FR2702286A1 - Affichage à cristaux liquides et procédé pour le fabriquer. - Google Patents
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Abstract
Affichage à cristaux liquides ayant des caractéristiques d'affichage améliorées et ayant un condensateur de stockage à structure annulaire du type à câblage indépendant, dans lequel les défauts de déconnexion et/ou de court-circuit sont réduits, et procédé pour fabriquer cet affichage. L'affichage à cristaux liquides a une multiplicité de premières électrodes (10) à l'intérieur de chaque région de pixel pour former une multiplicité de condensateurs auxiliaires en coopération avec l'électrode de pixel (4) opposée. Les premières électrodes entourent les électrodes de pixel en une structure annulaire et sont raccordées l'une à l'autre entre des portions de pixel adjacentes par au moins une portion de connexion de câblage (14). Les premières électrodes sont commandées indépendamment des lignes de signaux de balayage (1) et des lignes de signaux d'affichage (5a). La formation des premières électrodes des condensateurs du type à câblage indépendant ayant une structure annulaire simplifie le procédé de fabrication et utilise la zone de pixel maximale. Par ailleurs, le degré de liberté concernant le choix du signal d'impulsion de commande de l'affichage à cristaux liquides est amélioré, ce qui réduit le retard R-C.
Description
Affichage à cristaux liqui es et procédé pour le fabriquer La présente
invention concerne un affichage à cristaux liquides et un procédé pour le fabriquer; elle concerne plus particulièrement un affichage à cristaux liquides à matrice active, dans lequel les caractéristiques d'affichage sont améliorées par une augmentation du taux d'ouverture et par une réduction de la capacitance du câblage de portes, ainsi
qu'un procédé pour le fabriquer.
La présente invention est une amélioration de l'invention qui
fait l'objet de la Demande de brevet US des présents inven-
teurs No 08/070717, déposée le 1 er juin 1993, dont la
description est incorporée ici à titre de référence.
En réponse à une demande d'affichages personnalisés plus compacts, qui servent d'interfaces entre des personnes et des ordinateurs (et d'autres types de dispositifs automatisés), on a développé divers types d'affichages à écran plat ou à panneau plat, tels qu'un affichage à cristaux liquides (LCD: Liquid Crystal Display), un tableau d'affichage à plasma (PDP: Plasma Display Panel), un affichage électroluminescent (EL), etc, pour remplacer les dispositifs d'affichage conventionnels, notamment un tube à rayons cathodiques (TRC) qui est relativement grand et imposant Parmi ces types d'affichages à panneaux plats, les progrès de la technologie des LCD soulèvent le plus d'intérêt Sous certaines formes, les LCD égalent ou surpassent la qualité des images en
couleur des TRC.
Les affichages à cristaux liquides peuvent se présenter sous une forme de matrice simple ou sous une forme de matrice active, utilisant les propriétés électro-optiques des cristaux liquides dont la disposition moléculaire varie en fonction du champ électrique En particulier, le LCD sous forme de matrice active utilise une combinaison de la technologie des cristaux liquides et de la technologie des semi- conducteurs et on reconnaît qu'il est supérieur aux
affichages à TRC.
Les LCD à matrice active utilisent un dispositif actif ayant
une caractéristique non linéaire dans chacun d'une multipli-
cité de pixels disposés en une configuration de matrice, utilisant la caractéristique de commutation du dispositif pour commander ainsi chaque pixel Un type de LCD à matrice
active comprend une fonction de mémoire par un effet électro-
optique du cristal liquide On utilise habituellement comme dispositif actif un transistor à film mince (ci-après désigné "TFT": Thin Film Transistor) ayant trois bornes, ou une diode à film mince (TFD: Thin Film Diode), par exemple une
diode du type métal-isolant-métal (MIM) ayant deux bornes.
Dans le LCD à matrice active utilisant de tels dispositifs actifs, des millions, voire des milliards de pixels sont intégrés sur un substrat de verre avec un adressage des pixels par câblage, de façon à procurer ainsi un circuit
pilote de matrice, les TFT servant d'éléments de commutation.
Toutefois, dans le LCD à matrice active dont l'affichage a un grand écran et une haute définition, le nombre de pixels augmente En conséquence, le taux d'ouverture des pixels individuels diminue, réduisant ainsi concomitamment la
brillance du LCD.
Par ailleurs, dans le LCD à matrice active ci-dessus, il résulte une capacitance (Cgd) entre l'électrode de porte et l'électrode de drain du TFT Lorsque le signal de l'impulsion de porte passe de "haut" à "bas", le potentiel de l'électrode
de pixel est abaissé du fait de la capacitance Cgd ci-dessus.
Cette diminution du potentiel est de façon conventionnelle appelée "tension de décalage" Lorsque la tension de décalage
est appliquée au cristal liquide en tant que tension conti-
nue, on constate un phénomène défavorable, tel qu'une rémanence d'images, des scintillations, etc En conséquence, il est nécessaire de réduire cette tension de décalage, par exemple en formant un condensateur auxiliaire en parallèle
avec la cellule de cristaux liquides.
En outre, afin d'obtenir une uniformité de l'image affichée sur le LCD à matrice active, il est nécessaire que la tension d'un premier signal appliqué par l'intermédiaire d'une ligne de données dans une opération d'écriture soit maintenue constante pendant un certain temps jusqu'à la réception d'un deuxième signal Par ailleurs, afin d'améliorer la qualité d'image de l'affichage, un condensateur auxiliaire est formé en parallèle avec la cellule de cristaux liquides Lorsque l'opération d'écriture du LCD est effectuée à une fréquence de 60 Hz, la durée de rémanence est 16,7 millisecondes La constante de temps, qui est déterminée par la résistance du cristal liquide et par sa constante diélectrique, doit être
suffisamment grande par rapport aux valeurs ci-dessus.
Le condensateur auxiliaire formé en parallèle avec la cellule de cristaux liquides peut être formé de deux manières: à
savoir, en tant que cellule du type à capacitance addition-
nelle (type Ca) ou en tant que cellule du type à capacitance
de stockage (type Cs).
La figure 1 montre un schéma de pixel d'un affichage à cristaux liquides conventionnel, sur lequel est formé le condensateur de stockage du type à capacitance additionnelle, et la figure 2 est une vue en coupe transversale prise selon
la ligne II-II de la figure 1.
La figure 1 montre une seule région de pixel et des portions de régions de pixel adjacentes l'entourant Dans un affichage à cristaux liquides complet, des rangées d'un certain nombre de lignes de portes 1 et des colonnes orthogonales d'un certain nombre de lignes de données 5 a sont disposées en une configuration de matrice Ainsi, un pixel est formé dans les régions délimitées par ces deux types de lignes Dans chaque région de pixel, il est prévu un condensateur Ca du type à capacitance additionnelle, un transistor à film mince (TFT) comme dispositif de commutation, une portion de transmission de lumière (zone d'ouverture), une électrode de pixel transparente 4 et une couche de filtre de couleurs 21 La ligne de portes 1 et la ligne de données 5 a sont appelées
"ligne de signaux de balayage" et "ligne de signaux d'affi-
chage" respectivement.
Comme on peut le voir sur la figure 1, la première électrode de chaque condensateur du type à capacitance additionnelle Ca est formée en tant qu'une portion analogue à une languette se projetant dans une portion de pixel respective depuis les lignes de signaux de balayage 1 De même, l'électrode de porte G de chaque TFT est également formée en tant qu'une portion analogue à une languette monobloc se projetant dans une portion de pixel respective depuis les lignes de signaux de balayage 1 (dans la direction opposée à la première électrode correspondante du condensateur) Chaque système de TFT comprend une couche semi- conductrice 3 formée sur une
électrode de porte G, une portion saillant perpendiculaire-
ment analogue à une languette d'une ligne de signaux d'affi-
chage 5 a (électrode de drain) adjacente à l'extrémité gauche de la couche semi-conductrice 3, une électrode de source 5 b adjacente à l'extrémité droite de la couche semi-conductrice 3 et une électrode de pixel transparente 4 L'électrode de
pixel transparente 4 est constituée par un matériau conduc-
teur transparent, tel qu'un oxyde d'indium et d'étain (ITO).
La totalité des lignes de signaux de balayage 1, des lignes
de signaux d'affichage 5 a, des condensateurs Ca, des transis-
tors à film mince et des électrodes de pixel 4 est formée en tant que partie d'une structure multicouche formée sur la surface intérieure d'un substrat de verre arrière 100, comme
on peut le voir sur la figure 2.
Le procédé pour former l'affichage à cristaux liquides ayant des condensateurs du type à capacitance additionnelle Ca est expliqué plus en détail dans ce qui suit Une première électrode 10 de chaque condensateur auxiliaire Ca et chaque ligne de signaux de balayage 1 sont simultanément formées en gravant un modèle approprié sur un matériau conducteur opaque (par exemple en aluminium, chrome, molybdène ou tantale) déposé sur la surface intérieure du substrat de verre arrière par l'intermédiaire d'un procédé de photolithographie conventionnel Ensuite, on forme une couche isolante 2 sur les lignes de signaux de balayage 1, les premières électrodes des condensateurs Ca et les régions exposées de la surface intérieure du substrat de verre arrière 100, comme représenté sur la figure 2 Ensuite, on forme séparément les lignes de
signaux d'affichage 5 a et les électrodes de pixel transparen-
tes 4, par exemple par des opérations de photolighographie successives On forme ensuite une couche protectrice 6 sur les électrodes de pixel 4, les lignes de signaux d'affichage a et les régions exposées de la couche isolante 2 afin de terminer ainsi la structure multicouche prévue sur la surface
intérieure du substrat de verre arrière 100.
En se reportant à la figure 2, le LCD à matrice active de la technique antérieure comprend en outre un substrat de verre avant 101 ayant une structure multicouche formée sur sa surface intérieure et orienté parallèlement au substrat de verre arrière 100 Par exemple, on forme une matrice (noire) sous forme d'une couche de masquage de lumière 20 pour arrêter la lumière sur la surface intérieure du substrat de verre avant 101 La matrice de masquage de lumière 20 est formée en gravant un modèle approprié sur la couche de masquage de lumière par une opération de photolithographie conventionnelle, de façon à définir une zone d'ouverture occupant la plus grande partie de chaque électrode de pixel 4 disposée sur le substrat de verre arrière 100 On forme ensuite une couche de filtre de couleurs 21 sur la matrice de masquage de lumière 20 et sur les zones exposées de la surface intérieure du substrat de verre avant 101 La couche de filtre de couleurs 21 comporte des portions transmettant la lumière 21 a disposées dans les zones d'ouverture On forme ensuite une couche protectrice 22 sur la couche de filtre de couleurs 21 On forme enfin une électrode transparente 23 sur la couche protectrice 22 de façon à compléter ainsi la structure multicouche prévue sur la surface intérieure du
substrat de verre avant 101.
On peut noter que le LCD à matrice active conventionnel comprend en outre une mince couche de cristaux liquides prise en sandwich entre le substrat de verre avant 101 et le substrat de verre arrière 100 et disposée en contact avec l'électrode transparente 23 et la couche protectrice 6 On effectue ensuite des étapes ultérieures du procédé, bien connues de l'homme de l'art, pour fixer le substrat de verre avant 101 et le substrat de verre arrière 100 en utilisant un matériau d'étanchéité conventionnel (non représenté), et le cristal liquide est injecté et enfermé hermétiquement à
l'intérieur de la cavité formée entre les deux substrats.
Dans l'affichage à cristaux liquides à matrice active du type à capacitance additionnelle, du fait que les premières électrodes 10 des condensateurs du type à capacitance additionnelle et les lignes de signaux de balayage 1 sont simultanément réalisées en utilisant le même matériau, une opération additionnelle est inutile En conséquence, le procédé pour fabriquer le LCD à matrice active peut être
simplifié.
Toutefois, sur la base de la description précédente du LCD à
matrice active conventionnel, on doit également noter que la technique antérieure présente certains inconvénients, à savoir les suivants Du fait que la première électrode 10 de chaque condensateur Ca est en un métal opaque et en outre du fait que la première électrode 10 de chaque condensateur Ca recouvre une portion significative de son électrode de pixel
associée 4, la zone d'ouverture de chaque pixel est notable-
ment réduite par la zone de recouvrement correspondante, ce
qui en réduit le taux d'ouverture.
En outre, du fait que les lignes de signaux d'affichage 5 a et les électrodes de pixel 4 sont formées ensemble sur la même couche isolante 2, elles doivent être séparées d'une distance prédéterminée de façon à être isolées électriquement les unes des autres Ceci réduit la zone d'ouverture du LCD et réduit
ainsi le taux de contraste et la luminance du LCD.
En outre, du fait que la première électrode 10 de la capaci-
tance additionnelle est raccordée à la ligne de signaux de balayage, c'est-à-dire à la ligne de portes, la capacitance de câblage de la ligne de signaux de balayage est beaucoup augmentée En conséquence, lorsque la ligne de signaux de balayage est en action, la charge est augmentée, ce qui
augmente le temps de retard de propagation du signal d'impul-
sion de porte, c'est-à-dire le retard de porte.
La figure 3 est un schéma de circuit équivalent du dispositif de LCD du type à capacitance additionnelle conventionnel représenté sur les figures 1 et 2 Dans la zone de pixel unitaire définie par la ligne de signaux de balayage 1 et la ligne de signaux d'affichage 5 a, il existe des capacitances, telles que la capacitance (Ccr) formée au niveau de la portion de croisement de la ligne de signaux de balayage 1 et de la ligne de signaux d'affichage 5 a, la capacitance (Cadd) formée entre l'électrode de pixel 4 et la première électrode du condensateur de type à capacitance additionnelle Ca, la capacitance (Clc) formée entre l'électrode de pixel 4 et le
cristal liquide, la capacitance (Cds) formée entre l'élec-
trode de source et l'électrode de drain du transistor à film mince, la capacitance (Cgs) formée entre l'électrode de porte et l'électrode de source, et la capacitance (Cgd) formée
entre l'électrode de porte et l'électrode de drain.
La figure 4 est une représentation schématique d'un pixel d'un affichage à cristaux liquides, qui a un condensateur à capacitance de stockage du type à câblage indépendant Cs formé en parallèle avec la cellule de cristaux liquides, comme autre procédé antérieur pour former le condensateur auxiliaire La figure 5 est une vue en coupe transversale selon la ligne IV-IV de la figure 4, et elle ne montre que la
partie inférieure du panneau d'affichage à cristaux liquides.
Ici, les mêmes repères que ceux des figures 1 et 2 représen-
tent les mêmes éléments.
On a proposé un LCD à matrice active du type à capacitance de
stockage, qui a une couche de masquage de lumière addition-
nelle réduisant les fuites de lumière et qui a un condensa-
teur de stockage à câblage indépendant de façon à améliorer les caractéristiques de l'affichage (voir "High-Resolution
10.3-in Diagonal Multicolor TFT-LCD", M Tsumura, M Kitaji-
ma, K Funahata et coll, SID 91 DIGEST, pages 215-218).
Dans le LCD à matrice active décrit dans le document ci-
dessus, afin d'obtenir un taux de contraste élevé et un taux d'ouverture élevé, on forme une structure de double couche de masquage de lumière et on forme le condensateur de stockage par un câblage indépendant formé séparément de la ligne de portes, de façon à améliorer les caractéristiques d'affichage
du LCD.
