FR2700051A1 - Matrice active pour affichages à cristaux liquides. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une matrice active pour des affichages à cristaux liquides comportant plusieurs éléments d'image, plusieurs bus d'adresses (1-1, 1-2, 1-3,..., 1-n, 1-(n+1)), et plusieurs bus de données (2-1, 2-2, 2-3,..., 2-m, 2-(m+1)) perpendiculaires aux bus d'adresses. Chaque élément d'image comprend au moins une électrode d'affichage (3); un premier moyen de commutation (4) monté entre l'électrode d'affichage (3) et un premier bus parmi les bus d'adresses (1-1, 1-2, 1-3,..., 1-n, 1-(n+1)) et un premier bus parmi les bus de données (2-1, 2-2, 2-3,..., 2-m, 2-(m+1)); et un second moyen de commutation (5') monté entre l'électrode d'affichage (3) et un second bus parmi les bus d'adresses (1-1, 1-2, 1-3,..., 1-n, 1-(n+1)) et un second bus parmi les bus de données (2-1, 2-2, 2-3, 2-m, 2- (m+1)), le second moyen de commutation (5') comportant un moyen (5", 6) destiné à empêcher l'électrode d'affichage (3) de se décharger à chaque fois que le second bus de données devient défectueux.
Description
Matrice active pour affichages à cristaux liquides La présente invention
concerne, d'une manière générale, des affichages à cristaux liquides pourvus de matrices actives et, plus particulièrement, des affichages à cristaux
liquides comportant des éléments de matrice redondants.
La demande en faveur d'affichages à cristaux liquides (désignés ci- après "LCD") pour des matériels vidéo,
informatiques et de télévision a considérablement augmenté.
Pour augmenter la qualité de l'image, on obtient habituellement une grande fiabilité de fonctionnement du LCD à matrice active en prévoyant une redondance des éléments de
matrice de l'affichage.
On connaît un LCD à matrice active comportant plusieurs éléments d'image formés sur un substrat isolant dans une matrice de N rangées et m colonnes perpendiculaires les unes aux autres Voir, par exemple, la demande de brevet japonais publiée avant examen N O 60-192369, HO O L 29/78 En référence à la figure 1, chaque élément d'image de la matrice comprend une électrode d'affichage 3 et un élément de commutation, tel
qu'un transistor de commutation à films minces "TFT" 4.
Plus précisément, le LCD à matrice active comprend plusieurs bus d'adresses 1-1, 1-2, 1-3,, 1-n dont chacun correspond à une rangée respective des éléments d'image, et plusieurs bus de données 2-1, 2-2, 2-3,, 2-m perpendiculaires aux bus d'adresses, chaque bus de données
correspondant à une colonne respective des éléments d'image.
L'électrode d'affichage 3 de chaque élément d'image est reliée aux bus d'adresses et de données respectifs par l'intermédiaire du TFT 4 Des signaux de balayage sont appliqués aux bus d'adresses; des signaux vidéo sont appliqués aux bus de données Une grille G de chaque TFT 4 est reliée au bus d'adresses correspondant; un drain D est relié au bus de données correspondant; une source S est
reliée à l'électrode d'affichage 3.
Un LCD à matrice active de ce type présente des inconvénients qui se traduisent par une faible fiabilité de fonctionnement, en ce sens que, si un transistor de commutation défectueux provoque la défaillance du seul élément d'image contenant ce transistor défectueux, la présence de défauts (coupure de ligne, par exemple) dans le bus d'adresses ou le bus de données provoque la défaillance de tous les éléments d'image reliés à ce bus d'adresses ou à
ce bus de données défectueux.
On a tenté de remédier à ces inconvénients Voir la demande de brevet no 2 582 431 GO 9 F 3/20, par exemple Ces tentatives prévoient une redondance des éléments de matrice du LCD à matrice active En référence à la figure 2, chaque élément d'image comprend maintenant deux éléments de commutation, c'est-à-dire des premier et second transistors de commutation TFT 4, 5 situés à proximité de l'électrode
d'affichage 3 et au niveau de côtés opposés de celle-ci.
