FR2895804A1 - Dispositif d'affichage a cristaux liquides transflectif et son procede de fabrication. - Google Patents
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Abstract
Un dispositif LCD transflectif qui peut utiliser de manière sélective un mode réflexion et un mode transmission comprend des lignes de grille (125) et des lignes de données (139) sur un premier substrat avec une région de pixels ayant une partie de réflexion (RA) et une partie de transmission (TA); une électrode réfléchissante (149) raccordée à un transistor en couche mince et formée sur la partie de réflexion; une première électrode de stockage (143a) formée sur la partie de réflexion (RA), et une deuxième électrode de stockage (143b).L'invention permet d'améliorer l'angle d'observation en formant un domaine multiple (A, B) et en formant un condensateur de stockage (Cst) entre des domaines (A, B) respectifs ainsi que le rapport d'ouverture en rendant une zone d'une partie de transmission plus grande qu'une zone d'une partie de réflexion.Application à un dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) du type à mode d'alignement vertical (VA).
Description
DISPOSITIF D'AFFICHAGE A CRISTAUX LIQUIDES TRANSFLECTIF ET SON PROCEDE DE
FABRICATION
La présente invention concerne un dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) et plus particulièrement, un dispositif LCD transflectif qui peut utiliser de manière sélective un mode réflexion et un mode transmission dans un dispositif LCD à mode d'alignement vertical. Généralement, des tubes de Braun c'estùàùdire, des tubes à rayon cathodique (CRT), parmi des dispositifs d'affichage affichant des données d'image sur un écran, ont été largement utilisés jusqu'à présent, mais l'utilisation des CRT est peu pratique dans la mesure où les tubes de Braun sont de grande taille en comparaison de leurs zones d'affichage. De nos jours, des dispositifs d'affichage, dont une utilisation a été limitée aux tubes de Braun de télévisions (TV) ont été étendus aux ordinateurs personnels, aux ordinateurs blocùnotes, aux terminaux sans fil, aux tableaux de bord automobiles, et à un tableau d'affichage à mesure que l'industrie de l'électronique se développe. De même, comme une grande capacité de données d'image peut être transmise grâce au développement d'une télécommunication d'informations, un dispositif d'affichage de la prochaine génération, capable de traiter et de réaliser la grande capacité de données d'image est requis au plus haut point. Le dispositif d'affichage de la prochaine génération devrait réaliser un grand écran, léger, à luminosité élevée, une consommation de puissance basse et des coûts de fabrication bas. Ces derniers temps, un dispositif LCD a été placé sous l'effet de l'actualité en tant qu'un des dispositifs d'affichage de la prochaine génération. Le LCD a une excellente résolution d'affichage en comparaison d'autres dispositifs d'affichage plats et a quasiment le même temps de réponse rapide que celui du CRT sous un aspect de qualité d'image lors d'une réalisation d'image animée. Le LCD utilise des caractéristiques anisotropes et diélectriques optiques de cristaux liquides. Etant donné que les cristaux liquides ont une structure mince allongée, les cristaux liquides ont une directionnalité dans leur agencement moléculaire. Par conséquent, la direction de l'agencement moléculaire peut être contrôlée par application d'un champ électrique aux cristaux liquides (molécules). Donc, lorsque la direction d'agencement moléculaire des cristaux liquides est ajustée de manière arbitraire, l'agencement moléculaire des cristaux liquides change, et une lumière est réfractée dans la direction d'agencement moléculaire des cristaux liquides par l'anisotropie optique, de sorte que des données d'image peuvent être réalisées. R:.Brevets,26000`2602 3-06 1 12 1-tradTXT.doc - 27 novembre 2006 - 1;24 Un dispositif LCD à nématique en hélice (TN) est un des dispositifs LCD désormais largement utilisé. Le dispositif LCD TN prévoit des électrodes sur deux substrats, respectivement, agence des dispositifs directeurs de telle manière qu'ils soient vrillés à 90 C, et applique une tension aux électrodes afin d'entraîner les dispositifs directeurs. Entre le dispositif LCD TN, un mode d'un cristal liquide utilisant une anisotropie diélectrique comporte une biréfringence électriquement contrôlable (ECB) et un système hôteûinvité (GH). Le mode ECB utilise un cristal liquide (LC) de type négatif ayant une anisotropie diélectrique négative (Ac < 0) où le LC est orienté dans une direction perpendiculaire à un champ électrique. Un mode d'alignement vertical (VA) de modes ECB a une faible largeur de variation d'un temps de réponse par rapport à une tension d'échelle de gris et ainsi, présente un avantage en ce qu'une caractéristique de réponse est excellente en comparaison du dispositif LCD TN.