Dans la structure de la double couche de masquage de lumière ci-dessus, on forme une première couche de masquage de lumière sur un substrat de verre avant, sur lequel est déposé un filtre de couleurs comme dans la technique antérieure, et une deuxième couche de masquage de lumière sur le substrat de verre arrière sur lequel est prévu le transistor à film mince L'affichage à cristaux liquides ayant une telle structure de double couche de masquage de lumière présente un taux d'ouverture qui est amélioré de 6 à 20 % par rapport au
LCD n'ayant que la première couche de masquage de lumière.
Par ailleurs, les condensateurs de stockage utilisent une
électrode commune avec l'électrode de porte formée d'alumi-
nium, dont la résistance est seulement 1/l Oème de celle du chrome Ainsi, les caractéristiques de retard de propagation
le long de la ligne de signaux de balayage sont améliorées.
Le LCD ayant la structure de double couche de masquage de lumière et l'électrode commune en aluminium exige encore beaucoup d'améliorations Par ailleurs, l'utilisation d'un métal opaque (aluminium) pour former les électrodes du condensateur de stockage associé à chaque pixel réduit de
façon indésirable le taux d'ouverture.
En outre, le procédé pour fabriquer la deuxième couche de masquage de lumière implique la mise en place d'une couche de masquage de lumière avant de former une couche isolante simplement pour masquer la lumière pendant la fabrication des transistors à film mince, ce qui nécessite des opérations supplémentaires qui augmentent excessivement le coût et la complexité du procédé de fabrication des affichages à
cristaux liquides.
Comme on le voit sur la figure 4, un condensateur à capaci-
tance de stockage à câblage indépendant Cs est une structure dans laquelle un matériau conducteur transparent, par exemple l'oxyde d'indium et d'étain, remplace le métal opaque, par exemple l'aluminium, dans l'affichage à cristaux liquides à
transistors à film mince conventionnel mentionné ci-dessus.
La structure de couches de masquage de lumière formée autour de l'électrode de pixel transparente 4 n'est pas représentée sur la figure 4, car elle n'est pas essentielle La figure 4 montre seulement une partie d'un grand nombre de portions de pixel définies par un grand nombre de lignes de signaux de
balayage 1 et un grand nombre de lignes de signaux d'affi-
chage 5 a, comme il est représenté sur la figure 1 Un conden-
sateur à capacitance de stockage à câblage indépendant Cst
est séparé des lignes de signaux de balayage 1, à la diffé-
rence du condensateur à capacitance additionnelle Ca repré-
senté sur la figure 1, de façon à être raccordé avec le condensateur Cs dans la portion de pixel adjacente par un câblage indépendant 11 formé en tant que couche conductrice
différente.
Comme on le voit sur la figure 4, le LCD ayant le condensa-
teur à capacitance de stockage à câblage indépendant utilise
comme dispositif de commutation les TFT à décalage inversé.
Si on observe le procédé de formation, chaque électrode de porte G qui est formée de telle sorte que chacune des lignes de signaux de balayage 1 est formée avec une portion analogue à une languette se projetant dans chaque portion de pixel, chaque première électrode i Qa de chaque condensateur de stockage Cs et chaque câblage indépendant 11 qui est un prolongement de la première électrode l Oa sont formés de façon à être parallèles au substrat de verre arrière du panneau d'affichage à cristaux liquides Après que la couche isolante 2, telle qu'une couche de nitrure de silicium, a été formée sur la surface avant, on forme successivement une
couche semi-conductrice 3 et une électrode de pixel transpa-
rente 4 selon un modèle prédéterminé, et on forme ensuite sur elles les lignes de signaux d'affichage 5 a et les électrodes de source 5 b Les opérations suivantes sont effectuées par un procédé utilisé de façon classique dans le domaine des
affichages à cristaux liquides.
Du fait que l'affichage à cristaux liquides du condensateur à capacitance de stockage à câblage indépendant, représenté sur les figures 4 et 5, utilise un oxyde d'indium et d'étain pour former la première électrode l Oa du condensateur de stockage Cs, la zone d'ouverture ne diminue pas d'autant que dans le cas d'une électrode opaque Par ailleurs, du fait que la couche de masquage de lumière n'existe pas sur le substrat de verre arrière du panneau d'affichage à cristaux liquides le long de l'électrode de pixel, le taux de contraste du LCD
est réduit de façon significative et une opération supplémen-
taire est nécessaire pour former les premières électrodes i Qa des condensateurs de stockage Cs (Ce procédé est mis en oeuvre en déposant un matériau conducteur transparent additionnel, tel qu'un oxyde d'indium et d'étain, qui diffère du matériau conducteur opaque des lignes de signaux de balayage, et en gravant ensuite le matériau conducteur transparent) En outre, le rendement de fabrication est désavantageux, du fait que les portions de croisement des câblages sont augmentées par comparaison au LCD représenté
sur la figure 1.
La figure 6 est un schéma de circuit équivalent du dispositif d'affichage à cristaux liquides du type à condensateur auxiliaire conventionnel comme il est représenté sur les figures 4 et 5 Dans le pixel unitaire défini par les lignes de signaux de balayage 1 et la ligne de signaux d'affichage 5 a, il existe des capacitances telles que la capacitance (Ccr) formée au niveau de la portion de croisement de la ligne de signaux de balayage 1 et de la ligne de signaux d'affichage 5 a, la capacitance (Cst) formée entre l'électrode de pixel 4 et la première électrode i Qa du condensateur de stockage opposé (Cs), la capacitance (Clc) formée entre l'électrode de pixel 4 et le cristal liquide, la capacitance (Cds) formée entre l'électrode de source et l'électrode de drain du transistor à film mince, la capacitance (Cgs) formée entre l'électrode de porte et l'électrode de source et la il capacitance (Cgd) formée entre l'électrode de porte et
l'électrode de drain.
Dans le LCD du type à capacitance de stockage à câblage indépendant tel que représenté sur les figures 4 à 6, la capacitance du câblage de porte (Cin) peut être calculée par l'équation suivante ( 1): Cin = C Cr + Cgs + 1/:( 1/Cgd) +:1/(Clc + Cst):: ( 1) Par ailleurs, dans le LCD du type à capacitance additionnelle représenté sur les figures 1 à 3, la capacitance du câblage de porte (Cad) peut être calculée par l'équation suivante ( 2) Cad = cin + 1/:( 1/Cst) + '1/(Clc + Cgs):: ( 2) En comparant les équations ( 1) et ( 2) ci-dessus, on voit que la capacitance des lignes de portes d'un LCD du type à capacitance additionnelle est plusieurs fois supérieure à
celle d'un LCD du type à capacitance de stockage En consé-
quence, lorsqu'on actionne la ligne de portes d'un LCD du type à capacitance additionnelle, sa charge est augmentée, ce
qui augmente le retard de porte.
De ce qui précède, on voit que, bien que le procédé de fabrication du LCD du type à capacitance additionnelle soit simplifié, l'obtention d'une image uniforme est difficile du fait du retard de porte, résultant du fait que la capacitance
du câblage de porte est importante Par ailleurs, la capaci-
tance du câblage de porte du LCD à capacitance de stockage est faible Toutefois, la formation de la première électrode du condensateur de stockage en utilisant un métal opaque, qui simplifie son procédé de fabrication, réduit également de façon notable le taux d'ouverture La formation de la première électrode du condensateur de stockage en utilisant un matériau transparent améliore le taux d'ouverture, mais nécessite une opération additionnelle Les LCD à condensateur auxiliaire ont de nombreux points de croisement des couches de câblage, ce qui augmente les possibilités de défauts de
continuité ou de court-circuit du câblage.
Pour réduire les problèmes présentés dans l'affichage à cristaux liquides mentionné ci-dessus du type à capacitance additionnelle (figures 1 à 3) et dans le LCD du type à capacitance de stockage à câblage indépendant (figures 4 à
6), S S Kim et coll (comprenant l'un des présents inven-
teurs) ont décrit une invention dans laquelle le LCD contient un condensateur du type à capacitance de stockage structuré avec une électrode annulaire qui est en vis-à-vis d'une électrode de pixel transparente correspondante et qui enferme l'électrode de pixel transparente dans un anneau, comme il a été déposé le 25 août 1992 en tant que Demande de brevet US
No de série 07/934396, qui est actuellement en instance.
Le LCD décrit dans la Demande de brevet US No 07/934396 va
être expliqué ci-après en se reportant aux figures 7 et 8.
Ici également, les mêmes repères que ceux des figures 1, 2,
4 et 5 représentent les mêmes composants.
Comme on peut le voir en comparant la figure 7 avec les figures 1 et 4, le LCD à matrice active représenté sur la figure 7 est fabriqué selon le procédé conventionnel, sauf que le tracé des premières électrodes 10 des condensateurs de
stockage (c'est-à-dire les condensateurs du type à capaci-
tance de stockage) Cs associés à chaque électrode de pixel 4 est modifié de telle sorte que la première électrode 10 est disposée dans la région périphérique de l'électrode de pixel 4 pour augmenter ainsi le taux d'ouverture et le taux de
contraste du LCD par comparaison avec le LCD conventionnel.
De façon plus détaillée, la couche de métal opaque dont sont formées les lignes de signaux d'affichage 5 a et les premières électrodes 10 des condensateurs de stockage Cs est modélisée
de telle manière que les premières électrodes 10 des conden-
sateurs de stockage Cs entourent pratiquement leurs électro-
des de pixel associées 4 et de préférence les recouvrent, (c'est-à-dire se trouvent en dessous) seulement sur une portion de bord périphérique de ces électrodes Comme on peut le voir plus clairement sur la figure 8 (prise selon la ligne
VI-VI de la figure 7), la première électrode 10 du condensa-
teur Cs est disposée pratiquement en dessous de la matrice de la couche de masquage de lumière 20 appliquée sur la surface intérieure du substrat de verre avant 101 et ne s'étend pas dans l'enveloppe de la zone d'ouverture, ce qui augmente de façon notable le taux d'ouverture par comparaison avec les
LCD à matrice active conventionnels.
En outre, la première électrode 10 de chaque condensateur Cs formée le long de la périphérie de chaque électrode de pixel correspondante 4, sert de couche de masquage de lumière additionnelle, comme on le voit sur la figure 8 C'est-à-dire que la première électrode 10 minimise la quantité de lumière de fuite passant à travers la zone d'ouverture du substrat de verre 101 depuis la région du cristal liquide située à
l'extérieur de l'enveloppe de la zone d'ouverture.
Dans le cas du LCD à matrice active conventionnel représenté sur la figure 2, on peut voir que toute lumière étrangère pénétrant dans le substrat de verre avant 101 sous un angle d'incidence supérieur à el est émise à travers la zone d'ouverture du substrat de verre avant 101 Dans le cas du LCD de la Demande de brevet US No de série 07/934396, seule la lumière étrangère qui pénètre dans le substrat de verre avant sous un angle d'incidence supérieur à 02 est émise à travers la zone d'ouverture du substrat de verre avant comme on le voit sur la figure 8 La lumière excédentaire (ou "lumière de fuite"), qui heurte le substrat de verre avant sous un angle inférieur à l'angle d'incidence 2, est bloquée par la première électrode 10 du condensateur de stockage adjacent Ainsi, par rapport aux LCD à matrice active de la technique antérieure précitée, le LCD de la Demande 07/934396 réduit la quantité de lumière de fuite émise à travers la zone d'ouverture du substrat de verre avant 101 d'une quantité qui est proportionnelle à la différence entre 02 et
91, ce qui augmente de façon notable le taux de contraste.
Par ailleurs, l'affichage à cristaux liquides ayant le condensateur destockage à électrode annulaire représente une amélioration des caractéristiques d'affichage, c'est-à-dire un meilleur taux d'ouverture, un taux de contraste accru, etc Toutefois, du fait de l'introduction d'une matière étrangère ou dans le cas d'un film isolant faible au niveau des croisements des câblages (les intersections des lignes de signaux de balayage 1 et des lignes de signaux d'affichage a), il peut survenir des ruptures de câblage dans les lignes de signaux de balayage 1 et/ou des courts-circuits entre les lignes de signaux de balayage 1 et les lignes de signaux d'affichage 5 a, ce qui réduit de façon notable le rendement
de fabrication des affichages à cristaux liquides.
Afin de résoudre les problèmes des ruptures de câblage dans les lignes de signaux de balayage 1 et/ou des courts-circuits entre les lignes de signaux de balayage 1 et les lignes de signaux d'affichage 5 a sans réduire le taux d'ouverture et le taux de contraste, une Demande de brevet US en instance No 08/070717 décrit une invention dans laquelle les rangées de premières électrodes adjacentes des condensateurs sont
électriquement raccordées ensemble en utilisant des conduc-
teurs de connexion redondants ou dans laquelle le LCD a des lignes de signaux de balayage doublées associées à chaque pixel et électriquement raccordées à la première électrode du condensateur. La figure 9 montre un schéma de pixel d'un affichage à cristaux liquides selon une réalisation de l'invention
décrite dans la Demande de brevet US No 08/070717 précitée.
Ici également, les mêmes repères que ceux des figures 1 à 8
représentent les mêmes composants.
En se reportant à la figure 9, l'affichage à cristaux liquides est le même que celui ayant une électrode de condensateur à structure annulaire comme représenté sur la figure 7, sauf qu'une portion de connexion redondante 12 est formée entre les premières électrodes 10 des condensateurs de stockage qui sont formés dans chaque région de pixel, de
telle manière que les premières électrodes 10 des condensa-
teurs de stockage Cs entourent pratiquement leurs électrodes de pixel associées 4 Les portions de connexion redondantes 12, qui sont raccordées entre la première électrode 10 de chaque condensateur de stockage, sont simultanément formées avec un modèle des premières électrodes 10 et coupent les lignes de signaux d'affichage 5 a avec un film diélectrique
interposé entre elles.
La figure 10 montre un schéma de pixel d'un affichage à cristaux liquides selon une autre réalisation de l'invention
décrite dans la Demande de brevet US No 08/070717 ci-dessus.
Ici encore, les mêmes repères que ceux des figures 1 à 8
représentent les mêmes composants.
En se reportant à la figure 10, l'affichage à cristaux
liquides est le même que celui ayant l'électrode de condensa-
teur à structure annulaire représenté sur la figure 7.
L'affichage à cristaux liquides représenté sur la figure 10 se caractérise en ayant ses lignes de signaux de balayage doublées en tant que premières lignes de signaux de balayage
la et deuxièmes lignes de signaux de balayage lb par compa-
raison avec la réalisation du pixel de l'affichage à cristaux liquides représenté sur la figure 7 et décrit ci-dessus Une multiplicité des lignes de signaux de balayage qui sont chacune constituées par une paire d'électrodes d'une première ligne de signaux de balayage la et d'une deuxième ligne de
signaux de balayage lb sont disposées à intervalles prédéter-
minés Ici, les portions de pixel sont définies à l'intérieur des premières et deuxièmes lignes de signaux de balayage la
et lb et des lignes de signaux d'affichage 5 a.
