FR2877443A1 - Dispositif d'affichage a cristaux liquides et procede de fabrication de celui-ci. - Google Patents
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Abstract
Un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprend un substrat (100) avec des zones de pixel et des zones masquant la lumière définies, une couche de matériau transparent (110) formée sur le substrat (100) correspondant aux zones de pixel, une couche masquant la lumière formée sur le substrat correspondant aux zones masquant la lumière, et une couche de filtre chromatique (160) formée sur la couche de matériau transparent (110).Application à un écran LCD dans lequel chacun des motifs masquant la lumière présente une épaisseur uniforme, obtenant de ce fait une luminance élevée.
Description
DISPOSITIF D'AFFICHAGE A CRISTAUX LIQUIDES
ET PROCEDE DE FABRICATION DE CELUI-CI
La présente invention concerne un dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD: Liquid Crystal Display) et, plus particulièrement, un substrat de filtre chromatique d'un dispositif LCD (dispositif d'affichage à cristaux liquides).
Parmi divers dispositifs d'affichage de type plat ultra-mince, qui incluent un écran d'affichage ayant une épaisseur de plusieurs centimètres (cm), un dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) attire énormément l'attention en ce qu'il a des avantages tels qu'une faible consommation d'énergie en raison de sa faible tension de polarisation, et de sa portabilité. À cet égard, le dispositif LCD peut être large-ment utilisé pour les ordinateurs portables, les moniteurs, les avions, etc. Généralement, le dispositif LCD inclut un substrat de transistor à couche mince (TFT: Thin Film Transistor), un substrat de filtre chromatique, et une couche de cristaux liquides. Le substrat TFT est positionné de façon à être opposé au substrat de filtre chromatique avec un intervalle prédéterminé entre les deux, et la couche de cristaux liquides est formée entre le substrat TFT et le substrat de filtre chromatique. Dans cet état, l'alignement des molécules de cristaux liquides de la couche de cristaux liquides change en fonction de l'application d'une tension, grâce à quoi l'image est réalisée en fonction du contrôle sur la transmissivité de la lumière.
Sur le substrat TFT, une pluralité de lignes de grille sont disposées dans une première direction à intervalles fixes, une pluralité de lignes de données sont disposées dans une deuxième direction perpendiculaire aux lignes de grille également à intervalles fixes, une pluralité d'électrodes de pixel dans des zones respectives des pixels définies par les lignes de grille et les lignes de données dans une configuration matricielle, et une pluralité de transistors à couche mince (TFT) commutables en réponse à des signaux sur les lignes de grille pour la transmission de signaux sur la ligne de données aux électrodes de pixel.
Le substrat du filtre chromatique a une couche masquant la lumière, ayant des motifs masquant la lumière pour masquer la lumière provenant des zones autres que les zones de pixels, et une couche de filtre chromatique ayant des motifs de filtre chromatique de rouge (R), vert (V) et bleu (B) correspondant aux zones respectives des pixels entre chacun des motifs masquant la lumière, pour afficher les couleurs.
Selon un mode de fonctionnement du dispositif LCD, une électrode commune ou une couche de recouvrement peut être formée par ajout sur la couche masquant la lumière et la couche de filtre chromatique. Pour un dispositif LCD en mode TN (Twisted Nematic: nématique en hélice), l'électrode commune est requise. Pour un R ABrevets\24500A24547-05I I03- trndFR doc-3 no,embre 2005- 1/17 dispositif LCD en mode IPS (In-Plane Switching: super TFT), la couche de recouvrement est requise. Avec le dispositif LCD en mode IPS, l'électrode commune est formée sur le substrat de transistor à couche mince.
On va décrire ci-après un substrat de filtre chromatique de la technique appa- rentée en référence aux dessins ci-joints.
Les figures lA à 1E sont des vues en coupe du processus de fabrication d'un substrat de filtre chromatique selon la technique apparentée.
Tout d'abord, des motifs masquant la lumière 12a sont formés sur un substrat de verre 10 par photolithographie (figures lA à 1C), et chacun des motifs de filtre chromatique 16 de R, V et B est formé entre les motifs masquant la lumière 12a par photolithographie (figure ID). Ensuite, une électrode commune ou une couche de recouvrement 18 est formée sur une surface entière du substrat de verre 10 (figure 1E).
Le processus détaillé sera décrit comme suit.
Comme représenté sur la figure 1A, un matériau masquant la lumière 12, un matériau opaque photosensible masquant la lumière, est déposé sur le substrat de verre 10.
En se référant à la figure 1B, un masque 14 d'un motif prédéterminé souhaité est positionné au-dessus du substrat de verre 10 ayant le matériau masquant la lumière 12, et la lumière est irradiée sur celui-ci.
