FR2887345A1 - Dispositif d'affichage a cristaux liquides et son procede de fabrication - Google Patents

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Abstract

Un substrat (300) comprend des première, deuxième et troisième couches-filtre chromatique (340a, 340b, 340c) et une entretoise (380) qui maintien l'écartement de cellule est disposée longitudinalement à une position adjacente à l'une des première, deuxième et troisième couches-filtre (340a, 340b, 340c).Pour déterminer la quantité versée de cristal liquide, on multiplie la surface d'une cellule de cristal liquide par la hauteur de la cellule de cristal liquide. On choisit la hauteur (H) de la cellule de cristal liquide en ajoutant la hauteur (D) de l'entretoise à la différence de pas entre les couches-filtre chromatique. Le choix de la hauteur (H) de la cellule de cristal liquide prend en compte la différence de pas entre les couches-filtre chromatique.Application à la fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides par procédé de versement de cristal liquide, la quantité versée de cristal liquide pouvant être déterminée précisément.

Description

DISPOSITIF D'AFFICHAGE
A CRISTAUX LIQUIDES ET SON PROCEDE DE FABRICATION
L'invention concerne un dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD), et plus particulièrement un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides utilisant une quantité précise de cristal liquide versé.
Les afficheurs à panneau plat ultra-fin comprennent un écran d'affichage mince ayant une épaisseur de quelques centimètres (cm) ou moins. Les dispositifs d'affichage à cristaux liquides font partie des afficheurs à panneau ultra-plat et présentent l'avantage particulier de ne consommer qu'une faible puissance du fait de leur faible tension d'alimentation. En outre, les dispositifs d'affichage à cristaux liquides sont portatifs, de sorte qu'ils peuvent être largement utilisés dans différents domaines, par exemple pour les ordinateurs portatifs, les écrans d'ordinateurs, les vaisseaux spatiaux, les avions, et ainsi de suite.
Les dispositifs d'affichage à cristaux liquides comprennent un substrat inférieur sur lequel sont formés possédant un transistor en couches minces et une électrode de pixel. Les dispositifs d'affichage à cristaux liquides comprennent également un substrat supérieur sur lequel est formée une électrode commune. Une couche de cristal liquide est formée entre les substrats supérieur et inférieur. L'électrode de pixel et l'électrode commune génèrent un champ électrique entre les deux substrats, de façon à faire fonctionner et/ou alimenter le cristal liquide. Lorsque le cristal liquide est alimenté, on peut commander la transmissibilité de la lumière et le dispositif d'affichage à cristaux liquides est capable d'afficher une image. Les dispositifs d'affichage à cristaux liquides peuvent être fabriqués avec un procédé d'injection sous vide utilisant un phénomène capillaire. On utilise la différence de pression pour former la couche de cristal liquide entre les substrats supérieur et inférieur.
Dans le procédé d'injection sous vide, on commence par former le substrat inférieur et le substrat supérieur. Le substrat inférieur comprend un transistor en couches minces et une électrode de pixel, et le substrat supérieur comprend une couche-filtre chromatique et une électrode commune. On forme un adhésif possédant un trou d'injection sur l'un des deux substrats pour fixer les deux substrats l'un à l'autre. Une fois les deux substrats fixés, on durcit l'adhésif et les substrats sont liés.
On place ensuite les substrats liés dans une chambre sous vide pour maintenir un espace entre les deux substrats sous vide. On verse ensuite du cristal liquide dans l'espace. Lorsque l'espace entre les substrats se retrouve sous vide comme décrit ci-dessus, le cristal liquide est rapidement absorbé dans cet espace à travers le trou V\HIRSCH6ABREVETSVBrevets \24300A24376-051005-tradFR doc - 10 octobre 2005 - 1/16 d'injection, à cause du phénomène de capillarité. Il en résulte l'injection de cristal liquide entre les deux substrats.
Dans le procédé d'injection sous vide, plus la surface de l'écran d'affichage augmente, plus le temps de traitement pour l'injection du cristal liquide entre les substrats s'allonge et plus la productivité diminue. Contrairement au procédé d'injection sous vide, le procédé de versement de cristal liquide permet de réduire le temps de traitement.
Dans le procédé de versement de cristal liquide, on verse du cristal liquide sur l'un des substrats. Lorsque l'on utilise le procédé de versement de cristal liquide, le cristal liquide est versé directement sur le substrat. Par conséquent, le procédé ne nécessite pas d'étape d'injection de cristal liquide entre les substrats et le procédé de fabrication peut être simplifié. Dans le procédé de versement de cristal liquide, cependant, la quantité de cristal liquide versé peut ne pas avoir été calculée avec la précision voulue à l'avance.
