FR2585167A1

FR2585167A1 - Structures conductrices redondantes pour affichages a cristaux liquides commandes par des transistors a effet de champ en couche mince

Info

Publication number: FR2585167A1
Application number: FR8610146A
Authority: FR
Inventors: Donald Earl Castleberry
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1985-07-19
Filing date: 1986-07-11
Publication date: 1987-01-23
Anticipated expiration: 2006-07-11
Also published as: EP0209113A2; DE3687488D1; USRE33829E; DE3687488T2; EP0209113B1; FR2585167B1; US4804953A; JPS6265017A; EP0209113A3

Abstract

DANS UN DISPOSITIF D'AFFICHAGE, UNE REDONDANCE EST ASSUREE POUR LES LIGNES DE DONNEES 32 ET DE GRILLE, POUR AMELIORER LA FIABILITE ET LE RENDEMENT. LES LIGNES DE DONNEES 32 SONT FABRIQUEES SELON UNE STRUCTURE MULTICOUCHE, COMPRENANT DES COUCHES CONDUCTRICES 32 PRENANT EN SANDWICH UNE BANDE ISOLANTE ETROITE 34. LA PRESENCE DE LA BANDE ISOLANTE 34 PERMET A LA LIGNE CONDUCTRICE SUPERIEURE D'ETRE FORMEE SANS PRESENTER DE SAUTS DE MARCHES. LES CONTACTS ENTRE LES COUCHES CONDUCTRICES SE FONT SELON LEUR LONGUEUR, DES DEUX COTES DE LA BANDE ISOLANTE.

Description

STRUCTURES CONDUCTRICES REDONDANTES POUR AFFICHAGES A CRISTAUX

LIQUIDES COMMANDES PAR DES TRANSISTORS A EFFET DE CHAMP

EN COUCHE MINCE

La présente invention concerne de façon générale la fabrication de dispositifs d'affichage à cristaux liquides. Plus particulièrement, la présente invention concerne des structures conductrices redondantes munies de lignes d'adressage en X et en Y dans des dispositifs d'affichage à cristaux liquides (LCD). Un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprend typiquement une paire de panneaux plats pouvant être scellés l'un à l'autre pour contenir une certaine quantité de matériau de cristaux liquides. Ces matériaux de cristaux liquides tombent typiquement dans deux catégories: des colorants de type dichroique dans un système additif/h8te ou des matériaux nématiques hélicoïdaux. Les panneaux plats possèdent de façon générale un matériau d'électrode transparent disposé sur leurs surfaces internes selon des motifs prédéterminés. Un panneau est souvent complètement recouvert d'une électrode transparente unique dite "plan de masse". Le panneau opposé présente une configuration en réseau d'électrodes transparentes appelées ici électrodes d'éléments d'image ("pixels"). Ainsi, une cellule typique d'un affichage à cristaux liquides comprend un matériau de cristaux liquides disposé entre une électrode de pixels et une électrode de masse formant en fait une structure analogue à un condensateur

disposées entre des panneaux transparents avant et arrière.

Toutefois, de façon générale, la transparence est seulement requise pour l'un des deux panneaux et les électrodes qui y sont

disposées.

En fonctionnement, l'orientation du matériau de cris-

taux liquides est affectée par des tensions appliquées aux bornes des électrodes de part et d'autre du matériau de cristaux liquides. Typiquement, une tension appliquée à l'électrode de pixels entraine un changement des propriétés optiques du matériau de cristaux liquides. Ce changement optique entraîne l'affichage des informations sur l'écran d'affichage à cristaux liquides (LCD). Dans des dispositifs classiques de montre numérique et dans de nouveaux écrans LCD utilisés dans des récepteurs de télévision miniaturisés, l'effet visuel est classiquement produit par des variations de lumière réfléchie. Toutefois, l'utilisation de

panneaux transparents avant et arrière et d'électrodes transparen-

tes permet aussi à des effets visuels d'être produits par effets de transmission. Ces effets de transmission peuvent être facilités par des sources lumineuses alimentées séparément pour l'affichage, comprenant des dispositifs du type à fluorescence. Des écrans d'affichage LCD peuvent également être utilisés pour produire des images couleur par incorporation de mosaiques de filtres colorés en alignement avec le réseau d'électrodes de pixels. Certaines de ces structures peuvent utiliser des filtres à polarisation pour

renforcer ou fournir l'effet visuel souhaité.