Comme représenté sur la figure 1C, le matériau masquant la lumière 12 irradié avec la lumière est développé et durci, formant ainsi les motifs masquant la lumière 12a.
Comme représenté sur la figure ID, chacun des motifs de filtre chromatique de R, V et B 16 est formé entre les motifs masquant la lumière 12a. Les motifs de filtre chromatique 16, tout comme les motifs masquant la lumière 12a, sont formés par photolithographie.
En se référant à la figure 1E, l'électrode commune (dans le cas du dispositif LCD en mode TN) ou la couche de recouvrement (dans le cas d'un dispositif LCD en mode IPS) 18 est formée sur les motifs de filtre chromatique 16, achevant ainsi le substrat de filtre chromatique selon la technique apparentée.
Cependant, le procédé de fabrication du substrat de filtre chromatique selon la technique apparentée a les désavantages suivants.
Dans le substrat de filtre chromatique selon la technique apparentée, une couverture de marche (step coverage) est générée sur les deux côtés de chacun des motifs de filtre chromatique 16 en raison des motifs masquant la lumière 12a, à cause de quoi elle entraîne une dégradation de la qualité de l'image.
R. Brevels,2 4 50012 454 7-05 1 1 0 3-tradFR.doc - 3 novembre 2005 - 2/17 Avant de former les motifs de filtre chromatique 16, la couverture de marche est formée en raison des motifs masquant la lumière 12a. Ainsi, lorsque les motifs de filtre chromatique 16 sont formés, il est difficile d'utiliser un procédé relativement simple de dépôt sans rotation. Au lieu du procédé de dépôt sans rotation, un proces- sus relativement complexe de photolithographie est utilisé pour former les motifs de filtre chromatique 16.
De plus, il est nécessaire, pour les motifs masquant la lumière 12a, d'être d'une épaisseur prédéterminée appropriée pour masquer la lumière. Si le processus de photolithographie utilisant un matériau opaque masquant la lumière est effectué, comme représenté sur la figure 1C, l'épaisseur entière de chacun des motifs masquant la lumière 12a n'est pas uniforme. En d'autres termes, les extrémités de chacun des motifs masquant la lumière 12a sont relativement plus minces que la partie centrale de chacun des motifs masquant la lumière 12a. Par conséquent, il est impossible de masquer complètement la lumière, diminuant ainsi la luminance.
Par conséquent, les modes de réalisation de la présente invention sont destinés à un dispositif LCD et à un procédé de fabrication de celui-ci qui évite sensiblement un ou plusieurs problèmes dus aux limitations et désavantages de la technique apparentée.
Dans un aspect de la présente invention, on propose un dispositif LCD et un procédé de fabrication de celui-ci, dans lesquels chacun des motifs masquant la lumière a une épaisseur uniforme, ce qui empêche la couverture de marche d'être générée dans les motifs de filtre chromatique par les motifs masquant la lumière.
Des avantages, buts, et caractéristiques supplémentaires de l'invention seront énoncés en partie dans la description qui suit, et seront en partie évidents pour l'homme du métier à l'examen de la suite, ou peuvent être appris de la pratique de l'invention. Les objectifs et autres avantages de l'invention peuvent être réalisés et atteints par la structure particulièrement mise en évidence dans la description et les revendications écrites de celle-ci, ainsi que dans les dessins annexés.
Pour atteindre ces buts et autres avantages, l'invention propose un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant: un premier substrat avec des zones de pixel et des zones masquant la lumière définies; une couche de matériau transparent formée sur le premier substrat correspondant aux zones de pixel; une couche masquant la lumière formée sur le premier substrat correspondant aux zones masquant la lumière et étant adjacentes à la couche de matériau transparent; et R:ABrevets\24500A24547051103-tradFR doc - 3 novembre 2005 - 3/17 une couche de filtre chromatique sur la couche de matériau transparent.
Selon un mode de réalisation, les hauteurs de la couche de matériau transparent et de la couche masquant la lumière sont sensiblement les mêmes.
De préférence, la couche de matériau transparent est constituée d'une résine acrylique. La résine acrylique peut être une combinaison quelconque d'acrylate, de méthacrylate, d'acrylamide, d'acrylonytrile, d'acide acrylique ou méthacrylique.
Selon un mode de réalisation, la couche de filtre chromatique se chevauche avec des parties prédéterminées de la couche masquant la lumière, adjacentes à la couche de matériau transparent.
Le dispositif peut comprendre en outre une électrode commune sur la totalité de la surface du premier substrat incluant la couche de filtre chromatique..