Dans le procédé d'injection sous vide, les substrats supérieur et inférieur sont liés et le cristal liquide est versé entre les substrats liés par le trou d'injection. La quantité de cristal liquide peut ne pas nécessiter de détermination. Au contraire, dans le procédé de versement de cristal liquide, les substrats sont liés après versement du cristal liquide. Il peut être nécessaire de déterminer la quantité versée de cristal liquide à l'avance. Si la quantité versée est inférieure à la quantité de cristal liquide requise, une région déficiente en cristal liquide peut apparaître à l'intérieur d'une cellule de cristal liquide. Si la quantité versée est supérieure à la quantité de cristal liquide requise, une région excédentaire en cristal liquide peut apparaître à l'intérieur de la cellule de cristal liquide. Dans une région déficiente ou excédentaire en cristal liquide, la qualité d'image du dispositif d'affichage à cristaux liquides peut se détériorer.
On peut déterminer la quantité versée de cristal liquide en calculant le volume à l'intérieur de la cellule de cristal liquide. On peut calculer la quantité versée de cristal liquide en multipliant la surface de la cellule de cristal liquide par la hauteur de la cellule de cristal liquide. La hauteur de la cellule de cristal liquide correspond à la hauteur de l'entretoise qui est formée pour maintenir l'écartement de cellule de la cellule de cristal liquide. On calcule la quantité versée de cristal liquide en multipliant la surface de la cellule de cristal liquide par la hauteur de l'entretoise.
La figure 1A est une vue en coupe transversale d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides 100. Un substrat inférieur 10 et un substrat supérieur 30 sont liés l'un à l'autre par un adhésif 70. Une couche de cristal liquide 50 est formée entre les deux substrats 10 et 30. Le substrat supérieur 30 comprend une couche anti-lumière 32, des couches-filtre pour couleurs rouge, verte et bleue 34a à 34c et une électrode \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\24300\24376-051005-tradFR doc - 10 octobre 2005 - 2/ 16 commune 36. Une entretoise 38 est formée entre l'électrode commune 36 et le substrat inférieur 10.
La couche de cristal liquide 50 est formée dans un espace situé à l'intérieur d'une cellule de cristal liquide. En calculant le volume de l'espace, on peut déterminer la quantité de cristal liquide. On calcule le volume de l'espace à l'intérieur de la cellule de cristal liquide en multipliant la surface de la cellule de cristal liquide par sa hauteur. La hauteur de la cellule de cristal liquide correspond à la hauteur de l'entretoise 38. La quantité versée de cristal liquide peut être égale à la surface de la cellule de cristal liquide multipliée par la hauteur de l'entretoise 38.
Lorsque l'on détermine la quantité versée, une différence de pas peut apparaître durant le procédé de fabrication. La différence de pas apparaît entre les filtres chromatique pendant le dépôt des couches- filtre chromatique 34a à 34c. Du fait de la différence de pas, lorsque l'on applique la quantité calculée au procédé de fabrication réel, une région déficiente ou excédentaire peut apparaître à cause d'une quantité de cristal liquide calculée incorrectement.
Les couches-filtre chromatique 34a à 34c forment répétitivement les couleurs rouge (R), verte (V) et bleue (B). On dépose des couches-filtre chromatique individuelles pour le rouge (R), le vert (V) et le bleu (B). Comme le montre la figure 1B, lorsque l'on exécute les trois procédés de dépôt, la hauteur de chaque couleur peut ne pas être uniforme, ce qui finit par produire une différence de pas (h) entre chaque couche-filtre chromatique. Lorsque cette différence de pas (h) apparaît, l'entretoise 38 peut être formée longitudinalement à une position adjacente à la couche-filtre chromatique présentant une différence de pas (par exemple, la couche-filtre pour couleur bleue). La hauteur de l'entretoise 38 peut ne pas être identique à la hauteur de la cellule de cristal liquide entière. De plus, la hauteur de la cellule de cristal liquide dans la région des couches-filtre pour couleurs rouge et verte peut être supérieure à la hauteur de l'entretoise 38. La différence de hauteur est égale à la différence de pas (h). Dans ce cas, la quantité calculée de cristal liquide devient inférieure à la quantité réellement requise, avec pour résultat une région déficiente en cristal liquide. Si l'entretoise 38 est formée à une position adjacente à la couche-filtre pour couleur rouge ou verte, la quantité calculée de cristal liquide devient supérieure à la quantité requise. Une région excédentaire en cristal liquide peut donc apparaître.
Par conséquent, il est nécessaire de disposer d'un procédé de fabrication de dispositifs d'affichage à cristaux liquides qui pallie sensiblement les inconvénients de l'art connexe.