En outre, par comparaison avec la figure 7, le transistor à film mince TFT, employé comme dispositif de commutation, n'est pas formé sur une portion analogue à une languette saillante monobloc d'une ligne de signaux de balayage correspondante 1, mais, au lieu de cela, il est formé sur une première ligne de signaux de balayage la Autrement dit, une électrode de porte du transistor à film mince est tournée de de façon à concorder avec la première ligne de signaux de
balayage la, ce qui maximise le taux d'ouverture de l'affi-
chage à cristaux liquides.
Dans l'affichage à cristaux liquides ci-dessus représenté sur les figures 9 et 10, les portions de connexion redondantes pour raccorder les premières électrodes des condensateurs ou les doubles lignes de signaux de balayage sont formées par une simple modification de la disposition du modèle sans exiger une opération supplémentaire La première électrode est formée pour être une électrode annulaire qui peut utiliser une zone de pixel maximale, ce qui augmente le taux d'ouverture du LCD Du fait que la première électrode du condensateur de stockage sert de couche de masquage de
lumière additionnelle, le taux de contraste est considérable-
ment augmenté.
En outre, une portion de connexion redondante est formée pour raccorder les unes aux autres les premières électrodes des condensateurs, ou bien les lignes de signaux de balayage sont
doublées, de sorte que des déconnexions et des courts-
circuits des lignes de signaux de balayage dans les portions
de croisement des câblages peuvent être réduits et réparés.
Par exemple, en se reportant à la figure 10, une déconnexion survient par rapport à une électrode de signaux d'affichage a quand des déconnexions ont lieu au niveau des portions de croisement avec les premières et deuxièmes électrodes de signaux de balayage la et lb, mais non pas lorsqu'une déconnexion a lieu, soit avec une première électrode de signaux de balayage la, soit avec une deuxième électrode de signaux de balayage lb Par ailleurs, lorsqu'un court-circuit a lieu entre l'une ou l'autre des électrodes de signaux de balayage la et lb et l'électrode de signaux d'affichage 5 a, ces défauts peuvent être réparés en coupant la ligne de signaux sur les deux côtés de la portion de croisement o a eu lieu le court-circuit Du fait que l'électrode de signaux de balayage est doublée, on peut réparer aisément le défaut
de court-circuit.
C'est un premier but de la présente invention de procurer un affichage à cristaux liquides du type à capacitance de
stockage à câblage indépendant, dans lequel les caractéristi-
ques d'affichage sont améliorées.
C'est un deuxième but de la présente invention de procurer un affichage à cristaux liquides, ayant un condensateur de stockage à structure annulaire du type à câblage indépendant, dans lequel les défauts de déconnexion et/ou de court-circuit
sont réduits.
C'est un troisième but de la présente invention de procurer un procédé pour fabriquer un affichage à cristaux liquides, qui est approprié pour fabriquer les dispositifs d'affichage
à cristaux liquides ci-dessus.
C'est un quatrième but de la présente invention de procurer un affichage à cristaux liquides, dans lequel la constante de
temps RC est réduite pour obtenir une image uniforme.
C'est un cinquième but de la présente invention de procurer un procédé pour fabriquer un affichage à cristaux liquides, qui est approprié pour fabriquer le dispositif d'affichage à
cristaux liquides ci-dessus.
Afin d'atteindre les premier et deuxième buts de la présente invention, il est procuré un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant un substrat transparent, une multiplicité de lignes de signaux de balayage et de lignes de signaux d'affichage les coupant disposées en une
configuration de matrice sur une surface du substrat transpa-
rent afin de définir ainsi une multiplicité de régions de pixel délimitées chacune par deux lignes de signaux de balayage et deux lignes de signaux d'affichage, une électrode de pixel dans chaque région de pixel, un dispositif de commutation dans chaque région de pixel, raccordé avec une ligne de signaux de balayage correspondante et l'électrode de pixel, et une première électrode de type annulaire disposée à l'inté- rieur de chaque région de pixel de façon à être en vis-à-vis
de l'électrode de pixel correspondante et à entourer l'élec-
trode de pixel, pour former un condensateur du type à capacitance de stockage avec l'électrode de pixel, les premières électrodes de portions de pixel adjacentes étant raccordées l'une à l'autre par au moins une portion de connexion de câblage, la première électrode étant activée indépendamment des lignes de signaux de balayage et des
lignes de signaux d'affichage.
De préférence, les premières électrodes des condensateurs de stockage sont constituées du même matériau que les pastilles de liaison pour raccorder les lignes de signaux de balayage et les lignes de signaux d'affichage à un circuit pilote extérieur et elles sont simultanément modélisées lors de la
formation des pastilles de liaison.
Selon une réalisation de la présente invention, les premières électrodes des condensateurs de stockage et les lignes de signaux de balayage sont constituées du même matériau et sont simultanément modélisées Les premières électrodes des condensateurs de stockage et les lignes de signaux de balayage modélisées peuvent être formées en utilisant un métal conducteur opaque tel que l'aluminium, le chrome, le molybdène et le tantale Les premières électrodes des condensateurs de stockage et les lignes de signaux de balayage peuvent être formées de façon à avoir une structure stratifiée constituée d'au moins deux métaux La portion de connexion pour raccorder les premières électrodes des condensateurs de stockage adjacents est formée de façon à croiser les lignes de signaux d'affichage De préférence, les portions de connexion entre deux premières électrodes de
condensateurs adjacents sont doublées.
Selon une autre réalisation de la présente invention, la première électrode des condensateurs de stockage et les lignes de signaux de balayage sont formées de couches conductrices différentes La portion de connexion de câblage est de préférence formée de façon à croiser les lignes de
signaux de balayage Les premières électrodes des condensa-
teurs de stockage et les lignes de signaux de balayage sont isolées les unes des autres en interposant entre elles une
couche isolante Les portions de connexion entre les premiè-
res électrodes de deux condensateurs adjacents sont de
préférence doublées.
Selon une réalisation de la présente invention, le dispositif de commutation est un transistor à film mince, comprenant une électrode de porte formée d'une portion de chaque ligne de signaux de balayage; une électrode de drain formée d'une portion saillante de chaque ligne de signaux d'affichage, une électrode de source recouvrant une portion de chaque électrode de pixel, et une couche semi-conductrice formée sur une couche isolante sur l'électrode de porte, et modélisée pour raccorder
l'électrode de drain à l'électrode de source.
Le transistor à film mince est de préférence d'un type à décalage inversé, formé sur un point de croisement des lignes
de signaux de balayage et des lignes de signaux d'affichage.
L'électrode de porte, l'électrode de drain et la couche semi-
conductrice du transistor à film mince sont de préférence
formées à l'extérieur des frontières de l'électrode de pixel.
De préférence, l'électrode de source du transistor à film mince recouvre une portion de la première électrode du
condensateur de stockage La première électrode du condensa-
teur de stockage recouvre partiellement la totalité de la périphérie de l'électrode de pixel Une portion de la périphérie de la première électrode du condensateur de stockage recouvre une portion de l'électrode de pixel sur une
largeur prédéterminée sans décrochements brusques.
Dans une autre réalisation de la présente invention, le
dispositif de commutation est une diode à film mince.
La première électrode du condensateur de stockage et les lignes de signaux de balayage sont de préférence formées sur un premier plan horizontal et l'électrode de pixel et les lignes de signaux d'affichage sont formées sur un deuxième plan horizontal, les premier et deuxième plans horizontaux étant espacés l'un de l'autre par une couche isolante
interposée entre eux.
Par ailleurs, la présente invention procure un affichage à cristaux liquides comprenant un substrat de verre avant ayant des surfaces intérieure et extérieure, un substrat de verre arrière ayant des surfaces intérieure et extérieure, parallèle au substrat de verre avant et séparé de celui-ci d'une distance prédéterminée pour que sa surface intérieure soit en vis-à-vis de la surface intérieure du substrat de verre avant, une multiplicité de lignes de signaux de balayage et des lignes de signaux d'affichage les coupant disposées sur la surface intérieure du substrat de verre arrière pour former des matrices délimitant une multiplicité de zones de pixel délimitées chacune par deux lignes de signaux de balayage et deux lignes de signaux d'affichage, une électrode de pixel à l'intérieur de chaque zone de pixel, un dispositif de commutation à l'intérieur de chaque zone de pixel pour raccorder une ligne de signaux d'affichage correspondant à l'électrode de pixel, une première électrode de type annulaire disposée à l'inté- rieur de chaque zone de pixel et enfermant l'électrode de pixel pour former un condensateur en coopération avec l'électrode de pixel, les premières électrodes de zones de pixel adjacentes étant raccordées par au moins une portion de connexion de câblage et la première électrode étant activée indépendamment des lignes de signaux de balayage et des lignes de signaux d'affichage, une matrice de couche de masquage de lumière sur la surface intérieure du substrat de verre avant alignée avec chaque zone de pixel pour définir à l'intérieur une zone d'ouverture transmettant la lumière, une couche de filtre de couleurs sur la surface intérieure du
substrat de verre avant et comportant une zone de transmis-
sion de la lumière recouvrant la zone d'ouverture transmet-
tant la lumière et la couche de masquage de lumière, une électrode transparente formée sur la couche de filtre de couleurs, et une première couche protectrice de préférence prise en sandwich entre la couche de filtre de couleurs et l'électrode transparente et une deuxième couche protectrice recouvrant la
surface intérieure du substrat de verre arrière.
La bordure de la zone d'ouverture délimitée par la périphérie de la couche de masquage de lumière de chaque région de pixel est pratiquement alignée verticalement avec une périphérie intérieure de la première électrode du condensateur de stockage, d'o il résulte que la première électrode du condensateur de stockage sert de couche de masquage de lumière secondaire pour réduire les fuites de lumière, autres
que la lumière autorisée à passer à travers la zone d'ouver-
ture La lumière pénétrant dans la zone d'ouverture par l'intermédiaire du substrat de verre arrière définit une zone d'ouverture virtuelle et les premières électrodes des condensateurs de stockage ne s'étendent pas dans la zone d'ouverture virtuelle. Pour atteindre le troisième but de la présente invention, il est procuré un procédé pour fabriquer un affichage à cristaux liquides ayant un substrat transparent, une multiplicité de lignes de signaux de balayage et des lignes de signaux d'affichage les coupant disposées en une configuration de
matrice sur une surface du substrat transparent pour délimi-
ter ainsi une multiplicité de régions de pixel, délimitées chacune par deux lignes de signaux de balayage et deux lignes de signaux d'affichage, une électrode de pixel dans chaque région de pixel, un dispositif de commutation dans chaque région de pixel et une première électrode à l'intérieur de chaque région de pixel indépendante des lignes de signaux de balayage et des lignes de signaux d'affichage, le procédé comprenant les étapes suivantes: former une première couche métallique sur un substrat transparent, modéliser la première couche métallique pour former des pastilles de liaison pour raccorder des éléments intérieurs à un circuit extérieur, former une deuxième couche métallique sur la structure résultante sur laquelle se trouvent les pastilles de liaison, modéliser la deuxième couche métallique pour former une multiplicité de lignes de signaux de balayage disposées régulièrement, une première électrode d'un condensateur du type à capacitance de stockage disposée dans chaque zone de pixel, et au moins une portion de connexion de câblage pour raccorder les premières électrodes de condensateurs à capacitance de stockage adjacents, les premières électrodes étant indépendantes des lignes de signaux de balayage et des lignes de signaux d'affichage,
* former successivement une couche isolante et une couche semi-
conductrice sur la surface de la structure résultante, modéliser la couche semi-conductrice pour laisser cette couche semi-conductrice seulement autour d'une portion des lignes de signaux de balayage, former une couche conductrice transparente sur la surface de la structure résultante, modéliser la couche conductrice transparente pour former une électrode de pixel opposée à la première électrode du condensateur à capacitance de stockage le long d'une périphérie de celui-ci, former une troisième couche métallique sur la structure résultante, et modéliser la troisième couche métallique pour former la multiplicité de lignes de signaux d'affichage disposées régulièrement et coupant les lignes de signaux de balayage, et des électrodes de source et de drain d'un transistor à
film mince sur la couche semi-conductrice.
Selon une réalisation de la présente invention, les lignes de
signaux de balayage et les premières électrodes des condensa-
teurs à capacitance de stockage sont de préférence formées
simultanément en modélisant la deuxième couche métallique.
Dans ce cas, la portion de connexion de câblage est formée de telle sorte que les premières électrodes des condensateurs de stockage soient raccordées en parallèle avec les lignes de
signaux de balayage.
Selon une autre réalisation de la présente invention, les lignes de signaux de balayage et les premières électrodes des condensateurs à capacitance de stockage peuvent être formées
par un procédé de modélisation séparé.
-t Dans la présente invention, les portions de connexion de câblage peuvent être formées de façon à croiser les lignes de
signaux de balayage.
En outre, le troisième but de la présente invention peut être atteint en procurant un procédé pour fabriquer un affichage à cristaux liquides ayant un substrat transparent, une multiplicité de lignes de signaux de balayage et de lignes de
signaux d'affichage les coupant disposées en une configura-
tion de matrice sur une surface du substrat transparent de façon à délimiter une multiplicité de régions de pixel, délimitées chacune par deux lignes de signaux de balayage et deux lignes de signaux d'affichage, une électrode de pixel dans chaque région de pixel, un dispositif de commutation dans chaque région de pixel et une première électrode à l'intérieur de chaque région de pixel indépendante des lignes de signaux de balayage et des lignes de signaux d'affichage, le procédé comprenant les étapes suivantes: former une première couche métallique sur un substrat transparent, modéliser la première couche métallique pour former des pastilles de liaison pour raccorder des éléments intérieurs
à un circuit extérieur et pour former également une multipli-
cité de premières électrodes d'un condensateur à capacitance de stockage dans chaque zone de pixel et pour former au moins une portion de connexion de câblage pour raccorder les premières électrodes de condensateurs à capacitance de stockage adjacents, la première électrode étant indépendante des lignes de signaux de balayage et des lignes de signaux d'affichage, former une deuxième couche métallique sur la structure résultante sur laquelle se trouvent les pastilles de liaison et les premières électrodes des condensateurs, modéliser la deuxième couche métallique pour former les lignes de signaux de balayage à intervalles réguliers, a
former successivement la couche isolante et la couche semi-
conductrice sur la surface de la structure résultante, modéliser la couche semi-conductrice pour ne la laisser subsister qu'autour d'une portion des lignes de signaux de balayage, former une couche conductrice transparente sur la surface de la structure résultante, modéliser la couche conductrice transparente pour former une électrode de pixel en vis-à-vis de la première électrode du
condensateur à capacitance de stockage le long de la périphé-
rie de celui-ci, former une troisième couche métallique sur la structure résultante, et modéliser la troisième couche métallique pour former la multiplicité de lignes de signaux d'affichage disposées régulièrement et coupant les lignes de signaux de balayage, et pour former des électrodes de source et de drain d'un
transistor à film mince sur la couche semi-conductrice.
