FR2791782A1 - Ecran a cristaux liquides et procede de fabrication associe - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un afficheur à cristal liquide et un procédé de fabrication de cet afficheur qui empêche la fuite de lumière au voisinage des lignes de données, en fonction de la direction de frottement d'un film d'alignement. L'invention propose une plaque de transistor en couche mince présentant une ligne de grilles (100) et une ligne de données (200), une électrode de grilles (120), un transistor en couche mince, une couche de passivation (240) et une électrode de pixels (300), une plaque de filtres de couleur comprenant une matrice noire, un filtre de couleur et une électrode commune sur un second substrat transparent, et des cristaux liquides injectés et scellés entre la plaque de transistor en couche mince et la plaque de filtres de couleur. La matrice noire de la plaque de filtres de couleur recouvre asymétriquement la ligne de données de la plaque de transistor en couche mince.
Description
ECRAN A CRISTAUX LIQUIDES ET
PROCEDE DE FABRICATION ASSOCIE
La présente invention concerne un afficheur à cristal liquide ainsi qu'un procédé de fabrication d'un afficheur à cristal liquide, qui empêche les fuites de la lumière au voisinage des lignes de données, en fonction de la direction de frottement
d'un film d'alignement.
Un afficheur à cristal liquide à transistors eCll couche mince (TFT-LCD) cst constitué d'une plaque de matrice de transistors en couche mince dans laquelle une 0 pluralité de transistors en couche mince et des électrodes de pixels sont disposés, d'une plaque de filtres de couleur constituée de filtres de couleur et d'électrodes communes, et d'un cristal liquide qui remplit le volume entre les plaques de matrice de TFT et de filtres de couleur. Les deux plaques sont munies de films d'alignement
ainsi que de plaques de polarisation qui polarisent les rayons de la lumière visible.
Un afficheur à cristal liquide à transistors en couche mince présentant la structure mentionnée ci-dessus présente l'avantage d'une faible consommation de puissance, par rapport à un afficheur à tube cathodique (CRT). Particulièrement, la consommation en puissance est le facteur le plus important dans un afficheur à cristal
liquide d'un transistor en couche mince portable.
L'efficacité du rétroéclairage diminue considérablement lors de la traversée de la plaque de polarisation et des filtres de couleur. Par exemple, seulement 38 % de l'énergie lumineuse traverse une plaque polarisée commerciale, et 40 % de l'énergie lumineuse traverse des filtres de couleur et le contraste et la reproductivité de la couleur sont réduits si l'on augmente l'épaisseur de la plaque de polarisation ou des
filtres de couleur. Il est donc plus efficace d'augmenter les taux d'ouverture, c'est-à-
dire la proportion de la surface qui permet la transmission de la lumière dans une
unité de cellule.
La figure 1 montre la structure d'une unité de pixels d'un afficheur à cristal
liquide à transistors en couche mince classique.
La figure 2 est une vue en coupe d'un afficheur à cristal liquide présentant un transistor en couche mince à structure à empilement inverse selon l'art antérieur, en
coupe selon la ligne I-l de la figure 1.
La figure 3 est une vue en coupe le long de la ligne II-II' de la figure!.
Les figures 4A à 4C montrent des vues en coupe transversales le long de la ligne Il-II' de la figure 1 qui illustrent la fabrication d'un afficheur à cristal liquide
selon la méthode technique.
La figure 5A montre un graphe des lignes équipotentielles entre une plaque de matrice de transistors en couche mince et une plaque de filtres de couleur dans un
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afficheur à cristal liquide selon l'état de la technique, lorsqu'une tension prédétermi-
née est appliquée aux plaques. La figure 5A montre aussi la différence potentielle et la génération d'une région de fuite de lumière B au voisinage des lignes de données
lorsque la lumière est coupée par les cristaux liquides entre les deux plaques.
La figure 513 montre une vue en coupe transversale d'un afficheur à cristal liquide dans lequel est créée une région de fuite de la lumière, ce qui souligne le
problème de l'fétat de la technique.
En référence aux figures I à 3, des lignes de grilles 10 sont forméies dans une direction horizontale sur un substrat transparent 1, qui est la plaque de matrice de I( transistors en couche mince sur laquelle les transistors en couche mince et les électrodes de pixels sont disposés. Les lignes de données 20 qui coupent les lignes de
grilles 10, sont disposées selon une direction perpendiculaire aux lignes de grilles 10.
Une électrode de grilles 14, qui s'étend à partir de la ligne de grilles 10, est
formée en saillie dans la même direction que la ligne de données 20.
Une couche active 12, en dessous de laquelle se trouve une couche d'isolation de grilles 22, est formée sur l'électrode de grilles 14. Une région de canal est définie dans la portion de la couche active 12 qui correspond à l'électrode de grilles 14. Des deux côtés de la région de canal dans la couche active 12, on définit une région de
source et une région de drain.
n20 Une électrode de source 16 qui est reliée à la région de source de la couche active, et une électrode de drain 18 qui est reliée à la région de drain de la couche active, sont formées dans la même direction que la direction d'alignement de la ligne de grilles 10. L'électrode de source 16 et l'électrode de drain 18 sont chacune en
saillie à partir de la ligne de données 20.
Une couche de passivation 24 recouvre cette structure. Un trou de contact qui découvre l'électrode de drain 18 est formé dans la couche de passivation 24. Une électrode de pixels 30 qui est reliée à l'électrode de drain 18 et recouvre le trou de
contact est formée au-dessus de la passivation 24.
L'électrode de pixels 30, en dessous de laquelle la couche de passivation 24 s'étend sur la ligne de données 20, peut présenter une structure telle que l'électrode de pixels 30 recouvre partiellement la ligne de données 20, et généralement la largeur
de la surface de recouvrement, qui est désignée par le signe de référence "A" est infé-
rieure à 1,5 pm, de sorte à augmenter le taux d'ouverture. La référence 32 indique
l'ouverture d'une matrice noire 29 d'une plaque de filtres de couleur m qui est repré-
sentée sur les figures 5A-5B. Les rayons lumineux sont en fait transmis à travers l'ouverture. On explique maintenant un procédé de fabrication d'un afficheur à cristal
liquide présentant cette structure, selon l'état de la technique.
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En référence aux figures 1, 2 et 4A, après avoir formé une couche métallique par dépôt d'aluminium, de molybdène ou d'une substance analogue sur un substrat transparent tel que du verre, substrat sur lequel les lignes de grilles et de données sont définies, on forme des lignes de grilles 10, en structurant la couche métallique. Dans ce cas, on forme aussi une électrode de grilles 14 qui est en saillie à partir de la
ligne de grilles 10, dès que la ligne de grilles 10 est structurée.
On forme ensuite successivement une couche d'isolation de grilles 22 de sorte à recouvrir l'électrode de grilles 14, une couche de silicium amorphe intrinsèque et une couche de silicium à laquelle on ajoute une impureté telle que du phosphore pour qu'elles servent de couche de contact ohmique. On forme une couche active en structurant la couche de silicium amorphe et la couche de silicium contenant les impuretés. Après avoir formé une couche métallique sur cette structure, des lignes de données 20 sont mises en forme par attaque de la couche métallique. Lorsque les lignes de données 20 sont mises en forme, les électrodes de source et de drain 16 et 18 reliées respectivement aux régions de source et de drain sont en même temps mises en forme. Les électrodes de source et de drain 16 et 18 sont conçues de sorte à
recouvrir la ligne de grilles 10.
Bien que ceci ne soit pas représenté sur les dessins, la couche de silicium contenant les impuretés est attaquée en utilisant les structures des électrodes de source et de drain comme masques pour diviser la couche de contact ohmique insérée entre la couche active et les électrodes de source et de drain 16 et 18 en des portions
destinées aux électrodes de source et de drain.