Un procédé pour fabriquer un dispositif d'affichage à cristaux liquides est proposé. Dans ce procédé de fabrication, on prépare un premier substrat et un deuxième substrat. Une couche anti-lumière et une pluralité de couches-filtre \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\24300\24376-051005- tradFRdoc - 10 octobre 2005 - 3/16 chromatique sont formées sur le premier substrat. Une entretoise est disposée entre les premier et deuxième substrats pour maintenir un écartement de cellule. On détermine une quantité de cristal liquide d'après la surface (A) d'une cellule de cristal liquide et la hauteur (H) de la cellule de cristal liquide. La hauteur (H) de la cellule de cristal liquide comprend la hauteur (D) de l'entretoise et la différence de pas de la couche-filtre chromatique. On verse la quantité déterminée de cristal liquide sur l'un des premier et deuxième substrats.
L'entretoise est de préférence disposée longitudinalement à une position adjacente à l'une des couches-filtre chromatique.
Selon un mode de réalisation, la détermination de la quantité de cristal liquide comprend la détermination de la hauteur (H) de la cellule de cristal liquide selon la formule: H = 1/3(D) + 2/3(D+X) dans lequel X représente la valeur moyenne de la différence de pas, la différence de pas apparaissant entre la couche-filtre chromatique où l'entretoise est formée et les autres couches-filtre chromatique.
Le procédé peut comprendre en outre la fourniture d'une électrode commune sur les couches-filtre chromatique.
Selon un autre mode de réalisation, la fourniture de l'entretoise comprend la formation de l'entretoise par une entretoise en colonne.
Selon un autre mode de réalisation, le procédé comprend en outre la fourniture d'un adhésif sur l'un des premier et deuxième substrats, ledit un des premier et deuxième substrats ne comprenant pas de cristal liquide versé.
Selon un autre mode de réalisation, le procédé comprend en outre: -la formation d'un adhésif sur l'un des premier et deuxième substrats; et la fixation des premier et deuxième substrats.
Le durcissement de l'adhésif peut se faire après fixation des premier et deuxième substrats.
Selon un mode de réalisation, le durcissement de l'adhésif comprend l'irradiation de l'adhésif à la lumière ultraviolette ( UV ).
En variante, le durcissement de l'adhésif comprend un procédé d'irradiation aux ultraviolets et un procédé de chauffage.
L'invention propose également un dispositif d'affichage à cristaux liquides, comprenant: une paire de substrats comprenant un premier substrat et un deuxième substrat; une couche-filtre chromatique formée sur le premier substrat; une entretoise séparant le premier substrat et le deuxième substrat avec un écartement de cellule prédéterminé ; du cristal liquide interposé dans l'écartement de cellule, caractérisé en ce que la quantité de cristal liquide est déterminée d'après le volume de \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\24300\24376-051005-tradFR doc - 10 octobre 2005 - 4/16 l'écartement de cellule, et en ce que le volume de l'écartement de cellule est déterminé par la hauteur de l'entretoise, la surface de la cellule de cristal liquide et au moins une différence de pas (h) de la couche-filtre chromatique.
La couche-filtre chromatique peut comprendre au moins deux couches-filtre chromatique et la différence de pas (h) apparaît entre, d'une part, la couche-filtre chromatique où l'entretoise est formée et d'autre part, les autres couches-filtre chromatique.
De préférence, la hauteur (H) de la cellule de cristal liquide comprend la hauteur de l'entretoise et la différence de pas (h) et est déterminée selon la formule: 10 H = 1/3(D) + 2/3(D+X) dans lequel D représente la hauteur de l'entretoise, et X représente la valeur moyenne de la différence de pas (h).
Selon un mode de réalisation, la couche-filtre chromatique comprend une première couche-filtre chromatique une deuxième couche-filtre chromatique et une 15 troisième couche-filtre chromatique.
Selon un autre mode de réalisation, la différence de pas (h) est formée entre, d'une part, la troisième couche-filtre chromatique où l'entretoise est formée et d'autre part, la deuxième couche-filtre chromatique (340b), et la hauteur (H) de la cellule de cristal liquide est déterminée selon la formule: H = 1/3(D) + 2/3 (D+h) Selon un autre mode de réalisation, la première couche-filtre chromatique et la deuxième couche-filtre chromatique ont la même hauteur.
Selon un autre mode de réalisation, la différence de pas (h) est formée entre la troisième couche-filtre chromatique où l'entretoise est formée et la première couche- filtre chromatique, et la hauteur (H) de la cellule de cristal liquide est déterminée selon la formule: H = 1/3(D) + 2/3 (D+h/2) Selon un autre mode de réalisation, la deuxième couche-filtre chromatique et la troisième couche-filtre chromatique ont la même hauteur.