Pour atteindre le quatrième but de la présente invention, il est procuré un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant: un substrat transparent, une multiplicité de premières lignes de signaux de balayage et une multiplicité de lignes de
signaux d'affichage les coupant disposées en une configura-
tion de matrice sur la surface de ce substrat transparent, de façon à définir ainsi une multiplicité de régions de pixel, délimitées chacune par deux premières lignes de signaux de balayage et par deux lignes de signaux d'affichage, une électrode de pixel dans chaque région de pixel, un dispositif de commutation dans chaque région de pixel, raccordé à une ligne de signaux d'affichage correspondante et à l'électrode de pixel de la région de pixel respective, une première électrode d'un condensateur à capacitance additionnelle à l'intérieur de chaque région de pixel pour former un condensateur à capacitance additionnelle en coopération avec son électrode de pixel et disposée pour être en vis-à-vis d'une portion de chaque électrode de pixel avec une couche isolante interposée entre elles, une première électrode d'un condensateur à capacitance de stockage à l'intérieur de chaque région de pixel formé en interposant une couche isolante pour former un condensateur à capacitance de stockage en coopération avec son électrode de pixel et disposée pour être en vis-à-vis d'une portion de chaque électrode de pixel, les premières électrodes étant indépendantes des lignes de signaux de balayage, et une multiplicité de premiers câblages indépendants raccordant les premières électrodes de condensateurs à capacitance de
stockage adjacents.
La première électrode du condensateur à capacitance de
stockage et la première électrode du condensateur à capaci-
tance additionnelle sont de préférence formées en utilisant le même matériau que les lignes de signaux de balayage Dans une réalisation préférée de la présente invention, la première électrode du condensateur à capacitance de stockage
est constituée par un matériau transparent conducteur.
Selon une réalisation préférée de la présente invention, les lignes de signaux de balayage sont formées pour avoir des portions saillant dans les régions de pixel, de telle sorte que les portions saillantes recouvrent partiellement les électrodes de pixel pour former les premières électrodes des
condensateurs à capacitance additionnelle.
Selon une autre réalisation de la présente invention, la première électrode du condensateur à capacitance de stockage et la première électrode du condensateur à capacitance
additionnelle sont formées d'un type de câblage simple.
Selon une autre réalisation de la présente invention, la
première électrode du condensateur à capacitance addition-
nelle est formée d'un type annulaire qui entoure la région périphérique de l'électrode de pixel, la première électrode du condensateur à capacitance additionnelle étant formée
entre la ligne de signaux de balayage pour commander l'élec-
trode de pixel d'une région de pixel adjacente et la première électrode du condensateur à capacitance de stockage De préférence, il est formé au moins une portion de connexion redondante pour raccorder la première électrode à la première
électrode adjacente.
Selon une autre réalisation de la présente invention, la première électrode du condensateur à capacitance de stockage est d'un type annulaire, qui entoure la région périphérique
de l'électrode de pixel, la première électrode du condensa-
teur à capacitance de stockage étant formée entre la ligne de signaux de balayage et la première électrode du condensateur
à capacitance additionnelle Dans ce cas, il est de préfé-
rence formé un deuxième câblage indépendant pour raccorder les premières électrodes des condensateurs à capacitance de stockage. La première électrode du condensateur à capacitance de stockage peut être formée en utilisant le même matériau que celui des pastilles de liaison formées sur le substrat transparent pour raccorder les lignes de signaux de balayage
à un circuit pilote extérieur.
Dans une réalisation préférée de la présente invention, le rapport de la capacitance de stockage à la capacitance
additionnelle est supérieur à 80/20.
La présente invention procure un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant un substrat transparent, une multiplicité de premières lignes de signaux de balayage
et de lignes de signaux d'affichage disposées en une configu-
ration de matrice sur une surface du substrat transparent, de façon à définir ainsi une multiplicité de régions de pixel délimitées chacune par deux premières lignes de signaux de balayage et deux lignes de signaux d'affichage, une électrode de pixel dans chaque région de pixel, un dispositif de commutation dans chaque région de pixel, raccordé à une ligne de signaux d'affichage correspondante et à l'électrode de pixel, une première électrode d'un condensateur à capacitance additionnelle disposée à l'intérieur d'une région de pixel de façon à être en vis-à-vis de l'électrode de pixel pour former un condensateur additionnel avec l'électrode de pixel, une couche isolante étant interposée entre elles, la première électrode du condensateur à capacitance additionnelle ayant une forme annulaire qui entoure la région périphérique des électrodes de pixel, au moins une portion de connexion redondante pour raccorder les premières électrodes des condensateurs à capacitance additionnelle de régions de pixel adjacentes, une première électrode d'un condensateur à capacitance de stockage disposée à l'intérieur de la région de pixel de façon à être en vis-à-vis de l'électrode de pixel avec une
couche isolante disposée entre elles pour former un condensa-
teur de stockage avec l'électrode de pixel, la première électrode étant indépendante des lignes de signaux de balayage, la première électrode du condensateur à capacitance de stockage ayant une forme annulaire quientoure la région périphérique de l'électrode de pixel, la première électrode du condensateur à capacitance de stockage étant formée entre la ligne de signaux de balayage correspondante et la première électrode de la capacitance additionnelle, un premier câblage indépendant raccordant les premières électrodes des condensateurs à capacitance de stockage de régions de pixel adjacentes, et un deuxième câble indépendant raccordant les premières électrodes des condensateurs à capacitance de stockage de
régions de pixel adjacentes.
Par ailleurs, la présente invention procure un affichage à cristaux liquides comprenant: un substrat de verre avant ayant une surface intérieure et une surface extérieure, un substrat de verre arrière ayant une surface intérieure et une surface extérieure, parallèle au substrat de verre avant et séparé de celui-ci d'une distance prédéterminée pour permettre à sa surface intérieure d'être en vis-à-vis de la surface intérieure du substrat de verre avant, une multiplicité de lignes de signaux de balayage et de lignes de signaux d'affichage disposées sur la surface intérieure du substrat de verre arrière sous forme de matrices pour définir une multiplicité de zones de pixel délimitées chacune par deux lignes de signaux de balayage et deux lignes de signaux d'affichage, une électrode de pixel à l'intérieur de la zone de pixel, un dispositif de commutation à l'intérieur de la zone de pixel pour raccorder une ligne de signaux d'affichage correspondante à l'électrode de pixel, une première électrode d'un condensateur à capacitance additionnelle disposée à l'intérieur de la région de pixel de façon à être en vis-à-vis d'une portion de l'électrode de pixel avec une couche isolante interposée entre elles, pour former un condensateur à capacitance additionnelle, une première électrode d'un condensateur à capacitance de stockage disposée à l'intérieur de la région de pixel de façon à être en vis-à-vis d'une portion de l'électrode de pixel avec une couche isolante interposée entre elles, pour former un condensateur à capacitance de stockage avec
l'électrode de pixel, la première électrode étant indépen-
dante des lignes de signaux de balayage, une matrice de couche de masquage de lumière formée sur la surface intérieure du substrat de verre avant et alignée avec chaque zone de pixel pour définir une zone d'ouverture transmettant la lumière, une couche de filtre de couleurs sur la surface intérieure du
substrat de verre avant et comportant une zone de transmis-
sion de lumière recouvrant la zone d'ouverture transmettant la lumière et la couche de masquage de lumière, une électrode transparente formée sur la couche de filtre de couleurs, et une couche de cristaux liquides entre le substrat de verre
avant et le substrat de verre arrière.
Pour atteindre le cinquième but de la présente invention, il est procuré un procédé pour fabriquer un affichage à cristaux liquides, ayant un substrat transparent, une multiplicité de lignes de signaux de balayage et de lignes de signaux d'affichage les coupant disposées en une configuration de matrice sur une surface du substrat transparent pour définir ainsi une multiplicité de régions de pixel délimitées chacune par deux lignes de signaux de balayage et deux lignes de signaux d'affichage, une électrode de pixel dans chaque région de pixel, un dispositif de commutation dans chaque région de pixel, et une première électrode à l'intérieur de chaque région de pixel indépendante des lignes de signaux de balayage et des lignes de signaux d'affichage, le procédé comprenant les étapes suivantes: former une première couche métallique sur le substrat transparent, modéliser la première couche métallique pour former des pastilles de liaison pour raccorder des éléments intérieurs à un circuit extérieur, former une deuxième couche métallique sur la structure résultante sur laquelle se trouvent les pastilles de liaison, modéliser la deuxième couche métallique pour former les lignes de signaux de balayage disposées régulièrement, une
première électrode d'un condensateur à capacitance addition-
nelle à l'intérieur de la région de pixel de façon à être en vis-à-vis d'une portion de l'électrode de pixel pour former un condensateur à capacitance additionnelle avec une couche isolante interposée entre elles, et une première électrode d'un condensateur à capacitance de stockage disposée à
l'intérieur de la région de pixel de façon à être en vis-à-
vis d'une portion de l'électrode de pixel pour former des condensateurs de stockage avec les électrodes de pixel avec la couche isolante interposée entre elles,
former successivement une couche isolante et une couche semi-
conductrice sur la surface de la structure résultante, modéliser la couche semi-conductrice pour laisser cette couche seulement autour d'une portion des lignes de signaux de balayage, former une couche conductrice transparente sur la surface de la structure résultante, modéliser la couche conductrice transparente pour former une électrode de pixel en vis-à-vis de la première électrode du
condensateur de stockage le long d'une périphérie de celui-
ci, et former une troisième couche métallique sur la structure résultante et modéliser la troisième couche métallique pour former la multiplicité de lignes de signaux d'affichage disposées régulièrement et coupant les lignes de signaux de balayage, et les électrodes de source et de drain d'un
transistor à film mince sur la couche semi-conductrice.
Selon la présente invention, les premières électrodes du condensateur peuvent être formées par un simple changement du modèle lorsqu'on forme les lignes de signaux de balayage ou lorsqu'on forme les pastilles de liaison sans exiger une opération additionnelle, ce qui simplifie le procédé La formation de la première électrode pour être une électrode annulaire qui peut utiliser la zone de pixel maximale augmente le taux d'ouverture du LCD En outre, du fait que la première électrode du condensateur de stockage sert de couche de masquage de lumière additionnelle, le taux de contraste et l'efficacité de l'utilisation de la lumière sont notablement augmentés En outre, la formation des premières électrodes des condensateurs à capacitance de stockage en un type de câblage indépendant améliore le degré de liberté concernant la sélection du signal d'impulsion de commande du dispositif à cristaux liquides, et elle réduit le retard R-C En outre, la duplication des portions de connexion pour raccorder les premières électrodes des condensateurs les unes aux autres peut réduire les défauts de déconnexion et de court-circuit des lignes de commande des premières électrodes survenant dans les portions de croisement des câblages, et faciliter
leur réparation, ce qui augmente considérablement le rende-
ment de production des LCD.
En outre, dans un affichage à cristaux liquides ayant les
premières électrodes des condensateurs à capacitance addi-
tionnelle et les premières électrodes des condensateurs à capacitance de stockage selon la présente invention, la
capacitance des câblages de portes est réduite par comparai-
son au dispositif d'affichage à cristaux liquides ayant seulement le condensateur à capacitance additionnelle de façon à réduire la constante de temps RC. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la
description suivante de la réalisation préférée de l'inven-
tion, comme représentée sur le dessin joint, dans lequel les mêmes repères désignent de façon générale des parties identiques sur toutes les figures, et sur lequel: la figure 1 est un schéma de pixel d'un affichage à cristaux liquides conventionnel, sur lequel sont formés des condensateurs à capacitance additionnelle; la figure 2 est une vue en coupe transversale prise selon la ligne II-II de la figure 1;
la figure 3 est un schéma de circuit équivalent du disposi-
tif de LCD du condensateur à capacitance additionnelle conventionnel représenté sur les figures 1 et 2; la figure 4 est un schéma de pixel de l'affichage à cristaux liquides conventionnel ayant des condensateurs à capacitance de stockage à câblage indépendant, formé en parallèle avec les cellules de cristaux liquides; la figure 5 est une vue en coupe transversale prise selon la ligne IV-IV de la figure 4;
la figure 6 est un schéma de circuit équivalent du disposi-
tif de LCD du condensateur à capacitance de stockage conven-
tionnel représenté sur les figures 4 et 5; la figure 7 est un schéma de pixel d'un affichage à cristaux liquides décrit dans la Demande de brevet US No 07/934396; la figure 8 est une vue en coupe transversale prise selon la ligne VI-VI de la figure 7; la figure 9 est un schéma de pixel d'un affichage à cristaux liquides selon une réalisation de l'invention décrite dans la Demande de brevet US ci-dessus No 08/070717; la figure 10 est un schéma de pixel d'un affichage à cristaux liquides selon une autre réalisation de l'invention décrite dans la Demande de brevet US No 08/070717; la figure 11 est un schéma de pixel d'un dispositif
d'affichage à cristaux liquides selon une première réalisa-
tion de la présente invention; la figure 12 est une vue en coupe transversale prise selon la ligne D-D' de la figure 11; la figure 13 est une vue en coupe transversale prise selon la ligne E-E' de la figure 11; la figure 14 est un schéma de pixel de l'affichage à cristaux liquides selon une deuxième réalisation de la présente invention; la figure 15 est un schéma représentant un principe de
fonctionnement pour expliquer l'effet de la deuxième réalisa-
tion de la présente invention; la figure 16 est un schéma de pixel d'un affichage à cristaux liquides selon une troisième réalisation de la présente invention; la figure 17 est une vue en coupe transversale prise selon la ligne F-F' de la figure 16; la figure 18 est un schéma de circuit équivalent d'un affichage à cristaux liquides représenté sur les figures 16 et 17; la figure 19 est un schéma de pixel d'un affichage à cristaux liquides selon une quatrième réalisation de la présente invention; et la figure 20 est un schéma de pixel selon une cinquième
réalisation de la présente invention.
La présente invention va être expliquée ci-après en détail en
se reportant aux dessins joints.
La figure 11 est un schéma de pixel d'un affichage à cristaux liquides selon une première réalisation de la présente invention Ici, les mêmes repères que sur les figures précédentes, désignent les mêmes composants que ceux des
figures précédentes.
Sur la figure 11, on voit une seule région de pixel et des portions de pixels adjacents l'entourant Dans un dispositif à cristaux liquides complet, des rangées d'un certain nombre
de lignes de signaux de balayage 1 et des colonnes orthogona-
les d'un certain nombre de lignes de signaux d'affichage 5 a sont disposées en une configuration de matrice Ainsi, un pixel est formé dans les régions délimitées par ces deux types de lignes Dans chaque région de pixel sont prévus un condensateur de stockage Cs, un transistor à film mince (TFT) en tant que dispositif de commutation, une portion de transmission de la lumière (zone d'ouverture), une électrode de pixel transparente 4 et une couche de filtre de couleurs 21 Comme on peut le voir sur la figure 11, une première électrode 10 d'un condensateur de stockage Cs (condensateur du type à capacitance de stockage) est formée indépendamment sans être raccordée aux lignes de signaux de balayage 5 a de telle sorte qu'elle entoure une électrode de pixel 4 dans chaque région de pixel En outre, les premières électrodes adjacentes 10 dans des régions de pixel adjacentes sont raccordées l'une à l'autre par l'intermédiaire de portions de connexions 14 dans un type de câblage indépendant et elles sont commandées par un autre circuit de commande différent de celui commandant les lignes de signaux de balayage 1 Ici, les lignes de signaux d'affichage 5 a sont électriquement
isolées de la portion de connexion de câblage 14 par l'inter-
position d'une couche isolante au niveau de la portion de croisement des câblages 16 o la ligne de signaux d'affichage 5 a croise la portion de connexion de câblage 14 entre les premières électrodes adjacentes 10 des condensateurs de stockage. Par ailleurs, un TFT à décalage inversé utilisant la ligne de signaux de balayage 1 comme électrode de porte est formé sur la ligne de signaux de balayage 1 en tant que dispositif de
commutation pour appliquer un signal électrique sur l'élec-
trode de pixel 4 par l'intermédiaire de la ligne de signaux d'affichage 5 a de telle sorte que la zone de pixel est maximisée autant que possible Au lieu d'un TFT à décalage inversé, on peut utiliser une diode à film mince (TFD), par exemple une diode métal-isolant-métal (MIM) ayant deux bornes. La figure 12 est une vue en coupe transversale prise selon la ligne D-D' de la figure 11 En se reportant aux figures 11 et 12, on va expliquer maintenant une réalisation d'un procédé pour fabriquer un affichage à cristaux liquides selon la
présente invention.