Dans cette configuration, l'électrode d'affichage 3 est reliée à deux séries de bus d'adresses et de données par l'intermédiaire de deux éléments de commutation Le premier TFT 4 est monté entre l'électrode d'affichage 3 et une première série de bus d'adresses et de données (c'est-à-dire 1-1 et 2-m, respectivement), tandis que le second TFT 5 est monté entre l'électrode d'affichage 3 et une seconde série de bus d'adresses et de données (c'est-à-dire 1-2 et 2-(m+l), respectivement). Dans une structure de LCD à matrice active de ce type, si l'un quelconque des TFT 4, 5 de l'élément d'image devient défectueux, il ne provoque pas la défaillance de l'élément d'image car les signaux peuvent toujours être fournis à l'électrode d'affichage par l'intermédiaire de l'autre TFT non défectueux En outre, le TFT défectueux peut être séparé de la matrice à l'aide d'un faisceaux laser, d'un traitement mécanique ou d'une attaque chimique Qui plus est, si l'un quelconque des deux bus d'adresses adjacents à l'élément d'image devient défectueux, le fonctionnement de l'élément d'image n'est pas affecté car le signal de balayage (ou d'adresse) peut continuer à être fourni à l'électrode d'affichage par l'intermédiaire de l'autre bus d'adresses non défectueux Toutefois, le LCD à matrice active ci-dessus a comme inconvénient que, si l'un quelconque des bus de données devient défectueux, le fonctionnement de tous les éléments d'image reliés à ce bus de données défectueux est affecté car il n'existe pas de trajet de remplacement pour le signal vidéo qui, sinon, serait fourni à l'électrode d'affichage par
l'intermédiaire du bus de données non défectueux.
En référence à la figure 2, supposons qu'un signal de balayage est appliqué à un premier bus d'adresses 1-1 et que, pendant ce temps, l'électrode d'affichage 3 est reliée, par
l'intermédiaire du TFT 4, à un premier bus de données 2-m.
L'électrode d'affichage 3 va alors être chargée à la tension
du signal vidéo appliqué au premier bus de données 2-m.
Supposons également qu'un second signal de balayage est ensuite appliqué à un second bus d'adresses 1-2 et que, pendant ce temps, l'électrode d'affichage 3 est reliée, par l'intermédiaire du TFT 5, au second bus de données 2-(m+ 1) qui est défectueux L'électrode d'affichage 3 va alors être déchargée à la tension (qui peut être flottante) du second bus de données 2-(m+l) défectueux Par conséquent, étant donné que la tension au niveau du second bus de données défectueux peut être flottante (c'est-à-dire instable), le fonctionnement de tous les éléments d'image reliés au second
bus de données défectueux devient incontrôlable.
Le bus de données peut devenir défectueux du fait de mauvais contacts électriques entre le bus de données et les circuits d'attaque, circuits d'attaque qui fournissent le signal vidéo au bus de données Des défauts des éléments de sortie des circuits d'attaque peuvent également entraîner une défaillance du bus de données Ces défauts peuvent se
traduire par l'absence de signal vidéo sur le bus de données.
Etant donné que la nature des défauts du bus de données est imprévisible, lorsque l'électrode d'affichage 3 est reliée au bus de données défectueux, le fonctionnement de tous les éléments d'image reliés à celui-ci peut devenir incontrôlable, et, dans certains cas, mettre à la masse
l'électrode d'affichage.
En outre, dans la matrice active ci-dessus, étant donné que le second TFT de commutation 5 peut être conducteur de courants dans deux directions opposées (c'est-à-dire à la fois dans le sens direct et en sens inverse), l'électrode d'affichage 3 peut non seulement se charger mais également se décharger par l'intermédiaire du TFT 5 Autrement dit, l'électrode d'affichage 3 peut être déchargée à la tension du
bus de données défectueux par l'intermédiaire du TFT 5.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus en vue d'obtenir une
grande fiabilité de fonctionnement.
Selon un premier mode de réalisation de la présente invention, il est proposé une matrice active pour des affichages à cristaux liquides, comportant plusieurs éléments d'image, plusieurs bus d'adresses, et plusieurs bus de données perpendiculaires aux bus d'adresses Chaque élément d'image comprend au moins une électrode d'affichage; un premier moyen de commutation monté entre l'électrode d'affichage et un premier bus parmi les bus d'adresses et un
premier bus parmi les données; et un second moyen de com-
mutation monté entre l'électrode d'affichage et un second bus parmi les bus d'adresses et un second bus parmi les bus de données, le second moyen de commutation comportant un moyen destiné à empêcher l'électrode d'affichage de se décharger à
chaque fois que le second bus de données devient défectueux.