Selon un autre mode de réalisation, la différence de pas comprend une première différence de pas hl et une deuxième différence de pas h2, la première différence de pas hl étant formée entre la première couchefiltre chromatique et la troisième couche-filtre chromatique et la deuxième différence de pas h2 étant formée entre la deuxième couchefiltre chromatique et la troisième couche-filtre chromatique.
Selon un autre mode de réalisation, la hauteur (H) de la cellule de cristal liquide est déterminée selon la formule: H = 1/3(D) + 2/3(D+ (hl+ h2)/2) 1AHIRSCH6ABREV ETSVBrevets\24300A2 43 76-05 1 005-tradFR. doc -10 octobre 2005 - 5,16 La couche-filtre chromatique comprend de préférence une couche-filtre pour couleur bleue, une couche-filtre pour couleur rouge et une couche-filtre pour couleur verte.
Le dispositif peut comprendre en outre une électrode commune formée sur la couche-filtre chromatique.
On doit comprendre que la description générale précédente et la description détaillée suivante des modes de réalisation préférés sont exemplaires et explicatives et que leur objet est de fournir des explications supplémentaires à propos de l'invention revendiquée.
Les dessins annexés, qui sont inclus pour fournir une compréhension supplémentaire de l'invention et qui sont incorporés dans cette demande et en constituent une partie, illustrent un ou plusieurs modes de réalisation de l'invention et, avec la description, servent à expliquer le principe de l'invention. Dans les dessins: La figure lA est une vue en coupe transversale d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides de l'art connexe; la figure IB est une vue en coupe transversale illustrant une différence de pas (h) du dispositif d'affichage à cristaux liquides de la figure IA; les figures 2 à 4 sont des vues en coupe transversale de couches-filtre chromatique présentant différentes formes de différence de pas; et les figures 5A à 5C sont des vues en perspective illustrant un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides.
Il est à présent fait référence en détail aux modes de réalisation préférés, dont des exemples sont illustrés dans les dessins annexés. Autant que possible, les mêmes numéros de référence seront utilisés sur l'ensemble des dessins pour désigner les mêmes pièces ou des pièces similaires.
On peut déterminer la quantité versée de cristal liquide de la façon suivante. Calcul de la quantité versée de cristal liquide Les figures 2 à 4 illustrent une couche-filtre chromatique ayant différentes formes de différences de pas. Dans le dispositif d'affichage à cristaux liquides 350 représenté sur la figure 2, un substrat inférieur 100 et un substrat supérieur 300 sont liés l'un à l'autre par un adhésif 700. Une couche de cristal liquide 500 est formée entre les deux substrats 100 et 300. Une couche anti-lumière 320, des première, deuxième et troisième couchesfiltre chromatique 340a, 340b et 340c, et une électrode commune 360 sont formées séquentiellement sur le substrat supérieur 300. Dans un autre mode de réalisation, l'électrode commune 360 peut-être formée sur le substrat inférieur 100 pour un dispositif d'affichage à cristaux liquides en mode IPS \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\24300\24376-051005-tradFR. doc - 10 octobre 2005 - 6/16 (In-Plane Switching - commutation dans le plan). Les trois couches-filtre chromatique 340a, 340b et 340c peuvent comprendre des filtres pour les couleurs rouge, verte et bleue, mais elle ne se limitent pas à ces dernières.
Une entretoise 380 est formée entre les deux substrats 100 et 300. En particulier, l'entretoise 380 est formée longitudinalement à une position adjacente à la troisième couche-filtre chromatique 340c. Dans d'autres modes de réalisation, l'entretoise 380 peut être formée longitudinalement à une position adjacente à la première couche-filtre chromatique 340a et/ou à la deuxième couche-filtre chromatique 340b. Une différence de pas (h) est formée entre la troisième couche- filtre chromatique 340c et les deux autres couches-filtre chromatique (par exemple la première couchefiltre chromatique 340a et la deuxième couche-filtre chromatique 340b). On peut obtenir la quantité versée de cristal liquide en calculant le volume de la cellule de cristal liquide, c'est-à-dire la surface de la cellule de cristal liquide multipliée par la hauteur de la cellule de cristal liquide.
L'entretoise 380 est formée à une position adjacente à la troisième couche-filtre chromatique 340c parmi les trois couches-filtre chromatique. On peut calculer la hauteur de la région correspondant au tiers de la cellule de cristal liquide entière comme étant la hauteur (D) de l'entretoise 380. On peut calculer la hauteur de la région correspondant aux deux tiers restants de la cellule de cristal liquide comme étant la somme (D+h) de la hauteur (D) de l'entretoise 380 et de la différence de pas (h). On peut calculer la hauteur totale (H) de la cellule de cristal liquide comme étant: H = 1/3(D) + 2/3(D+h) (1) La valeur h peut également représenter la valeur moyenne (X) de la différence 25 de pas complète.