Divers mécanismes électriques sont utilisés pour rendre actifs et inactifs séquentiellement des éléments de pixels individuels dans un affichage LCD. Par exemple, des dispostifs de

varistance à oxydes métalliques ont été utilisés dans ce but.

Toutefois, l'utilisation d'éléments commutateurs à semiconducteur en couche mince est plus appropriée ici. En particulier, un élément de commutation préféré comprend un transistor à effet de champ (FET) en couche mince. Ces dispositifs sont préférés dans des affichages LCD du fait que leur dimension peut être très petite, du fait de leur faible consommation de puissance, de leurs vitesses de commutation, de leur facilité de fabrication et de

leur compatibilité avec des structures LCD classiques.

Les éléments d'image ou pixels dans un affichage LCD sont typiquement disposés selon un réseau rectangulaire de rangées et de colonnes. Chaque électrode de pixels est associée à son propre dispositif de commutation FET. Chaque dispositif de commutation est connecté à une ligne de données et à une ligne de grilles. Des signaux électriques appliqués simultanément à chacune de ces lignes permettent à chaque pixel d'être adressé de façon indépendante. En conséquence, l'affichage LCD est typiquement muni d'un ensemble de lignes de données parallèles qui peuvent être amenées à adresser des cellules dans une direction horizontale ou x. De même, des lignes de grilles sont prévues pour accéder aux cellules dans une direction verticale ou y. En fonctionnement, l'image sur le dispositif LCD peut être rafraichie à une fréquence

qui est typiquement d'environ 50 ou 60 Hz.

Plus particulièrement, des affichages matriciels à cristaux liquides adressés par des transistors -à effet de champ (FET) à silicium amorphe fournissent un procédé attractif pour obtenir des affichages du type de télévision à panneau plat et à fort contraste. De façon idéale, dans un dispositif LCD adressé par FET, quand le FET est rendu passant, le "condensateur à cristaux liquides" se charge jusqu'à la tension de la ligne de données ou de source. Quand le FET est bloqué, la tension

de données est mémorisée sur le condensateur à cristaux liquides.

On s'intéressera plus particulièrement maintenant à certains problèmes survenant dans des dispositifs d'affichage LCD

qui sont résolus par la mise en oeuvre de la présente invention.

En particulier dans des affichages à cristaux liquides commandés par des FET en couche mince, les lignes d'adresse horizontales et verticales (c'est-à-dire les lignes de grilles et les lignes de données) doivent toutes être continues. Par exemple, dans un affichage comprenant une matrice de 400 x 400 cellules de pixels avec une résolution de 4 lignes par mm (100 lignes par pouce) la longueur totale des lignes d'adresses est d'environ 100 000 mm. La largeur des lignes doit être inférieure à environ dix micomètres pour maintenir un pourcentage relativement élevé de zones de cellules actives dans l'affichage. Lors de la fabrication de ces dispositifs, des défauts peuvent survenir à plusieurs étapes de fabrication. Ces défauts peuvent survenir par suite de la présence de poussières ou de saletés interférant avec un dépot métallique ou nuisant à l'adhérence, de défauts dans les motifs de résine utilisés pour attaquer les lignes métalliques, de rayures, etc. En outre, les défauts dans ces lignes peuvent résulter de recouvrementsde marches insatisfaisants. Ceci survient dans le cas o les lignes métalliques doivent traverser une structure de paroi à front vertical ou presque vertical, par exemple dans une couche isolante attaquée. Ces marches surviennent typiquement en des points du dispositif ou des lignes horizontales et verticales se croisent. Lors de la fabrication des circuits intégrés, la probabilité typique de défauts de ligne ouverte pour des lignes de cette largeur est de l'ordre de 10-5 par mm. Il est en conséquence

clair que des procédés pour réduire la probabilité de lignes d'ad-

ressage ouvertes en x et en y et des procédés pour augmenter le

rendement d'un dispositif LCD sont souhaités.