Dans le dispositif LCD à mode VA, les LC ayant une anisotropie diélectrique négative sont intercalés entre des substrats supérieur et inférieur, une couche VA est formée sur des surfaces se faisant face des substrats supérieur et inférieur, des polariseurs sont attachés sur des côtés arrière des surfaces se faisant face. A ce niveau, des électrodes d'entraînement de LC sont prévues sur les surfaces se faisant face, respec- tivement, et les polariseurs sont attachés de telle manière que des axes de polarisation des polariseurs respectifs sont perpendiculaires entre eux. Dans le dispositif LCD à mode VA, les molécules de LC sont agencées verticalement par rapport aux substrats sous l'influence de la couche VA. A ce niveau, étant donné que les axes de polarisation des polariseurs supérieur et inférieur se croisent perpendiculairement entre eux, un écran est sombre. Entre temps, lorsqu'un champ électrique est formé entre des électrodes d'entraînement des substrats supérieur et inférieur, les molécules de LC sont vrillées de telle manière qu'elles sont perpendiculaires à une direction du champ électrique selon la propriété des LC ayant l'anisotropie diélectrique négative. Par conséquent, une lumière est transmise au travers des molécules de LC et l'écran devient blanc. A ce niveau, étant donné que les molécules de LC ont une forrne de barre, des indices de réfraction et des permittivités d'un axe long et d'un axe court sont différents entre eux. Par conséquent, l'indice de réfraction varie en fonction d'une direction dans laquelle les molécules de LC sont observées. En conséquence, une diffé- rence entre un angle d'observation lorsqu'un écran est observé depuis un côté avant, et un angle d'observation lorsque l'écran est observé depuis un côté latéral est générée. R:' Brevets' 2600026023-061121-tradTXT.doc - 27 novembre 2006 - 2..24 Donc, pour résoudre ce procédé, une électrode de pixel du substrat inférieur est formée en fente à l'intérieur d'un pixel unitaire de sorte qu'un domaine multiple est formé lorsqu'un champ électrique est formé, dans la technique apparentée. C'estûàûdire, lorsque le champ électrique est formé entre l'électrode de pixel et une électrode commune, une anisotropie entre l'axe long et l'axe court de la molécule de LC est compensée par un changement de direction dans laquelle la molécule de LC est vrillée. Cependant, un dispositif LCD à mode VA d'un domaine multiple ayant la structure ciûdessus est classé dans des dispositifs LCD à mode VA transmissifs utili- sant un rétroéclairage en tant qu'une source de lumière, et les dispositifs LCD à mode VA réflectifs utilisant la lumière naturelle et la lumière artificielle sans rétroéclairage en tant qu'une source de lumière. A ce niveau, le dispositif LCD à mode VA transmissif réalise une image lumineuse même dans un environnement externe sombre à l'aide d'un rétroéclairage en tant qu'une source de lumière. Cependant par, le dispositif LCD à mode VA trans- missif ne peut être utilisé et consomme bien plus de puissance. D'un autre côté, le dispositif LCD en mode VA réflectif peut réduire une consommation de puissance car il n'utilise pas de rétroéclairage, mais ne peut être utilisé lorsque la lumière naturelle externe est sombre.
Par conséquent, la présente invention concerne un dispositif LCD transflectif et son procédé de fabrication qui parent sensiblement un ou des problèmes dus aux limitations et inconvénients de la technique apparentée. Un objet de la présente invention consiste à mettre à disposition un dispositif LCD transflectif qui peut être mis en fonctionnement de manière sélective dans un mode réflexion ou un mode transmission par augmentation d'un rapport d'ouverture et en améliorant une qualité d'image dans un dispositif LCD à mode VA d'une structure à domaine multiple, et son procédé de fabrication. Pour parvenir à ces objectifs et autres avantages et conformément au but de l'invention, un dispositif d'affichage à cristaux liquides transflectif selon un premier aspect de l'invention comprend: des lignes de grille et des lignes de données agencées pour se croiser entre elles sur un premier substrat où une région de pixels ayant une partie de réflexion et une partie de transmission est définie; des transistors en couche mince étant formés chacun au niveau de chacun des croisements des lignes de grille et des lignes de données et comportant une électrode de grille, une couche semi conductrice et des électrodes de source/de drain; une électrode transparente raccordée au transistor en couche mince et formée sur la partie de transmission; une électrode réflective raccordée au transistor en couche mince et formée sur la partie de réflexion; une électrode de raccordement destinée à raccorder électriquement l'élec- R Breeets.2600026023-061121-tradTXT. doc - 2? novembre 2006 - 3'24 trode transparente à l'électrode réflective; une première électrode de stockage formée sur la partie de réflexion et une seconde électrode de stockage formée sous l'électrode de raccordement; un second substrat faisant face au premier substrat; et une couche de cristaux liquides intercalée entre les premier et second substrats.