Sur la figure 3, le dispositif d'affichage à cristaux liquides 450 est identique à celui de la figure 2, sauf en ce qui concerne la différence de pas entre les couches-filtre chromatique 340. Par référence à la figure 3, il n'existe pas de différence de pas entre la troisième couche- filtre chromatique 340c et la deuxième couche-filtre chromatique 340b. L'entretoise 380 est formée longitudinalement à une position adjacente à la troisième couche-filtre chromatique 340c et à la deuxième couchefiltre chromatique 340b. Cependant, une différence de pas (h) se développe entre la première couche-filtre chromatique 340a et la troisième couche-filtre chromatique 340c.
L'entretoise 380 est formée à une position adjacente à la troisième couche-filtre chromatique 340c, et on peut calculer la hauteur de la région correspondant au tiers de la cellule de cristal liquide entière comme étant la hauteur (D) de l'entretoise 380. On peut également calculer la hauteur de la région de la deuxième couche-filtre \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\24300\24376-051005-tradFR doc - 10 octobre 2005 - 7/16 chromatique 340b correspondant au tiers de la cellule de cristal liquide entière comme étant la hauteur (D) de l'entretoise 380. On peut calculer la hauteur de la région de la première couche-filtre chromatique 340a correspondant au tiers restant de la cellule de cristal liquide entière comme étant la somme (D+h) de la hauteur (D) de l'entretoise 380 et de la différence de pas (h). La hauteur totale (H) de la cellule de cristal liquide est: H = [1/3(D) + 1/3(D) + 1/3(D+h)] _ [1/3(D) + 1 /3 (2D+h)] = [1/3(D) + 2/3(D + h/2)] (2) où h/2 représente la valeur moyenne (X) de la différence de pas complète.
Sur la figure 4, le dispositif d'affichage à cristaux liquides 550 est identique à celui de la figure 3, sauf la différence de pas entre les couches-filtre chromatique 340. Par référence à la figure 4, une différence de pas (hl) est formée entre la troisième couche-filtre chromatique 340c et la deuxième couche-filtre chromatique 340b, et une différence de pas (h2) est formée entre la troisième couche-filtre chromatique 340c et la première couche-filtre chromatique 340a. Lorsqu'une différence de pas est formée entre les couches-filtre chromatique comme décrit ci-dessus, le procédé de calcul de la hauteur de la cellule de cristal liquide est le suivant.
L'entretoise 380 est formée longitudinalement à une position adjacente à la troisième couche-filtre chromatique 340c parmi les trois couchesfiltre chromatique.
On peut calculer la hauteur de la région correspondant au tiers de la cellule de cristal liquide entière comme étant la hauteur (D) de l'entretoise 380. On peut calculer ensuite la hauteur de la région de la deuxième couche-filtre chromatique 340b correspondant à un tiers supplémentaire de la cellule de cristal liquide entière comme étant la somme (D+h I). Enfin, on peut calculer la hauteur de la région de la première couche-filtre chromatique 340a correspondant au tiers restant de la cellule de cristal liquide entière comme étant la somme (D+h2). La hauteur totale (H) de la cellule de cristal liquide est: H = [1/3(D) + 1/3(D+hl) + 1/3(D+h2)] = [1/3(D) + 1/3(2D+hl+h2)] _ [1/3(D) + 2/3(D + (hl+ h2)/2)] .... (3) où (hl+h2)/2 représente la valeur moyenne (X) de la différence de pas complète.
Il en résulte que, si l'entretoise 380 est formée au-dessus d'une des couches-filtre chromatique, la hauteur (H) de la cellule de cristal liquide peut être calculée de la façon suivante: H = 1/3(D) + 2/3(D+X) (4) Sur les figures 2 à 4, l'entretoise 380 est représentée comme étant formée longitudinalement à une position adjacente uniquement à la troisième couche-filtre chromatique 340c. Dans un autre mode de réalisation, l'entretoise 380 peut être également formée au-dessus de la première couche-filtre chromatique 340a et/ou de \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\24300\24376-051005-tradFR doc - IO octobre 20058/16 la deuxième couche-filtre chromatique 340b. Les figures 2 à 4 montrent que l'entretoise 380 est formée longitudinalement à une position adjacente à la couche-filtre chromatique qui est plus épaisse que les autres couches-filtre chromatique. On ajoute la valeur moyenne (X) de la différence de pas à la hauteur (D) de l'entretoise.