Tout d'abord, après avoir préparé un substrat de verre arrière (non représenté) de l'affichage à cristaux liquides, on forme une couche métallique de pastilles et on la modélise
ensuite pour former des pastilles de liaison (non représen-
tées) pour relier les lignes de signaux d'affichage 5 a et les
lignes de signaux de balayage 1 à un circuit de commande.
Ici, la couche métallique de pastilles est formée en déposant du chrome à une épaisseur d'environ 200 phm On dépose ensuite de l'aluminium à une épaisseur ne dépassant pas 400 pum sur la surface frontale du substrat de verre arrière pour former une couche métallique, laquelle est modélisée pour former simultanément les lignes de signaux de balayage 1 et les premières électrodes 10 des condensateurs de stockage Comme on le voit sur la figure 11, la première électrode 10 de chaque condensateur de stockage est formée avec une structure
annulaire, dans laquelle la première électrode est suffisam-
ment étendue jusqu'au bord de la région de pixel pour qu'on puisse utiliser une région de pixel maximale De même, des portions de connexion de câblage 14 sont formées simultané-
ment de façon à être raccordées entre les premières électro-
des 10 de condensateurs adjacents Ici, chaque portion de connexion de câblage 14 peut être formée au niveau de la portion médiane de la première électrode 10, comme on le voit
sur la figure 11 ou sur une portion marginale de celle-ci.
Pour simplifier le procédé de fabrication, les premières électrodes 10 des condensateurs de stockage peuvent être
formées en utilisant le même matériau que celui des pastil-
les C'est-à-dire que, après avoir formé la couche métallique de pastilles, les premières électrodes 10 sont simultanément formées lors de la modélisation de la couche métallique de
pastilles En variante, on peut former les premières électro-
des 10 des condensateurs de stockage dans une opération différente de l'opération de formation des lignes de signaux de balayage 1, en utilisant un métal différent de celui
utilisé pour les lignes de signaux de balayage 1.
Ici, du fait que la première électrode 10 du condensateur sert de couche de masquage de lumière comme il sera décrit
ci-après, elle doit être constituée par un matériau conduc-
teur opaque La première électrode 10 peut avoir une struc-
ture multicouche ou bien utiliser un alliage pour autant
qu'il constitue un matériau conducteur opaque.
Ensuite, lorsque les lignes de signaux de balayage 1 ou les premières électrodes 10 sont en aluminium, en utilisant un procédé d'oxydation anodique, on peut recouvrir les surfaces des électrodes d'un film d'oxyde d'aluminium (A 1203) dont l'épaisseur ne dépasse pas 200 pm, afin d'améliorer les caractéristiques électriques de l'électrode de pixel 4, de la
portion de croisement 16 et du TFT.
Ensuite, en utilisant un procédé de déposition chimique en phase vapeur (CVD), on forme une couche isolante 2 comprenant du nitrure de silicium (Si Nx) et une couche semi-conductrice 3 comprenant un hydrure de silicium amorphe (a-Si:H) à des épaisseurs, égale ou inférieure à environ 300 pn et égale ou inférieure à 200 pm respectivement A ce moment, a-Si:H dopé avec une impureté de type N (n+ a-Si:H) est déposé pour former une couche ohmique ayant une épaisseur d'environ 50 pm sur le a-Si:H précédemment déposé Ensuite, comme on le voit sur la figure 11, la couche semi-conductrice 3 est modélisée de façon à définir une zone dans laquelle seront formés les dispositifs de commutation sur les lignes de signaux de
balayage 1 ou sur leurs portions voisines.
Successivement, on enlève la couche isolante 2 sur les pastilles de liaison (non représentées) et on dépose un matériau conducteur transparent, par exemple un oxyde d'indium et d'étain, à une épaisseur inférieure ou égale à environ 50 pim par un procédé de pulvérisation cathodique et elle est modélisée pour former ainsi des électrodes de pixel 4 A ce moment, chaque électrode de pixel 4 est modélisée pour recouvrir la première électrode 10 du condensateur de stockage formée dans l'étape précédente d'une largeur prédéterminée, la couche isolante 2 étant interposée entre elles Un condensateur est formé entre la première électrode du condensateur de stockage et l'électrode de pixel 4 dans chaque région de pixel en interposant la couche isolante 2 en tant que matériau diélectrique entre elles, de sorte qu'un signal de tension entré par la ligne de signaux d'affichage 5 a est maintenu pendant un laps de temps prédéterminé jusqu'à
l'arrivée du signal d'entrée suivant.
On dépose ensuite successivement du chrome et de l'aluminium sur la totalité de la surface du substrat jusqu'à des épaisseurs respectives, égale ou inférieure à environ 50 pm
et égale ou inférieure à 500 pim, par un procédé de pulvéri-
sation cathodique, et ces dépôts sont ensuite modélisés pour former les lignes de signaux d'affichage 5 a, les sources 5 b et les électrodes de drain des TFT Ensuite, on forme une couche protectrice 6 de nitrure de silicium sur la totalité de la surface du substrat jusqu'à une épaisseur d'environ 400 pm par un procédé CVD La fabrication du substrat inférieur de l'affichage à cristaux liquides est ainsi terminée. La figure 13 est une vue en coupe transversale prise selon la ligne E-E' de la figure 11 Le panneau inférieur du LCD comprend des lignes de signaux de balayage 1 et les premières électrodes 10 des condensateurs de stockage formées sur le même plan horizontal sur un substrat de verre arrière 100, une couche isolante transparente 2 formée sur le substrat de verre arrière 100 sur lequel sont déjà formées les lignes de signaux de balayage 1 et les premières électrodes 10, une électrode de pixel 4 formée dans chaque région de pixel de façon à recouvrir partiellement la première électrode
associée 10 du condensateur associé sur une distance prédé-
terminée, et une couche protectrice 6 formée sur cette structure Bien entendu, une couche d'orientation (non représentée) est formée lors d'une opération ultérieure sur
la couche protectrice 6 afin d'orienter les cristaux liqui-
des, ce qui est classique dans la technique des affichages à
cristaux liquides.
Par ailleurs, le panneau supérieur du LCD est formé de telle manière que, après la définition de la zone d'ouverture du LCD par la formation d'une couche de masquage de lumière 20
sur la surface intérieure du substrat de verre avant transpa-
rent 101, comme matrice le long de la périphérie de chaque zone de pixel La couche de masquage de la lumière 20 et la zone d'ouverture exposée sont recouvertes par une couche de filtre de couleurs 21 et une couche protectrice classique 22 et une électrode commune supérieure transparente 23 sont successivement formées sur cette structure existante,
complétant ainsi la structure multicouche.
Les panneaux supérieur et inférieur décrits ci-dessus du LCD sont supportés par certaines colonnettes supports et le cristal liquide est injecté entre eux Les panneaux sont ensuite fixés l'un à l'autre hermétiquement, ce qui complète
le LCD.
Dans le LCD représenté sur les figures 11 à 13, les premières électrodes 10 des condensateurs formées sur le substrat de verre arrière jouent le rôle d'une couche secondaire de masquage de lumière avec la première couche de masquage de lumière 20 formée sur le substrat de verre avant 101 En conséquence, les fuites de lumière sont réduites, ce qui
améliore le taux de contraste, et de ce fait les caractéris-
tiques d'affichage du LCD.
La figure 14 est un schéma de pixel d'un affichage à cristaux liquides selon une deuxième réalisation de la présente invention L'affichage à cristaux liquides représenté sur la figure 14 est le même que celui représenté sur les figures il à 13, sauf que la portion de connexion entre les premières électrodes 10 des condensateurs adjacents est doublée en des première et deuxième portions de connexion 14 a et 14 b par
comparaison avec le LCD représenté sur les figures 11 à 13.
En se reportant à la figure 11, la portion de croisement des câblages 16 o la portion de connexion de câblage 14 pour raccorder les premières électrodes 10 des condensateurs de stockage adjacents croise la ligne de signaux d'affichage 16, risque d'être déconnectée, ou un endroit o la portion de câblage 14 peut être court-circuitée avec la ligne de signaux d'affichage 16 du fait de l'inclusion de matières étrangères dans la couche isolante 2 disposée entre elles ou du fait d'une mauvaise couverture de la couche métallique la formant, ce qui réduit le rendement de fabrication L'affichage à cristaux liquides représenté sur la figure 14 vise à résoudre
ce problème.
En outre, dans l'affichage à cristaux liquides représenté sur la figure 14, du fait de la duplication des portions de connexion de câblage 14 a et 14 b, le nombre des portions de croisement des câblages 16 a et 16 b est également augmenté, ce qui augmente ainsi la résistance du câblage et la capacitance parasite Ce problème peut être résolu en égalant la largeur totale des lignes (somme des largeurs des lignes) des première et deuxième portions de connexion de câblage 14 a et 14 b à la largeur de ligne de la portion de connexion de câblage 14 de la figure 11. L'affichage à cristaux liquides représenté sur la figure 14 peut être fabriqué de la même manière que celle expliquée en ce qui concerne les figures 11 à 13, sauf que, lorsqu'on forme les premières électrodes 10 des condensateurs de stockage à structure annulaire, on forme également les première et deuxième portions de connexion de câblage 14 a et
14 b pour raccorder les premières électrodes 10 de condensa-
teurs adjacents.
La figure 15 est un schéma montrant un principe fonctionnel pour expliquer l'effet de la présente invention, qui montre comment les portions de connexion de câblage doublées 14 a et 14 b peuvent réparer des défauts tels que des déconnexions et des courts-circuits survenant dans les portions de croisement des première et deuxième portions de connexion de câblage 14 a
et 14 b et des lignes de signaux d'affichage 5 a.
Ici, le repère 18 désigne un câblage simple pour raccorder la première électrode du condensateur de stockage au circuit intégré de commande (non représenté) Les repères 14 a' et 14 b' désignent les lignes doublées pour commander les premières électrodes des condensateurs de stockage raccordées par les première et deuxième portions de connexion de câblage respectivement 14 a et 14 b Une flèche désigne la circulation du courant de signaux lorsque l'une des première et deuxième portions de connexion de câblage 14 a et 14 b est déconnectée ou court- circuitée, et les repères 5 a désignent les lignes de signaux d'affichage Dans une portion A, une première portion de connexion de câblage 14 a est déconnectée au niveau de la portion de croisement d'une première portion de connexion de câblage 14 a et d'une ligne de signaux d'affichage 5 a Dans une portion B, les première et deuxième connexions de câblage 14 a et 14 b sont toutes deux déconnectées Une portion C montre un état dans lequel un court-circuit a eu lieu entre la deuxième portion de connexion de câblage 14 b et une ligne de signaux d'affichage 5 a Une portion D montre l'état réparé du court-circuit dans la portion C.
Autrement dit, du fait que seule une portion B est défec-
tueuse de façon catastrophique en ce sens que les première et deuxième portions de câblage présentent toutes deux des circuits ouverts, le risque global d'une telle déconnexion catastrophique est réduit Par ailleurs, en coupant la ligne de commande du condensateur sur les deux côtés de la portion de croisement des câblages à la portion C au moyen d'un faisceau laser, on peut réparer les courts-circuits du fait
que les portions de connexion de câblage sont doublées.
Dans l'affichage à cristaux liquides représenté sur les figures 11 à 14, les premières électrodes des condensateurs de stockage dans chaque région de pixel sont montées dans la direction des rangées Autrement dit, les portions de connexion de câblage sont formées de façon à croiser les lignes de signaux d'affichage et être parallèles aux lignes
de signaux de balayage Les premières électrodes des conden-
sateurs de stockage et les lignes de signaux de balayage peuvent être simultanément formées en utilisant le même matériau et en modélisant une couche conductrice, ce qui
simplifie le processus de fabrication.
Toutefois, les premières électrodes des condensateurs de stockage dans chaque région de pixel peuvent être formées de façon à être montées dans la direction des colonnes Ici, les portions de connexion de câblage croisent les lignes de signaux de balayage et sont parallèles aux lignes de signaux d'affichage Toutefois, la portion de connexion de câblage doit être électriquement isolée des lignes de signaux de balayage En conséquence, les lignes de signaux de balayage et les premières électrodes des condensateurs de stockage doivent être formées par deux procédés séparés On doit toutefois noter que ceci ne s'écarte pas de l'esprit et de la
portée de la présente invention.
Dans les réalisations de la présente invention telles que décrites cidessus, les premières électrodes du condensateur peuvent être formées par une simple modification du modèle
lorsqu'on forme les lignes de signaux de balayage ou lors-
qu'on forme les pastilles de liaison sans exiger une opéra-
tion additionnelle, ce qui simplifie évidemment le procédé.
En outre, la première électrode a une forme annulaire, ce qui permet d'utiliser une zone de pixel maximale, augmentant ainsi le taux d'ouverture du LCD En outre, du fait que la première électrode du condensateur de stockage sert de couche de masquage de lumière additionnelle, le taux de contraste et
l'efficacité de l'utilisation de la lumière sont considéra-
blement augmentés En outre, la formation des premières électrodes des condensateurs de stockage sous forme d'un câblage indépendant améliore ledegré de liberté en ce qui concerne le choix du signal d'impulsion de commande de l'affichage à cristaux liquides, et elle réduit le retard R- C Du fait de la réduction du retard, l'affichage à cristaux liquides peut être utilisé dans un dispositif à grand panneau, dans lequel on n'obtient pas une image
uniforme du fait de ce retard, et dans un panneau de télévi-
sion pour un fonctionnement en couleurs pures par un signal analogique En outre, la duplication des portions de
connexion pour relier les premières électrodes du condensa-
teur les unes aux autres permet de réduire les défauts dus à une déconnexion et à un court-circuit des lignes de commande des premières électrodes survenant dans les portions de croisement des câblages, et permet de réparer aisément ces défauts, d'o une augmentation du rendement de la fabrication
des LCD.
La figure 16 est un schéma de pixel d'un affichage à cristaux liquides selon une troisième réalisation de la présente invention Ici, les mêmes repères que sur les figures précédentes désignent les mêmes composants que ceux des
figures précédentes.