Selon un second mode de réalisation de la présente invention, chaque élément d'image de la matrice active pour des affichages à cristaux liquides comprend des première et seconde électrodes d'affichage espacées l'une de l'autre; un premier moyen de commutation monté entre la première électrode d'affichage et un premier bus parmi les bus d'adresses; un second moyen de commutation monté entre la seconde électrode d'affichage et le premier bus d'adresses; un troisième moyen de commutation monté entre la première électrode d'affichage et un second bus parmi les bus d'adresses et un bus de données correspondant; et un quatrième moyen de commutation monté entre la seconde électrode d'affichage et le second bus d'adresses et le bus de données correspondant, l'un au moins des troisième et quatrième moyens de commutation comportant un moyen destiné à empêcher les électrodes d'affichage de se décharger lorsque le bus de données correspondant devient défectueux. Selon un troisième mode de réalisation de la présente invention, chaque élément d'image de la matrice active pour des affichages à cristaux liquides comprend des première et seconde électrodes d'affichage espacées l'une de l'autre; un premier moyen de commutation monté entre la première électrode d'affichage et un premier bus parmi les bus d'adresses et un premier bus parmi les bus de données; un second moyen de commutation monté entre la seconde électrode d'affichage et le premier bus d'adresses et le premier bus de données; un troisième moyen de commutation monté entre la première électrode d'affichage et un second bus parmi les bus d'adresses et un second bus parmi les bus de données; et un quatrième moyen de commutation monté entre la seconde électrode d'affichage et le second bus d'adresses et le second bus de données, l'un au moins des troisième et quatrième moyens de commutation comprenant un moyen destiné à empêcher les électrodes d'affichage de se décharger lorsque
le second bus de données devient défectueux.
Les buts et avantages de la présente invention vont,
pour partie, être définis dans la description suivante et,
pour partie, ressortir de celle-ci ou être tirés des enseignements d'une mise en oeuvre de l'invention Ces buts et avantages de l'invention sont atteints et obtenus grâce aux éléments et aux combinaisons particulièrement définis
dans les revendications annexées.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture
de la description détaillée suivante de modes de réalisation
préférés, donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente les circuits destinés à un LCD à matrice active de l'art antérieur; la figure 2 représente les circuits destinés à un autre LCD à matrice active de l'art antérieur; la figure 3 représente les circuits destinés à un LCD à matrice active selon un premier mode de réalisation de la présente invention la figure 4 est une représentation plus détaillée du LCD à matrice active de la figure 3; la figure 5 est un chronogramme associé au LCD à matrice active de la figure 4; la figure 6 est une vue en plan d'une partie du LCD à matrice active de la figure 4; la figure 7 est une vue en coupe réalisée suivant la ligne A- AI de la figure 6; la figure 8 représente les circuits destinés à un LCD à matrice active en couleurs selon un second mode de réalisation de la présente invention; et la figure 9 représente une variante du LCD à matrice
active en couleurs de la figure 8.
Avant de passer à la description détaillée des figures,
il convient de signaler que les mêmes numéros de référence sont utilisés dans l'ensemble des dessins, à chaque fois que cela est possible, pour désigner des éléments identiques ou similaires. Comme cela a été expliqué précédemment en référence à la figure 2, la présence de défauts dans l'un quelconque des bus de données des circuits du LCD à matrice active conventionnel empêche le fonctionnement de tous les éléments d'image reliés à ce bus de données défectueux par l'intermédiaire du second TFT de commutation 5 Dans les circuits conventionnels, si, pendant le temps durant lequel le signal de balayage ou d'adresse est appliqué à l'électrode d'affichage 3 par l'intermédiaire du second TFT 5, le second bus de données adjacente l'élément d'image, c'est-à-dire le bus de données 2-(m+l), devient défectueux, étant donné que le second TFT 5 peut être conducteur de courant dans les deux directions de charge et de décharge, l'électrode d'affichage 3 va être déchargée à la tension du second bus de données défectueux, pour rendre le fonctionnement de l'élément d'image incontrôlable.
La présente invention permet de remédier à ce problème.
Par exemple, conformément au premier mode de réalisation de la présente invention et en référence à la figure 3, la matrice comporte un second élément de commutation 5 ' comme la matrice de la figure 2 Toutefois, l'élément de commutation ' de la figure 3 comporte un dispositif de commutation
électronique conducteur de courants dans une seule direction.
Par conséquent, lorsqu'elle est reliée au second bus de données 2- (m+l) par l'intermédiaire de l'élément de commutation 5 ', l'électrode d'affichage 3 est chargée à la tension du second bus de données 2-(m+ 1), si la tension de ce dernier est supérieure à la tension de l'électrode d'affichage 3 Cependant, si le second bus de données 2-(m+l) devient défectueux, c'est-à-dire si la tension de ce second bus de données 2-(m+l) devient inférieure à la tension de l'électrode d'affichage 3, celle-ci n'est pas déchargée à la tension du second bus de données car le dispositif de commutation électronique de l'élément de commutation 5 ' ne permet pas le passage de courants dans la direction de décharge. En d'autres termes, même lorsque le second bus de données 2-(m+l) devient défectueux, étant donné que l'élément de commutation 5 ' n'est conducteur de courants que dans une seule direction, l'électrode d'affichage 3 ne sera pas déchargée à la tension du bus de données défectueux En conséquence, la tension fournie par l'intermédiaire du premier TFT de commutation 4 à partir du premier bus de données 2-m est maintenue au niveau de l'électrode d'affichage 3 même si le second bus de données 2-(m+l) devient défectueux De cette manière, le fonctionnement normal de l'élément d'image est assuré même lorsque le second élément de commutation 5 ' de l'élément d'image est relié au
second bus de données 2-(m+l) défectueux.