Selon un mode de réalisation, la partie de réflexion comporte des motifs d'irrégularité. De préférence, ce dispositif comprend en outre une ligne de stockage séparée d'une distance prédéterminée des lignes de grille et raccordée aux première et deuxième électrodes de stockage.
De préférence, ce dispositif comprend en outre une couche diélectrique formée entre la deuxième électrode de stockage et l'électrode de raccordement. Selon un mode de réalisation, la couche de cristaux liquides comprend des molécules de cristaux liquides alignées verticalement. Une zone de la partie de transmission est de préférence plus grande que celle 15 de la partie de réflexion Selon un mode de réalisation, l'électrode transparente formée sur la partie de transmission comprend une fente "s". Selon un autre mode de réalisation, le second substrat comprend une matrice noire formée dans une position correspondant à une région voisine des régions de 20 pixels et des filtres chromatiques formés sur des positions correspondant aux régions de pixels. Selon un autre mode de réalisation, le second substrat comprend en outre une protubérance diélectrique. L'écart de cellule (dl) de la partie de transmission est de préférence sensible-25 ment deux fois plus grand que celui (d2) de la partie de réflexion. Selon un mode de réalisation, la région de pixels comprend un domaine triple, un premier domaine (A) est la partie de réflexion et chacun des deu.xième domaine (B) et troisième domaine (C) est la partie de transmission. Au moins deux des premier à troisième domaines (A, B, C) peuvent avoir une direction d'entraînement 30 de cristaux liquides différente. De préférence, ce dispositif comprend en outre une couche d'isolation ayant une rainure d'attaque chimique dans la partie de transmission du premier substrat. Dans un autre aspect de la présente invention, un dispositif d'affichage à cristaux liquides transflectif est mis à disposition et comporte: des lignes de grille et 35 des lignes de données agencées pour se croiser entre elles sur un substrat où une région de pixels ayant une partie de réflexion et une partie de transmission est défi-nie; des transistors en couche mince étant chacun formés au niveau de chaque croisement des lignes de grille et des lignes de données, et comportant une électrode R. Bre' ets..260002 6023-06 1 12 1-tradTXT. doc -27 novembre 2006 - 4124 de grille, une couche semiùconductrice, et des électrodes de source/de drain; une électrode transparente raccordée au transistor en couche mince et formée sur la partie de transmission; une électrode réflective raccordée au transistor en couche mince et formée sur la partie de réflexion; une électrode de raccordement destinée à raccorder électriquement l'électrode transparente à l'électrode réflective; et une première électrode de stockage formée sur la partie de réflexion, et une seconde électrode de stockage formée sur une partie inférieure de l'électrode de raccordement. Selon un mode de réalisation, la partie de réflexion comporte des motifs d'irrégularité. l0 De préférence, ce dispositif comprend en outre une ligne de stockage séparée d'une distance prédéterminée des lignes de grille et raccordée aux première et deuxième électrodes de stockage. De préférence, ce dispositif comprend en outre une couche diélectrique formée entre la deuxième électrode de stockage et l'électrode de raccordement. 15 La zone de la partie de transmission est de préférence plus grande que celle de la partie de réflexion. Selon un mode de réalisation, l'électrode transparente formée sur la partie de transmission comprend une fente "s". Selon un autre mode de réalisation, la région de pixels comprend un domaine 20 triple, un premier domaine est la partie de réflexion et chacun des deuxième domaine et troisième domaine est la partie de transmission. De préférence, ce dispositif comprend en outre une couche d'isolation ayant une rainure d'attaque chimique dans la partie de transmission sur le substrat. Dans encore un autre aspect de la présente invention, un procédé de fabrication 25 d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides transflectif est mis à disposition, le procédé comportant les étapes consistant à: former des lignes de grille sur un premier substrat ou une région de pixels ayant un premier domaine et un deuxième domaine est définie, former une ligne de stockage parallèle à chaque ligne de grille, une première électrode de stockage bifurquant de la ligne de stockage et formée sur le 30 premier domaine et une seconde électrode de stockage formée sur une frontière entre le premier domaine et le deuxième domaine, former une couche d'isolation sur une surface entière du premier substrat; former des lignes de données croisant les lignes de grille, respectivement, former un transistor en couche mince sur des croisements des lignes de grille et des lignes de données; former une électrode transparente 35 raccordée au transistor en couche mince sur le deuxième domaine; former une électrode réflective raccordée au transistor en couche mince sur le premier domaine; former une électrode de raccordement destinée à raccorder électriquement l'électrode transparente à l'électrode réflective sur la seconde électrode de stockage; agencer un R- Brevets26000 26023-061121-tradTXT doc - 27 novembre 2006 - 524 second substrat faisant face au premier substrat; et intercaler une couche de cristaux liquides entre le premier substrat et le second substrat. De préférence, le procédé comprend en outre l'étape consistant à former des motifs d'irrégularité sous l'électrode réfléchissante.