La figure 16 représente une seule région de pixel Dans un LCD complet, des rangées d'un certain nombre de lignes de signaux de balayage 1 et des colonnes orthogonales de lignes de signaux d'affichage 5 a sont disposées en une configuration de matrice sur un substrat transparent Ainsi, des pixels sont formés dans les régions délimitées par ces deux types lignes Une électrode de pixel transparente 4 est prévue dans chaque région de pixel Comme on peut le voir sur la figure 16, une ligne de signaux de balayage 1 recouvre partiellement
l'électrode de pixel 4 pour former un condensateur à capaci-
tance additionnelle Le repère l Oc désigne la portion
recouvrante d'une ligne de signaux de balayage 1 qui consti-
tue une première électrode d'un condensateur à capacitance additionnelle En outre, il est prévu un câblage indépendant lia de façon à croiser la portion centrale de la région de pixel sous une forme de simple câblage avec une couche isolante interposée entre eux La portion recouvrante du câblage indépendant lia forme avec l'électrode de pixel 4 un condensateur à capacitance de stockage Le repère l Od dénote la portion recouvrante du câblage indépendant lia qui
constitue la première électrode du condensateur.
Dans l'affichage à cristaux liquides ci-dessus, un transistor à film mince utilisant une portion saillante de la ligne de signaux de balayage 1 en tant qu'électrode de porte et utilisant une portion saillante de la ligne de signaux
d'affichage 5 a comme électrode de drain est formé au voisi-
nage de la portion de croisement de la ligne de signaux de balayage 1 et de la ligne de signaux d'affichage 5 a en tant que dispositif de commutation pour appliquer un signal électrique à l'électrode de pixel 4 par l'intermédiaire de la ligne de signaux d'affichage 5 a A la place du TFT, on peut utiliser une diode à film mince (TFD), par exemple un dispositif métal-isolant-métal (MIM) ayant deux bornes, comme mentionné ci-dessus Entre-temps, la zone définie par la ligne en tirets dans l'électrode de pixel 4 désigne une ouverture définie par la couche de masquage de lumière (matrice noire) formée sur le substrat supérieur du panneau
d'affichage à cristaux liquides.
La figure 17 est une vue en coupe transversale prise selon la ligne F-F' de la figure 16, qui montre le substrat inférieur du panneau d'affichage à cristaux liquides En se reportant à la figure 7, on va maintenant expliquer une réalisation d'un procédé pour fabriquer un affichage à cristaux liquides
comme représenté sur la figure 16.
Tout d'abord, après avoir préparé un substrat de verre arrière 100 de l'affichage à cristaux liquides, on forme une couche métallique de pastilles sur ce substrat et cette couche est ensuite modélisée pour former des pastilles de liaison (non représentées) pour relier les lignes de signaux d'affichage 5 a et les lignes de signaux de balayage 1 à un circuit de commande extérieur Ici, la couche métallique de pastilles est formée en déposant du chrome jusqu'à une épaisseur d'environ 200 pm On dépose ensuite de l'aluminium à une épaisseur non supérieure à 400 pm sur la surface frontale du substrat de verre arrière pour former une couche
métallique, qui est ensuite modélisée pour former simultané-
ment les lignes de signaux de balayage 1 et les premières
électrodes 10 d des condensateurs à capacitance de stockage.
Ici, chaque ligne de signaux de balayage 1 est formée de façon à avoir une portion saillante qui s'étend dans chaque région de pixel Les portions saillantes sont utilisées comme
électrodes de porte de transistors à film mince Par ail-
leurs, les premières électrodes 10 c des condensateurs à capacitance additionnelle, qui sont constituées par une portion des lignes de signaux de balayage 1 et en vis-à-vis
des électrodes de pixel 4 (qui sont formées dans une opéra-
tion ultérieure), sont formées simultanément.
Pour simplifier le procédé de fabrication, on peut former les premières électrodes 10 d des condensateurs à capacitance de stockage en utilisant le même matériau que le matériau des pastilles Autrement dit, après avoir formé la couche métallique de pastilles, les premières électrodes 10 d sont simultanément formées lors de la modélisation de la couche métallique de pastilles En variante, on peut former les premières électrodes 10 d des condensateurs à capacitance de stockage par une opération différente de l'opération de formation des lignes de signaux de balayage 1, en utilisant un métal différent de celui des lignes de signaux de balayage
1 Lorsqu'on forme les premières électrodes l Od des condensa-
teurs à capacitance de stockage en utilisant un métal opaque, la zone d'ouverture est réduite autant que la zone occupée
par les premières électrodes ld En conséquence, la forma-
tion des premières électrodes l Od en utilisant un matériau conducteur transparent, tel que l'oxyde d'indium et d'étain, est préférable, même si les premières électrodes l Od sont
formées par une opération additionnelle.
Lorsque les lignes de signaux de balayage 1 ou les premières électrodes 10 c et l Od sont en aluminium, en utilisant un procédé d'oxydation anodique, on peut recouvrir les surfaces des lignes ou des électrodes par un film d'oxyde d'aluminium (A 1203) dont l'épaisseur n'est pas supérieure à 200 pm pour améliorer les caractéristiques électriques des électrodes de
pixel 4, des portions de croisement 16 et des TFT.
Ensuite, en utilisant un procédé de déposition chimique en phase vapeur (CVD), on forme une couche isolante 2 en nitrure de silicium (Si Nx) et une couche semi-conductrice 3 en
hydrure de silicium amorphe (a-Si:H) à des épaisseurs respec-
tives, égale ou inférieure à environ 300 pm et égale ou infé-
rieure à 200 pm A ce moment, on dépose un hydrure de silicium amorphe dopé avec une impureté de type N (n+ a-Si:H) pour former une couche ohmique ayant une épaisseur d'environ
pm sur l'hydrure de silicium amorphe déposé précédemment.
En outre, lorsque le TFT est formé en utilisant une couche de blocage de gravure, on peut former une couche de nitrure de silicium sur la couche semi-conductrice en tant que couche de blocage de gravure Ensuite, la couche semi-conductrice 3 est modélisée de façon à définir des zones dans lesquelles on placera les dispositifs de commutation au voisinage des portions o se croisent les unes les autres les lignes de signaux de balayage 1 et les lignes de signaux d'affichage a. Ensuite, et successivement, on enlève la couche isolante 2 sur les pastilles de liaison (non représentées) et on dépose un matériau conducteur transparent, par exemple un oxyde d'indium et d'étain, à une épaisseur égale ou inférieure à environ 50 pm par un procédé de pulvérisation cathodique, et on le modélise pour former ainsi des électrodes de pixel 4 sur la couche isolante 2 (c'est-à-dire sur le même plan que la couche semi-conductrice 3) A ce moment, chaque électrode de pixel 4 est modélisée pour recouvrir partiellement sa première électrode associée 10 c du condensateur de stockage
formé dans l'opération précédente d'une largeur prédétermi-
née, en interposant la couche isolante 2 entre elles Un condensateur à capacitance additionnelle est formé entre la première électrode 10 c et l'électrode de pixel 4 dans chaque zone de pixel en interposant la couche isolante 2 en tant que matériau diélectrique entre elles et un condensateur à capacitance de stockage est formé entre la première électrode d et l'électrode de pixel 4 dans chaque région de pixel, de sorte qu'un signal de tension entré par la ligne de signaux
d'affichage 5 a est maintenu pendant un laps de temps prédé-
terminé jusqu'à ce qu'arrive le signal d'entrée suivant.
On dépose ensuite successivement du chrome et de l'aluminium sur la totalité de la surface du substrat à une épaisseur égale ou inférieure à environ 5 pm et égale ou inférieure à pm respectivement, par un procédé de pulvérisation cathodique, et on les modélise ensuite pour former des lignes de signaux d'affichage 5 a, les sources 5 b et les électrodes de drain du TFT On forme ensuite une couche protectrice en nitrure de silicium sur la totalité de la surface du substrat jusqu'à une épaisseur d'environ 400 pm par un procédé CVD De ce fait, le panneau inférieur du LCD est terminé Bien entendu, on peut former dans une opération ultérieure une
couche d'orientation (non représentée) sur la couche protec-
trice 6 afin d'orienter le cristal liquide, cette opération
étant conventionnelle dans la technique des LCD.
Par ailleurs, le panneau supérieur du LCD est terminé de telle manière que, après que la zone d'ouverture du LCD a été définie en formant une couche de masquage de lumière sur la surface intérieure du substrat de verre avant transparent en tant que matrice le long de la périphérie de chaque zone de
pixel, la couche de masquage de lumière et la zone d'ouver-
ture exposée sont recouvertes par une couche de filtre de couleurs, et on forme successivement sur elles une couche protectrice transparente et une électrode commune supérieure transparente conventionnelles, ce qui termine la structure multicouche. Les panneaux supérieur et inférieur décrits ci-dessus du LCD sont supportés par certaines colonnettes supports, et le cristal liquide est injecté entre eux Les panneaux sont
ensuite fermés hermétiquement, ce qui termine le LCD.
La figure 18 est un schéma de circuit équivalent de l'affi-
chage à cristaux liquides représenté sur les figures 16 et 17 Dans les pixels unitaires délimités par les lignes de signaux de balayage 1 et les lignes de signaux d'affichage 5 a, il existe des capacitances telles que Ccr (la capacitance formée au niveau de la portion de croisement de la ligne de signaux de balayage 1 et de la ligne de signaux d'affichage a), Cst 2 (la capacitance formée entre l'électrode de pixel 4 et la première électrode l Od du condensateur à capacitance de stockage en vis-à-vis), Clc (la capacitance formée entre l'électrode de pixel 4 et le cristal liquide), Cadd 2 (la capacitance formée entre l'électrode de pixel 4 et la
première électrode l Oc du condensateur à capacitance addi-
tionnelle), Cds (la capacitance formée entre l'électrode de source et l'électrode de drain du transistor à film mince), Cgs (la capacitance formée entre l'électrode de porte et l'électrode de source) et Cgd (la capacitance formée entre
l'électrode de porte et l'électrode de drain).
De façon générale, afin d'assurer une uniformité des images dans un affichage à cristaux liquides à matrice active, la tension d'un premier signal appliqué par l'intermédiaire d'une ligne de données dans l'opération d'écriture doit être maintenue constante pendant un certain temps jusqu'à la X réception d'un deuxième signal, lorsqu'on suppose qu'un condensateur de stockage ayant une capacitance prédéterminée est formé en parallèle avec la cellule de cristaux liquides, on obtiendra l'équation suivante des circuits des figures 3, 6 et 18. Ca = Cs = Cadd 2 + Cst 2 ( 3) En outre, la capacitance de la ligne de signaux de balayage
(Cssl) selon la troisième réalisation de la présente inven-
tion est la suivante: Cssl = Cin + 1/l( 1/Cadd 2) + { 1/(Clc + Cgd + Cs 12)}l ( 4) Comme on peut le voir des équations ci-dessus, la capacitance du câblage de porte de la présente invention est plus faible
* que celle d'un LCD qui a seulement un condensateur à capaci-
tance additionnelle, comme représenté sur la figure 4.
D'autre part, afin d'optimiser le rapport de la capacitance du câblage de porte Cadd 2 due au condensateur de capacitance additionnelle à la capacitance du câblage de porte Cst 2 du condensateur à capacitance de stockage, on effectue un compromis en considérant l'amélioration du taux d'ouverture
pouvant être obtenue en employant le condensateur à capaci-
tance additionnelle et la réduction de la capacitance du câblage de porte pouvant être obtenue en employant le
condensateur à capacitance de stockage.
Un exemple du compromis sera illustré comme suit Dans un
panneau d'affichage à cristaux liquides de 380 mm de dimen-
sions de Engineering Work Station Standard ayant 1280 x 1024 pixels, lorsque la dimension des pixels est 80 pm X 240 pm,
la résistance du câblage de porte (R) est 3,41 k Q, la capaci-
tance (Ccr) de la tension de croisement des câblages de la ligne de signaux de balayage et de la ligne de signaux d'affichage est 0,04 p F, la capacitance du cristal liquide (Clc) est 0,16 p F, la somme de la capacitance additionnelle (Cadd 2) et de la capacitance de stockage (Cst 2) est 0,3 p F, la capacitance (Cgd) entre l'électrode de porte et l'électrode
de drain est 0,02 p F et la capacitance (Cgs) entre l'électrode de porte et l'électrode de source est 0,02 p F, la constante de temps RC en fonction du rapport entre la capacitance addi-5 tionnelle (Cadd 2) et la capacitance de stockage (Cst 2) est la suivante.
Tableau 1
Dans le tableau 1 ci-dessus, le rapport de Cst 2 à Cadd 2 peut être défini comme le rapport de la zone occupée par la première électrode du condensateur à capacitance de stockage à la zone occupée par la première électrode du condensateur à capacitance additionnelle Comme on peut le voir sur la figure 1, on peut noter que, lorsque le rapport de la capacitance de stockage à la capacitance additionnelle est supérieur à 80: 20, il en résulte une constante de temps RC inférieure à 1,66 fois celle d'un affichage à cristaux liquides du type à stockage conventionnel, ce qui est efficace D'autre part, de nombreuses variantes concernant le
Constante de Capacitance ad-
Cst 2 (%): Cadd 2 (%) temps RC ditionnnelle/ (ps) capacitance de stockage
0 100 2,51 2,42
: 90 2,58 2,49
: 80 2,61 2,51
: 70 2,58 2,49
: 60 2,51 2,42
: 50 2,38 2,30
: 40 2,21 2,13
: 30 1,99 1,92
: 20 1,72 1,66
: 10 1,40 1,35
: O 1,03 1,00
condensateur à capacitance additionnelle et le condensateur de stockage par rapport à la troisième réalisation de la
présente invention sont possibles.
Par exemple, la première électrode du condensateur à capaci- tance additionnelle peut être formée en tant qu'électrode annulaire comme représenté sur la figure 7 La figure 19 montre un schéma de pixel d'un affichage à cristaux liquides
selon une quatrième réalisation de la présente invention.
En se reportant à la figure 19, l'affichage à cristaux liquides selon cette réalisation se caractérise en ce que la première électrode l Oc de la capacitance additionnelle a une forme annulaire de façon à recouvrir partiellement la périphérie de l'électrode de pixel 4 La première électrode l Oc a une forme annulaire dans la région de pixel entre la
première électrode l Od du condensateur à capacitance addi-
tionnelle et la ligne de signaux de balayage 1 pour commander l'électrode de pixel adjacente La présente invention montre l'amélioration du taux d'ouverture qui peut être obtenue par la première électrode de type annulaire du LCD représenté sur la figure 7 La zone délimitée par la ligne en tirets dans l'électrode de pixel 4 dénote une zone d'ouverture délimitée par la couche de masquage de lumière (matrice noire) formée sur le panneau supérieur du panneau d'affichage à cristaux liquides En outre, l'affichage à cristaux liquides de la présente réalisation ne diffère de l'affichage à cristaux liquides représenté sur la figure 16 qu'en ce que la première électrode l Oc du condensateur additionnel a une forme annulaire entre la première électrode l Od du condensateur de stockage et la ligne de signaux de balayage 1 pour commander l'électrode de pixel adjacente L'affichage à cristaux liquides représenté sur la figure 19 peut être fabriqué de la même manière que l'affichage à cristaux liquides de la figure 16, sauf que, lorsqu'on forme la première électrode t Oc du condensateur additionnel, on utilise un masque ayant le même tracé que celui de la figure 19 L'optimisation du rapport entre la capacitance additionnelle et la capacitance de stockage s'effectue comme mentionné en se reportant au
tableau 1 ci-dessus.