La figure 4 représente une variante des circuits de la figure 3 en ce sens que le second élément de commutation 5 ' de la figure 3 comporte de préférence, dans ce mode de réalisation, un transistor MIS (MétalIsolant-Semiconducteur) " et une diode 6 La diode 6 peut correspondre au dispositif électronique décrit ci-dessus En outre, chacun des bus de données est relié (ou se termine) au niveau d'une électrode de LCD commune ayant une tension Un, de préférence par l'intermédiaire d'une diode 7 (ou d'une résistance) et d'un bus 8 La tension Un est de préférence égale à une tension de masse, ou égale ou inférieure au niveau de tension minimal du
signal vidéo sur le bus de données.
La diode 6 et le transistor MIS 5 " de la figure 4 forment collectivement le second élément de commutation 5 ' de la figure 3 La polarité de la diode 6 est choisie de façon que l'électrode d'affichage 3 puisse être chargée par l'intermédiaire du second élément de commutation 5 ' à la tension du second bus de données 2-(m+l), mais ne puisse pas être déchargée par l'intermédiaire du second élément de commutation 5 ' à la tension du second bus de données 2-(m+ 1) lorsque le signal vidéo est absent, du fait de défauts dans le bus, à partir du second bus de données 2-(m+l) En d'autres termes, lorsque le second bus de données 2-(m+ 1) devient défectueux, il fournit une tension suffisante pour que la diode soit conductrice de courants uniquement dans la direction de charge, c'est-à-dire pour appliquer une tension inverse à la diode, afin d'empêcher ainsi l'électrode d'affichage 3 de se décharger par l'intermédiaire du MIS 5 " et de la diode 6 à une tension flottante du second bus de données 2-(m+ 1) défectueux Dans le présent mode de réalisation, la diode 6 comprend de préférence une diode Schottsky ou un transistor dont la grille et le drain sont
reliés l'un à l'autre.
En référence à la figure 5, Ug désigne le signal de balayage (ou d'adresse) appliqué aux premier et second bus d'adresses 1-1 et 1-2 adjacents à l'élément d'image Ud désigne le signal vidéo appliqué aux premier et second bus
de données 2-m et 2-(m+ 1) adjacents au même élément d'image.
U désigne la tension au niveau de l'électrode d'affichage 3 de ce même élément d'image de la matrice de la présente invention, électrode d'affichage 3 qui est reliée aux premier et second bus d'adresses 1-1 et 1-2 et aux premier et second bus de données 2-m et 2-(m+l), lorsque les premier et second bus de données 2-m et 2-(m+l) adjacents à l'électrode d'affichage 3 fonctionnent (c'est-à-dire ne sont pas défectueux); U 2 désigne la tension au niveau de la même électrode d'affichage 3 lorsque le premier bus de données 2-m est défectueux; et U 3 désigne la tension au niveau de cette même électrode d'affichage lorsque le second bus de données 2-(m+l) est défectueux A titre de comparaison, U 4 désigne la tension au niveau de l'électrode d'affichage de la matrice active conventionnelle de la figure 2 (qui ne comporte pas de diode dans le second élément de commutation) lorsque le
second bus de données 2-(m+ 1) est défectueux.
Chaque signal d'adresse Ug possède une impulsion ayant une amplitude U 2 m de polarité positive et de largeur t identique, et une période de temps T, dans laquelle t = T/n (n représentant le nombre de rangées des éléments d'image de la matrice Par exemple, pendant une période de temps tl de la première période de temps T, l'impulsion de ce signal d'adresse est appliquée au premier bus d'adresses 1-1, et ensuite, pendant une période de temps t 3 de la seconde période de temps T, la même impulsion est appliquée au même bus d'adresses De la même manière, pendant une période de temps t 2 de la première période de temps T, l'impulsion est appliquée au second bus d'adresses 1-2, et pendant une période de temps t 4 de la seconde période de temps T, la même
impulsion est appliquée au même bus d'adresses.