Selon un mode de réalisation particulier de la présente invention, un affichage à cristaux liquides comprend une paire de substrats plans dont au moins un est transparent. Une certaine quantité de matériau de cristaux liquides est disposée et contenue entre les substrats. Un réseau d'électrodes de pixels est disposé sur au moins un des substrats. Au moins une électrode de plan de masse est disposée sur l'autre substrat de sorte que le matériau de cristaux liquides est disposé entre les électrodes de pixels et toute électrode de plan de masse. Ou bien le réseau d'électrodes de pixels comprend un matériau transparent ou bien la

ou les électrodes de plan de masse comprend un matériau transpa-

rent. Dans un mode de réalisation par transmission de la présente invention, les deux substrats, à savoir l'électrode de plan de masse et le réseau d'électrodes de pixels comprennent un matériau conducteur transparent tel que de l'oxyde d'indium-étain (ITO). Un réseau d'éléments de commutation à semiconducteur est associé à chaque électrode de pixels. Un ensemble de lignes de données électriquement conductrices et un ensemble de lignes de grilles électriquement conductrices sont prévus et ont une configuration relative par rapport aux éléments de commutation telle que des tensions apparaissant sur une ligne de données sont appliquées

pour choisir des électrodes de pixels.

De façon plus spécifique à la présente invention, les éléments de commutation à semiconducteur comprennent de préférence des transistors à effet de champ en couche mince. En outre, les lignes de données présentent une structure multicouche s'étendant sur au moins une partie de leur longueur avec au moins deux de ces couches comprenant un matériau conducteur en contact électrique sur une partie de leur longueur. Cette structure assure une redondance allant jusqu'à 90% sur la longueur des lignes de données. Dans un mode de réalisation particulier de la présente invention, les lignes de données comprennent une structure à trois couches, la couche intermédiaire comprenant le même matériau isolant que l'isolement de grille du FET. La première couche de métal de la ligne de données est de préférence déposée en même temps que le métal de grille. En conséquence, ce motif métallique est incorporé dans le motif du masque de métal de grille. La seconde couche conductrice ou couche supérieure comprend un métal déposé en même temps que le métal de source et de drain des commutateurs FET. La présence de la couche isolante et sa configuration permettent à la couche de ligne de données supérieure d'être appliquée sans croisement à marche raide aux croisements de lignes de grilles. Un contact électrique est établi entre les couches conductrices dans les lignes de données des deux côtés d'une bande étroite dans la couche d'isolement. Alors qu'un contact est établi selon une structure en marche, la longueur de ce palier est beaucoup plus longue, assurant ainsi un contact au moins quelque part sur sa longueur. De cette façon, une structure de lignes de données redondantes est obtenue. De façon similaire, dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, une redondance de la couche de lignes de grilles est également assurée. Cependant, dans ce cas, il n'est pas nécessaire, d'utiliser une couche isolante intermédiare. On notera également que les rôles des lignes de données et des lignes de grilles peuvent être inversés en modifiant les connexions électriques de

l'élément de commutation.

En conséquence, un objet de la présente invention est de prévoir un mécanisme et une structure pour des lignes de grilles de données redondantes dans des dispositifs d'affichage à

cristaux liquides.

Un autre objet de la présente invention est de prévoir

des dsipositifs d'affichage LCD présentant une plus grande sureté.

Enfin, mais pas de façon limitative, un autre objet de la présente invention est de prévoir une structure de dispositif LCD améliorée qui soit facilement fabricable et qui assure un

rendement de fabrication accru.

Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail

dans la description suivante de modes de réalisation particuliers

faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: La figure 1 est une vue latérale en coupe d'un FET en couche mince; La figure 2 est une vue - en coupe d'une partie d'un mode de réalisation de la présente invention dans laquelle une structure de ligne de données partiellement redondante à trois couches est utilisée; La figure 3A est une vue de dessus illustrant un motif

métallique de grille utilisé dans un mode de réalisation particu-

lier de la présente invention; La figure 3B est une vue de dessus illustrant un motif d'isolement de grille et de silicium actif faisant partie d'un FET en couche mince; La figure 3C est une vue de dessus illustrant un motif métallique pour des électrodes de source et de drain et des lignes de données; La figure 3D est une vue de dessus illustrant un motif de matériau d'électrode de pixel au voisinage d'un dispositif de commutation à semiconducteur en couche mince; La figure 4 est une vue de dessus illustrant une partie d'un dispositif LCD formé selon la présente invention; La figure 5 est une vue de dessus représentant une partie agrandie de la figure 5; La figure 6 est un diagramme schématique illustrant un modèle électrique de dispositifs de commutation à semiconducteur

associés à chaque électrode de pixels.