En référence à la figure 2 et à la figure 4B, une couche de passivation 24 est 2 5 formée sur cette structure par dépôt chimique en phase vapeur d'une couche de nitrure de silicium isolante ou analogue, qui présente une constante diélectrique faible. En référence à la figure 2 et 4C, on forme un trou de contact à travers la couche
de passivation 24, qui découvre l'électrode de drain 18.
3o Apres avoir déposé de l'oxyde d'étain et d'indium (ITO) sur la couche de passivation 24, on forme une électrode de pixels 30 en structurant l'oxyde d'étain et d'indium de sorte à ce qu'elle soit reliée à l'électrode de drain 18. L'électrode de pixels 30, comme mentionné dans l'explication ci-dessus, présente une structure qui
recouvre la ligne de données 20. La largeur de la zone de recouvrement "A" est infé-
rieure à environ 1,5 p.m.
De la sorte, on termine une plaque de transistor en couche mince sur laquelle des transistors en couche mince et des électrodes de pixels sont disposés suivant l'art antérieur.
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En référence à la figure 5B, après l'injection de cristal liquide 28 entre la plaque de matrice de transistors en couche mince 1 et la plaque de filtres de couleur nm sur laquelle les filtres de couleur et la matricc noire 29 sont fabriquées, on termine uni afficheur à cristal liquide selon l'état de la technique en procédant à uni traitement de scellement. Une couche d'alignement (non représentée sur les figures) est formée sur la plaque de filtres de couleur m et sur la plaque de matrice de transistors en couche mince I. Le cristal liquide entre les plaques de filtres de couleur et de transistors en couche mince sont alignées uniformémlent en procédant à un traitement de frottement
I o du film d'alignement avec un tissu.
Il est bien connu que les afficheurs à cristal liquide de l'art antérieur, qui présentent cette structure ne présentent pas de problème de fuites de lumière, du fait
que les lignes de données et l'électrode de pixels se recouvrent partiellement. Toute-
fois, malheureusement lorsqu'une tension est appliquée entre la plaque de filtres de couleur et la plaque de transistor en couche mince, le problème des fuites de lumière existe si la surface de recouvrement entre la ligne de données et l'électrode de pixels
est inférieure à 1,5 pim commne expliqué en référence aux figures SA et 5B.
Les figures 5A et 5B montrent le motif de coupure de la lumière du fait du fonctionnement du cristal liquide lorsqu'une tension est appliquée entre la plaque de filtres de couleur et la plaque de transistors en couche mince, qui fonctionnent dans un mode normal blanc, la ligne de données 20 étant recouverte par l'électrode de pixels 30 sur une largeur de 1,5 main dans la plaque de transistor en couche mince de
l'art antérieur. Les courbes entre les deux plaques ni et I sont des lignes équi-
potentielles. Les cristaux liquides réagissent avec les lignes équipotentielles, perpen-
_ diculairement pour la plupart tandis que les courbes sont inclinées sur la ligne de données 20, du fait de la différence de potentiel. La figure 5A montre aussi le graphe
"P" de la perméabilité de la lumière dans le dispositif.
En référence à la figure 5A, lorsqu'on applique une tension entre les deux plaques mn et 1, les lignes équipotentielles subissent une distorsion considérable, du _0 fait que la tension de la ligne de données influence la tension appliquée aux cristaux liquides. Cette influence détruit l'orientation de fonctionnement des cristaux liquides devant être inclinés, et génère en outre une région dans laquelle la perméabilité de la lumière augmente brutalement. Cette région se trouve sur l'électrode de pixels et s'étend à I ou 2 pm de la surface de recouvrement avec la ligne de données 20. En -ji d'autres termes, cette région comprend la surface en recouvrement avec la ligne de
données 20, et la surface désignée par l'indicateur de référence B des figures 5A-B.
Cette région de transmission de la lumière, qui est la partie correspondant au pic de perméabilité sur le graphe "P" dans la figure 5A n'influence pas la qualité de
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L'image. Plus précisément, la région de recouvrement (1,5 pim) sur laquelle la ligne de données et l'électrode de pixels se recouvrent n'influence pas directement la qualité de l'image, du fait que cette surface est recouverte de sorte à ne pas permettre la transmission de la lumière. L'autre région B dans laquelle la ligne de données n'est pas recouverte palr I électrode de pixels transmet effectivement la lumière pour
avoir un effet sur la qualité de l'image.
La région de fuite de lumière B mentionnée ci-dessus, qui n'a pas de relation avec la polarité de la tension appliquée à l'électrode de pixels au voisinage de la ligne de données peut être générée soit sur la droite soit sur la gauche, en fonction de
[) la direction de frottement du film d'alignement.
Malheureusemlent, la qualité du produit est réduite, du fait de la génération d'une région de fuite de lumière qui est produite par la transmission de la lumière à travers la surface B, distincte de la zone de recouvrement de 1,5 prm, entre la ligne de données et l'électrode de pixels, à l'endroit o les cristaux liquides prennent une
a5 orientation inclinée du fait de la différence de potentiel.
En conséquence, la présente invention concerne un afficheur à cristal liquide et un procédé de fabrication d'un tel afficheur qui pallie sensiblement un ou plusieurs des problèmes provoqués par les limitations et inconvénients de l'art antérieur. Un objet de la présente invention est de fournir un afficheur à cristal liquide qui empêche o20 la transmission de la lumière générée depuis des parties de la ligne de données, en
fonction de la direction dans laquelle un film d'alignement est firotté.
Un autre objet est de fournir un procédé de fabrication d'un afficheur à cristal liquide qui empêche la transmission de la lumière générée par les parties des lignes
de données, en fonction de la direction de frottement du film d'alignement.
Plus précisément, l'invention propose un afficheur à cristal liquide compre-
nant: - une plaque de transistor en couche mince comprenant en outre une ligne de grilles sur un premier substrat transparent une ligne de données disposée en croisant la ligne de grilles, la ligne de 3 grilles étant isolée de la ligne de données; une électrode de grilles en saillie à partir de ladite ligne de grilles dans la zone o ladite ligne de données croise ladite ligne de grilles; un transistor en couche mince ayant une électrode de source reliée à la ligne de données et une électrode de drain séparée de l'électrode de source, les électrodes de source et de drain étant disposées l'une face à Il'autre
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une couche de passivation recouvrant le transistor en couche mince, un trou de contact découvrant une portion de l'électrode de drain étant formée dans la couche de passivation et * une électrode de pixels formée sur la couche de passivation et reliée à l'électrode de drain à travers le trou de contact, l'électrode de pixels recouvrant partiellement la ligne de données; - une plaque de Filtres de couleur comprenant une matrice noire, un filtre de couleur et une électrode commune sur un second substrat transparent; et - des cristaux liquides injectés et scellés entre la plaque de transistor enri couche o) minlce et la plaque de filtres de couleur - la matrice noire de la plaque de filtres de couleur recouvrant asymétriquemllent
la ligne de données de la plaque de transistor en couche mince.
Selon un aspect de la présente invention, un lieu o la matrice noire recouvre la ligne de données est choisi en fonction d'une direction de firottement d'un film
d dalignement.
Selon un autre aspect de la présente invention, la couche de passivation est une
couche de passivation organique.
Selon encore un aspect de la présente invention, la couche de passivation
organique est formée d'acryle.
0 Selon un aspect de l'invention, la couche de passivation organique est formée
de benrizocyclobutène.
