducteurs 55 Le diamètre des ouvertures 70, dans le plan de la surface 58 a de la seconde couche, est inférieur au dia- mètre des ouvertures d'électrode de données auxiliaire 60 a,

et la position des ouvertures 70 est définie de façon pré-

cise, grâce à quoi chaque ouverture 70 peut contenir un élément de matière conductrice 72 électriquement isolé de l'électrode de données auxiliaire adjacente On peut former

l'ouverture 70 a par évaporation par laser des matières dié-

lectriques des couches 65 et 58, ou par attaque photolitho-

graphique, si les couches 65 et 58 sont formées par des ma-

tières photosensibles L'ouverture 70 est avantageusement formée sous la forme de trous percés par laser, en employant

un équipement de perçage par laser du type à commande numé-

rique, grâce à quoi on peut exercer une commande programmée

de façon à obtenir un degré d'alignement élevé, en particu-

lier lorsqu'on utilise les m 4 mes positions de pergage pour

percer les deux ensembles d'ouvertures 52 et 70 dans les-

quelles on forme ultérieurement les éléments conducteurs 54 et 72 Après la formation des ouvertures 70, on forme les électrodes de cellule arrière conductrices 16 et les éléments conducteurs d'interconnexion 72, par exemple par évaporation d'une matière métallique sous la forme d'une couche mince, à travers un masque d'évaporation, ou par évaporation d'une

couche métallique continue, suivie par une attaque photoli-

thographique pour former l'électrode 16 connectée Selon une

variante, on peut former la partie appropriée de chaque ou-

verture 70 dans la couche 58 et l'emplir de matière conduc-

trice 72, avant la fabrication des électrodes 60 et de la couche mince 65 On perce ensuite la partie restante de l'ouverture 70 à l'intérieur des ouvertures 60 a, à travers la couche 65, et on l'emplit avec la matière conductrice utilisée pour fabriquer les électrodes 16, de façon à établir

un contact électrique avec la partie inférieure formée pré-

cédemment de 1 ' élément conducteur 72.

Chaque électrode de cellule arrière 16, par exemple 1 1 l'électrode de cellule arrière 16 a, est carrée, pratiquement rectangulaire ou d'une autre forme géométrique choisie, et elle est connectée par un élément conducteur 72 a au plot conducteur auxiliaire 55 a, qui est lui-m Cme connecté par son élément conducteur associé 52 a à une position particulière

sur la surface 25 a de l'élément de type varistor L'électro-

de de ligne associée, par exemple l'électrode de balayage de ligne 35 a I, est connectée par un élément 53, par exemple l'élément conducteur 53 a, à une position sur la surface 25 a

de l'élément du type varistor qui est adjacente à la posi-

tion de l'élément conducteur 52 a.

On voit que, outre la capacité de varistor Cv re-

v

lativement faible, et la capacité O k de la couche de cris-

k

taux liquides de la cellule, qui sont pratiquement identi-

ques à la capacité de varistor et à la capacité de cellule

des modes de réalisation antérieurs, la capacité supplémen-

taire C qui est formée entre l'électrode de cellule arrière a 16 et l'électrode de données auxiliaire 60 est augmentée, de façon caractéristique d'environ 10 à 50 fois par rapport à la valeur de la capacité supplémentaire de l'art antérieur, du fait que l'électrode de données auxiliaire peut maintenant occuper un plus grand pourcentage de l'aire d'une électrode

de cellule 16, car le plan de l'électrode de données auxi-

liaire est maintenant un plan différent de celui qu'occupe la connexion des éléments 52 et 53 à la surface de l'élément de type varistor, et du fait de l'écartement relativement inférieur (l'épaisseur de la couche mince 65) entre chaque électrode de données auxiliaire 60 et chaque électrode de

cellule arrière 16 En outre, du fait que l'électrode auxi-

liaire de l'art antérieur se trouvait sur la surface de l'élément du type varistor, cette électrode nécessitait une résolution très supérieure à celle des électrodes restantes, pour éviter d'affecter le champ de claquage de l'élément de

commutation à varistor Dans le mode de réalisation perfec-

tionné de la figure 2, les électrodes de données auxiliaires ne sont plus sur la surface de la couche de type varistor

et elles ont approximativement les m 9 mes exigences de réso-

lution que pour les autres plans d'électrodes, ce qui fait

25082 1 2

qu'on peut fabriquer le dispositif d'affichage matriciel 10 '

d'une façon plus homogène On peut de plus choisir la ma-

tière diélectrique de la couche 65 pour établir une barrière étanche entre la couche de cristaux liquides 18 et les matières diélectriques des couches épaisses 58 et 50, empêchant ainsi la pénétration de la matière à cristaux liquides dans les

couches diélectriques épaisses.