Pendant la période de temps tl de la première période de temps T, lorsque l'impulsion est appliquée au premier bus d'adresses 1-1, le TFT 4 relié au premier bus d'adresses 1-1 est activé, et l'électrode d'affichage 3 est chargée par l'intermédiaire du TFT 4 à une tension de signal vidéo Ud 1 du premier bus de données 2-m Pendant la période de temps t 2 de la première période de temps T, lorsque l'impulsion est appliquée au second bus d'adresses 1-2, le second élément de commutation 5 ' (constitué, par exemple, du MIS 5 " et de la diode 8) est activé Toutefois, pendant ce temps, l'électrode d'affichage 3 n'est pas rechargée car la tension Ud, chargée initialement de l'électrode d'affichage est supérieure à la tension Ud 3 du signal vidéo fournie à partir du second bus de données 2-(m+l) Par conséquent, la tension U 1 au niveau de l'électrode d'affichage 3 reste identique à la tension Ud 1 pendant le reste de la première période de temps T De même, pendant la période de temps t 3 de la seconde période de temps T, l'électrode d'affichage est rechargée à une tension de signal vidéo Ud 2 du premier bus de données 2-m et, de la même manière, pendant la période de temps t 4 de la seconde période de temps T, l'électrode d'affichage est rechargée à une tension de signal vidéo Ud 4 du second bus de
données 2-(m+l) car Ud 4 > Ud 2.
U 2 se rapporte au cas dans lequel le premier bus de données 2-m devient défectueux Dans ce cas, la tension de la partie défectueuse du premier bus de données 2-m est flottante, c'est-à-dire qu'elle se situe au niveau de la tension Un Comme cela a été décrit précédemment, la tension Un représente la tension au niveau de l'électrode de la cellule à cristaux liquides et est fixée, par l'intermédiaire de la diode 7 et du bus 8, à un niveau égal ou inférieur au signal vidéo fourni au bus de données A titre de variante, les diodes 7 peuvent être reliées directement à une "masse"
commune, c'est-à-dire qu'Un est réglée à une tension 0.
Pendant la période de temps tl de la première période de temps T, étant donné que le premier bus de données 2-m défectueux est réglé à Un, la tension au niveau de l'électrode d'affichage est maintenue à Un Puis, pendant la période de temps t 2 de la première période de temps T, l'électrode d'affichage est chargée à Ud 3, c'est-à-dire à la tension du signal vidéo du second bus de données 2-(m+ 1) non défectueux Pendant le reste de la première période de temps T, la tension au niveau de l'électrode d'affichage est maintenue à Un Ensuite, pendant la période de temps t 3 de la seconde période de temps T, étant donné que la partie défectueuse du second bus de données 2-(m+ 1) est réglée à Un, il l'électrode d'affichage est déchargée à U, Pendant la période de temps t 4 de la seconde période T, l'électrode d'affichage est chargée à la tension Ud 4 du signal vidéo fournie à partir du second bus de données 2-(m+l) non défectueux Puis, pendant le reste de la seconde période de temps T, la tension Ud 4 est maintenue au niveau de
l'électrode d'affichage.
U 3 se rapporte au cas dans lequel le second bus de données 2-(m+l) devient défectueux Etant donné que le MIS 5 " est activé pendant les périodes de temps tl et t 2 de la première période de temps T et t 3 de la seconde période de temps T, le circuit fonctionne essentiellement de la même manière que dans U 1 Cependant, pendant la période de temps t 4 de la seconde période de temps T, l'électrode d'affichage 3 est rechargée à Ud 2 qui est la tension du signal vidéo du premier bus de données 2-m non défectueux Toutefois, pendant t 4, l'électrode d'affichage 3 n'est pas déchargée à Unr c'est-à-dire au niveau de tension de la partie défectueuse du second bus de données 2-(m+l) car la polarité de la tension de l'électrode d'affichage 3 est opposée à celle de la diode
6, et la diode 6 est dans un état non conducteur "hors-
circuit". A titre de comparaison, U 4 se rapporte à la matrice conventionnelle qui ne comporte pas de diode dans le second
élément de commutation 5, lorsque le second bus de données 2-
(m+l) est devenu défectueux Dans ce cas, pendant les périodes de temps t 2 et t 4, l'électrode d'affichage 3 est déchargée à UT, c'est-à-dire à la tension de la partie
défectueuse du second bus de données 2-(m+l).
Par conséquent, contrairement à la structure du LCD à matrice active conventionnel, dans la matrice de la présente invention selon le présent mode de réalisation, même si le second bus de données 2-3 devient défectueux, l'élément d'image continue à fonctionner tant que le premier bus de données 2-2 est actif De plus, si un élément de sortie des circuits d'attaque du signal vidéo associés à un bus de données est défaillant, c'est-à-dire si le signal vidéo n'est pas fourni à ce bus de données, les éléments d'image reliés à ce bus de données ne sont pas nécessairement défaillants car le signal vidéo est fourni aux éléments d'image à partir
d'un bus de données adjacent non défectueux.
Pour la diode 6 (de la figure 4), il est possible d'utiliser différents types de diodes, telles que des diodes PIN, des diodes Schottky, et des transistors à effet de champ
dont la grille et la source sont reliées l'une à l'autre.