Selon un mode de réalisation, la couche de cristaux liquides comprend des molécules de cristaux liquides alignées verticalement. Selon un autre mode de réalisation, le premier domaine est une partie de réflexion, et le deuxième domaine est une partie de transmission. Selon un autre mode de réalisation, la région de pixels a en outre un troisième 10 domaine (C). Selon un autre mode de réalisation, le troisième domaine (C) comporte une électrode transparente supplémentaire et une électrode de raccordement supplémentaire est formée entre le troisième domaine (C) et l'électrode transparente du deuxième domaine. 15 Une troisième électrode de stockage est de préférence formée sous l'électrode de raccordement supplémentaire. De préférence, le procédé comprend en outre des étapes consistant à: former une matrice noire sur des parties correspondant à des régions voisines de régions de pixels sur le second substrat; et former des filtres chromatiques sur des positions 20 correspondant aux régions de pixels. De préférence, le procédé comprend en outre l'étape consistant à former une protubérance diélectrique sur le second substrat. L'écart de cellule du deuxième domaine est de préférence sensiblement deux fois plus grand que celui du premier domaine. 25 Selon un mode de réalisation, les premier et deuxième domaines ont une direc- tion d'entraînement de cristaux liquides différente. De préférence, le procédé comprend en outre l'étape consistant à former une couche d'isolation ayant une rainure d'attaque chimique dans une partie de transmission du premier substrat. 30 La présente invention améliore donc un rapport d'ouverture en rendant une zone d'une partie de transmission plus grande qu'une zone d'une partie de réflexion dans un dispositif d'affichage à cristaux liquides transflectif. De même, la présente invention garantit une capacitance de stockage totale, améliore une caractéristique de qualité d'image et améliore une caractéristique 35 d'angle d'observation en formant un domaine multiple et en formant un condensateur de stockage entre des domaines respectifs dans un dispositif LCD transflectif à mode VA.
R Brevets'26000 26023-061 1'_ 1-tradTXT doc - 27 novembre 2006 - 6 ^_4 On comprendra qu'à la fois la description générale précédente et la description détaillée suivante de la présente invention sont exemplaires et explicatives de l'invention telle que revendiquée. Ainsi, les dessins annexés illustrent un ou ou plusieurs modes de réalisation de 5 l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs, et conjoinl.ement avec la description, servent à expliquer l'invention. Sur les dessins: la figure 1 est une vue en plan simplifiée illustrant une partie d'une partie de pixel dans un substrat de réseau d'un dispositif LCD à domaine multiple à mode VA selon un premier mode de réalisation de la présente invention; 10 la figure 2 est une vue en coupe transversale de la figure 1, réalisée le long d'une ligne IùI'; la figure 3 est une vue en plan d'un substrat de réseau d'un dispositif LCD transflectif à mode VA selon un second mode de réalisation de la présente invention; et 15 la figure 4 est une vue en coupe transversale de la figure 3, réalisée le long d'une ligne IIù1I'. Il va maintenant être fait référence en détail aux modes de réalisation préférés de la présente invention, dont des exemples sont illustrés sur les dessins annexés. Un dispositif LCD transflectif à mode VA comporte à la fois une partie de 20 réflexion et une partie de transmission à l'intérieur d'une région de pixels unitaire afin de fournir à la fois une fonction de dispositif LCD transmissif et une fonction du dispositif LCD réfléchissant. Le dispositif LCD transflectif à mode VA peut faire utilisation à la fois d'une lumière provenant d'une unité de rétroéclairage et d'une lumière naturelle externe ou d'une lumière artificielle, et ainsi, présente un avantage 25 en termes de réduction de consommation de puissance sans limitation causée par des environnements voisins. La figure 1 est une vue en plan simplifiée