Le dispositif peut comprendre en outre une couche d'orientation au-dessus de l'électrode commune et/ou une couche de recouvrement sur une surface entière du premier substrat incluant la couche de filtre chromatique Le dispositif peut comprendre en outre une couche d'orientation sur la couche de recouvrement.
Le dispositif comprend de préférence: un deuxième substrat opposé au premier substrat avec un intervalle prédéterminé entre les deux, le deuxième substrat ayant un transistor à couche mince et une 20 électrode de pixel; et une couche de cristaux liquides formée entre les premier et deuxième substrats. Le dispositif peut comprendre en outre une électrode commune en parallèle avec l'électrode de pixel dans chaque zone de pixel sur le deuxième substrat. L'invention propose également un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant: la formation d'une couche de matériau transparent sur un substrat ayant des zones de pixel et des zones masquant la lumière; l'élimination sélective de la couche de matériau transparent des zones masquant la lumière; la formation d'une couche masquant la lumière sur le substrat dans les zones masquant la lumière, desquelles la couche de matériau transparent est éliminée; et la formation d'une couche de filtre chromatique sur la couche de matériau transparent.
Selon un mode de réalisation, l'étape de formation de la couche masquant la lumière inclut: l'enduction d'un matériau masquant la lumière sur une surface entière du substrat incluant la couche de matériau transparent; et l'élimination du matériau déposé masquant la lumière des parties autres que la zone masquant la lumière. De préférence, l'étape de dépôt du matériau masquant la lumière inclut R Brevets V24500A24547-051 103- tradFR doc - 3 novembre 2005 - 4117 l'utilisation d'un procédé de dépôt à la tournette ou d'un procédé de dépôt sans rotation.
Selon un mode de réalisation, l'étape d'élimination du matériau déposé masquant la lumière des parties autres que la zone masquant la lumière inclut le grattage du matériau masquant la lumière sur la couche de matériau transparent avec une structure ayant une lame.
Le procédé peut comprendre en outre le cendrage du matériau masquant la lumière. Selon un mode de réalisation, l'étape de cendrage est effectuée avec un plasma oxygène ou une lampe à irradiation lumineuse.
Selon un mode de réalisation, l'étape de formation de la couche de filtre chromatique inclut l'utilisation d'un procédé de dépôt sans rotation.
Selon un autre mode de réalisation, les hauteurs de la couche masquant la lumière et de la couche de matériau transparent sont sensiblement égales.
Selon un autre mode de réalisation, la couche de matériau transparent est formée d'une résine acrylique. La résine acrylique peut être une combinaison quelconque d'acrylate, de méthacrylate, d'acrylamide, d'acrylonytrile, d'acide acrylique ou méthacrylique.
Selon un autre mode de réalisation, l'étape de formation de la couche de filtre chromatique inclut le chevauchement de la couche de filtre chromatique avec des parties prédéterminées de la couche masquant la lumière adjacentes à la couche de matériau transparent.
Le procédé peut comprendre en outre la formation d'une électrode commune sur une surface entière du substrat incluant la couche de filtre chromatique et/ou a formation d'une couche de recouvrement sur une surface entière du substrat incluant la couche de filtre chromatique.
Selon un autre aspect, l'invention propose un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant: la formation d'une couche de matériau transparent sur un premier substrat ayant des zones de pixel et des zones masquant la lumière; l'élimination sélective de la couche de matériau transparent des zones masquant la lumière; la formation d'une couche masquant la lumière sur le premier substrat des zones masquant la lumière desquelles la couche de matériau est éliminée; la formation d'une couche de filtre chromatique sur la couche de matériau transparent; la formation d'une matrice de transistor à couche mince séparée du premier substrat, la matrice de transistor à couche mince incluant des transistors à couche mince et des électrodes de pixel sur un deuxième substrat; et R ABrevets24500A24547-051103-tradFR doc -3 novembre 2005 - 5117 la formation d'une couche de cristaux liquides entre les premier et deuxième substrats.
Selon un mode de réalisation, l'étape de formation de la couche de cristaux liquides inclut l'injection de la couche de cristaux liquides entre les premier et deuxième substrats après collage des premier et deuxième substrats l'un à l'autre.
Selon un autre mode de réalisation, l'étape de formation de la couche de cristaux liquides inclut le collage des premier et deuxième substrats l'un à l'autre après distribution du cristal liquide sur n'importe lequel des premier et deuxième substrats.
On notera qu'à la fois la description générale précédente et la description détaillée suivante de la présente invention sont exemplaires et explicatives, et sont destinées à fournir une explication plus approfondie de l'invention comme revendiqué.