L'invention propose en outre un afficheur à cristal liquide comprenant une plaque de transistor en couche mince comprenant eni outre une ligne de grille sur un premier substrat transparent; une première ligne de données disposée en croisant la ligne de grilles, la lignes de grilles étant isolée de la ligne de données une électrode de grilles en saillie à partir de ladite ligne de grilles dans la zone o ladite ligne de grilles coupe ladite ligne de données; un transistor en couche mince présentant une électrode de source reliée à la première ligne de données et une électrode de drain séparée de l'électrode de source, les électrodes de source et dc drain faisant face l'une à l'autre; une couche de passivation recouvrant un transistor en couche mince avec un trou de contact exposant une portion d'électrode de drain étant formée dans la couche de passivation; et une électrode de pixels formée sur la couche de passivation et reliée à l'électrode de drain à travers le trou de contact, l'électrode de pixels
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recouvrant partiellement la première ligne de données à une première extrémité de l' électrode de pixels; - une plaque de filtres de couleur comprenant une matrice noire, une matrice de couleur et une électrode commune sur un second substrat transparent; et - des cristaux liquides injectés et scellés entre la plaque de transistor en couche mince et la plaque de filtres de couleur; - l'électrode de pixels recouvrant asymétriquement une seconde ligne de données à une seconde extrémité de l'électrode de pixels opposée à la premlière extrémité. 1o Selon uni aspect de l'invention, la largeur de recouvremlent entre la première ligne de données et l'électrode de pixels est comprise entre 2 et 4 grm, et enll ce que la largeur de recouvreiienit entre l'électrode de pixels et la seconde ligne de données est
inférieure à 2 tro.
Selon un autre aspect de l'invention, la largeur de recouvremenit entre l'électrode de pixels et la première ligne de données est choisie en fonction de la
direction de frottement d'un film d'alignement.
Selon un autre aspect de l'invention, la couche de passivation est une couche de
passivation organique.
L'invention propose en outre un afficheur à cristal liquide comprenant unec plaque de transistor en couche mince comprenant en outre une ligne de grilles sur un premier substrat transparent; une ligne de données disposée croisant la ligne de grilles, la ligne de données étant isolée de la ligne de grilles; une électrode de grilles en saillie à partir de la ligne de grilles dans une zone o ladite ligne de grilles croise ladite ligne de données un transistor en couche mince présentant une électrode de source reliée à la lignc de données et une électrode de drain séparée de l'électrode de source, les électrodes de source et de drain étant face l'une à l'autre; une couche de passivation recouvrant la plaque de transistor en couche lmince, un trou de contact exposant une portion de l'électrode de drain étant formée dans la couche de passivation; et une électrode de pixels formée sur la couche de passivation et reliée à l'électrode de drain à travers un trou de contact, l'électrode de pixels recouvrant partiellement la ligne de données; ô) - une plaque de filtres de couleur comprenant une matrice noire, un filtre de couleur et une électrode commune sur un second substrat transparent; et - des cristaux liquides injectés et scellés entre la plaque de transistor en couche mince et la plaque de filtres de couleur;
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dans lequel un film de coupure est formé sous la ligne de données, ledit film de coupure étant recouvert asymétriquement par la ligne de données et étant
recouvert partiellement par l'électrode de pixels.
Selon un aspect de l'invention, la couche de passivation est une couche de passivation organique.
Selon un autre aspect de l'invention, le film de coupure et la ligne de grilles
sont formés au même niveau.
Selon un autre aspect encore de l'invention, la région de recouvrement entre l'électrode de pixels, le filmhn de coupure et la ligne de données présente une largeur
n entre 2 et 4 [tm.
Selon un aspect de l'invention, le filmh de coupure est formé sur un côté de la ligne de données, ledit côté étant choisi en fonction de la direction de frottement d'un
film d'alignement.
L'invention propose en outre un afficheur à cristal liquide présentant un substrat transparent sur lequel sont définies une région de ligne de grilles et une région de ligne de données comprenant: - la formation simultanée d'une ligne de grilles dans la région de grilles avec une électrode de grilles en saillie par rapport à la ligne de grilles et d'un filmhn de coupure qui recouvre asymétriquement la région de ligne de données; - la formation d'une ligne de données dans la région de ligne de données sur le substrat transparent, la ligne de données qui se croise étant isolée de la ligne de grilles, une électrode de source étant forméle sur un côté de la ligne de données et une électrode de drain étant formée en face de l'électrode de source et isolée de cette électrode de source; la formation d'une couche de passivation recouvrant la région de ligne de grilles, la région de ligne de données et le film de coupure, un trou de contact exposant une portion de l'électrode de drain étant formée dans la couche de passivation; et 0 - la formation d'une électrode de pixels, I'électrode de pixels étant reliée à
l'électrode de drains à travers le trou de contact de la couche de passiva-
tion, l'électrode de pixels recouvrant partiellement le film de coupure Selon un aspect de l'invention, la couche de passivation est une couche de
passivation organique.
Selon un autre aspect de l'invention, le film de coupure et la ligne de grilles
sont formés au même niveau.
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Selon un autre aspect encore de l'invention, la région de recouvrement entre l'électrode de pixels, le film de coupure et la ligne de données présente une largeur
comprise entre 2 et 4 pro.
Selon un autre aspect de l'invention, le fihil de coupure est formé sur un côté de la ligne de données, le côté étant choisi en fonction d'une direction de frottement
d'un film d'alignement.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la
description qui suit, ou pourront être enseignés par la mise en oeuvre de l'invention.
Ces objectifs et autres avantages de l'invention peuvent être réalisés et obtenus par la
I0 structure qui est particulièrement décrite dans la description écrite ainsi que dans les
revendications et les dessins joints.
Pour atteindre ces différents objets que d'autres avantages de l'invention et selon les buts de la présente invention, dans un aspect la présente invention comprend: - une plaque de transistor en couche mince présentant une ligne de grilles, une ligne de données, une électrode de grilles, un transistor en couche mince, une couche de passivation, une électrode de pixels - une plaque de filtres de couleur comprenant une matrice noire, un filtre de couleur et une électrode commune sur un second substrat transparent, - et des cristaux liquides injectés et scellés entre la plaque de transistor en couche mince et la plaque de filtres de couleur, la matrice noire de la plaque de filtres de couleur recouvrant asymétriquement la ligne de
données de la couche de la plaque de transistor en couche mince.
La plaque de transistor en couche mince comprend en outre - une ligne de grilles sur un premier substrat transparent, une ligne de données disposée de sorte à croiser la ligne de grilles, la ligne de grilles étant isolée de la ligne de données; - une électrode de grilles sur la surface o se croisent la ligne de grilles et la ligne de données, l'électrode de grilles étant en saillie par rapport à la o lignes de grilles - un transistor en couche milace présentant une électrode de source reliée à la ligne de données et un drain séparé de l'électrode de source, les électrodes de source et de drain se faisant face l'une à l'autre; - une couche de passivation recouvrant le transistor en couche mince, avec un trou de contact et découvrant une portion de l'électrode de drain formée dans la couche de passivation; et
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- une électrode de pixels qui recouvre partiellement la ligne de données, l'électrode de pixels étant formée sur la couche de passivation et étant
reliée à l'électrode de drain à travers le trou de contact.
Selon un autre aspect, la présente invention comprend - une plaque de transistor en couche mince présentant une ligne de grilles, une ligne de données, une électrode de grilles, un transistor en couche mince, une couche de passivation, une électrode de pixels; - une plaque de filtres de couleur comprenant une matrice noire, un filtre de couleur et une électrode communre sur un second substrat transparent; et o - des cristaux liquides injectés et scellés entre la plaque de transistor en couche mince et la plaque de filtres de couleur, l'électrode de pixels recouvrant asymétriquerrment deux lignes de données, une respectivement
à chaque extrémité.
Selon un autre aspect, la présente invention comprend - une plaque de transistor en couche mince présentant une ligne de grilles, une ligne de données, une électrode de grilles, un transistor en couche mince, une couche de passivation et une électrode de pixels; - une plaque de filtres de couleur comprenant une matrice noire, un filtre de couleur, une électrode commune sur un second substrat transparent; et - des cristaux liquides injectés et scellés entre la plaque de transistor en couche mince et la plaque de filtres de couleur, un film de coupure étant fornmé sous la ligne de données et étant asymétriquement recouvert par la
ligne de données et partiellement recouvert par l'électrode de pixels.