Pour le second élément de commutation 5 ', une combinaison d'un transistor de commutation à films minces avec une diode Schottky, ou d'un transistor de commutation à films minces avec un transistor MIS dont la grille et le drain sont reliés l'un à l'autre, est de structure simple et de fabrication facile. La figure 6 représente la disposition d'une partie proposée à titre d'exemple du LCD à matrice active de la présente invention dont les circuits comprennent un transistor MIS et une diode Schottky constituant le second élément de commutation 5 ' Le numéro de référence 3 désigne l'électrode d'affichage; le numéro de référence 4 désigne le premier élément de commutation; le numéro de référence 5 désigne le second transistor MIS de commutation; les références 1-2 et 1-3 désignent respectivement les premier et second bus d'adresses; les numéros de référence 2-2 et 2-3 désignent respectivement les premier et second bus de données; et le numéro de référence 6 désigne la diode Schottky La diode Schottky 6 est formée sur un film de silicium amorphe 9 entre un contact conducteur allant d'un film de silicium amorphe allié à du phosphore au drain du MIS 5 et un contact en métal 9 allant d'un film de chrome au bus
de données.
La figure 7 représente une vue en coupe réalisée suivant la ligne A-A' de la figure 6 La structure de la figure 7 a été réalisée de la manière suivante Un film de chrome a été déposé par évaporation sur une substance isolante 11 Les bus d'adresses et les grilles 12 ont été formés par photogravure à partir du film de chrome Puis, un film de nitrure de silicium 13 a été déposé sur ceux-ci pour former un diélectrique de grille Ensuite, un film conducteur transparent d'oxyde d'indium a été déposé et les électrodes d'affichage 3 ont été formées à partir de ce film Ensuite, un film de silicium amorphe 15 allié à du phosphore a été déposé par évaporation successivement pour former un contact ohmique faible avec un silicium amorphe Les contacts de drain et les contacts de source des transistors de commutation ainsi qu'un contact avec l'électrode d'affichage
3 ont été formés par photogravure à partir de ces films.
Puis, un film de silicium amorphe 15 a été déposé, et les zones semiconductrices des transistors de commutation ont été formées par photogravure à partir du film de silicium Ensuite, un film de nitrure de silicium 17 a été déposé pour former un diélectrique protecteur dans lequel des fenêtres de contact avec le silicium amorphe ont été ouvertes par photogravure pour former des diodes Schottky dans les transistors de commutation 5 et des fenêtres de contact avec les drains des transistors de commutation 4 Ensuite, un film de chrome 18 et un film d'aluminium 19 ont été successivement déposés par évaporation et les bus d'adresses ont été formés
par photogravure.
La figure 8 représente un second mode de réalisation de la présente invention, et la figure 9 une variante supplémentaire de celui-ci, dans lequel chaque élément d'image est relié à deux bus d'adresses 1 et à deux bus de données 2 Ces types de LCD à matrices actives sont utilisés pour des affichages en couleurs présentant une disposition
triangulaire des éléments d'image en couleurs.
En référence à la figure 8, chaque élément d'image comprend deux électrodes d'affichage Chaque électrode d'affichage possède des premier et second éléments de commutation Le premier élément de commutation de chaque électrode d'affichage est relié à un premier des bus d'adresses, tandis que le second élément de commutation de chaque électrode d'affichage est relié à un second des bus d'adresses, et également, d'une manière collective, à un bus de données correspondant par l'intermédiaire d'une diode La diode empêche l'électrode d'affichage de se décharger lorsque
le bus de données correspondant devient défectueux. En référence à la figure 9, chaque élément d'image comprend deux
électrodes d'affichage, c'est-à-dire une première électrode d'affichage 3 et une seconde électrode d'affichage 20 La première électrode d'affichage 3 est reliée à un premier des deux bus d'adresses 1 par l'intermédiaire d'un premier transistor de commutation 4, et à un second des deux bus d'adresses 1 par l'intermédiaire d'un second transistor de commutation 5 De la même manière, chaque seconde électrode d'affichage 20 est reliée au premier des bus d'adresses 10 par l'intermédiaire d'un troisième transistor de commutation 21 et au second des bus d'adresses 1 par l'intermédiaire d'un quatrième transistor de commutation 22 Les première et seconde électrodes d'affichage sont reliées collectivement à un premier des deux bus de données 2 par l'intermédiaire des premier et troisième transistors de commutation 4, 21, et à un second des deux bus de données 2 par l'intermédiaire des second et quatrième
transistors de commutation 5, 22.