La figure 1 illustre, en coupe, un FET en couehe mince classique utilisé dans des dispositifs LCD. En particulier, un substrat 20 comprend typiquement un matériau transparent tel que du verre. Selon des procédés classiques de photolithogravure, une électrode de grilles métallique 21 est fixée à ce substrat. Une couche- localisée de matériau isolant 24, tel que du nitrure de silicium est ensuite typiquement déposée de façon à recouvrir l'électrode de grilles 21 et à s'étendre sur une certaine distance de part et d'autre de celle-ci. Une couche active de silicium amorphe (silicium a) est alors typiquement appliquée et dopée par des dopants de polarité appropriée pour produire une région de canal dans laquelle la circulation de courant est commandée par des signaux électriques appliqués à l'électrode de grilles. De façon similaire, des électrodes de source et de drain 22 et 23, respectivement, sont déposées en utilisant des procédés de photolithogravure pour achever la formation d'un disposif FET en couche mince. On notera toutefois que l'opacité du matériau de

grille 21 ne constitue pas une limitation notable pour l'observa-

tion puisque l'électrode de grilles peut avoir une épaisseur d'environ seulement 10 microns et est pratiquement invisible pour l'utilisateur. Au contraire, les électrodes de pixels sont de beaucoup les éléments les plus grands dans une cellule de dispositif LCD. Les électrodes de pixels ont une surface d'environ

6,25 mm2 (0,01 pouce carré).

La figure 2 aidera plus particulièrement à comprendre la présente invention. En particulier, la figure 2 est une vue en coupe d'une partie de la figure 5 qui sera décrite plus en détail ci-après. La partie supérieure de la figure 2 est représentée en pointillés puisque ses structures sont, strictement parlant, non produites par les motifs de masque des figures'3A à 3D. Ces motifs de masque sont typiquement utilisés pour produire seulement un côté des substrats ou panneaux qui forment les constituants essentiels d'un dispositif LCD. Comme ci-dessus, les substrats 20

et 30 peuvent typiquement comprendre un matériau transparent.

Egalement, comme ci-dessus, le plan de masse 38 et les électrodes

de pixels 39 sont disposés sur les substrats 30 et 20, respective-

ment. Ces électrodes peuvent comprendre un matériau conducteur transparent. La structure de la ligne de données, qui comprend des lignes de données 32 et un matériau isolant 34, est plus spécifique à la présente invention. On peut voir que la première couche conductrice et la troisième couche conductrice, toutes deux désignées par la référence numérique 32, sont en contact

électrique le long des deux bords d'une bande isolante étroite 34.

La première couche de ligne de données conductrice est de préférence fabriquée lors de la même étape de processus que les électrodes de grilles des éléments de commutation FET. La seconde couche isolante 34 est de préférence fabriquée lors de la même étape du processus que le matériau d'isolement de grille. La troisième couche conductrice dans la structure de lignes de données est de préférence fabriquée lors de la même étape de processus que la fabrication des métallisations de source et de drain. La présence de la couche isolante 34 permet à la troisième couche de ligne de données conductrice ou couche supérieure de croiser des lignes de grilles, dont elle est isolée, sans former de discontinuités de marches qui tendent à réduire la fiabilité du circuit. En outre, la première ligne conductrice ou ligne inférieure est en contact avec la ligne conductrice supérieure et assure une connexion de circuit redondante sur environ 90% de la longueur de chaque ligne de données. La ligne de données

inférieure 32 est toutefois munie d'intervalles pour permettre le -

passage des conducteurs de lignes de grilles. Alors qu'il apparaît qu'un saut de marche plus long est maintenant requis pour établir le contact entre les couches conductrices dans la ligne de données, ceci ne constitue en fait pas un problème puisque la bande de matériau isolant 34 de la figure 2 est relativement étroite puisqu'un contact électrique est maintenant possible sur

toute la longueur du conducteur de ligne de données inférieur.