Les dessins ci joints, qui sont inclus pour fournir une meilleure compréhension de l'invention et sont incorporés dans cette demande, et en constituent une partie, illustrent le ou les modes de réalisation de l'invention et, conjointement avec la description, servent à expliquer le principe de l'invention. Sur les dessins: les figures lA à lE sont des vues en coupe d'un processus de fabrication d'un substrat de filtre chromatique selon la technique apparentée; les figures 2A à 2G sont des vues en coupe d'un processus de fabrication d'un substrat de filtre chromatique selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 3 est une vue en coupe d'un substrat de filtre chromatique selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 4 est une vue de dessus d'un substrat avec des transistors à couche 25 mince et des électrodes de pixel; et la figure 5 est une vue en coupe d'un dispositif LCD selon un mode de réalisation de la présente invention.
On va maintenant faire référence en détail aux modes de réalisation préférés de la présente invention, dont des exemples sont illustrés sur les dessins annexés. Dans la mesure du possible, les mêmes numéros de référence seront utilisés partout sur les dessins, pour faire référence aux mêmes parties ou à des parties équivalentes.
On va décrire ci-après un dispositif LCD et un procédé de fabrication de celui-ci selon un mode de réalisation de la présente invention, en référence aux dessins annexés.
Les figures 2A à 2G sont des vues en coupe du processus de fabrication d'un substrat de filtre chromatique selon un mode de réalisation de la présente invention.
Comme représenté sur la figure 2A, une couche de matériau transparent 110 est déposée sur un substrat 100. La couche de matériau transparent 110 peut être formée R.VBrevets\24500A24547-05 1 103-tradFRdoc - 3 novembre 2005 - 6/17 à partir d'une résine photosensible transparente. Il est préférable d'utiliser une résine de type acrylique comme résine photosensible transparente, par exemple, l'acrylate, le méthacrylate, l'acrylamide, l'acrylonytrile, l'acide acrylique ou méthacrylique.
En se référant à la figure 2B, un masque 140 de définition des zones masquant la lumière est positionné au-dessus du substrat 100 déposé avec la couche de maté- riau transparent 110, et la lumière est irradiée sur celle-ci.
Comme représenté sur la figure 2C, la couche de matériau transparent 110, irradiée avec la lumière, est développée et durcie, grâce à quoi la couche de matériau transparent 110 est éliminée des zones masquant la lumière 115, formant de ce fait des motifs de matériau transparent sur les zones de pixel. Si la couche de matériau transparent 110 est formée à partir de la résine de type acrylique, il est possible de former par développement les motifs de matériau transparent avec une épaisseur uniforme.
Sur les dessins, un placement de motifs de type positif est représenté, dans lequel la zone qui est irradiée avec la lumière est éliminée par développement. Cependant, il est possible d'appliquer un placement de motif de type négatif dans lequel la zone qui n'est pas irradiée avec la lumière est éliminée par développement.
En se référant à la figure 2D, un matériau masquant la lumière 120 est déposé sur une surface entière du substrat 100. Le matériau masquant la lumière 120 est formé à partir d'une résine opaque. Cependant, il n'est pas limité à la résine opaque. Comme illustré, une couche masquant la lumière est formée sans photolithographie, ce qui rend inutile de former la couche masquant la lumière à partir d'une résine photosensible. En d'autres termes, la résine opaque est appropriée pour la couche masquant la lumière.
Le matériau masquant la lumière 120 est déposé sur la surface entière du substrat 100 à l'aide d'un procédé de dépôt à la tournette ou d'un procédé de dépôt sans rotation.
Lorsque le procédé de dépôt à la tournette est utilisé, le matériau masquant la lumière 120 est positionné au-dessus du centre du substrat 100, puis le substrat 100 est mis en rotation, grâce à quoi le matériau masquant la lumière 120 est déposé sur la surface entière du substrat 100.
Lorsque le procédé de dépôt sans rotation est utilisé, le matériau masquant la lumière 120 est imprimé sur la surface entière du substrat 100 en une fois, ce qui est approprié pour le substrat de petite taille. Comme autre moyen possible d'utiliser le procédé de dépôt sans rotation, le matériau masquant la lumière 120 est imprimé par balayage d'un bord à l'autre bord du substrat 100, ce qui est approprié pour le substrat de grande taille.
R \Brevets\24500\24547-051 103-tradFR doc - 3 novembre 2005 - 7/17 Comme représenté sur la figure 2E, le matériau masquant la lumière 120, déposé sur des parties autres que les zones masquant la lumière 115, c'est-àdire au-dessus des zones de pixels, peut être éliminé mécaniquement avec une raclette ou une structure 130 ayant une lame, telle qu'un racloir. Ainsi, le matériau masquant la lumière 120 est interposé entre chacun des motifs de matériau transparent 110, formant de ce fait les motifs masquant la lumière 120a. Ainsi, il est possible, sur la surface entière du substrat 100, d'empêcher les irrégularités.