illustrant une partie d'une partie de pixel dans un substrat de réseau d'un dispositif LCD à domaine multiple à mode VA selon un premier mode de réalisation de la présente invention et la figure 2 est une 30 vue en coupe transversale de la figure 1, réalisée le long d'une ligne I--I'. En se référant aux figures 1 et 2, le dispositif LCD transflectif à mode VA comporte un substrat de réseau 100. Des lignes de grille 125 et des lignes de données 139 du substrat de réseau 100 se croisent entre elles de manière perpendiculaire afin de définir des régions P de pixels. Un transistor en couche mince (TFT) est formé sur 35 chacun des croisements des lignes de grille 125 et des lignes de données 139. Une électrode de pixel raccordée au TFT est divisée en un premier domaine A et un deuxième domaine B par une fente, afin de comporter une première électrode 161a de pixel et une seconde électrode 161b de pixel. Les première 161a et seconde 161b R'revets.26000 26023-061 121-tradiXTdoc - 27 novembre 2006 - 7,24 électrodes de pixels sont raccordées entre elles par une électrode l60 de pixel de raccordement. Les premier A et second B domaines sont raccordés électriquement entre eux par l'électrode 160 de pixel de raccordement raccordant la première électrode 161a de pixel à la seconde électrode 16lb de pixel, et sont entraînés en réponse aux signaux transférés depuis le TFT. Le premier domaine A du substrat de réseau du dispositif LCD transflectif à mode VA comporte une électrode réfléchissante 149 sur ou sous la première électrode 161a de pixel en tant qu'une partie de réflexion RA, et le deuxième domaine B utilise la seconde électrode 161b de pixel en tant qu'une partie de transmission TA (une électrode de transmission) de sorte que le dispositif LCD transflectif à mode VA peut être mis en fonctionnement de manière sélective en un mode réflexion et en mode transmission. De même, le TFT comporte une électrode de grille 123, une électrode de source 135, une électrode de drain 137, et une couche active 131 formée sur l'électrode de grille 123. Une ligne de stockage 144 est séparée d'une distance prédéterminée de et formée en parallèle à la ligne de grille 125. La ligne de stockage 144 est raccordée à une première électrode de stockage 143a et une seconde électrode de stockage 143b.
La première électrode de stockage 143a est formée dans une partie de la partie de réflexion RA et la seconde électrode de stockage 143b est formée auùdessous de l'électrode 160 de raccordement. Une couche d'isolation de grille 129, une couche de passivation 145, et une couche d'isolation organique 147 empilées entre la première électrode de stockage 143a et la première électrode 161a de pixel sert de diélectrique, de sorte qu'un premier condensateur de stockage Cstl est formé entre la première électrode de stockage 143a et la première électrode 161a de pixel auùdessus de la première électrode de stockage 143a. De même, un second condensateur de stockage Cst2 est formé entre la seconde électrode de stockage 143b et l'électrode 160 de pixel de raccordement. Etant donné que le premier condensateur de stockage Cstl et le second condensateur de stockage Cst2 sont formés afin de garantir une capacitance de stockage dans le dispositif LCD transflectif à mode VA ayant la structure décrite ciùdessus, une capacitance de condensateur de stockage Cst ne change presque pas même lorsqu'une taille de la partie de réflexion RA diminue et qu'une taille de la partie de transmission augmente afin d'améliorer un rapport d'ouverture. Par conséquent, on ne constate presqu'aucune fluctuation de chute de tension de pixel AVp, et ainsi, on améliore non seulement un rapport d'ouverture mais également une qualité d'image. R. Brevets 26000,26023-06 1 12 1-tradTXT. doc - 27 novembre 2006 - 824 Donc, il est possible de rendre une région de la partie de réflexion RA plus importante qu'une région de la partie de transmission TA afin de garantir un rapport d'ouverture requis pour un écran plus grand et des environnements d'utilisation des clients.