Les figures 3A à 3E sont des motifs topographiques utilisables pour la fabrication de la présente invention. La figure 3A représente un motif de métal de grille et de ligne d'excitation de grille horizontale associée 31. Une échelle est indiquée à titre de référence. En outre, la figure 3A montre la présence d'une ligne de données redondante 32. Ces lignes sont redondantes en ce qu'elles ne forment pas un circuit électrique complet dans la couche représentée, mais au lieu de cela dupliquent partiellement des trajets de lignes de données qui sont achevés dans leur ensemble dans une autre couche telle que représentée en figure 3C. Néanmoins, une connexion est prévue pour achever le circuit de ligne de données, comme cela est représentée en figure 3C. La couche de métallisation représentée en figure 3A est opaque de façon à empêcher la lumière d'atteindre les régions de canal à partir d'un côté de l'affichage. Les régions de canal sont formées au-dessus de la surface rectangulaire importante représentée en figure 3A. Une pastille métallique 36 est également représentée dans la couche de la figure 3A. La pastille 36 facilite les connexions électriques entre le drain du dispositif

et l'électrode de pixels.

Après formation de la couche de métallisation de la figure 3A sur un substrat opaque ou un substrat transparent tel que du verre, le motif de la figure 3B est utilisé pour le dépôt de couches isolantes et semiconductrices. En particulier, une couche de nitrure de silicium ou autre matériau isolant est déposée selon la configuration représentée en figure 3B. Le motif

de matériau isolant représenté en figure 3B sert à plusieurs buts.

D'abord, ce motif constitue un matériau d'isolement de grille pour des dispositifs FET en couche mince. Deuxièmement, cette couche isolante est disposée de façon à isoler électriquement les lignes de grille des lignes de données. Enfin, on notera que les parties verticales s'étendant vers le haut et vers le bas par rapport à la région en débordement central de la figure 3B recouvrent les lignes de données 32 représentées en figure 3A. Toutefois, on notera que la couche isolante de la figure 3B est plus étroite que la ligne de données 32 de la figure 3A. Ceci permet la formation

d'une ligne de données partiellement redondante telle que représen-

tée en figure 3C. Comme la largeur de la couche isolante 34 en figure 3B est plus étroite, un contact électrique est ainsi autorisé entre les conducteurs de lignes de données représentés en figure 3A et les conducteurs de lignes de données complets représentés en figure 3C qui sont tous deux désignés par la référence numérique 32. La figure 2 est une vue en coupe de la

structure résultante.

Comme cela a été souligné ci-dessus, le motif de la

figure 3B est utilisé pour servir à une fonction supplémentaire.

En particulier, il sert de motif pour le dépôt d'une ou plusieurs

couches de matériau semiconducteur. En particulier, il est préfé-

rable d'utiliser une couche triple ayant la configuration représen-

tée en figure 3B. Dans ce cas, la couche la plus inférieure (c'est-à-dire la première) comprend du nitrure de silicium, la couche suivante comprend du silicium a et la couche suivante comprend du silicium a dopé par un matériau lui conférant un type de conductivité N+. Ces couches sont formées en utilisant un

traitement de FET en couche mince classique.

La couche suivante appliquée au substrat est une couche de métallisation ayant la configuration représentée en figure 3C. En particulier, des parties en forme de doigts 32a, 32b, s'étendent à partir de la ligne de données 32. Ces parties en saillie forment les électrodes de source d'un FET. Un motif de métallisation 33 fournit une électrode de drain commune pour le FET formé. Cette électrode de drain est finalement connectée à une électrode de pixels 39 représentée en figures 2, 6 et 3D. Elle est également en contact avec la pastille 36 de la figure 3A. La ligne de données 32 est connectée aux électrodes de source 32a et 32b et, en outre, en raison de la largeur plus étroite de la couche d'isolement de la figure 3B, la ligne de données 32 est en contact avec la ligne de données partiellement redondante portant la même référence numérique dans la couche de la figure 3A. Ceci fournit une structure redondante pour accroître la sécurité de l'affichage. On notera également que la ligne de grilles 31 est munie d'une métallisation renforcée à partir de la couche de la figure 3C, à nouveau pour assurer une augmentation de la sécurité d'affichage. La couche suivante à appliquer est la couche des motifs d'électrodes de pixels. Les électrodes de pixels doivent

nécessairement comprendre un matériau électriquement conducteur.