Dans un autre mode de réalisation, l'entretoise 380 peut être formée longitudinalement à une position adjacente à une couche-filtre chromatique qui est plus fine que les autres couches-filtre chromatique. Dans ce mode de réalisation, on peut soustraire la valeur moyenne (X) de la différence de pas de la hauteur (D) de l'entretoise. Pour cette raison, on peut utiliser une valeur négative comme valeur moyenne (X) de la différence de pas dans les équations (1) à (4).
En variante ou en plus, on peut former l'entretoise 380 longitudinalement à une position adjacente à une couche-filtre chromatique qui est plus fine que l'une des couches-filtre chromatique et plus épaisse que l'autre couche-filtre chromatique. Une première différence de pas apparaît entre la couche-filtre chromatique et l'une des autres couches-filtre chromatique. Une deuxième différence de pas apparaît entre la couchefiltre chromatique et l'autre couche-filtre chromatique. On peut ajouter la valeur moyenne (X) de la différence de pas à la hauteur (D) de l'entretoise, ou soustraire cette valeur (X) de la hauteur (D) de l'entretoise, selon le résultat de la comparaison de la première différence de pas à la deuxième différence de pas.
Procédé de fabrication de dispositifs d'affichage à cristaux liquides Les figures 5A à 5C sont des vues en perspective illustrant un procédé de fabrication des dispositifs d'affichage à cristaux liquides 350, 450 et 550 des figures 2 à 4. Sur les figures 5A à 5C, une cellule de cristal liquide seulement est illustrée. Cependant, on peut former une pluralité de cellules de cristaux liquides en fonction des dimensions du substrat.
Par référence à la figure 5A, on prépare un substrat inférieur 100 et un substrat supérieur 300. Bien que non représentée, une pluralité de lignes de grille et de lignes de données se coupant les unes les autres pour définir une région de pixels est formée sur le substrat inférieur 100. Un transistor en couches minces est formé à chaque intersection d'une ligne de grille et d'une ligne de données. Le transistor en couches minces comprend une électrode grille, une couche de semi-conducteur, une électrode source et une électrode drain. Une électrode de pixel qui est connectée au transistor en couches minces est formée dans la région de pixels.
De plus, une couche anti-lumière est formée sur le substrat supérieur 300. La couche anti-lumière empêche la lumière de fuire de la région formant la ligne de grille, la ligne de données et le transistor en couches minces. Les première, deuxième et troisième couches-filtre chromatique sont ensuite formées sur la couche anti\\11IRSCH6\BREVETS\Brevets\24300\24376-051005-tradFR doc - IO octobre 2005 - 9/16 lumière. Une électrode commune est formée sur les couches- filtre chromatique. Une différence de pas peut apparaître entre les couches-filtre chromatique.
Lorsque l'on forme un dispositif d'affichage à cristaux liquides en mode IPS (In-Plane Switching - commutation dans le plan), l'électrode commune est formée sur le substrat inférieur 100 plutôt que sur le substrat supérieur 300. Plus spécifiquement, l'électrode commune est formée pour être parallèle à l'électrode de pixel de façon à induire un champ électrique transversal entre l'électrode de pixel et l'électrode commune.
Une entretoise pour maintenir un écartement de cellule sur une cellule de cristal liquide est formée sur l'un du substrat inférieur 100 et du substrat supérieur 300. L'entretoise est formée longitudinalement à une position adjacente à l'une des première, deuxième et troisième couchesfiltre chromatique. Les couches-filtre chromatique peuvent comprendre des filtres pour couleur R, V et B. On peut former l'entretoise sous la forme d'une entretoise en bille ou d'une entretoise en colonne.
L'entretoise en colonne est sans doute davantage souhaitable parce qu'elle offre un écartement uniforme sur une grande surface.
Une couche d'orientation est formée sur l'un du substrat inférieur 100 et du substrat supérieur 300, qui est utilisé pour l'orientation initiale du cristal liquide. On peut former la couche en utilisant des produits tels que des composés des groupes polyamide ou polyimide, de l'alcool de polyvinyle (PVA), de l'acide polyamique, et ainsi de suite. On peut également former la couche d'orientation en photo-alignant des matériaux photosensibles tels que les composés des groupes polyvinylcinnamate (PVCN) , polysiloxanecinnamate (PSCN), cellulosecinnamate (Ce1CN), etc. Par référence à la figure 5B, le cristal liquide 500 est versé sur le substratinférieur 100 de façon à former une couche de cristal liquide. L'adhésif 700 est formé sur le substrat supérieur 300. L'adhésif 700 est formé sur une partie en bordure du substrat supérieur 300 selon un motif fermé qui ne présente aucun trou d'injection. Pour former le motif de l'adhésif, on utilise soit un procédé de sérigraphie, soit un procédé de distribution. L'adhésif 700 est formé d'un adhésif durcissant aux ultraviolets. Plus spécifiquement, l'adhésif durcissant aux ultraviolets peut comprendre un polymère possédant un radical acrylique combiné à chaque extrémité et mélangé à un initiateur. En variante ou en plus, le polymère peut comprendre un radical acrylique combiné à une extrémité et un radical époxy combiné à l'autre extrémité, et être mélangé à un initiateur.