Si le matériau masquant la lumière 120 est mécaniquement éliminé avec la structure 130 ayant la lame, comme représenté sur la figure 2E, le matériau masquant la lumière 120 déposé dans les parties autres que les zones masquant la lumière 115 risque de ne pas être éliminé complètement.
Dans ce cas, comme représenté sur la figure 2F, le matériau masquant la lumière restant sur les motifs de matériau transparent 110 est éliminé par cendrage, grâce à quoi chacun des motifs de matériau transparent 110 est identique en hauteur à chacun des motifs masquant la lumière 120a, de préférence. Le processus de cendrage est effectué avec du plasma oxygène ou une lampe à irradiation lumineuse.
Après cela, comme représenté sur la figure 2G, chacun des motifs de filtre chromatique 160 de rouge (R), vert (V) et bleu (B) est formé au- dessus des motifs de matériau transparent 110, c'est-à-dire au-dessus des zones de pixel et entre les motifs masquant la lumière 120a, achevant ainsi le substrat de filtre chromatique. Dans ce cas, chacun des motifs de filtre chromatique 160 risque de se chevaucher avec le motif de matériau transparent 110 entre les motifs masquant la lumière 120a et, de plus, risquent de se chevaucher avec des parties prédéterminées des motifs masquant la lumière 120a adjacents au motif de matériau transparent 110. Avant de former les motifs de filtre chromatique 160, le substrat n'a aucune couverture de marche (figure 2F). Ainsi, il est possible d'utiliser le procédé relativement simple de dépôt sans rotation au moment de la formation des motifs masquant la lumière 120a.
Comme représenté sur la figure 2G, la couverture de marche n'est pas générée dans le substrat de filtre chromatique, à l'exception de la partie entre les motifs de filtre chromatique 160. Ainsi, il est inutile de prévoir une couche de recouvrement pour éliminer la couverture de marche.
On va décrire, comme suit, la structure du substrat de filtre chromatique fabriquée par le procédé selon la présente invention.
La figure 3 est une vue en coupe du substrat de filtre chromatique selon le mode de réalisation préféré de la présente invention.
Comme représenté sur la figure 3, le substrat de filtre chromatique selon la présente invention inclut le substrat de verre 100, la couche de matériau transparent ayant les motifs de matériau transparent 110, la couche masquant la lumière ayant les R-ABrevets\24500A24547-051103tradFRdoc -3 novembre 2005 - 8'17 motifs masquant la lumière 120a, et la couche de filtre chromatique ayant les motifs de filtre chromatique 160.
Les motifs de matériau transparent 110 sont positionnés de façon à correspondre aux zones respectives de pixel sur le substrat de verre 100. De plus, les motifs masquant la lumière 120a sont positionnés correspondant aux zones respectives masquant la lumière sur le substrat de verre 100, c'est-à-dire les positions autres que les zones de pixels. Dans ce cas, on préfère que la hauteur de chaque motif de matériau transparent 110 soit la même que la hauteur de chaque motif masquant la lumière 120a. Ensuite, chacun des motifs de filtre chromatique 160 de R, V et B est formé sur le motif de matériau transparent 110, dans lequel chacun des motifs de filtre chromatique 160 se chevauche avec les parties prédéterminées des motifs masquant la lumière 120a adjacents au motif de matériau transparent 110.
De préférence, chacun des motifs de matériau transparent 110 a la même hauteur que chacun des motifs masquant la lumière 120a, afin d'empêcher la couverture de marche.
On va décrire, comme suit, un procédé de fabrication du dispositif LCD ayant le substrat de filtre chromatique susmentionné.
Généralement, un procédé de fabrication du dispositif LCD est principalement divisé en trois étapes de formation d'un substrat de filtre chromatique, de formation d'un substrat de transistor à couche mince, et de formation d'une couche de cristaux liquides entre le substrat de filtre chromatique et le substrat de transistor à couche mince.
Le processus de formation du substrat du filtre chromatique est expliqué en référence aux figures 2A à 2G et à la figure 3. Dans ce cas, le processus peut être légèrement changé selon le mode du dispositif LCD.
En d'autres termes, pour le dispositif LCD en mode TN, une électrode commune 180 est formée sur la surface entière du substrat incluant les motifs de filtre chromatique 160 représentés sur la figure 3. Ensuite, une couche d'orientation 190 est formée sur l'électrode commune 180, pour l'orientation initiale du cristal liquide.
La couche d'orientation 190 peut être formée par frottement ou par irradiation lumineuse.