Toutefois, selon la nature particulière du dispositif LCD, le

matériau électriquement conducteur peut être transparent ou non.

Toutefois, pour la transparence, de l'oxyde d'indium-étain est de préférence utilisé dans ce but. En conséquence, bien que les électrodes de pixels 39 comprennent un matériau électriquement conducteur, elles sont hachurées comme du verre dans les figures pour suggérer ainsi leur nature éventuellement transparente. Il est bien sûr requis que, ou bien les électrodes de plan de masse, ou bien les électrodes de pixels, ou bien les deux, comprennent un matériau transparent. Si elles sont toutes deux opaques, l'objet de l'affichage n'est pas atteint. En considérant encore les électrodes de pixels, on notera que la figure 3D illustre la présence de quatre telles électrodes de pixels. Toutefois, le commutateur à semiconducteur est en fait associé à l'électrode de

pixel se trouvant dans le coin inférieur droit de la figure 3D.

Cette électrode de pixel est en contact électrique avec la

pastille métallique (drain) 33 de la figure 3C.

La figure 4 représente une vue agrandie d'une cellule de pixel unique et de parties des cellules qui l'entourent. Les lignes de grilles associées à la cellule sont représentées comme s'étendant dans la direction horizontale. Les lignes de données associées à la cellule sont représentées comme s'étendant dans une direction verticale. On notera toutefois que l'orientation

relative de ces lignes n'est pas fixée et que d'autres configura-

tions pourraient être utilisées dans lesquelles les râles des horizontales et des verticales seraient inversés. En outre, chaque cellule de pixel est représentée comme étant associée uniquement à une ligne de données et à une ligne de grilles choisies. Chaque cellule de pixel est représentée comme comprenant une électrode de

pixels et son dispositif de commutation à semiconducteur associé.

La structure représentée en figure 4 comprend typiquement une face d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides. L'autre face comprend typiquement une électrode de plan de masse disposée sur un substrat transparent. Le matériau de cristaux liquides est disposé entre les électrodes de pixel et la ou les électrodes du plan de masse. Alors que les cellules de pixels représentées en figure t sont carrées, il est également possible d'utiliser des cellules de différentes formes ou dimensions. De même, alors que les lignes de données et les lignes de grilles sont représentées comme s'étendant dans les directions horizontale et verticale, il est également possible d'utiliser des lignes de données disposées

de façon à ressembler plus à des systèmes de coordonnées obliques.

La figure 5 est une vue détaillée de la structure qui résulte des étapes de fabrication réalisées en utilisant les motifs représentés en figure 3A3D. La figure 5 constitue une vue d'ensemble de la structure résultante et sert à décrire plus particulièrement les relations structurelles intercouches. La figure 5 doit également être remarquée en ce qui concerne la, présence de la ligne de coupe 2 se référant plus particulièrement à la figure 2 qui représente la vue en coupe d'une ligne de

données typique.

La figure 6 constitue une représentation électrique schématique d'une cellule de pixel unique. En particulier, un symbole de condensateur avec une plaque supérieure 39 et une plaque inférieure 38 est utilisé pour représenter et suggérer la partie de condensateur de la cellule. La plaque inférieure 38 comprend typiquement l'électrode de plan de masse et la plaque supérieure 39 comprend typiquement les électrodes de pixels

individuelles. Les électrodes de pixels sont connectées électrique-

ment au drain 33 du FET avec des électrodes de grille 31 et de source 32a et 32b. Les lignes de grilles et les lignes de données sont telles que représentées en figure 6. Il faut toutefois noter que l'on se réfère ici aux électrodes de source et de drain uniquement à titre d'exemple. Comme cela est bien connu dans la technique, les dispositifs FET présentent souvent des symétries dans lesquelles les désignations source et drain existent

258516 7

seulement par commodité ou par suite des connexions externes du dispositif. Il est également possible de fabriquer des dispositifs d'affichage à cristaux liquides qui affichent des images en couleur plutôt que des images monochromes. Dans de tels disposi- tifs, un filtre couleur en mosaique est usuellement utilisé. Ce filtre couleur est de préférence posé au-dessus de l'électrode de plan de masse. Selon la présente invention, il est également

possible de disposer le matériau d'écartement sur ce filtre.