Selon un autre aspect, la présente invention propose un procédé de fabrication
_5 d'un afficheur à cristal liquide présentant un substrat transparent sur lequel sont défi-
nies des régions de lignes de grilles et des régions de lignes de données, le procédé comprenant les étapes de - formation d'une ligne de grilles dans la région de lignes de grilles, une électrode de grilles en saillie par rapport à la ligne de grilles et un film de coupure recouvert asyrnétriquemnent par la région de lignes de données étant formés simultanément; - formation d'une ligne de données dans la région de lignes de données sur le substrat transparent, la ligne de données croisant la ligne de grilles et étant isolée de celle-ci; - formation d'une électrode de source d'un côté de la ligne de données, et d'une électrode de drain faisant face à cette électrode de source et étant isolée par rapport à celle-ci Il 2791782 - formation d'une couche de passivation recouvrant cette structure, un trou de contact recouvrant une portion d'électrode de drain étant formé dans la couche de passivation; et - formation d'une électrode de pixels reliée à l'électrode de drain à travers le trou de contact sur la couche de passivation, l'électrodc de pixels recouvrant
partiellement le film de coupure.
On comprendra que la description générale qui précède et la description
détaillée qui suit ne sont données qu'à titre d'exemple et d'explication pour fournir
une meilleure description de l' invention telle que revendiquée.
Mo ILes dessins joints qui sont inclus dans la description pour permettre une
meilleure compréhension de l'invention illustrent des modes de réalisation de
l'invention et en liaison avec la description qui sert à expliquer les principes de cette
invention. Dans les dessins Xs - la figure I montre une vue de dessus d'une unité de pixels d'un afficheur à cristal liquide à transistors encouche mince classique - la figure 2 est une vue en coupe transversale le long de la ligne I-' de la figure 1. pour un afficheur à cristal liquide présentant des transistors en couche mince avec une structure à empilement inverse selon l'état de la technique; 0 - la figure 3 montre une vue en coupe transversale le long de la ligne 11-11' de la figure I; - les figures 4A à 4C montrent des vues en coupe transversales le long de la ligne Il-Il' de la figure 1 illustrant la fabrication d'un transistor en couche mince selon la méthode technique; - la figure 5A montre un graphe des lignes équipotentielles entre une plaque de transistor en couche mince et une plaque de filtres de couleur selon I'état de la technique, lorsqu'une tension prédéterminée est appliquée aux plaques afin d'illustrer la génération d'une région de fuite de lumière B lorsque la lumière
est coupée par les cristaux liquides entre les plaques.
- la figure 5B montre une vue en coupe d'un afficheur à cristal liquide dans lequel est créée une région de fuite de la lumière selon l'état de la technique - la figure 6 montre une structure d'une unité de pixels d'un afficheur à cristal liquide d'un transistor à couche mince selon le premier mode de réalisation de la présente invention - la figure 7 est une vue en coupe le long de la ligne 111-lIl' de la figure 6 - la figure 8 montre une vue en coupe le long de la ligne IV- IV' de la figure 6; - la figure 9 montre une vue en coupe transversale d'un afficheur à cristal liquide selon un premier mode de réalisation de la présente invention;
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la figure 10 montre une vue de dessus d'une unité de pixels d'un afficheur à
cristal liquide à transistors en couche mince selon un deuxième mode de réali-
sation de la présente invention; la figure 11 est une vue en coupe transversale d'un afficheur à cristal liquide présentant un transistor en couche mince avec une structure à empilement inverse selon un second mode de réalisation de la présente invention, en coupant la ligne 111- III' de la figure 10;
la figure 12 montre une vue en coupe transversale le long de la ligne I III-III'-
IV' de la figure 10; la figure 1 3A montre unll graphe des lignes équipotentielles équivalentes entre une plaque de transistor en couche mince et une plaque de filtres de couleur dans un afficheur à cristal liquide selon un second mode de réalisation de la présente invention, une tension prédéterminée étant appliquée auxdites plaques; la figure 13B montre une vue en coupe d'un dispositif à afficheur à cristal liquide selon un deuxième mode de réalisation la figure 14 montre la largeur d'une région de fuite de lunmière correspondant à la surface de recouvrement entre la ligne de données et l'électrode de pixels adjacente à la ligne de données; 2 - la figure 15 montre la structure d'une unité de pixels d'un afficheur à cristal liquide à transistors enl couche mince selon un troisième mode de réalisation de la présente inlvention; les figures 16 et 17 sont des vues en coupe d'un afficheur à cristal liquide le long des lignes III-II' et IV-IV' de la figure 15; 2 5 - les figures 1 8A à 18C montrent des vues en coupe d'un procédé de fabrication d'un afficheur à cristal liquide selon un troisième mode de réalisation de la présente invention, en coupe le long de la ligne IV- IV' de la figure 15; la figure 19A montre un graphe des lignes équipotentielles entre une plaque de
transistor en couche mince et une plaque de filtres de couleurs dans un affi-
cheur à cristal liquide selon le troisième mode de réalisation de la présente invention, une tension prédéterminée étant appliquée aux plaques; la figure 19B nlontre une vue en coupe transversale d'un afficheur à cristal liquide selon un troisième mode de réalisation de la présente invention; et les figures 20A et 20B montrent la direction de frottement de films d'alignement d'une plaque de transistor en couche mince et d'une plaque de filtres de couleur dans un afficheur à cristal liquide selon un troisième mode de
réalisation de la présente invention.
1 3 2791782
Il est maintenant fait référence en détail à des modes de réalisation de la
présente invention dont des exemples sont illustrés dans les dessins joints.
Les figures 6 à 9 illustrent un premier mode de réalisation.
La figure 6A montre la structure d'une unité de pixels d'un afficheur à cristal liquide à transistors en couche minice selon un premier mode de réalisation de l'invenitioni. La figure 7 est une vue en coupe transversale le long de la ligne III-III' de la figure 6, la figure 8 montre une vue en coupe transversale le long de la ligne
IV-IV' de la figure 6; et la figure 9 montre une vue en coupe transversale d'un affi-
cheur à cristal liquide selon un premier mode de réalisation.
0 En référence aux figures 6 à 8, une ligne de grilles 100 est formée dans une direction horizontale sur un substrat transparent 1 ', sous forme d'unile plaque de matrice en couche minlice sur laquelle un transistor en couche minlce et une électrode de pixels sont disposés. ILa ligne de données 200 est formée perpendiculairement à la
ligne de grilles 100, celle-ci étant isolée de la ligne de données 200.
1 Une électrode de grilles 140 se propageant depuis la ligne de grilles s'étend
dans la même direction que la ligne de données 200.
Une couche active 120, au-dessus de laquelle une couclhe d'isolation de grilles 220 apparaît sur les figures 7-8, est formée sous l'électrode de grilles 140. Une région de source 120a et une région de drain 120c sont définies de chaque côté d'une
région de canal dans la couche active 120.
Une électrode de source 160, qui est en saillie par rapport à la ligne de données reliée à la région de source, ainsi qu'une électrode de drain 1 80 reliée à la région de drain se font face l'une à l'autre séparément dans la même direction que celle dans
laquelle est disposée la ligne de grilles 100.
Une couche de passivation organique 240, comme représentée sur la figure 7 et la figure 8, recouvre la structure mentionnée ci-dessus. Un trou de contact exposant l'électrode de drain 180 est formé dans la couche de passivation organique 240. La couche de passivation organique 240 peut être formée en recouvrant la structure
mentionnée ci-dessus avec un isolant organique tel que acryle, BCB (benzocyclo-
3o butène) ou analogue.
Une électrode de pixels 300, qui remplit le trou de contact et est reliée à
l'électrode de drain 180, est formée sur la couche de passivation organique 240.