Pour le dispositif LCD en mode IPS, une couche de recouvrement 180 est formée sur la surface entière du substrat incluant les motifs de filtre chromatique 160 représentés sur la figure 3. Ensuite, la couche d'orientation 190 est formée sur la couche de recouvrement 180, pour l'orientation initiale du cristal liquide. La couche d'orientation 190 peut être formée par frottement ou par irradiation lumineuse.
Le processus de formation du substrat de transistor à couche mince est expliqué comme suit. Comme illustré sur la figure 4, un substrat de transistor à couche mince RABrevetsV24500A24547-051103-tradFR doc - 3 novembre 2005 - 9/17 400 inclut une pluralité de lignes de grille 440 croisant une pluralité de lignes de données 430 dans une configuration matricielle. Le croisement des lignes de grille 440 et des lignes de données 430 définit les zones de pixels 420 ayant chacune un TFT 410 et une électrode de pixel couplée à ce TFT.
Tout d'abord, pour le dispositif LCD en mode TN, les lignes de grille ayant des électrodes de grille sont formées dans une direction sur le substrat de verre. Ensuite, une couche isolant la grille est formée sur la surface entière du substrat de verre. Après cela, une couche semiconductrice est formée au-dessus des électrodes de grille. Dans cet état, les lignes de données sont formées perpendiculairement aux lignes de grille, dans lesquelles les électrodes de source et de drain sont positionnées aux deux côtés de la couche semi-conductrice. Comme les lignes de grille sont formées perpendiculairement aux lignes de données, il est possible de définir chaque zone de pixel. De plus, les transistors à couche mince sont formés aux parties de croisement entre les lignes de grille et de données.
Par la suite, une couche de passivation est formée sur la surface entière du substrat de verre, et des trous de contact sont formés dans les électrodes de drain. De plus, une électrode de pixel connectée avec l'électrode de drain est formée sur la couche de passivation de chaque zone de pixel.
Pour le dispositif LCD en mode IPS, des lignes de grille ayant des électrodes de grille sont formées dans une direction sur le substrat de verre, et une couche isolant la grille est formée sur la surface entière du substrat de verre. Ensuite, une couche semi-conductrice est formée audessus des électrodes de grille. Dans cet état, les lignes de données sont formées perpendiculairement aux lignes de grille, dans lesquelles les électrodes de source et de drain sont positionnées aux deux côtés de la couche semi-conductrice. Comme les lignes de grille sont formées perpendiculaire-ment aux lignes de données, il est possible de définir chaque zone de pixel. De plus, les transistors à couche mince sont formés aux parties de croisement des lignes de grille et de données.
Par la suite, une couche de passivation est formée sur la surface entière du substrat de verre, et des trous de contact sont formés dans les électrodes de drain. De plus, une électrode de pixel et une électrode commune sont formées dans chaque zone de pixel. Dans ce cas, l'électrode de pixel est connectée avec chaque électrode de drain, et l'électrode commune est positionnée entre les électrodes de pixel.
On va décrire comme suit le processus de formation de la couche de cristaux liquides entre le substrat de filtre chromatique et le substratde transistor à couche mince. La figure 5 est une vue simplifiée en coupe d'un dispositif LCD. Comme illustré, le dispositif LCD 500 inclut un substrat de filtre chromatique 510 et un R \Brevets\24500'2 4 54 7-05 1 I03-tradFR doc - 3 novembre 2005 - 10/17 substrat de transistor à couche mince 520 avec une couche de cristaux liquides 530 entre les deux.
Le procédé de formation de la couche de cristaux liquides est classifié dans le procédé d'injection des cristaux liquides et le procédé de distribution des cristaux liquides. Dans le cas du procédé d'injection des cristaux liquides, après collage du substrat de filtre chromatique et du substrat de transistor à couche mince l'un à l'autre, le cristal liquide peut être injecté entre les deux. Dans le procédé de distribution des cristaux liquides, après distribution du cristal liquide sur n'importe lequel des deux substrats, les deux substrats peuvent être collés l'un à l'autre. Dans le cas l0 du dispositif LCD de grande taille, le procédé d'injection des cristaux liquides n'est pas préféré, dans la mesure où il peut causer une diminution de la productivité en raison du temps important d'injection. Par conséquent, au moment de former le dispositif LCD de grande taille, il est préférable d'appliquer le procédé de distribution des cristaux liquides.
On va expliquer le dispositif LCD fabriqué dans le procédé susmentionné, comme suit.
Le dispositif LCD selon les modes de réalisation de la présente invention inclut le substrat de filtre chromatique, le substrat de transistor à couche mince, et la couche de cristaux liquides entre le substrat de filtre chromatique et le substrat de transistor à couche mince.