Toutefois ceci constitue un agencement moins souhaitable pour la raison que la couche de filtre couleur doit être alignée avec précision par rapport au réseau de transistors en couche mince et

les électrodes de pixels associés.

Comme cela a été indiqué ci-dessus, différents types de matériau de cristaux liquides peuvent être utilisés selon la présente invention. Dans le cas ou des matériaux nématiques à torsion sont utilisés, une paire de polariseurs est également requise. Ces polariseurs sont typiquement disposés à l'extérieur des parois des dispositifs LCD qui contiennent le matériau de cristaux liquides. Dans les dispositifs LCD utilisant des colorants dichroiques (systèmes additif/hâte) des paires de

polariseurs ne sont plus nécessaires. Dans ces modes de réalisa-

tion, des systèmes ou bien à polariseur unique ou bien sans

polariseur du tout peuvent être utilisés.

Ainsi, à partir de ce qui précède, on peut noter que l'affichage à cristaux liquides selon la présente invention assure des performancesd'affichage et des rendements de fabrication améliorés et est compatible avec les procédés de fabrication de dispositifs LCD habituellement utilisés. On peut voir aussi que la présente invention facilite la formation d'images complètes à

haute qualité et fort contraste, même des images couleur.

Alors que la présente invention a été décrite ici en détail en relation avec certains modes de réalisation particuliers, de nombreuses modifications et variantes peuvent être apportées par l'homme de l'art. Ainsi, il est entendu que les

revendications ci-après couvrent de telles modifications et

variantes qui tombent dans le domaine et l'esprit de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'affichage à cristaux liquides compre-

nant: une paire de substrats plans (30,32) dont au moins un est transparent; une quantité de matériau de cristaux liquides (50) disposé et contenu entre les substrats; un réseau d'électrodes de pixels (39) disposé sur l'un au moins des substrats; au moins une électrode de plan de masse (38) disposée sur l'autre substrat, de sorte que le matériau de cristaux liquides est disposé entre les électrodes de pixels et les électrodes de plan de masse, au moins une des électrodes de plan de masse et du réseau d'électrodes de pixels étant transparente; un réseau d'éléments de commutation à transistors à effet de champ en couche mince associés aux électrodes de pixels; caractérisé en ce qu'il comprend en outre: un ensemble de lignes de données (32) électriquement conductrices, ces lignes de données ayant une structure multicouche s'étendant sur au moins une partie de leur longueur, deux au moins de ces couches comprenant un matériau conducteur en contact électrique sur une portion de leurs longueurs; et un ensemble de lignes de grilles (31) électriquement conductrices, les éléments de commutation, les lignes de données et les lignes de grilles étant électriquement connectés pour permettre à une tension apparaissant sur les lignes de données d'être appliquée à des électrodes de pixels choisies en relation avec les signaux présents sur les lignes de grilles;

2. Affichage à cristaux liquides comprenant: une paire de substrats plans (30,32) dont au moins un est transparent; une quantité de matériau de cristaux liquides (50) disposé et contenu entre les substrats; un réseau d'électrodes de pixels (39) disposé sur l'un au moins des substrats; au moins une électrode de plan de masse (38) disposée sur l'autre substrat, de sorte que le matériau de cristaux liquides est disposé entre les électrodes de pixels et les électrodes de plan de masse, au moins une des électrodes de plan de masse et du réseau d'électrodes de pixels étant transparente; un réseau d'éléments de commutation à transistors à effet de champ en couche mince associés aux électrodes de pixels; caractérisé en ce que ces éléments de commutation à transistor comprennent des électrodes de source et de drain, au moins l'une des électrodes présentant des parties en saillie multiples; et en ce qu'il comprend en outre: un ensemble de lignes de données électriquement conductrices, ces lignes de données présentant une structure multicouche s'étendant sur au moins une partie de leur longueur, au moins deux de ces couches comprenant un matériau conducteur en contact électrique sur une partie de leur longueur; et un ensemble de lignes de grilles (31) électriquement conductrices, les éléments de commutation, les lignes de données et les lignes de grilles étant électriquement connectés pour permettre à une tension apparaissant sur les lignes de données d'être appliquée à des électrodes de pixels choisies en relation avec les signaux présents sur les lignes de grilles;

3. Affichage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments de commutation comprennent une eouche de métal de grille, une couche d'isolement de grille et des motifs distincts de source et de drain dans une couche métallique

recouvrant la couche d'isolement de grille.