Par ailleurs, la figure 19 montre un schéma de pixel dans lequel la première électrode du condensateur additionnel a la forme d'une électrode annulaire Toutefois, la première électrode l Od du condensateur de stockage peut être formée en tant qu'électrode annulaire au lieu que ce soit la première électrode l Oc du condensateur additionnel, comme on le voit sur la figure 11 Dans ce cas, le procédé de fabrication est le même que pour la formation du dispositif d'affichage à cristaux liquides de la figure 16, sauf que, lorsqu'on forme la première électrode l Od du condensateur de stockage, on utilise un masque formant la première électrode l Od de l'électrode de stockage qui a le tracé entourant l'électrode
de pixel 4 tout le long de sa périphérie Ici aussi, l'opti-
misation du rapport entre la capacitance additionnelle et la capacitance de stockage est effectuée comme mentionné en se
reportant au tableau 1 ci-dessus.
En outre, selon une autre réalisation de la présente inven-
tion, la première électrode t Oc d'un condensateur additionnel et la première électrode l Od du condensateur de stockage peuvent être toutes deux formées en tant qu'électrodes annulaires de façon à entourer la périphérie de l'électrode
de pixel 4.
D'autre part, l'affichage à cristaux liquides selon une troisième réalisation de la présente invention représente une
amélioration dans les caractéristiques d'affichage, c'est-à-
dire un meilleur taux d'ouverture, un taux de contraste augmenté, etc Toutefois, du fait de l'introduction d'une matière étrangère ou d'un film faiblement isolant au niveau des croisements des câblages (les intersections des lignes de signaux de balayage 1 et des lignes de signaux d'affichage 5 a ou les intersections des lignes de signaux d'affichage 5 a et des câblages indépendants lia pour raccorder les premières électrodes l Od des condensateurs à capacitance de stockage), il peut survenir des déconnexions de câblage dans les lignes de signaux de balayage et/ou des courts-circuits entre les lignes de signaux de balayage 1 et les lignes de signaux d'affichage 5 a ou entre les lignes de signaux d'affichage 5 a et les câblages indépendants lla raccordant les premières électrodes l Od des condensateurs à capacitance de stockage,
ce qui réduit de façon significative le rendement de fabrica-
tion des affichages à cristaux liquides.
Afin de résoudre les problèmes de rupture de câblage dans les lignes de signaux de balayage 1 et/ou des courts-circuits entre les lignes de signaux de balayage 1 et les lignes de signaux d'affichage 5 a sans réduire le taux d'ouverture et le taux de contraste, les lignes de signaux de balayage et les câblages indépendants commandant les premières électrodes 10 d des condensateurs de stockage peuvent être doublés comme on le voit sur les figures 9, 10 et 14 La figure 20 montre un schéma de pixel selon une cinquième réalisation de la présente invention, dans laquelle les lignes de signaux de
balayage et les câblages indépendants commandant les premiè-
res électrodes des condensateurs de stockage sont doublés.
Dans l'affichage à cristaux liquides représenté sur la figure , chaque ligne de signaux de balayage est doublée en une première ligne de signaux de balayage la et une deuxième ligne de signaux de balayage lb La première électrode l Oc du
condensateur à capacitance additionnelle, qui est électrique-
ment raccordée à la première ligne de signaux de balayage la, est formée de façon à entourer la portion périphérique de l'électrode de pixel 4 entre la deuxième ligne de balayage lb et la première ligne de balayage la commandant l'électrode de pixel adjacente Par ailleurs, chaque câblage indépendant commandant les premières électrodes des condensateurs à capacitance de stockage est doublé en un premier câblage indépendant lc et un deuxième câblage indépendant ld La première électrode du condensateur à capacitance de stockage est formée de façon à entourer la région périphérique de l'électrode de pixel 4 comprise entre les premier et deuxième
câblages indépendants lc et ld.
Dans l'affichage à cristaux liquides représenté sur la figure
, on peut aisément réparer les ruptures et/ou courts-cir-
cuits pouvant survenir au niveau des portions de croisement des câblages L'affichage à cristaux liquides représenté sur la figure 20 peut également être fabriqué de la même manière que les affichages à cristaux liquides représentés sur les figures 16 et 19, en modifiant simplement le tracé pour
former les premières électrodes des condensateurs addition-
nels et les premières électrodes des condensateurs de stockage Par ailleurs, l'optimisation du rapport entre la capacitance additionnelle et la capacitance de stockage peut être effectuée comme mentionné en se reportant au tableau 1 ci-dessus. On peut faire varier le rapport de la capacitance de stockage à la capacitance additionnelle afin d'améliorer le taux d'ouverture et/ou afin de réduire la capacitance des lignes de signaux de balayage En outre, on peut former à diverses
formes les premières électrodes des condensateurs à capaci-
tance additionnelle et des condensateurs à capacitance de
stockage Par ailleurs, le procédé de fabrication de l'affi-
chage à cristaux liquides tel que défini ci-dessus peut être modifié en fonction du choix du matériau pour former les premières électrodes des condensateurs à capacitance de
stockage et des condensateurs à capacitance additionnelle.
Dans le cas des troisième, quatrième et cinquième réalisa-
tions de la présente invention, la capacitance du câblage de porte peut être réduite par comparaison à l'affichage à cristaux liquides ayant les condensateurs à capacitance additionnelle de façon à réduire la constante de temps RC En conséquence, on peut obtenir un affichage à cristaux liquides ayant une image uniforme Par ailleurs, on peut améliorer le taux d'ouverture par comparaison avec un affichage à cristaux liquides ayant des condensateurs auxiliaires à capacitance de stockage de telle sorte qu'on peut obtenir un dispositif d'affichage à cristaux liquides ayant une brillance et/ou un
taux de contraste améliorés.
Dans le cas de la cinquième de réalisation de l'invention telle que décrite ci-dessus, les portions de connexion redondantes pour raccorder les premières électrodes des condensateurs de stockage ou les doubles lignes de signaux de balayage sont formées par un simple changement du modèle sans
exiger un procédé additionnel, ce qui simplifie le procédé.
Du fait que les portions de connexion redondantes sont formées pour raccorder les unes aux autres les premières électrodes des condensateurs, ou du fait que les lignes de signaux de balayage sont doublées, les ruptures et courts-circuits des lignes de signaux de balayage survenant dans les portions de croisement des câblages peuvent être
réduits et réparés, ce qui permet d'augmenter considérable-
ment le rendement de fabrication des affichages à cristaux
liquides.
Tel qu'il a été employé ici, le terme "modéliser", par exemple une couche métallique, signifie graver cette couche
métallique selon un modèle.
Tandis que la présente invention a été particulièrement représentée et décrite en se reportant à des réalisations particulières de celle-ci, il est bien entendu que l'homme de l'art pourra apporter diverses modifications dans la forme et dans les détails sans s'écarter de l'esprit et de la portée
de l'invention telle que définie dans les revendications
jointes.
Claims (33)
1 Dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant un substrat transparent et une multiplicité de lignes de signaux de balayage ( 1) et de lignes de signaux d'affichage ( 5 a) coupant les premières, disposées en une configuration de matrice sur une surface de ce substrat transparent pour définir ainsi une multiplicité de régions de pixel délimitées chacune par deux lignes de signaux de balayage et deux lignes de signaux d'affichage, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une électrode de pixel ( 4) dans chaque région de pixel, un dispositif de commutation dans chaque région de pixel raccordé à une ligne de signaux d'affichage correspondante et à l'électrode de pixel, et une première électrode annulaire ( 10) disposée à l'intérieur de chaque région de pixel de façon à se trouver en vis-à-vis
de l'électrode de pixel correspondante et à entourer l'élec-
trode de pixel pour former un condensateur à capacitance de stockage (Cs) avec l'électrode de pixel, les premières électrodes de portions de pixel adjacentes étant reliées l'une à l'autre par au moins une portion de connexion de
câblage ( 14), cette première électrode étant commandée indé-
pendamment des lignes de signaux de balayage ( 1) et des
lignes de signaux d'affichage ( 5 a).
2 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premières électrodes ( 10) des condensateurs de stockage (Cs) sont dans le même matériau qu'une pastille de liaison destinée à raccorder les lignes de signaux de balayage et les lignes de signaux d'affichage à un circuit de commande extérieur et qu'elles sont simultanément modélisées (c'est-à-dire gravées selon un modèle) lorsqu'on
forme cette pastille de liaison.
3 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premières électrodes ( 10) et les
lignes de signaux de balayage ( 1) sont dans le même matériau.
4 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 3, caractérisé en ce que les premières électrodes ( 10) et les lignes de signaux de balayage ( 1) sont constituées d'au moins
un matériau conducteur opaque choisi dans le groupe compre-
nant l'aluminium, le chrome, le molybdène et le tantale.
Affichage à cristaux liquides selon la revendication 4, caractérisé en ce que les première électrodes ( 10) et les
lignes de signaux de balayage ( 1) ont une structure strati-
fiée constituée par au moins deux métaux.
6 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion de connexion ( 14) pour relier les premières électrodes ( 10) de condensateurs adjacents est formée pour croiser les lignes de signaux
d'affichage ( 5 a).
7 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il y a deux portions de connexion ( 14) entre les premières électrodes ( 10) de deux condensateurs
adjacents.
8 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premières électrodes ( 10) et les lignes de signaux de balayage ( 1) sont formées en tant que
couches conductrices différentes.
9 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 8, caractérisé en ce que la portion de connexion de câblage est
formée pour croiser les lignes de signaux de balayage.
Affichage à cristaux liquides selon la revendication 9, caractérisé en ce que la première électrode ( 10) et la ligne de signaux de balayage ( 1) sont isolées l'une de l'autre par
une couche isolante interposée entre elles.
11 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il y a deux portions de connexion ( 14)
entre les premières électrodes de deux condensateurs adja-
cents. 12 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commutation comprend
un transistor à film mince (TFT).
13 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 12, caractérisé en ce que ce transistor à film mince comprend: une électrode de porte (G) formée d'une portion d'une ligne de signaux de balayage correspondante, une électrode de drain (D) formée d'une portion saillante d'une ligne de signaux d'affichage correspondante, une électrode de source (S) recouvrant une portion de l'électrode de pixel; et une couche semi-conductrice ( 3) formée sur une couche isolante ( 2) sur la surface supérieure de cette électrode de porte, et raccordant l'électrode de drain à l'électrode de
source.
14 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 13, caractérisé en ce que ce transistor à film mince est du type à décalage inversé formé sur un point de croisement de la ligne de signaux de balayage et de la ligne de signaux
d'affichage correspondantes.
Affichage à cristaux liquides selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'électrode de porte, l'électrode de drain et la couche semiconductrice de ce transistor à film
mince sont formées à l'extérieur des frontières de l'élec-
trode de pixel.
16 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'électrode de source de ce transistor
à film mince recouvre une portion de la première électrode.
17 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 1,
caractérisé en ce que la première électrode recouvre partiel-
lement la périphérie totale de l'électrode de pixel.
18 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'une portion de la périphérie de la première électrode recouvre une portion de l'électrode de
pixel d'une largeur prédéterminée sans décrochements brus-
ques. 19 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commutation est une
diode à film mince (TFD).
Affichage à cristaux liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première électrode ( 10) et les lignes de signaux de balayage ( 1) sont disposées pratiquement sur un premier plan horizontal et en ce que l'électrode de pixel ( 4) et les lignes de signaux d'affichage ( 5 a) sont disposées pratiquement sur un deuxième plan horizontal, ces premier et deuxième plans horizontaux étant espacés l'un de
l'autre par une couche isolante ( 2) interposée entre eux.
21 Affichage à cristaux liquides caractérisé en ce qu'il comprend un substrat de verre avant ( 101) ayant une surface intérieure et une surface extérieure;
un substrat de verre arrière ( 100) ayant une surface inté-
rieure et une surface extérieure, parallèle au substrat de
verre avant et séparé de celui-ci d'une distance prédétermi-
née pour que sa surface intérieure soit en vis-à-vis de la surface intérieure du substrat de verre avant ( 101); une multiplicité de lignes de signaux de balayage ( 1) et de lignes de signaux d'affichage ( 5 a) coupant les précédentes définissant une multiplicité de zones de pixel délimitées chacune par deux lignes de signaux de balayage et deux lignes de signaux d'affichage; une électrode de pixel ( 4) à l'intérieur de chaque zone de pixel; un dispositif de commutation à l'intérieur de chaque zone de pixel pour raccorder une ligne de signaux d'affichage correspondante à l'électrode de pixel; une première électrode de type annulaire ( 10) disposée à
l'intérieur de chaque zone de pixel, en vis-à-vis de l'élec-
trode de pixel et entourant celle-ci pour former un condensa-
teur en coopération avec l'électrode de pixel, les premières électrodes ( 10) de zones de pixel adjacentes étant reliées par au moins une portion de connexion de câblage ( 14) et la première électrode étant commandée indépendamment des lignes de signaux de balayage et des lignes de signaux d'affichage, et une matrice de couche de masquage de lumière ( 20) sur la surface intérieure du substrat de verre avant ( 101) alignée avec chaque zone de pixel pour définir dans celle-ci une zone d'ouverture transmettant la lumière;
une couche de filtre de couleurs ( 21) sur la surface inté-
rieure du substrat de verre avant ( 101) et comportant une
zone de transmission de lumière recouvrant la zone d'ouver-
ture transmettant la lumière et la couche de masquage de lumière; une électrode transparente ( 23) formée sur la couche de filtre de couleurs et une couche de cristaux liquides entre le substrat de verre
avant et le substrat de verre arrière.
22 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'une première couche protectrice ( 22) est intercalée entre la couche de filtre de couleurs ( 21) et
l'électrode transparente ( 23).
23 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'une deuxième couche protectrice ( 6) recouvre la surface intérieure ( 101) du substrat de verre
arrière ( 100).
24 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'une frontière de cette zone d'ouverture
délimitée par la couche de masquage de lumière est pratique-
ment alignée verticalement avec une périphérie intérieure de la première électrode, d'o il résulte que la première
électrode ( 10) sert de couche de masquage de lumière secon-
daire pour réduire les fuites de lumière autres que la
lumière qui est autorisée à passer à travers la zone d'ouver-
ture. Affichage à cristaux liquides selon la revendication 21, caractérisé en ce que la lumière se projetant sur la zone d'ouverture par l'intermédiaire du substrat de verre arrière ( 101) définit une zone d'ouverture virtuelle et en ce que la première électrode ( 10) ne s'étend pas dans cette zone
d'ouverture virtuelle.