L'électrode de pixels 300 permettant de recouvrir la ligne de données 200, sur une largeur A' qui est habituellement inférieure à 1,5 itm de sorte à améliorer le taux d'ouverture, et dans ce cas, la couche de passivation organique 240, qui est une couche d'isolation présentant une constante diélectrique basse, se trouve en dessous
de l'électrode de pixels 300.
1 4 2791782
Un filtre de couleur constitué de motifs R (rouge), G (vert), et B (bleu), d'une matrice noire 290 et d'une électrode commune (non représentée sur les dessins) est fabriqué sur la plaque de filtres de couleur m', commle représentée sur la figure 9,
selon le premier mode de réalisation.
Dans un afficheur à cristal liquide selon le premier mode de réalisation, les cristaux liquides 280 sont injectés et scellés entre la plaque de matrice de transistors ren couche mince I' et la plaque de filtres de couleur m'. La matrice noire 290 de la plaque de filtres de couleur m' présente une structure à recouvrement asymétrique de telle sori-te que la matrice noire 290 recouvre une portion de la ligne de données 200 I( de la plaque de matrice de transistors en couche mince 1'. Un fihlm d'alignement (110non11 représenté sur les dessins) est formé au-dessus des plaques de filtres de couleur m' et
de matrice de transistors en couche mince 1'.
Plus exactement, lorsque les plaques mni' et 1' sont scellées, la matrice noire 290 de la plaque de filtres de couleur ni' découvre l'essentiel de la plaque de matrice en couche mince I' à l' exception des transistors en couche milnce, de la ligne de grilles et de la ligne de données 200. Dans ce cas, la matrice noire 290 est conçue de
sorte à recouvrir partiellement la ligne de données 200.
Le premier mode de réalisation représenté sur la figure 6 présente une structure à recouvrenmelnt asymétrique, de telle sorte que la ligne de données 200 de la plaque de matrice de transistors en couche mince 1' est recouverte par l'électrode de pixels
300 sur une largeur A'.
Ensuite, les cristaux liquides 280 entre les plaques de filtres de couleur et de matrice de transistors en couche mince l1' et ni' de l'afficheur à cristaux liquides du
premier mode de réalisation sont alignés uniformément en procédant à un traitemîent de frottement, du film d'alignement avec un tissu ou analogue.
Lorsqu'une tension prédéterlminée est appliquée aux plaques de transistors en couche mince et de plaques de filtres de couleur 1' et mi, les directions d'orientation des cristaux liquides 280 sont modifiées. Plus précisément, comme représenté sur la figure 9, la région dans laquelle la transmission de la lumière augmente de façon 3o abrupte se trouve à I ou 2 pmin au voisinage de l'électrode de pixels 300, du fait que les directions d'orientation des cristaux liquides 280 sont modifiées par la distorsion des cristaux liquides dans des directions prédéterminées. La position de cette région de transmission de la lumière peut être modifiée pour se trouver à droite ou à gauche de la ligne de données, en fonction de la direction de firottement du film d'alignement.
Comme mentionné dans la description ci-dessus, dans ce mode de réalisation,
la ligne de données 200 est recouverte de façon asymétrique par l'électrode de pixels 300 et la matrice noire 290. Ainsi, la région dans laquelle la ligne de données 200 est
1 5û 2791782
recouverte par la matrice noire 290 bloque effectivement la région mentionnée ci-
dessus (qui comprend la région B') dans laquelle la transmission de la lumière augmente de façon abrupte, ce qui a pour effet de couper la lumière. De la sorte, la
région de fuite de la lumière B' n'a pas d'influence sur la qualité d'image.
Les figures 10 à 13 illustrent un second mode de réalisation. La figure 10 montre la structure d'une unité de pixels d'un afficheur à cristal
liquide à transistors à couche mince selon le second mode de réalisation.
La figurec 1 1 est une vue en coupe d'un afficheur à cristal liquide présentant un transistor Cen couche mince avec une structure à empilement inverse, selon un second
in mode de réalisation, le long de la ligne 111-IlI' de la figure 10.
La figure 12 montre une vue en coupe le long de la ligne IV-IV' de la figure ; La figure 1 3A montre un graphe des lignes équipotentielles entre une plaque de
matrice de transistors en couche mince et une plaque de filtres de couleur d'un affi-
cheur à cristal liquide selon un second mode de réalisation, dans le cas o une
tension prédéterminée est appliquée aux plaques.
La figure 13B montre une vue en coupe transversale d'un afficheur à cristal
liquide selon un second mode de réalisation.
La figure 14 montre la largeur de la région de fuite de lumière correspondant à la largeur de recouvremenit entre une ligne de données et l'électrode de pixels au
voisinage de la ligne de données.
En référence aux figures 10 à 13B, une ligne de grilles 100 comme représentée sur les figures 10 à 12 est formée dans une direction horizontale sur un substrat transparent 1' tel qu'une plaque de matrice de transistors enl couche mince sur laquelle sont disposés un transistor en couche mince et une électrode de pixels. Une
électrode de grilles 140 fait saillie à partir de la ligne de grilles 100.
Une couche active 120, en dessous de laquelle se trouve une couche d'isolation de grilles 220 représentée sur les figures 11 et 12 est formée au dessus de l'électrode de grilles 140. Une région de source, une région de canal et une région de drain sont
définies dans la couche active 120.
Une ligne de données 200, qui est isolée de la ligne de grille 100 est disposée de sorte à croiser la ligne de grilles 100. La ligne de données 200 présente une électrode de source 160; une électrode de source 160 et une électrode de drain 180
recouvrent respectivement la région de source et de drain de la couche active 120.
Une couche de passivation organique 240 recouvre cette structure. Un trou de contact qui découvre l'électrode de drain 180 est formé dans la couche de passivation organique 240. La couche de passivation organique 240 est constituée d'un isolant
organique tel que l'acryle, du BCB (benzocyclobutène) ou analogue.
16 2791782
Une électrode de pixels 300 qui remplit le trou de contact et est reliée à l'électrode de drain 180, est formée sur la couche de passivation organique 240. Dans ce cas, l' électrode de pixels 300 recouvre asymétriquerlent la ligne de données 200 à ses deux extrémités. Commrc représenté sur la figure 10, la largeur de l'électrode de pixels 300' permettant de recouvrir la ligne de données 200 à une extrémité de l'électrode de pixels est désignée par la référence "a" Cette largeur "a" est comprise entre 2 et 4 grm. L'autre largeur, qui correspond au recouvrement de la ligne de données 200 par l'électrode de pixels 300 à l'autre extrémité de l'électrode de pixels
est désignée par la référence "b" et est inférieure à 2 gm.
Comme mentionné dans la description ci-dessus, une région de fuite de lumière
apparaît à gauche ou à droite de la ligne de données 200, en fonction de la direction de frottement du film d'alignerment. Afin de bloquer cette région de fuite de lumière, l'afficheur à cristal liquide selon le second mode de réalisation présente une structure à recouvrement, dans laquelle la ligne de données 200 est recouverte par l'électrode
de pixels 300 et 300, sur une largeur d'au moins 2 trm.
Un filtre de couleur constitué de motifs R (rouge), G (vert) et B (bleu) et d'une matrice noire 290 est fabriqué sur la plaque de filtres de couleur m' de l'afficheur à
cristal liquide selon le second mode de réalisation.
Dans l'afficheur à cristal liquide selon le second mode de réalisation, les : cristaux liquides 280 sont injectés pour être scellés entre la plaque de matrice de transistors 1' et la plaque de matrice de filtres de couleur mn'. Un film d'alignement (non représenté sur le dessin) est formé sur les plaques de filtres de couleur et de
matrice de transistors en couche mince m' et 1'.
Les cristaux liquides 280 entre les plaques de filtres de couleur et de matrice de transistors en couche mince m' et 1' sont uniformément alignés en procédant à un traitement de frottement du film d'alignement avec un tissu ou analogue. Les cristaux liquides 280 modifient les caractéristiques de transmission de la lumière lorsqu'une
tension prédéterminée est appliquée aux plaques.