4. Affichage selon la revendication 3, caractérisé en

ce que la structure multicouche comprend trois couches.

5. Affichage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les lignes de données comprennent une première couche

conductrice formée en même temps que la couche de métal de grille.

6. Affichage selon la revendication 5, dans lequel la

2585 1 67

premiere couche de ligne de données comprend des intervalles à

travers lesquels passent les lignes de grilles.

7. Affichage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les lignes de données oomprennent une seconde couche isolante formée dans la même couche que l'isolement de grille.

8. Affichage selon la revendication 7, caractérisé en ce que la seconde couche isolante s'étend en travers des lignes de grilles, d'o il résulte que des couches conductrices de lignes de données supplémentaires croisent les lignes de grilles sans

traverser des sauts de marche verticaux.

9. Affichage selon la revendication 8, caractérisé en ce que les lignes de données comprennent une troisième couche

conductrice sensiblement continue disposée sur la couche isolante.

10. Affichage selon la revendication 8, caractérisé en ce que les lignes de données comprennent une troisième couche conductrice sensiblement continue formée dans la même couche que

les motifs métalliques de source et de drain.

11. Affichage selon la revendication 8, caractérisé en ce que les lignes de données comprennent une troisième couche conductrice sensiblement continue en contact avec la première

couche conductrice.

12. Affichage selon la revendication 11, caractérisé en ce que le contact est établi de part et d'autre de la couche isolante.

13. Affichage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les lignes de grilles comprennent les première et seconde

couches conductrices.

14. Affichage selon la revendication 13, caractérisé en ce que les lignes de grilles comprennent un matériau conducteur dans la première couche se trouvant dans la même couche que le métal de grille, le second matériau conducteur en couche étant appliqué selon la même couche que les motifs de source et de drain.

15. Affichage selon la revendication 13, dans lequel la seconde couche des lignes de grilles comprend des intervalles

au travers desquels passent des lignes de données.

16. Affichage selon la revendication 13, caractérisé en ce que la première couche des lignes de grilles est

sensiblement continue.

17. Affichage selon la revendication 1 ou 2, caractéri- sé en ce que les lignes de grilles électriquement conductrices, les éléments de commutation et les lignes de données sont électriquement connectés de façon à inverser le rôle des lignes de grilles et des lignes de données par rapport à leurs extensions

dans les sens horizontaux et verticaux.

18. Affichage selon la revendication 1 ou 2, caractéri-

sé en ce que les éléments de commutation comprennent des

transistors à effet de champ à silicium amorphe.

19. Affichage à cristaux liquides comprenant: une paire de substrats plans (30,32) dont au moins un est transparent; une quantité de matériau de cristaux liquides (50) disposé et contenu entre les substrats; un réseau d'électrodes de pixels (39) disposé sur l'un au moins des substrats; au moins une électrode de plan de masse (38) disposée sur l'autre substrat, de sorte que le matériau de cristaux liquides est disposé entre les électrodes de pixels et les électrodes de plan de masse, au moins une des électrodes de plan de masse et du réseau d'électrodes de pixels étant transparente; un réseau d'éléments de commutation à transistors à effet de champ en couche mince associés aux électrodes de pixels; caractérisé en ce que ces éléments de commutation à transistor comprennent des électrodes de source et de drain, au moins une de ces électrodes présentant des projections multiples en forme de doigt; un ensemble de lignes de données électriquement conductrices; et un ensemble de lignes de grilles (31) électriquement conductrices, les éléments de commutation, les lignes de données et les lignes de grilles étant électriquement connectés pour permettre à une tension apparaissant sur les lignes de données d'être appliquée à des électrodes de pixels choisies en relation

avec les signaux présents sur les lignes de grilles.

20. Affichage selon la revendication 18, caractérisé en ce que les éléments de commutation à transistor à effet de champ en couche mince comprennent des transistors en silicium amorphe.