Entre temps, la couche d'isolation organique 147 peut comporter des motifs d'irrégularité 147a de la partie de réflexion RA, destinée à accroître encore un rendement de réflexion et une rainure d'attaque chimique 148 de la partie de transmission TA, pour un écart de cellule double. L'électrode réfléchissante 149 est formée sur et le long d'une courbe des motifs d'irrégularité 147a de la partie de réflexion RA. Un écart de cellule double est réalisé dans la partie de réflexion RA et la partie de transmission TA du dispositif LCI) transflectif par la rainure d'attaque chimique 148 formée dans la partie de transmission TA de la couche d'isolation organique 147. Un écart de cellule dl de la partie de transmission TA est environ deux fois plus important qu'un écart de cellule d2 de la partie de réflexion RA, de sorte que des rendements lumineux de la partie de réflexion RA et de la partie de transmission TA s'améliorent. En se référant à la figure 2, un substrat 180 de filtres chromatiques ayant une matrice noire 181 et des filtres chromatiques 182 fait face au substrat de réseau 100.
Le substrat 180 de filtres chromatiques comporte une électrode commune 185. De même, une protubérance diélectrique 188 destinée à déformer un champ électrique afin de réaliser un effet à domaine multiple est formée sur l'électrode commune 185. Etant donné qu'un dispositif LCD à mode VA à domaine double ayant la structure ciùdessus peut entraîner des molécules de LC de diverses manières à l'aide d'une fente "s" formant électrode de pixel du substrat de réseau 100 et la protubérance diélectrique 188 du substrat 180 de filtres chromatiques lors d'un entraînement du LC, un effet de domaine multiple peut être réalisé. A ce niveau, le premier domaine A peut être utilisé en tant que la partie de réflexion RA et le deuxième domaine B peut être utilisé en tant que la partie de transmission TA, de sorte qu'un mode réflexion et le mode transmission peuvent être entraînés de manière sélective. De même, un rapport d'ouverture est amélioré en rendant une zone de la partie de transmission plus grande que celle de la partie de réflexion dans le dispositif LCD transflectif.
De même, la présente invention garantit une capacitance de stockage totale, améliore une caractéristique de qualité d'image et améliore une caractéristique d'angle d'observation en formant un domaine multiple et en formant un condensateur R `Brevets' 26000`26023-061 121-tradTXT. doc - 27 novembre 2006 - 9'24 de stockage entre des domaines respectifs dans un dispositif LCD transflectif à mode VA. La figure 3 est une vue en plan d'un substrat de réseau d'un dispositif LCD transflectif à mode VA selon un second mode de réalisation de la présente invention.
En se référant à la figure 3, le dispositif LCD transflectif à mode VA comporte un substrat de réseau 200 ayant une pluralité de TFT, qui sont des dispositifs de commutation, agencés en matrice. Des lignes de grille 225 et des lignes de données 239 se croisent sur les TFT. A ce niveau, des régions définies par des croisements de lignes de grille 225 et to de lignes de données 239 sont définies en tant que régions P de pixels. Le TFT comporte une électrode de grille 223, une électrode de source 235, une électrode de drain 237, et une couche active 231 formée sur l'électrode de grille 223. De même, une ligne de stockage 244 est séparée d'une distance prédéterminée de, et formée en parallèle à la ligne de grille 225. Une pluralité d'électrodes de 15 stockage 243 raccordées à la ligne de stockage 244 sont formées dans la région P de pixels. Etant donné qu'un dispositif LCD à mode VA à domaine multiple ayant la structure ciûdessus peut entraîner des molécules de LC de diverses manières à l'aide d'une fente "s" formant électrode de pixel du substrat de réseau 200 et une protubé- 20 rance diélectrique 288 d'un substrat 280 de filtres chromatiques lors d'un entraîne-ment d'un LC, un effet de domaine multiple peut être réalisé. A ce niveau, un premier domaine A peut être utilisé en tant qu'une partie de réflexion RA, et un deuxième domaine B et un troisième domaine C peuvent être utilisés en tant qu'une partie de transmission TA de sorte qu'un mode réflexion et le mode transmission peuvent être 25 entraînés de manière sélective. A ce niveau, un rapport d'ouverture peut être amélioré en rendant une zone d'une partie de transmission TA plus importante que celle d'une partie de réflexion RA dans le dispositif LCD transflectif. Une électrode réfléchissante 249 est formée dans la partie de réflexion