Comme représenté sur les figures 2A à 2G et la figure 3, l'explication du substrat de filtre chromatique sera omise. Selon le mode du dispositif LCD, l'électrode commune 180 peut être formée par ajout sur la surface entière du substrat incluant les motifs de filtre chromatique 160 représentés sur la figure 3 (mode TN), ou la couche de recouvrement 180 peut être formée par ajout sur la surface entière du substrat incluant les motifs de filtre chromatique 160 représentés sur la figure 3 (mode IPS). De plus, la couche d'orientation 190 peut être formée par ajout sur l'électrode commune ou la couche de recouvrement 180.
Le dispositif LCD en mode TN inclut les lignes de grille et de données dispo- sées perpendiculairement l'une à l'autre, afin de définir les zones de pixels sur le substrat de verre, les transistors à couche mince formés à la partie de croisement des lignes de grille et de données, et l'électrode de pixel connectée avec le transistor à couche mince dans la zone de pixels.
Le dispositif LCD en mode IPS inclut les lignes de grille et de données dispo- sées perpendiculairement l'une à l'autre, afin de définir la zone de pixels sur le substrat de verre, les transistors à couche mince formés sur la partie de croisement des lignes de grille et de données, l'électrode de pixel connectée avec le transistor à R.\ Brevets\ 24500\ 24547-051103-tradFR.doc - 3 novembre 2005 - 11/17 couche mince dans les zones de pixels, et l'électrode commune formée entre chacune des électrodes de pixel dans la zone de pixels.
De plus, la couche d'orientation peut être formée sur la surface entière du substrat de verre.
De même, des espaceurs peuvent être formés entre les deux substrats, afin de maintenir un intervalle de cellule entre les deux.
Comme mentionné ci-dessus, le dispositif LCD et le procédé de fabrication de celui-ci a les avantages suivants.
Dans le dispositif LCD selon les modes de réalisation de la présente invention, le matériau transparent est dessiné sur le substrat, et les zones masquant la lumière sont formées sur le substrat. Dans cet état, le matériau masquant la lumière est formé en correspondance avec les zones masquant la lumière. Par conséquent, il est possible d'empêcher la couverture de marche générée par les motifs masquant la lumière.
Avant de former les motifs de filtre chromatique, le substrat n'a aucune couverture de marche. Ainsi, il est possible d'appliquer le procédé relativement moins compliqué de dépôt sans rotation.
De plus, les motifs masquant la lumière sont contrôlés avec le processus de placement de motif du matériau transparent. Par conséquent, il est possible de former chacun des motifs masquant la lumière avec une épaisseur uniforme, obtenant de ce fait la luminance élevée.
Il sera évident pour l'homme du métier que diverses modifications et variations peuvent être faites dans la présente invention sans s'écarter de l'esprit ou de la portée de l'invention. Ainsi, il est prévu que la présente invention couvre les modifications et variations de cette invention pourvu qu'elles entrent dans la portée des revendica- tions annexées et leurs équivalents.
R VBrevets\24500,2454 7-05 1 1 03-tradFR doc - 3 novembre 2005 - 12/17
Claims (27)
1. Dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant: un premier substrat (100) avec des zones de pixel et des zones masquant la lumière (115) définies; une couche de matériau transparent (110) formée sur le premier substrat (100) correspondant aux zones de pixel; une couche masquant la lumière formée sur le premier substrat (100) correspondant aux zones masquant la lumière (115), et étant adjacentes à la couche de matériau transparent (110) ; et une couche de filtre chromatique (160; 510) sur la couche de matériau transpa-rent.
2. Le dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que les hauteurs de la couche de matériau transparent (110) et de la couche masquant la lumière sont sensiblement les mêmes.
3. Le dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la couche de matériau transparent (110) est constituée d'une résine acrylique.
4. Le dispositif d'affichage à cristaux liquides selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche de filtre chromatique (160; 510) se chevauche avec des parties prédéterminées de la couche masquant la lumière, adjacentes à la couche de matériau transparent (110).
5. Le dispositif d'affichage à cristaux liquides selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant en outre une électrode commune (180) sur la totalité de la surface du premier substrat (100) incluant la couche de filtre chromatique (160; 510).
6. Le dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 5, comprenant en outre une couche d'orientation au-dessus de l'électrode commune (180).
7. Le dispositif d'affichage à cristaux liquides selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant en outre une couche de recouvrement sur une R\Brevets\24500\24 547-05 1 1 03-tradFR doc - 3 novembre 2005 13'17 surface entière du premier substrat (100) incluant la couche de filtre chromatique (160; 510).
8. Le dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 7, 5 comprenant en outre une couche d'orientation sur la couche de recouvrement.