On va maintenant considérer les figures 3, 3 a et

3 b, qui représentent d'autres modes de réalisation actuelle-

ment préférés du dispositif d'affichage 10 a, qui simplifient la fabrication et ne nécessitent l'utilisation que d'une seule couche diélectrique épaisse 80, au lieu d'une paire de couches diélectriques épaisses, dans le cadre du substrat arrière 12 ", Les électrodes de balayage de ligne 35 ", 35 ""

et les plots conducteurs de cellule 55 ', 55 " qui sont co-

planaires sont maintenant positionnés dans l'élément de type varistor 25, ou à la surface de ce dernier (ce qui correspond respectivement aux figures 3 a et 3 b) Ainsi, dans le mode de réalisation de la figure 3 a, on utilise l'usinage par laser, pour former chacune des gorges de l'ensemble de gorges 25 b

(qui peuvent avoir une section transversale pratiquement tri-

angulaire) à la surface 25 a de l'élément du type varistor et dans l'épaisseur de cet élément On emplit chacune des gorges avec un dépôt de matière conductrice 82 pour former chaque électrode d'un ensemble d'électrodes de balayage de ligne 35 "

de forme allongée, comme par exemple les électrodes de bala-

yage 35 a" ou 35 "b Dans une partie de la surface de l'élément

du type varistor, en alignement avec chaque électrode de cel-

lule arrière 16, on forme un trou 25 c dans l'élément en matiè-

re du type varistor, en traversant la surface 25 a de cet élé- ment On emplit chaque trou 25 c avec des dépôts de matière conductrice 84

et chaque trou forme une électrode de commande

à la surface de laquelle est défini le plot conducteur as-

socié 55 ' (pour cette cellule particulière) Après fabrica-

tion des électrodes 35 " et des plots 55 ', on forme la couche diélectrique épaisse unique 80 Selon une variante, on peut former les électrodes de balayage de ligne 355 '' et les plots conducteurs auxiliaires 551 " sous la forme d'électrodes à couche mince, directement sur la surface 25 a de l'élément du type varistor-(figure 3 b) Après formation de ces électrodes coplanaires en couches minces, on forme la couche unique 80 sur la surface de l'élément du type varistor et ellecouvre

les électrodes Dans un mode de réalisation comme dans l'au-

tre, on forme les électrodes de données auxiliaires 60 (com-

prenant les ouvertures 60 a) sur la surface 80 a de la couche diélectrique On forme ensuite la couche diélectrique mince

On usine des ouvertures 70 a dans l'ensemble des struc-

tures comprenant la couche 65, les ouvertures d'électrodes de données auxiliaires 60 a et la couche diélectrique épaisse unique 80, jusqu'à la surface des plots conducteurs 55 ' ou 55 ", soit en une seule étape, soit par une procédure à deux étapes, comme décrit ci-dessus On emplit chaque ouverture avec de la matière conductrice pour former un élément conducteur 77 qui relie chaque électrode de cellule arrière

16-au plot conducteur associé 55 ' ou 55 " Ces modes de réa-

lisation diminuent avantageusement la complexité du disposi-

* tif d'affichage et augmentent l'uniformité d'affichage à laquelle on peut parvenir, à cause de la résolution élevée avec laquelle les électrodes de balayage de ligne et les plots conducteurs peuvent 8 tre formés sur la surface de l'élément

du type varistor, ou dans cet élément Cependant, si la cou-

che diélectrique 80 n'est pas suffisamment épaisse, ces modes de réalisation font apparattre une capacité supplémentaire et indésirable entre les diverses électrodes, en particulier celles qui sont formées dans l'élément du type varistor ou à

sa surface.