RA et 30 une électrode de pixel est raccordée à une électrode de drain 237 du TFT. L'électrode de pixel est divisée en un premier domaine A, un deuxième domaine B, et un troisième domaine C par une fente "s" afin d'inclure une première électrode 261a de pixel, une deuxième électrode 261b de pixel, et une troisième électrode 261c de pixel. Les première à troisième électrodes 261a, 261b et 261c de pixels sont raccor- 35 dées par des première 260a et seconde 260b électrodes de pixels. De même, la première électrode 261a de pixel etl'électrode réfléchissante 249 sont formées dans la partie de réflexion RA, et les deuxième 261b et troisième 261c R. Brevets`.26000`.26023-06I 121-tradFXT. doc - 27 novembre 2006 - 1024 11 électrodes de pixel sont formées dans la partie de transmission TA afin de servir d'électrodes de transmission. Les premier à troisième domaines A, B et C sont raccordés électriquement par une première électrode 260a de pixel de raccordement pour raccorder la première électrode 261a de pixel à la deuxième électrode 261b de pixel, et une seconde électrode 260b de pixel de raccordement pour raccorder la deuxième électrode 261b de pixel à la troisième électrode 261c, de pixel, et sont entraînées en réponse aux signaux transférés depuis le TFT. Bien que non représentée, une couche d'isolation organique 247 ayant un motif to d'irrégularité 247a destiné à améliorer encore un rendement de réflexion est formée dans la partie de réflexion RA. Une rainure d'attaque chimique 248 est formée dans la couche d'isolation organique 247 de la partie de transmission TA, pour un écart de cellule double. L'électrode réfléchissante 249 est formée sur et le long d'une courbe du motif d'irrégularité 247a de la partie de réflexion RA. 15 Entre temps, comme décrit brièvement ciùdessus, une pluralité d'électrodes de stockage 243 raccordées à la ligne de stockage 244 sont formées dans la région P de pixels. L'électrode de stockage 243 comporte une première électrode de stockage 243a, une deuxième électrode de stockage 243b et une troisième électrode de 20 stockage 243c. La première électrode de stockage 243a constitue un premier condensateur de stockage Cstl fonctionnant conjointement avec la première électrode 261a de pixel dans la partie de réflexion RA, la deuxième électrode de stockage 243b constitue un deuxième condensateur de stockage Cst2 fonctionnant conjointement avec une première électrode 260a de pixel de raccordement entre les premier A et 25 deuxième B domaines. De même, la troisième électrode de stockage 243c constitue un troisième condensateur de stockage Cst3 fonctionnant conjointement avec une seconde électrode 260b de pixel de raccordement entre les deuxième 13 et troisième C domaines. La somme des capacitances des premier à troisième condensateurs de stockage 30 Cstl, Cst2, et Cst3 devient une capacitance totale d'un pixel. Une partie entre les premier A et deuxième B domaines, et une partie entre les deuxième B et troisième C domaines sont séparées d'une distance prédéterminée par une fente "s" afin de séparer les électrodes 261a, 26l b et 261c de pixels. Etant donné qu'une couche de LC 270 située dans une position correspondant à la fente "s" n'est 35 pas entraînée, la ligne de stockage 244 peut être raccordée aux deuxième 243b et troisième 243c électrodes de stockage par le biais de la position où la fente "s" est formée. R ,E3revets'.2600026023-061121-tradTXT.doc - 27 novembre 2006 - 11/24 12 Dans le cas du dispositif LCD transflectif ayant le domaine multiple, un condensateur de stockage est généralement formé dans une partie de réflexion RA. Lorsque le condensateur de stockage Cstl est formé dans la partie de réflexion RA et que les condensateurs de stockage Cst2 et Cst3 sont formés dans une région prédé- terminée de la partie de transmission TA, c'estûàûdire, l'électrode de pixel de raccordement destinée à raccorder électriquement les domaines respectifs, une capacitance C peut être garantie. Donc, lorsqu'une taille de la partie de réflexion FA est diminuée afin d'améliorer un rapport d'ouverture, une capacitance du condensateur de stockage peut être compensée et une chute de tension de pixel est diminuée, de sorte qu'une qualité d'image peut être améliorée. A ce niveau, une couche d'isolation de grille 229, une couche de passivation 245 et une couche d'isolation organique 247 empilées entre la ligne de stockage 244, l'électrode de stockage 243 et l'électrode de pixel, les électrodes 261a, 260a, et 260b de pixels de raccordement servent de diélectrique.