La quantité versée de cristal liquide 500 est déterminée comme décrit cidessus. Il est préférable de verser la quantité de cristal liquide 500 calculée convenablement sur la partie centrale du substrat inférieur 100. La raison à cela est que le cristal liquide 500 pourrait être contaminé au cours d'un processus ultérieur si \\HIRSCI16\BREVETS\Brevets\24300\24376-051005-tradFR.doc - 10 octobre 2005 - 10/16 le cristal liquide 500 venait à entrer en contact avec l'adhésif 700 avant durcissement de l'adhésif 700. Le cristal liquide 500 qui est versé sur la partie centrale du substrat inférieur 100 se répand, même après durcissement de l'adhésif 700, et forme ainsi une couche de cristal liquide ayant une densité uniforme sur l'ensemble du substrat.
Sur la figure 5B, le cristal liquide 500 est versé sur le substrat inférieur 100 et l'adhésif 700 est formé sur le substrat supérieur 300. Dans un autre mode de réalisation, on peut verser le cristal liquide 500 sur le substrat supérieur 300 et on peut former l'adhésif 700 sur le substrat inférieur 100. En outre, le cristal liquide 500 et l'adhésif 700 peuvent également être versés et formés sur le même substrat.
Sur la figure 5C, le substrat inférieur 100 et le substrat supérieur 300 sont fixés l'un à l'autre. On place le substrat inférieur 100, sur lequel le cristal liquide est versé, sur le dessous. On retourne le substrat supérieur 300 afin que la surface de formation de couche (c'est-à-dire la surface sur laquelle l'adhésif est formé) se retrouve face à la surface supérieure du substrat inférieur 100.
Ensuite, bien que non représenté, on applique un procédé de durcissement de l'adhésif 700 après le procédé de fixation. Le procédé de durcissement de l'adhésif 700 appliqué dépend du matériau utilisé pour former l'adhésif 700. Comme décrit ci-dessus, dans le cas d'un adhésif durcissant aux ultraviolets, on fait durcir l'adhésif en utilisant uniquement un procédé d'irradiation aux ultraviolets. En variante ou en plus, on peut appliquer à la fois un procédé d'irradiation aux ultraviolets et un procédé de chauffage.
Si l'on irradie l'adhésif par des rayons ultraviolets pour le durcir, irradier de rayons ultraviolets la totalité de la surface du substrat lié risquerait de détériorer les caractéristiques de certains dispositifs tels que le transistor en couches minces formé sur le substrat. En outre, l'angle de pré-inclinaison de la couche d'orientation servant à l'orientation initiale du cristal liquide pourrait changer. Par conséquent, lorsque l'on irradie l'adhésif par des rayons ultraviolets pour le durcir, il est préférable de n'irradier de rayons ultraviolets que la région de l'adhésif en couvrant les autres régions avec un masque.
Comme décrit ci-dessus, le procédé de fabrication du dispositif d'affichage à cristaux liquides a pour avantage de permettre le calcul précis de la quantité versée de cristal liquide. En plus de la hauteur de l'entretoise, il prend en compte la différence de pas entre les couchesfiltre chromatique.
Il sera apparent pour l'homme du métier que différentes modifications et variations pourront être réalisées sans que cela ne constitue un écart par rapport à l'esprit ou la portée de l'invention. Il est donc prévu que des modifications et des variations soient apportées à l'invention, à la condition qu'elles restent dans la portée des revendications annexées et de leurs équivalents.
\\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\24300\24376-051005-tradFRdoc - 10 octobre 200511/16

Claims (20)

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides, comprenant: - la préparation d'un premier substrat et d'un deuxième substrat; - la formation d'une couche anti-lumière et d'une pluralité de couches-filtre chromatique sur le premier substrat; la fourniture d'une entretoise entre les premier et deuxième substrats pour maintenir un écartement de cellule; - la détermination d'une quantité de cristal liquide d'après la surface (A) d'une cellule de cristal liquide et la hauteur (H) de la cellule de cristal liquide, la hauteur (H) de la cellule de cristal liquide comprenant la hauteur (D) de l'entretoise et la différence de pas entre les couches-filtre chromatique; et le versement de la quantité déterminée de cristal liquide sur l'un des premier et deuxième substrats.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entretoise est disposée longitudinalement à une position adjacente à l'une des couches-filtre chromatique.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la détermination de la quantité de cristal liquide comprend la détermination de la hauteur (H) de la cellule de cristal liquide selon la formule: H = 1/3(D) + 2/3(D+X) dans lequel X représente la valeur moyenne de la différence de pas, la différence de pas apparaissant entre la couchefiltre chromatique où l'entretoise est formée et les autres couchesfiltre chromatique.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant en outre la fourniture d'une électrode commune sur les couches-filtre chromatique.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la fourniture de l'entretoise comprend la formation de l'entretoise par une entretoise en colonne.