On vient de décrire en détail plusieurs modes de réalisation actuellement préférés du dispositif d'affichage à cristaux liquides perfectionné, du type multiplexé et à

commande par varistor, mais de nombreuses modifications ap-

parattront à l'homme de l'art Par exemple, on peut tout aus-

si bien appliquer respectivement les signaux de données et

les signaux de balayage aux électrodes de ligne et de colon-

ne, en fonction de l'utilisation finale désirée d'un disposi-

tif d'affichage particulier.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1 Dispositif d'affichage matriciel pouvant ttre multiplexé, du type comportant un' ensemble d'électrodes de

colonne ( 14) pratiquement parallèles et transparentes, al-

longées dans une première direction dans un premier plan; un ensemble d'électrodes de cellule arrière ( 16) coplanaires,

disposées en une matrice s'étendant à la fois dans la pre-

mière direction et dans une seconde direction, pratiquement

perpendiculaire à la première, dans un second plan parallè-

le au premier plan et situé à une certaine distance en ar-

rière du premier plan; un ensemble d'électrodes de ligne ( 35 ' > pratiquement parallèles, s'étendant dans la seconde direction, et avec une seule des électrodes de ligne associée à chaque ligne dans la seconde direction des électrodes de cellule arrière; un élément ( 25) en une matière non linéaire placé de façon pratiquement parallèle aux premier et second plans et sur lequel est définie une matrice de positions, chaque position formant un élément à résistance non linéaire

en correspondance avec chaque cellule de l'ensemble de cellu-

les d'affichage, chacune d'elles étant définie par l'une des électrodes de cellule arrière ( 16) dans la matrice, et la

matière non linéaire ayant une tension de claquage présélec-

tionnée au-dessous de laquelle il ne circule pratiquement aucun courant dans cette matière et au-dessus de laquelle un courant d'intensité notable peut traverser la matière,

avec une chute de tension aux bornes de l'élément pratique-

ment égale à la tension de claquage; des moyens ( 54, 72) destinés à coupler chaque position de matrice sur l'élément à celle des électrodes de cellule arrière ( 16) qui définit

pne cellule de matrice particulière et à l'électrode de li-

gne associée à cette cellule de matrice; une couche de ma-

tière optiquement active ( 18) positionnée entre les premier

et second plans et comportant une matrice de cellules d'af-

fichage, chacune d'elles étant définie dans cette couche par la coïncidence de l'une des électrodes de colonne ( 14) et de l'une des électrodes de cellule arrière ( 16), cette

couche de matière optiquement active absorbant ou transmet-

tant la lumière qui entre dans chaque cellule, selon que la

valeur de la tension entre les parties des électrodes de co-

lonne et des électrodes de cellule arrière qui définissent

cette cellule est respectivement inférieure ou au moins éga-

le à une valeur de tension présélectionnée, ce qui fait que chaque cellule de matrice absorbe la lumière qu'elle reçoit si la valeur d'une tension d'attaque totale appliquée entre

les électrodes de colonne et de ligne définissant cette cel-

lule est inférieure à la somme de la tension de claquage de

la matière non linéaire et de la valeur de tension présélec-

tionnée pour la couche de matière optiquement active ( 18), et chaque cellule de matrice réfléchit la lumière qu'elle

reçoit si la valeur de la tension d'attaque totale est supé-

rieure à la somme de la tension de claquage et de la valeur

de tension présélectionnée de la couche de matière optique-

ment active; et un ensemble d'électrodes auxiliaires ( 60) qui sont mutuellement espacées dans la première direction,

chacune de ces électrodes auxiliaires étant alignée avec.

une électrode de colonne associée et connectée électrique-

ment à cettd électrode, caractérisé en ce que: les diffé-

rentes-électrodes auxiliaires ( 60) sont espacées par rapport à l'élément en matière non linéaire ( 25); il existe au

moins une couche diélectrique épaisse ( 58, 50) qui est in-

tercalée, avec une première épaisseur, entre l'ensemble d'électrodes auxiliaires ( 60) et l'élément en matière non

linéaire ( 25); et il existe au moins une couche diélectri-

que mince ( 65) qui est intercalée entre l'ensemble d'électro-

des auxiliaires ( 60) et toutes les électrodes de cellule arrière ( 16) associées, et'qui établit une capacité entre chaque électrode auxiliaire et chaque électrode associée

parmi les électrodes de cellule arrière.