Un afficheur à cristal liquide qui présente une structure telle que l'électrode de pixels recouvre de façon asymétrique la ligne de données à ses deux extrémités comme représenté sur les figures 13A et 13B ne produit aucune fuite de lumière
comme expliqué dans la description qui suit en référence à ces figures.
Les figures 13A et 13B montrent le motif de coupure de la lumière provoquée par la fonction du cristal liquide lorsqu'une tension est appliquée entre les plaques de filtres de couleur et de matrice de transistors en couche mince m' et 1' qui sont normalement dans un mode blanc. Des courbes entre les plaques m' et 1' sont des
lignes équipotentielles. Les cristaux liquides réagissent pour se placer perpendiculai-
17 2791782
remnent aux lignes équipotentielles. La figure 13A montre aussi la courbe "P" qui
indique la perméabilité de la lumière dans le dispositif.
* Coomme représenté sur les figures 13A et 13B, les courbes présentent des distorsions importantes au voisinage de la ligne de données 200 du fait que la tension de la ligne dc données 200 influence la tension appliquée aux cristaux liquides 280. De la sorte apparaît une région dans laquelle la transmission de la lumière augmente
brutaleiment, jusqu'à I ou 2 utin au voisinage de l'électrode de pixels 300, les orienta-
tions des cristaux liquides 280 variant du fait de la distorsion du champ électrique, dans des positions prédéterminées. Toutefois, la lumière ne traverse pas du fait de la
In région de recouvrement entre la ligne de données 200 et l'électrode de pixels adja-
cente 300'.
Plus particulièrement, il existe une différence potentielle dans la région de fuite
de la lumière B' du fait de la distorsion des cristaux à des directions prédéterminées.
Mais, la qualité d'image n'est elle-même pas réellement affectée du fait que la lumière est bloquée par la région de recouvrement entre la ligne de données 200 et
l'électrode de pixels voisine 300'.
Les directions des cristaux liquides 280 sont orientées par la direction de firottement de chaque film d'alignement de la plaque de matrice de transistors en couche mince I' et la plaque de filtres de couleur mni'. La position de la région de transmission de la lumière peut varier de droite à gauche, ou de gauche à droite de la
ligne de données 200, en fonction de la direction de frottement du film d'alignement.
Dans un afficheur à cristal liquide selon le second mode de réalisation, comme représenté sur la figure 12, la largeur de recouvrement "a" entre la ligne de données et l'électrode de pixels 300' au voisinage d'un côté de la ligne de données 200 varie de 2 à 4 gim. Et l'autre largeur de recouvrement "b" entre la ligne de données et l'électrode de pixels 300 au voisinage de l'autre côté de la ligne de données est
inférieure à 2 pimn.
La figure 14 montre la largeur d'une région de fuite de lumière, correspondant à la largeur de recouvrement entre une ligne de données et une électrode de pixels
3( voisine de la ligne de données.
En référence à la figure 14, la largeur de recouvrement entre la ligne de données et l'électrode de pixels voisine de la ligne de données devrait être d'au moins 2 p.m dans la région dans laquelle la fuite de lumière est générée. Une valeur
maximum de taux d'ouverture est obtenue pour une fuite de lumière nulle lorsque la largeur de recouvrement est de 2,5 pm. Lorsque la largeur de recouvrement est supé-
rieure à 4 pmin, le taux d'ouverture diminue. Et lorsque la largeur de recouvrement est
inférieure à 2 pm, il est difficile de bloquer efficacement la fuite de lumière.
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La figure 15 montre la structure d'une unité de pixels d'un afficheur à cristal
liquide d'un transistor à couche mince selon un troisième mode de réalisation.
Les figures 16 et 17 sont des vues en coupe de cet afficheur le long de la ligne
111-III' et IV-IV' de la figure 15.
Les figures 1 8A et 1 8B montrent des vues en coupe de la fabrication d'un affi-
cheur à cristal liquide selon un troisième mode de réalisation, Cen coupe le long de la
ligne IV-IV' de la figure 15.
La figure 1 9A montre les lignes équipotentielles entre une plaque de matrice de
transistors ren couche mince et une plaque de filtres de couleur dans un afficheur à cristal liquide selon un troisième mode de réalisation, dans lequel une tension prédé-
terminée est appliquée aux plaques.
La figure 19B montre une vue en coupe d'un afficheur à cristal liquide selon un
troisième mode de réalisation.
Les figures 20A et 20B montrent les directions des films d'alignement frottés d'une matrice de transistors en couche mince et d'une plaque de filtres de couleurs
dans un afficheur à cristal liquide selon un troisième mode de réalisation.
Un troisième mode de réalisation est maintenant expliqué en référence aux
figures 15 à 20B.
Dans un afficheur à cristal liquide selon un troisième mode de réalisation, une
ligne de grilles 100 est formée dans une direction horizontale sur un substrat transpa-
rent 1', tel qu'une plaque de matrice de transistors en couche mince sur laquelle sont disposés une électrode de pixels et un transistor en couche mince. Une ligne de
données 200 est formée perpendiculairement à la direction de la ligne de grilles 100.
Une électrode de grilles 140 en saillie par rapport à la ligne de grilles 100
s'étend dans la même direction que celle de la ligne de données 200.
Une couche active 120, au-dessus de laquelle se trouve une couche d'isolation de grilles 220, est formée sous l'électrode de grilles 140. Une région de source 120a et une région de drain 120b sont définies des deux côtés d'une région de canal (qui se trouve dans la région correspondant à l'électrode de grilles 140) dans la couche
active 120.
On forme ensuite respectivement une électrode de source 160, qui fait saillie à la ligne de données 200 et est reliée à une région de source, une électrode de drain qui est reliée à la région de drain, ces deux électrodes étant disposées dans la
même direction que la ligne de grilles 100.
Un film de coupure 400 qui est asymétriquement recouvert par la ligne de données 200, sur la gauche ou sur la droite de la ligne de données 200, est formé en
dessous de la ligne de données 200.
19 2791782
Une couche de passivation organique 240 recouvre cette structure. Un trou de contact qui expose l'électrode de drain 180 est formé dans la couche de passivation organique 240. Une électrode de pixels 300 reliée à l'électrode de drain 180 par le trou de contact est formée sur la couche de passivation organique. L'électrode de
pixels 300 recouvre partiellement la ligne de données 200 et le film de coupure 400.
Un filtre de couleur, une matrice noire et unle électrode commune sont fabri-
qués dans la plaque de filtres de couleur nm' de l'afficheur à cristal liquide selon le
troisième mode de réalisation.
Dans l'afficheur à cristal liquide selon le troisième mode de réalisation, les cristaux liquides 280 sont injectés et scellés entre la plaque de matrice de transistors
à couche mince I' et la plaque de filtres de couleur m'.
Le procédé de fabrication de l'afficheur à cristal liquide du troisième mode de
réalisation est maintenant expliqué.
En référence à la figure 16 et à la figure 18A, après avoir formé une couche métallique par pulvérisation d'aluminium, de molybdène ou analogue sur un substrat transparent 1, tel que du verre sur lequel ont été définies des lignes de grilles et des lignes de données, les lignes de grilles 100 sont formées en structurant la couche métallique. Dans ce cas, une électrode de grilles 140, qui est en saillie par rapport à la ligne de grilles 100 et un film de coupure 400, qui sera recouvert partiellement par la
région de ligne de données, sont structurés, lorsque la ligne de grilles 100 est structu-
rce. L'électrode de grilles 140 et le film de coupure 400 sont structurés simultané-
menit en utilisant le même masque d'attaque.
Après avoir formé une couche d'isolation 220 pour recouvrir l'électrode de grilles 140, on dépose successivement une couche de silicium amorphe, et on forme
une couche active 120 en structurant la couche de silicium amorphe.