\\1-1IRSCH6\BREVETS\Brevets\24300\24376-051005-tradFR doc - 10 octobre 2005 - 12/16
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant en outre la fourniture d'un adhésif sur l'un des premier et deuxième substrats, ledit un des premier et deuxième substrats ne comprenant pas de cristal liquide versé.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant en outre: - la formation d'un adhésif sur l'un des premier et deuxième substrats; et - la fixation des premier et deuxième substrats.
8. Procédé selon la revendication 7, comprenant en outre le durcissement de l'adhésif après fixation des premier et deuxième substrats.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le durcissement de l'adhésif comprend l'irradiation de l'adhésif à la lumière ultraviolette ( UV ).
10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le durcissement de l'adhésif comprend un procédé d'irradiation aux ultraviolets et un procédé de chauffage.
11 Dispositif d'affichage à cristaux liquides, comprenant: - une paire de substrats (100, 300) comprenant un premier substrat (300) et un deuxième substrat (100) ; - une couche-filtre chromatique (340a, 340b, 340c) formée sur le premier substrat (300) ; - une entretoise (380) séparant le premier substrat et le deuxième substrat avec un écartement de cellule prédéterminé ; - du cristal liquide (500) interposé dans l'écartement de cellule, caractérisé en ce que la quantité de cristal liquide est déterminée d'après le volume de l'écartement de cellule, et en ce que le volume de l'écartement de cellule est déterminé par la hauteur de l'entretoise, la surface de la cellule de cristal liquide et au moins une différence de pas (h) de la couche-filtre chromatique.
12. Dispositif selon la revendication Il, caractérisé en ce que la couchefiltre chromatique comprend au moins deux couches-filtre chromatique et la différence de pas (h) apparaît entre, d'une part, la couche-filtre chromatique où l'entretoise est formée et d'autre part, les autres couches-filtre chromatique.
\\H] RSCH6\BREV ETS\Brevets\24300\24376-051005-tradFR. doc - 10 octobre 2005 - 13/ 16
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la hauteur (H) de la cellule de cristal liquide comprend la hauteur de l'entretoise (380) et la différence de pas (h) et est déterminée selon la formule: H = 1/3(D) + 2/3(D+X) dans lequel D représente la hauteur de l'entretoise, et X représente la valeur moyenne de la différence de pas (h).
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que la couche-filtre chromatique comprend une première couche- filtre chromatique (340a) une deuxième couche-filtre chromatique (340b) et une troisième couche-filtre chromatique (340c).
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que la différence de pas (h) est formée entre, d'une part, la troisième couchefiltre chromatique où l'entretoise est formée et, d'autre part, la deuxième couche-filtre chromatique (340b), et la hauteur (H) de la cellule de cristal liquide est déterminée selon la formule:: H = 1/3(D) + 2/3 (D+h) caractérisé en ce que la première couche-filtre chromatique et la deuxième couche-filtre chromatique ont la même hauteur.
16. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que la différence de pas (h) est formée entre la troisième couche-filtre chromatique où l'entretoise est formée et la première couche-filtre chromatique, et en ce que la hauteur (H) de la cellule de cristal liquide est déterminée selon la formule: H = 1/3(D) + 2/3 (D+h/2) dans lequel la deuxième couche-filtre chromatique et la troisième couche-filtre chromatique ont la même hauteur.
17. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que la différence de pas comprend une première différence de pas hl et une deuxième différence de pas h2, la première différence de pas hl étant formée entre la première couche-filtre chromatique et la troisième couchefiltre chromatique et la deuxième différence de pas h2 étant formée entre la deuxième couche-filtre chromatique et la troisième couche-filtre chromatique.
18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que la hauteur (H) de la cellule de cristal liquide est déterminée selon la formule: H = 1/3(D) + 2/3(D+(hl+h2)/2) \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\24300\24376-051005-tradFR. doc - 10 octobre 2005 - 14/16
19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 18, caractérisé en ce que la couche-filtre chromatique comprend une couche-filtre pour couleur bleue, une couche-filtre pour couleur rouge et une couche-filtre pour couleur verte.
20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 19, comprenant en outre une électrode commune (360) formée sur la couchefiltre chromatique.
\\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\24300\24376-051005-tradFR. doc - 10 octobre 2005 - 15/16
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