9. Le dispositif d'affichage à cristaux liquides selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant en outre: un deuxième substrat (400) opposé au premier substrat (100) avec un intervalle 10 prédéterminé entre les deux, le deuxième substrat (400) ayant un transistor à couche mince et une électrode de pixel; et une couche de cristaux liquides formée entre les premier et deuxième substrats.
10. Le dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 9, comprenant en outre une électrode commune (180) en parallèle avec l'électrode de pixel dans chaque zone de pixel sur le deuxième substrat (400).
11. Un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant: la formation d'une couche de matériau transparent sur un substrat ayant des zones de pixel et des zones masquant la lumière (115) ; l'élimination sélective de la couche de matériau transparent des zones masquant la lumière (115) ; la formation d'une couche masquant la lumière sur le substrat dans les zones 25 masquant la lumière (115), desquelles la couche de matériau transparent est éliminée; et la formation d'une couche de filtre chromatique sur la couche de matériau transparent.
12. Le procédé selon la revendication Il, caractérisé en ce que l'étape de formation de la couche masquant la lumière inclut: l'enduction d'un matériau masquant la lumière sur une surface entière du substrat incluant la couche de matériau transparent; et l'élimination du matériau déposé masquant la lumière des parties autres que la 35 zone masquant la lumière.
R\Brevets\24500A24547-051103-tradFR doc - 3 novembre 2005 - 14/17
13. Le procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'étape de dépôt du matériau masquant la lumière inclut l'utilisation d'un procédé de dépôt à la tournette ou d'un procédé de dépôt sans rotation.
14. Le procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'étape d'élimination du matériau déposé masquant la lumière des parties autres que la zone masquant la lumière inclut le grattage du matériau masquant la lumière sur la couche de matériau transparent avec une structure ayant une lame.
15. Le procédé selon la revendication 14, comprenant en outre le cendrage du matériau masquant la lumière.
16. Le procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'étape de cendrage est effectuée avec un plasma oxygène ou une lampe à irradiation lumi-15 neuse.
17. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 16, caractérisé en ce que l'étape de formation de la couche de filtre chromatique inclut l'utilisation d'un procédé de dépôt sans rotation.
18. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 17, caractérisé en ce que les hauteurs de la couche masquant la lumière et de la couche de matériau transparent sont sensiblement égales.
19. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 18, caractérisé en ce que la couche de matériau transparent est formée d'une résine acrylique.
20. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 19, caractérisé en ce que l'étape de formation de la couche de filtre chromatique inclut le chevauchement de la couche de filtre chromatique avec des parties prédéterminées de la couche masquant la lumière adjacentes à la couche de matériau transparent.
21. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 20, comprenant en outre la formation d'une électrode commune sur une surface entière 35 du substrat incluant la couche de filtre chromatique.
R ABre,ets\24500A24547-051103-tradFR doc -3 novembre 2005 - 15117
22. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 21, comprenant en outre la formation d'une couche de recouvrement sur une surface entière du substrat incluant la couche de filtre chromatique.
23. Un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant: la formation d'une couche de matériau transparent sur un premier substrat ayant des zones de pixel et des zones masquant la lumière (115) ; l'élimination sélective de la couche de matériau transparent des zones 10 masquant la lumière (115) ; la formation d'une couche masquant la lumière sur le premier substrat des zones masquant la lumière (115) desquelles la couche de matériau est éliminée; la formation d'une couche de filtre chromatique sur la couche de matériau transparent; la formation d'une matrice de transistor à couche mince séparée du premier substrat, la matrice de transistor à couche mince incluant des transistors à couche mince et des électrodes de pixel sur un deuxième substrat; et la formation d'une couche de cristaux liquides entre les premier et deuxième substrats.
24. Le procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que l'étape de formation de la couche de cristaux liquides inclut l'injection de la couche de cristaux liquides entre les premier et deuxième substrats après collage des premier et deuxième substrats l'un à l'autre.
25. Le procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que l'étape de formation de la couche de cristaux liquides inclut le collage des premier et deuxième substrats l'un à l'autre après distribution du cristal liquide sur n'importe lequel des premier et deuxième substrats.
26. Le dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 3, caractérisé en ce que la résine acrylique est une combinaison quelconque d'acrylate, de méthacrylate, d'acrylamide, d'acrylonytrile, d'acide acrylique ou méthacrylique.
27. Le procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que la résine acrylique est une combinaison quelconque d'acrylate, de méthacrylate, d'acrylamide, d'acrylonytrile, d'acide acrylique ou méthacrylique.
R'Brerets\24500124547-051 103-tradFR_doc - 3 novembre 2005 - 16/17
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