En référence à la figure 1 8B, après avoir formé une couche métallique sur cette
structure, des lignes de données 200 sont structurées en attaquant la couche métalli-
que. Lorsque les lignes de données 200 sont structurées, des électrodes de source et de drain 160 et 180 respectivement reliées aux régions de source et de drain sont aussi structurées. Dans ce cas, les électrodes de source et de drain 160 et 180 sont disposées perpendiculairement à la ligne de grilles 100. La ligne de données 200 est
structurée de sorte à recouvrir partiellement le film de coupure 400.
Une couche de passivation organique 240 est formée à recouvrir cette structure.
La couche de passivation organique 240 est formée d'un isolant organique tel que de
l'acryle, du BCB (benzocyclobutène) ou analogue.
La couche de passivation organique 240, qui assure une excellente couverture, permet de rendre plus plane la surface de l'afficheur à cristal liquide et réduit les
2791782
dégradations d'alignement des cristaux liquides provoquées par des épaulements. La constante diélectrique de la couche de passivation organique 240 est inférieure à celle d'une couche d'isolation inorganique. De la sorte, lorsqu'un afficheur à cristal liquide présentant un taux d'ouverture important est fabriqué en formant une
électrode de pixels 300 qui recouvre les lignes de données 200 de la couche de passi-
vation organique 240, on évite les dégradations telles que le papillotement d'images,
du fait qu'il n'y a pas de distorsion de tension provoquée par les capacités de parasi-
tes dans la région de recouvrement entre la ligne de données 200 et l'électrode de
pixels 300. I 0 Lorsqu'on utilise du benzocyclobutène pour la couche de passivation organi-
que, on procède à un traitement thermique pendant une heure à température entre 250 et 300 C (la température est optimale à 280 C) et ensuite la surface du BCB est traitée par un procédé de plasma à oxygène. Ces traitements améliorent l'adhésion entre la couche de passivation organique 240 et la couche conductrice transparente qui est formée par dessus, et ceci évite en outre l'érosion de la couche conductrice
transparente pendant les traitements ultérieurs.
En référence à la figure 18C, un trou de contact exposant l'électrode de drain
1 80 est formé dans la couche de passivation 240.
Apres avoir déposé de l'lTO (oxyde d'étain et d'indium) sur une couche de passivation 240, une électrode de pixels 300 est formée en structurant l'oxyde d'étain et d'indium pour qu'il soit connecté à l'électrode de drain 180. L'électrode de pixels
300, commne mentionné dans la description ci-dessus présente une structure qui
recouvre la ligne de données 200. La largeur de recouvrement est d'au moins 1,5 ptm.
La ligne de données 200 et le fihlm de coupure 400 sont recouverts par une électrode
de pixels, avec un recouvrement entre 2 et 4 pil.
Lorsque la largeur de recouvrement entre l'électrode de pixels 300, la ligne de données 200 et le film de coupure 400 excède 4 ptm, le taux d'ouverture diminue considérablement. Et lorsque la largeur de recouvrement est inférieure à 2 -tim, il est difficile de bloquer efficacement la fuite de lumière. Ceci termine la fabrication de la
-0 plaque de matrice de transistors en couche mince.
Après que les cristaux liquides 280 ont été injectés entre la plaque de matrice de transistors en couche mince 1' et la plaque de filtres de couleur m' sur lesquelles sont prévues des filtres de couleur et une matrice noire, l'afficheur à cristal liquide du troisième mode de réalisation tel que représenté sur les figures 19A et 19B est :5 terminé en procédant à un scellement. Dans ce cas, on forme un filmn d'alignement (non représenté sur les figures) sur la plaque de filtres de couleur m' et sur la plaque de matrice de transistors en couche mince 1'.
21 2791782
Les cristaux liquides entre les plaques de filtres de couleur et de matrice de
transistors eCri couche mince sont alignés uniformément grâce à un procédé de frotte-
ment du film d'alignemient à l'aide d'un tissu ou analogue.
Comme représenté sur les figures 19A et 19B, un afficheur à cristal liquide présentant une structure dans laquelle la ligne de données, I'électrode de pixels et le film de coupure se recouvrent n'a pas de fuite de lumière, selon le troisième mode de réalisation. Les figures 1 9A et 1 9B montrent un motif de coupure de lumière, du fait de la fonction du cristal liquide lorsqu'une tension est appliquée entre les plaques de filtres de couleur et la matrice de transistors en couche mince nm' et 1', qui sont normalement
en mode blanc. Les courbes entre les deux plaques m' et 1' sont des lignes équipo-
tentielles. Les cristaux liquides réagissent pour se placer perpendiculairement aux lignes équipotentielles. La figure 19A montre aussi une courbe "P" indiquant la
perméabilité de la lumière à travers le dispositif.
1S Comme représenté sur les figures 19A et 19B, les courbes présentent une distorsion importante au voisinage de la ligne de données 200, du fait que la tension
sur la ligne de données 200 influence la tension appliquée aux cristaux liquides 280.
Ainsi, les directions d'orientation des cristaux liquides varient et la région dans laquelle la transmission de la lumière augmente brutalement apparaît jusqu'à 1 ou ot 2}tim de l'électrode de pixels. Toutefois, la lumière ne traverse pas du fait du film de coupure 400 qui se trouve en dessous de la ligne de données 200 et de la région de
recouvrement entre la ligne de données 400 et l'électrode de pixels adjacente.
Plus précisément, il existe une différence de potentiel dans la région de fuite de
lumière B' du fait de la distorsion des cristaux dans des directions prédéterminées.
?5 Mais la qualité d'images n'en est pas réellement affectée du fait que la lumière est
bloquée par le film de coupure 400.
Dans l'afficheur à cristal liquide selon le troisième mode de réalisation, il est préférable que la largeur de recouvrement entre les lignes de données, l'électrode de pixels et le film de coupure soit entre 2 et 4 Itm. Lorsque la largeur de recouvrement est supérieure à 4 prm, le taux d'ouverture réduit considérablement. Lorsque la
largeur de recouvrement devient inférieure à 2 jim, il est difficile de bloquer effica-
cement la fuite de lumière.
De plus, les orientations des cristaux liquides 280 sont modifiées, comme représenté sur les figures 20A et 20B, en fonction de la direction de frottement de )5 chaque film d'alignement, de la plaque de filtres de couleur et de la plaque de matrice de transistors en couche mince, ce qui peut changer le lieu de la région de fuite de la lumière entre la droite et la gauche de la ligne de données 200. De la sorte,
22 2791782
la disposition du film de coupure peut dépendre du lieu de la région de fuite de lumière.
Commne mentionné dans la description ci-dessus, dans le premier mode de
réalisation la ligne de donnéles est recouverte asymétriquemrent par l'électrode de pixels et la matrice noire. De la sorte, la région dans laquelle la ligne de données est recouverte par la matrice noire empêche efficacement la fuite de lumière. Ainsi, la région de fuite de lumlière autour de la ligne de données est bloquée par la région de
recouvrement, en tfonction de la direction du film d'alignement.
Dans le second mode de réalisation qui présente une structure dans laquelle la 0 ligne de données et les deux côtés de l'électrode de pixels voisine à la ligne de données se recouvrent asymrtriquement, la lumière ne peut pas être transmise du fait que la région de fuite de lumière de chaque côté de la ligne de données est bloquée par la région de recouvremrent entre la ligne de données et l'électrode de pixels, en
fonction de la direction de frottement du film d'alignement.
I 5 Dans le troisième mode de réalisation, la fuite de lumière provoquée par la direction de frottement est évitée par le film de coupure, du fait que le film de coupure est recouvert asymétriquement par la ligne de données et par l'électrode de pixels. De la sorte, les premier à troisième modes de réalisation évitent efficacement la
fuite de lumière, ce qui améliore la qualité d'images et la fiabilité du produit.