Le quatrième transistor de commutation 22 comporte, dans le présent mode de réalisation, une diode 6 prévue entre la seconde électrode d'affichage 20 et le second des bus de données 2 Comme cela a été expliqué en référence à la figure 4, cette diode 6 permet une conduction du courant dans le transistor de commutation 22 dans une seule direction, pour ainsi empêcher l'électrode d'affichage de se décharger à la
tension flottante du bus d'adresses 2 défectueux.
Chaque bus de données est relié à un bus commun 8 par l'intermédiaire d'une diode 7 Le bus commun 8 est maintenu à la tension Un ou est mis à la masse Les indices R, G, B (de la figure 8) désignent la disposition des filtres couleur correspondants sur le panneau d'affichage Les matrices actives représentées sur les figures 8 et 9 fonctionnent de la même manière que la matrice de la figure 4 En outre, le procédé de fabrication utilisé pour les matrices actives des figures 8 et 9 est similaire à celui utilisé pour la
structure de la figure 4.
Dans le LCD à matrice active de la présente invention tel qu'il est mis en oeuvre et défini d'une manière générale ici, chaque élément d'image comprend une électrode d'affichage et deux éléments de commutation de sorte que chaque électrode d'affichage est reliée par l'intermédiaire du premier des éléments de commutation à la première série des bus d'adresses et de données, et par l'intermédiaire du second des éléments de commutation à la seconde série des bus d'adresses et de données Le second élément de commutation comprend un commutateur électronique conducteur de courants
dans une seule direction.
Utilisé en combinaison avec un commutateur électronique de ce type, le second élément de commutation peut, de préférence, comprendre un transistor MIS Le commutateur électronique peut, de préférence, comprendre une diode disposée entre le drain du transistor MIS et le second bus de données, tandis que la grille du transistor MIS est reliée au second bus d'adresses Le drain et la source du transistor MIS sont interchangeables Chacun des bus de données peut, de préférence, être relié, par l'intermédiaire d'une diode ou d'une résistance et d'un bus, à une masse commune ou à une tension égale ou inférieure au niveau de tension minimal du signal vidéo appliqué au signal de bus de données La diode du second élément de commutation peut, de préférence, comprendre une diode Schottky ou un transistor MIS dont la
grille et le drain sont reliés l'un à l'autre.
Bien que la description précédente ait porté sur des
modes de réalisation préférés de la présente invention, il est bien entendu que celle-ci n'est pas limitée aux exemples particuliers décrits et illustrés ici, et l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible d'y apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir
du cadre de l'invention.
Claims (7)
1 Matrice active pour des affichages à cristaux liquides comportant plusieurs éléments d'image, plusieurs bus d'adresses ( 1-1, 1-2, 1-3,, ln, l-(n+ 1)), et plusieurs bus de données ( 2-1, 2-2, 2-3,, 2-m, 2-(m+ 1)) perpendiculaires aux bus d'adresses, caractérisée en ce que chaque élément d'image comprend au moins une électrode d'affichage ( 3); un premier moyen de commutation ( 4) monté entre l'électrode d'affichage ( 3) et un premier bus parmi les bus d'adresses ( 1-1, 1-2, 1-3,, l-n, 1-(n+l)) et un
premier bus parmi les bus de données ( 2-1, 2-2, 2-3,, 2-
m, 2-(m+l)); et un second moyen de commutation ( 5 ') monté entre l'électrode d'affichage ( 3) et un second bus parmi les bus d'adresses ( 1-1, 1-2, 1-3,, l-n, 1-(n+l)) et un second bus parmi les bus de données ( 2-1, 2-2, 2-3, 2-m, 2-(m+l)), le second moyen de commutation ( 5 ') comportant un moyen ( 5 ", 6) destiné à empêcher l'électrode d'affichage ( 3) de se décharger à chaque fois que le second bus de
données devient défectueux.
2 Matrice active selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second moyen de commutation ( 5 ') comprend une
diode ( 6).
3 Matrice active selon la revendication 2, caractérisée en ce que le second moyen de commutation ( 5 ') comprend un transistor MIS (Métal-Isolant-Semiconducteur) ( 5 ") en
combinaison avec la diode ( 6).
4 Matrice active selon la revendication 2, caractérisée
en ce que la diode ( 6) consiste en une diode Schottky.
Matrice active selon la revendication 2, caractérisée en ce que la diode ( 6) comprend un transistor MIS qui possède
une grille et un drain reliés l'un à l'autre.