26 Procédé pour fabriquer un affichage à cristaux liquides ayant un substrat transparent, une multiplicité de lignes de signaux de balayage ( 1) et de lignes de signaux d'affichage ( 5 a) coupant les premières et disposées en une configuration de matrice sur une surface de ce substrat transparent pour y définir une multiplicité de régions de pixel délimitées chacune par deux lignes de signaux de balayage et deux lignes de signaux d'affichage, une électrode de pixel ( 4) dans chaque région de pixel, un dispositif de commutation dans chaque région de pixel et une première électrode ( 10) à l'intérieur de chaque région de pixel indépendante des lignes de signaux de balayage et des lignes de signaux d'affichage, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: former une première couche métallique sur un substrat transparent; graver selon un modèle cette première couche métallique pour former des pastilles de liaison raccordant les éléments intérieurs à un circuit extérieur; former une deuxième couche métallique sur la structure
résultante sur laquelle se trouvent les pastilles de liai-
son; graver selon un modèle la deuxième couche métallique pour former la multiplicité de lignes de signaux de balayage ( 1) disposées régulièrement, une première électrode ( 10) d'un condensateur à capacitance de stockage disposé dans chaque zone de pixel, et au moins une portion de connexion de câblage ( 14) pour raccorder les premières électrodes de condensateurs à capacitance de stockage adjacents, ces premières électrodes étant indépendantes des lignes de signaux de balayage et des lignes de signaux d'affichage,
former successivement une couche isolante et une couche semi-
conductrice sur la surface de la structure résultante, graver selon un modèle cette couche semi-conductrice pour ne la laisser subsister qu'autour d'une portion des lignes de signaux de balayage, former une couche conductrice transparente sur la surface de la structure résultante, graver selon un modèle cette couche conductrice transparente pour former une électrode de pixel ( 4) opposée à la première électrode ( 10) du condensateur à capacitance de stockage le long d'une périphérie de celui-ci, former une troisième couche métallique sur la structure résultante, et graver selon un modèle la troisième couche métallique pour former la multiplicité de lignes de signaux d'affichage ( 5 a) disposées régulièrement et coupant les lignes de signaux de balayage ( 1), et des électrodes de source et de drain d'un
transistor à film mince (TFT) sur la couche semi-conductrice.
27 Procédé pour fabriquer un affichage à cristaux liquides selon la revendication 26, caractérisé en ce que les lignes de signaux de balayage ( 1) et les premières électrodes ( 10) sont formées simultanément par gravure selon un modèle de la
deuxième couche métallique.
28 Procédé pour fabriquer un affichage à cristaux liquide selon la revendication 27, caractérisé en ce que la portion de connexion de câblage ( 14) est formée de telle sorte que les premières électrodes ( 10) sont raccordées en parallèle
aux lignes de signaux de balayage ( 1).
29 Procédé pour fabriquer un affichage à cristaux liquides selon la revendication 26, caractérisé en ce que les lignes de signaux de balayage et les premières électrodes des condensateurs de stockage sont formées par un procédé de
gravure séparé.
Procédé pour fabriquer un affichage à cristaux liquides selon la revendication 29, caractérisé en ce que les portions de connexion de câblage sont formées de façon à croiser les
lignes de signaux de balayage.
31 Procédé pour fabriquer un affichage à cristaux liquides ayant un substrat transparent, une multiplicité de lignes de signaux de balayage et de lignes de signaux d'affichage les coupant, disposées en une configuration de matrice sur une
surface du substrat transparent pour y définir une multipli-
cité de régions de pixel délimitées chacune par deux lignes de signaux de balayage et deux lignes de signaux d'affichage, une électrode de pixel dans chaque région de pixel, un dispositif de commutation dans chaque région de pixel, et une première électrode à l'intérieur de chaque région de pixel indépendante des lignes de signaux de balayage et des lignes de signaux d'affichage, caractérisée en ce qu'il comprend les étapes suivantes: former une première couche métallique sur un substrat transparent ( 100), graver selon un modèle cette première couche métallique pour former des pastilles de liaison raccordant des éléments intérieurs à un circuit extérieur et pour former également
une multiplicité de premières électrodes (l Od) d'un condensa-
teur à capacitance de stockage dans chaque zone de pixel et pour former au moins une portion de connexion de câblage pour
raccorder les premières électrodes du condensateur à capaci-
tance de stockage adjacent, cette première électrode étant indépendante des lignes de signaux de balayage et des lignes de signaux d'affichage, former une deuxième couche métallique sur la structure résultante sur laquelle sont formées les pastilles de liaison et les premières électrodes des condensateurs, graver selon un modèle cette deuxième couche métallique pour former les lignes de signaux de balayage à intervalles réguliers, former successivement une couche isolante ( 2) et une couche
semi-conductrice ( 3) sur la surface de la structure résultan-
te, graver selon un modèle cette couche semi-conductrice pour ne la laisser subsister qu'autour d'une portion des lignes de signaux de balayage, former une couche conductrice transparente sur la surface de la structure résultante, graver selon un modèle cette couche conductrice transparente pour former une électrode de pixel ( 4) en vis-à-vis de la première électrode (l Od) du condensateur à capacitance de stockage le long de la périphérie de ce dernier, former une troisième couche métallique sur la structure résultante et graver selon un modèle cette troisième couche métallique pour former la multiplicité de lignes de signaux d'affichage ( 5 a) régulièrement disposées et coupant les lignes de signaux de balayage, et pour former une électrode de source ( 5 b) et une électrode de drain d'un transistor à film mince (TFT) sur la
couche semi-conductrice.
32 Dispositif d'affichage à cristaux liquide, caractérisé en ce qu'il comprend: un substrat transparent, une multiplicité de premières lignes de signaux de balayage et une multiplicité de lignes de signaux d'affichage les coupant disposées en une configuration de matrice sur la surface du substrat transparent de façon à définir une multiplicité de régions de pixel délimitées chacune par deux lignes de signaux de balayage ( 1) et deux lignes de signaux d'affichage ( 5 a), une électrode de pixel ( 4) dans chaque région de pixel, un dispositif de commutation dans chaque région de pixel,
raccordé avec une ligne de signaux d'affichage correspon-
dante, et avec l'électrode de pixel de la région de pixel respective, une première électrode (l Oc) d'un condensateur à capacitance additionnelle à l'intérieur de chaque région de pixel pour former un condensateur à capacitance additionnelle en coopération avec son électrode de pixel ( 4) et disposée pour être en vis-à-vis d'une portion de chaque électrode de pixel, avec une couche isolante ( 2) interposée entre elles, une première électrode (l Od) d'un condensateur à capacitance de stockage à l'intérieur de chaque région de pixel formée en interposant une couche isolante pour former un condensateur à capacitance de stockage en coopération avec son électrode de pixel et disposée en vis-à-vis d'une portion de chaque
électrode de pixel, les premières électrodes étant indépen-
dantes des lignes de signaux de balayage, et un premier câblage indépendant (lia) reliant les premières électrodes de condensateurs à capacitance de stockage adjacents. 33 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 32,
caractérisé en ce que la première électrode (lld) du conden-
sateur à capacitance de stockage et la première électrode (l Oc) du condensateur à capacitance additionnelle sont dans
le même matériau que les lignes de signaux de balayage ( 1).
34 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 32, caractérisé en ce que la première électrode du condensateur à capacitance de stockage est en un matériau transparent
conducteur.
Affichage à cristaux liquides selon la revendication 32, caractérisé en ce que les lignes de signaux de balayage sont formées par des portions saillant dans les régions de pixel de telle sorte que ces portions saillantes recouvrent partiellement les électrodes de pixel pour former des
premières électrodes de condensateurs à capacitance addi-
tionnelle. 36 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 32, caractérisé en ce que la première électrode du condensateur à capacitance de stockage et la première électrode du condensateur à capacitance additionnelle sont formées d'un
type de câblage simple.
37 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 32,
caractérisé en ce que la première électrode ( 1 Oc) du conden-
sateur à capacitance additionnelle a une forme annulaire qui entoure la région périphérique de l'électrode de pixel ( 4), cette première électrode du condensateur à capacitance additionnelle étant formée entre la ligne de signaux de balayage ( 1) pour commander l'électrode de pixel d'une région
de pixel adjacente et la première électrode (l Od) du conden-
sateur de stockage.
38 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 37, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une portion de connexion redondante pour raccorder la première électrode à
la première électrode adjacente.
39 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 32,
caractérisé en ce que la première électrode ( 1 Od) du conden-
sateur à capacitance de stockage est une électrode annulaire, qui entoure la région périphérique de l'électrode de pixel ( 4), cette première électrode du condensateur à capacitance de stockage étant formée entre la ligne de signaux de balayage ( 1) et la première électrode ( 1 Oc) du condensateur
à capacitance additionnelle.
40 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 39,
caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième câblage indépen-
dant pour raccorder les premières électrodes de condensateurs
à capacitance de stockage adjacents.
41 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 32, caractérisé en ce que la première électrode du condensateur à capacitance de stockage est dans le même matériau que celui des pastilles de liaison formées sur le substrat transparent pour raccorder les lignes de signaux de balayage à un circuit
de commande extérieur.
42 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 32, caractérisé en ce que le rapport de la capacitance de stockage à la capacitance additionnelle est supérieur à :20. 43 Affichage à cristaux liquides selon la revendication 32, caractérisé en ce que le dispositif de commutation est un
transistor à film mince (TFT).
44 Dispositif d'affichage à cristaux liquides, caractérisé en ce qu'il comprend un substrat transparent, une multiplicité de premières lignes de signaux de balayage (la) et de lignes de signaux d'affichage ( 5 a) disposées en une configuration de matrice sur une surface du substrat transparent de façon à définir ainsi une multiplicité de régions de pixel délimitées chacune par deux premières lignes de signaux de balayage (la) et deux lignes de signaux d'affichage ( 5 a), une électrode de pixel ( 4) dans chaque région de pixel, un dispositif de commutation dans chaque région de pixel raccordé à une ligne de signaux d'affichage correspondante et à l'électrode de pixel, une première électrode ( 1 Oc) d'un condensateur à capacitance additionnelle disposée à l'intérieur d'une région de pixel de façon à être en vis-à-vis de l'électrode de pixel pour former un condensateur additionnel avec l'électrode de pixel avec une couche isolante interposée entre elles, cette première électrode du condensateur à capacitance additionnelle ayant une forme annulaire qui entoure la région périphérique de l'électrode de pixel, au moins une portion de connexion redondante pour raccorder les premières électrodes des condensateurs à capacitance additionnelle de régions de pixel adjacentes, et une première électrode (ld) d'un condensateur à capacitance de stockage disposée à l'intérieur de la région de pixel de façon à être en vis-à-vis de l'électrode de pixel avec une
couche isolante disposée entre elles pour former un condensa-
teur de stockage avec l'électrode de pixel, cette première électrode étant indépendante des lignes de signaux de balayage, la première électrode du condensateur à capacitance de stockage ayant une forme annulaire qui entoure la région
périphérique de l'électrode de pixel, cette première élec-
trode du condensateur à capacitance de stockage étant formée entre la ligne de signaux de balayage correspondante et la première électrode ( 1 Oc) du condensateur à capacitance additionnelle, un premier câblage indépendant (Ic) raccordant les premières électrodes ( 10 d) des condensateurs à capacitance de stockage de régions de pixel adjacentes, et un deuxième câblage indépendant (Id) pour raccorder les premières électrodes ( 10 d) des condensateurs à capacitance de
stockage de régions de pixel adjacentes.
Affichage à cristaux liquides, caractérisé en ce qu'il comprend un substrat de verre avant ( 101) ayant une surface intérieure et une surface extérieure,
un substrat de verre arrière ( 100) ayant une surface inté-
rieure et une surface extérieure, parallèle au substrat de
verre avant et séparé de celui-ci d'une distance prédétermi-
née pour permettre à sa surface intérieure d'être en vis-à-
vis de la surface intérieure du substrat de verre avant
( 101),
une multiplicité de lignes de signaux de balayage ( 1) et de lignes de signaux d'affichage ( 5 a) disposées sur la surface intérieure du substrat de verre arrière ( 100) sous forme de matrice pour définir une multiplicité de zones de pixel délimitées chacune par deux lignes de signaux de balayage et deux lignes de signaux d'affichage, une électrode de pixel ( 4) à l'intérieur de la zone de pixel, un dispositif de commutation à l'intérieur de la zone de pixel pour raccorder une ligne de signaux d'affichage correspondante ( 1) à l'électrode de pixel ( 4), une première électrode (t Oc) d'un condensateur à capacitance additionnelle disposée à l'intérieur de la région de pixel de façon à être en vis-à-vis d'une portion de l'électrode de pixel avec une couche isolante interposée entre elles pour former un condensateur à capacitance additionnelle, une première électrode (l Od) d'un condensateur à capacitance de stockage disposée à l'intérieur de la région de pixel de façon à être en vis-à-vis d'une portion de l'électrode de pixel avec une couche isolante interposée entre elles pour former un condensateur à capacitance de stockage avec l'électrode de pixel, cette première électrode (l Od) étant indépendante des lignes de signaux de balayage, une matrice de couche de masquage de lumière ( 20) formée sur la surface intérieure du substrat de verre avant ( 101) et alignée avec chaque zone de pixel pour définir une zone d'ouverture de transmission de la lumière,
une couche de filtre de couleurs ( 21) sur la surface inté-
rieure du substrat de verre avant ( 101) et comportant une
zone de transmission de lumière recouvrant la zone d'ouver-
ture de transmission de lumière et la couche de masquage de lumière, une électrode transparente ( 23) formée sur la couche de filtre de couleurs, et une couche de cristaux liquides entre les substrats de verre
avant ( 101) et arrière ( 100).
46 Procédé pour fabriquer un affichage à cristaux liquides ayant un affichage à cristaux liquides ayant un substrat transparent, une multiplicité de lignes de signaux de balayage et de lignes de signaux d'affichage les coupant disposées en une configuration de matrice sur une surface du substrat transparent pour y définir une multiplicité de régions de pixel, délimitées chacune par deux lignes de signaux de balayage et deux lignes de signaux d'affichage, une électrode de pixel dans chaque région de pixel, un dispositif de commutation dans chaque région de pixel, une première électrode à l'intérieur de chaque région de pixel indépendante des lignes de signaux de balayage et des lignes de signaux d'affichage, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes former une première couche métallique sur le substrat transparent, graver selon un modèle la première couche métallique pour former des pastilles de liaison raccordant des éléments internes à un circuit extérieur, former une deuxième couche métallique sur la structure résultante sur laquelle se trouvent les pastilles de liaison, graver selon un modèle la deuxième couche métallique pour
former les lignes de signaux de balayage disposées régulière-
ment, une première électrode d'un condensateur à capacitance additionnelle à l'intérieur de la région de pixel de façon à être en vis-à-vis d'une portion de l'électrode de pixel pour former un condensateur à capacitance additionnelle avec une couche isolante interposée entre elles, et une première électrode d'un condensateur à capacitance de stockage disposée à l'intérieur de la région de pixel de façon à être en vis-à-vis d'uneportion de l'électrode de pixel pour former un condensateur de stockage avec l'électrode de pixel avec la couche isolante interposée entre elles,
former successivement une couche isolante et une couche semi-
conductrice sur la surface de la structure résultante, graver selon un modèle la couche semi-conductrice pour ne la laisser subsister qu'autour d'une portion des lignes de signaux de balayage, former une couche conductrice transparente sur la surface de la structure résultante, graver selon un modèle la couche conductrice transparente pour former une électrode de pixel en vis-à-vis de la première électrode du condensateur de stockage le long d'une périphérie de celle-ci, et former une troisième couche métallique sur la structure résultante et graver selon un modèle la troisième couche métallique pour former la multiplicité de lignes de signaux d'affichage disposées régulièrement et coupant les lignes de signaux de balayage, et des électrodes de source et de drain d'un
transistor à film mince sur la couche semi-conductrice.
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