Il apparaîtra à l'homme du métier que diverses modifications et variations de l'afficheur à cristal liquide et de son procédé de fabrication peuvent être réalisées
sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
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Claims (17)
1.- Un afficheur à cristal liquide comprenant - une plaque de transistor en couche mince (50) comprenant en outre une ligne de grilles (100) sur un premier substrat transparent (1') une ligne de données (200) disposée en croisant la ligne de grilles, la ligne de grilles étant isolée de la ligne de données une électrode de grilles (120) en saillie à partir de ladite ligne de grilles dans la zone o ladite ligne de données croise ladite ligne de grilles In oun transistor en couche mince ayant une électrode de source (160) reliée à la ligne de données et une électrode de drain (180) séparée de l'électrode de source, les électrodes de source et de drain étant disposées l'une face à l'autre; uneC couiche de passivation (240) recouvrant le transistor en couche 13 > mince, un trou de contact découvrant une portion de l'électrode de drain (180) étant formée dans la couche de passivation et une électrode de pixels (300) formée sur la couche de passivation et reliée à l'électrode de drain (180) à travers le trou de contact, l'électrode de pixels recouvrant partiellement la ligne de données (200); _o - une plaque de filtres de couleur comprenant une matrice noire (290), un filtre de couleur et une électrode commune sur un second substrat transparent; et - des cristaux liquides injectés et scellés entre la plaque de transistor en couche mince et la plaque de Filtres de couleur - la matrice noire de la plaque de filtres de couleur recouvrant asymiétriquement
la ligne de données de la plaque de transistor en couche mince.
2.- L'afficheur de la revendication 1, caractérisé en ce qu'un lieu o la matrice
noire recouvre la ligne de données est choisi en fonction d'une direction de frotte-
menit d'un film d'alignemlent.
3.- L'afficheur de la revendication 1 ou 2, caractérisé eci ce que la couche de passivation est une couche de passivation organique.
4.- L afficheur de la revendication 3, caractérisé en ce que la couche de passi-
vation organique est formée d'acryle.
5.- L'afficheur de la revendication 3, caractérisé en ce que la couche de passi-
vation organique est formée de benzocyclobutène.
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6.- Un afficheur à cristal liquide comprenant: - une plaque de transistor en couche mince comprenant en outre une ligne de grille 100 sur un premier substrat transparent (1'); tune première ligne de données (200) disposée en croisant la ligne de grilles, la lignes de grilles étant isolée de la ligne de données; une électrode de grilles (120) en saillie à partir de ladite ligne de grilles dans la zone oi ladite ligne de grilles coupe ladite ligne de données; un transistor en couche mince présentant une électrode de source (160)
reliée à la première ligne de données (200) et une électrode de drain sépa-
rée de l'électrode de source, les électrodes de source et de drain faisant face l'une à l'autre; une couche de passivation (240) recouvrant un transistor en couche mince avec un trou de contact exposant une portion d'électrode de drain ( 180) étant formée dans la couche de passivation; et une électrode de pixels (300) formée sur la couche de passixation et reliée à l'électrode de drain à travers le trou de contact, l'électrode de pixels recouvrant partiellement la première ligne de données à une première extrémité de l'électrode de pixels; - une plaque de filtres de couleur comprenant une matrice noire, une matrice de couleur et une électrode commune sur un second substrat transparent; et - des cristaux liquides injectés et scellés entre la plaque de transistor en couclhe mince et la plaque de filtres de couleur; - l'électrode de pixels recouvrant asymétriquement une seconde ligne de données à une seconde extrémité de l'électrode de pixels opposée à la première
extrémité.
7.- L'afficheur de la revendication 6, caractérisé en ce que la largeur de recou-
vrement entre la première ligne de données et l'électrode de pixels est comprise entre 2 et 4 prn, et en ce que la largeur de recouvrement entre l'électrode de pixels et la
seconde ligne de données est inférieure à 2 prm.
t) 8.- L'affichieur de la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la largeur de recouvrement entre l'électrode de pixels et la première ligne de données est choisie
en fonction de la direction de frottement d'un film d'alignement.
9.- L'afficheur de la revendication 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que la couche de
passivation est une couche de passivation organique.
10.- Un afficheur à cristal liquide comprenant
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- une plaque de transistor en couche mince (1) comprenant en outre une ligne de grilles (100) sur un premier substrat transparent (I '); tune ligne de données (200) disposée croisant la ligne de grilles, la ligne de données étant isolée de la ligne de grilles; une électrode de grilles (120) en saillie à partir de la ligne de grilles dans une zone o ladite ligne de grilles croise ladite ligne de données; un transistor en couche mince présentant une électrode de source (160) reliée à la ligne de données et une électrode de drain séparée de l'éectrodc dc source, les électrodes de source et de drain étant face l'une l'autre; une couche de passivation (140) recouvrant la plaque de transistor en couche mince, un trou de contact exposant une portion de l'électrode de drain étant formée dans la couche de passivation; et une électrode de pixels (300) formée sur la couche de passivation et reliée à l'électrode de drain à travers un trou de contact, l'électrode de pixels recouvrant partiellement la ligne de données; - une plaque de filtres de couleur comprenant une matrice noire (190), un filtre de couleur et une électrode commune sur un second substrat transparent; et - des cristaux liquides inliectés et scellés entre la plaque de transistor en couche n0 mince et la plaque de filtres de couleur; dans lequel un film de coupure (400) est formé sous la ligne de données, ledit film de coupure étant recouvert asymétriquement par la ligne de données et
étant recouvert partiellement par l'électrode de pixels.
Il.- L'afficheur de la revendication 10, caractérisé en ce que la couche de
passivation est une couche de passivation organique.
12.- L'afficheur de la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le filmn de
coupure (400) et la ligne de grilles (100) sont formés au même niveau.
13.- L'afficheur de la revendication 10, Il ou 12, caractérisé en ce que la région de recouvrement entre l'électrode de pixels, le film de coupure et la ligne de
3o données présente une largeur entre 2 et 4 tmn.
14.- L'afficheur de l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que le
film de coupure (400) est formé sur un côté de la ligne de données, ledit côté étant
choisi en fonction de la direction de frottement d'un film d'alignement.
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15.- Un procédé de fabrication d'un afficheur à cristal liquide présentant un substrat transparent sur lequel sont définies une région de ligne de grilles et une région de ligne de données comprenant: - la lformation simultanée d'une ligne de grilles dans la région de grilles avec une électrode de grilles (120) en saillie par rapport à la ligne de grilles (100) et d'un film de coupure (400) qui recouvre asymétriquement la région de ligne de données; - la formation d'une ligne de données (200) dans la région de ligne de données sur le substrat transparent, la ligne de données qui se croise étant I( isolée de la ligne de grilles, une électrode de source étant formée sur un côté de la ligne de données et une électrode de drain étant formée en face de l'électrode de source et isolée de cette électrode de source; - la formation d'une couche de passivation (240) recouvrant la région de ligne de grilles, la région de ligne de données et le film de coupure, un trou de contact exposant une portion de l'électrode de drain (180) étant formée dans la couche de passivation; et - la formation d'une électrode de pixels (300). l'électrode de pixels étant reliée à l'électrode de drains à travers le trou de contact de la couche de passivation, l'électrode de pixels recouvrant partiellement le filmin de
no coupure (400).
16.- Le procédé de la revendication 15, caractérisé en ce que la couche de
passivation est une couche de passivation organique.
17.- Le procédé selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que le film
de coupure (400) et la ligne de grilles (100) sont formés au même niveau.
18.- Le procédé selon la revendication 15, 16 ou 17, caractérisé en ce que la région de recouvrement entre l'électrode de pixels, le film de coupure et la ligne de
données présente une largeur comprise entre 2 et 4 p.m.
19.- Le procédé de l'une des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que le
film de coupure est formé sur un côté de la ligne de données, le côté étant choisi en
fonction d'une direction de frottement d'un film d'alignement.
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