6 Matrice active selon la revendication 3, caractérisée en ce que le transistor MIS ( 5 ") possède une source reliée à l'électrode d'affichage ( 3), une grille reliée au second bus d'adresses, et un drain relié à la diode ( 6); et en ce que la diode ( 6) est reliée au second bus de données pour qu'ainsi le courant qui passe dans la diode ( 6) circule dans une seule direction afin d'empêcher l'électrode d'affichage ( 3) de se décharger lorsque le second bus de données devient défectueux. 7 Matrice active selon la revendication 3, caractérisée en ce que le transistor MIS ( 5 ") possède un drain relié à l'électrode d'affichage ( 3), une grille reliée au second bus d'adresses, et une source reliée à la diode ( 6); et en ce que la diode ( 6) est reliée au second bus de données pour qu'ainsi le courant qui passe dans la diode circule dans une seule direction afin d'empêcher l'électrode d'affichage ( 3) de se décharger lorsque le second bus de données devient défectueux. 8 Matrice active pour des affichages à cristaux liquides comportant plusieurs éléments d'image, plusieurs bus d'adresses ( 1), et plusieurs bus de données ( 2) perpendiculaires aux bus d'adresses ( 1), caractérisée en ce que chaque élément d'image comprend des première et seconde électrodes d'affichage ( 3, 20) espacées l'une de l'autre; un premier moyen de commutation ( 4) monté entre la première électrode d'affichage ( 3) et un premier bus parmi les bus d'adresses ( 1); un second moyen de commutation ( 5) monté entre la seconde électrode d'affichage ( 20) et le premier bus d'adresses ( 1); un troisième moyen de commutation ( 21) monté entre la première électrode d'affichage ( 3) et un second bus parmi les bus d'adresses ( 1) et un bus de données ( 2) correspondant; et un quatrième moyen de commutation ( 22) monté entre la seconde électrode d'affichage ( 20) et le second bus d'adresses ( 1) et le bus de données ( 2) correspondant, l'un au moins des troisième et quatrième moyens de commutation ( 21, 22) comportant un moyen ( 6) destiné à empêcher les électrodes d'affichage ( 3, 20) de se décharger lorsque le bus de données ( 2) correspondant devient défectueux. 9 Matrice active pour des affichages à cristaux liquides comportant plusieurs éléments d'image, plusieurs bus d'adresses ( 1), et plusieurs bus de données ( 2) perpendiculaires aux bus d'adresses ( 1), caractérisée en ce que chaque élément d'image comprend des première et seconde électrodes d'affichage ( 3, 20) espacées l'une de l'autre; un premier moyen de commutation ( 4) monté entre la première électrode d'affichage ( 3) et un premier bus parmi les bus d'adresses ( 1) et un premier bus parmi les bus de données ( 2); un second moyen de commutation ( 5) monté entre la seconde électrode d'affichage ( 20) et le premier bus d'adresses ( 1) et le premier bus de données ( 2) correspondant; un troisième moyen de commutation ( 21) monté entre la première électrode d'affichage ( 3) et un second bus parmi les bus d'adresses ( 1) et un second bus parmi les bus de données ( 2); et un quatrième moyen de commutation ( 22) monté entre la seconde électrode d'affichage ( 20) et le second bus d'adresses ( 1) et le second bus de données ( 2), l'un au moins des troisième et quatrième moyens de commutation ( 21, 22) comprenant un moyen ( 6) destiné à empêcher les électrodes d'affichage ( 3, 20) de se décharger
lorsque le second bus de données ( 2) devient défectueux.
Matrice active selon la revendication 8, caractérisée en ce que le moyen destiné à empêcher les électrodes d'affichage de se décharger comprend une diode ( 6) entre le bus de données ( 2) correspondant et l'un au moins
des troisième et quatrième moyens de commutation ( 21, 22).
11 Matrice active selon la revendication 9, caractérisée en ce que le moyen destiné à empêcher les électrodes d'affichage de se décharger comprend une diode ( 6) entre le second bus de données ( 2) correspondant et l'un au moins des troisième et quatrième moyens de commutation ( 21, 22). 12 Matrice active selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que le moyen destiné à empêcher les électrodes d'affichage de se décharger comprend une diode ( 6). 13 Matrice active selon la revendication 12, caractérisée en ce que le second moyen de commutation ( 5) comprend un transistor MIS (Métal-Isolant-Semiconducteur) en
combinaison avec la diode ( 6).
14 Matrice active selon la revendication 13, caractérisée en ce que le transistor MIS possède une source reliée à l'électrode d'affichage, une grille reliée au second bus d'adresses, et un drain relié à la diode; et en ce que la diode est reliée au bus de données correspondant (ou au second bus de données) pour qu'ainsi le courant qui passe dans la diode circule dans une seule direction afin d'empêcher l'électrode d'affichage de se décharger lorsque le bus de données correspondant (ou le second bus de données)
devient défectueux.
Matrice active selon la revendication 12, caractérisée en ce que la diode consiste en une diode Schottky. 16 Matrice active selon la revendication 12, caractérisée en ce que la diode comprend un transistor MIS
qui possède une grille et un drain reliés l'un à l'autre.
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