2 Dispositif d'affichage selon la revendication

1, caractérisé en ce que les différentes électrodes auxiliai-

res ( 60) sont coplanaires, dans un troisième plan pratique-

ment parallèle au second-plan.

3 Dispositif d'affichage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une seule couche diélectrique épaisse ( 80) est intercalée entre le troisième plan des électrodes

auxiliaires ( 60) et l'élément en matière non linéaire ( 25).

4 Dispositif d'affichage selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacune des électrodes de ligne ( 35 "') est une électrode en couche mince qui est formée sur une surface de l'élément en matière non linéaire ( 25) qui est la plus proche des électrodes de cellule arrière ( 16); et en ce qu'il comprend également un ensemble d'électrodes de

commande en couche mince ( 551 ')qui sont formées sur la sur-

face de l'élément non linéaire, chacune de ces électrodes de commande étant associée à une électrode de l'ensemble

d'électrodes de cellule arrière ( 16); et les moyens de cou-

plage de position de matrice comprennent un élément conduc-

teur ( 77) qui s'étend entre l'une des électrodes de cellule

arrière et l'électrode associée parmi les électrodes de com-

mande en couche mince, en établissant une connexion électri-

que entre les électrodes respectives.

Dispositif d'affichage selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque électrode auxiliaire ( 60) est traversée par un ensemble d'ouvertures ( 60 a), chaque ouverture étant alignée avec une électrode de ligne associée

d'électrodes de cellule arrière ( 16); et l'élément conduc-

teur ( 77) qui part d'une électrode de cellule arrière par-

ticulière traverse une ouverture d'électrode auxiliaire as-

sociée pour atteindre une électrode de commande associée (w'') 6 Dispositif d'affichage selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque électrode de ligne ( 35 ") est formée dans l'élément en matière non linéaire ( 25), en traversant une surface de cet élément qui est la plus proche de l'électrode de cellule arrière; et en ce qu'il comprend en outre un ensemble de plots conducteurs ( 55 ') qui sont formés dans l'élément non linéaire, en-traversant la surface de ce dernier, chaque plot se trouvant dans une position associée à l'une des électrodes de cellule arrière, en étant adjacent à l'électrode de ligne associée, mais isolé par rapport à cette dernière; et les moyens de couplage de position de matrice ( 77) comprennent un ensemble d'éléments

conducteurs, chacun d'eux s'étendant entre l'une des élec-

trodes de cellule arrière ( 16) et un plot associé parmi

l'ensemble de plots conducteurs ( 55 ').

-7 Dispositif d'affichage selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque électrode auxiliaire ( 60) comporte un ensemble d'ouvertures ( 60 a) qui la traversent en alignement avec l'une des électrodes de cellule arrière associées ( 16); et chaque élément conducteur ( 77) traverse

une ouverture d'électrode auxiliaire associée, entre l'élec-

trode de cellule arrière associée et le plot conducteur ( 55 ').

8 Dispositif d'affichage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les première et seconde couches diélectriques épaisses ( 50, 58) sont formées successivement entre l'élément en matière non linéaire ( 25) et le troisième plan occupé par l'ensemble d'électrodes auxiliaires ( 60);

et la frontière entre les première et seconde couches dié-

lectriques forme un quatrième plan dans lequel se trouve

pratiquement l'ensemble d'électrodes de ligne ( 35 ').

9 Dispositif d'affichage selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de couplage de position de matrice comprennent: des moyens ( 53) destinés à établir une connexion conductrice entre chaque électrode de ligne ( 35 ') et l'élément en matière non linéaire ( 25); et des moyens ( 72) destinés à établir une connexion conductrice entre l'élément en matière non linéaire et l'électrode de

cellule arrière associée ( 16).

10 Dispositif d'affichage selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque électrode auxiliaire ( 60) comporte un ensemble d'ouvertures ( 60 a) qui traversent cette électrode de façon que chaque ouverture soit alignée avec

une électrode de l'ensemble d'électrodes de cellule arrière;-

et chacun des moyens ( 72) qui connectent l'élément en matiè-

re non linéaire ( 25) à une électrode de ligne associée ( 35 ')

traverse une ouverture d'électrode auxiliaire associée.