Entre temps, le dispositif LCD transflectif à mode VA selon la présente invention est appliqué non seulement à un dispositif LCD transflectif à domaine multiple ayant une structure à domaine triple où un premier domaine A est utilisé comme partie de réflexion RA et un deuxième domaine B et un troisième domaine C sont utilisés comme parties de transmission TA, mais également à un dispositif LCD transflectif à domaine multiple, dans lequel une région de pixels est divisée en au moins deux domaines et une zone d'une partie de réflexion RA est plus grande que celle d'une partie de transmission TA dans le domaine multiple. La figure 4 est une vue en coupe transversale de la figure 3, réalisée le long d'une ligne IlûII'.
En se référant à la figure 4, le premier domaine A du substrat de réseau du dispositif LCD transflectif à mode VA comporte en outre une électrode réfléchissante 249 sur ou sous la première électrode 261a de pixel en tant qu'une partie de réflexion RA, et les deuxième B et troisième C domaines utilisent les deuxième 261b et troisième 261c électrodes de pixels en tant que parties de transmission TA (électrodes de transmission) de sorte que le dispositif LCD transflectif à mode VA peut être mis en fonctionnement de manière sélective dans un mode réflexion et dans un mode transmission. Un procédé de fabrication d'un dispositif LCD transflectif à mode VA va être décrit selon un ordre de processus en se référant à la figure 4.
Tout d'abord, les électrodes de grille 223, les lignes de grille 225, les Iignes de stockage 244, la ligne de stockage 244 séparée d'une distance prédéterminée des lignes de grille 225, et l'électrode de stockage 243 sont formées sur le substrat de réseau 200. RBreels26OOO26O23-O61 1 1 2 1-tradTXT.doc - 27 novembre 2006 - 12!24 L'électrode de stockage 243 comporte la première électrode de stockage 243a, la deuxième électrode de stockage 243b, et la troisième électrode de stockage 243c. La première électrode de stockage 243a constitue le condensateur de stockage Cstl dans la partie de réflexion RA, la deuxième électrode de stockage 243b constitue le condensateur de stockage Cst2 entre les premier A et deuxième B domaines et la troisième électrode de stockage 243c constitue le condensateur de stockage Cst3 entre les deuxième B et troisième C domaines. La couche d'isolation de grille 229, qui est une première couche d'isolation, est formée sur une surface entière du substrat de réseau 200 comportant les lignes de 10 grille 225. La couche active 231 et une couche de contact ohmique 233 sont formées en forme d'île sur la couche d'isolation de grille 229 sur l'électrode de grille 223. Ensuite, l'électrode de source 235 et l'électrode de drain 237 en contact avec la couche de contact ohmique 233, et les lignes de données 239 raccordées à l'électrode 15 de source 235 sont formées sur une surface entière du substrat de réseau 200 comportant la couche de contact ohmique 233. A ce niveau, la couche de contact ohmique 233, la couche active 231, les électrodes de source 235 et de drain 237, et les lignes de données 239 peuvent être formées en utilisant un processus de masquage. 20 La couche de passivation 245, qui est une deuxième couche d'isolation, est formée par dépôt d'un matériau d'isolation sur le substrat de réseau 200 comportant les lignes de données 239. La couche de passivation 245 est une couche d'isolation inorganique formée par dépôt de SiNX ou de SiO2. 25 Une couche d'isolation organique 247 qui est une troisième couche d'isolation 247, est formée sur la couche de passivation 245 par revêtement d'un matériau sélectionné à partir du groupe de matériau d'isolation organique transparent composé de benzoùcycloùbutène (BCB) et d'une résine à base acrylique. Le motif d'irrégularité 247a est formé. dans une partie supérieure de la couche 30 d'isolation organique 247 dans la partie de réflexion RA. Une première rainure d'attaque chimique 248a et une seconde rainure d'attaque chimique 248b sont formées sur une partie de la région P de pixels par attaque chimique de la couche d'isolation de grille 229, de la couche de passivation 245 et de la couche d'isolation organique 247. 35 La première rainure d'attaque chimique 248a est formée dans une position correspondant au deuxième domaine 13 utilisé comme partie de transmission TAI et la seconde rainure d'attaque chimique 248b est formée dans une position correspondant au troisième domaine C utilisé comme partie de transmission TA2. R. Brevets 26000..26023-061121-tradTXT. doc 27 novembre 2006 - 13.24 Les première 248a et seconde 248b rainures d'attaque chimique constituent un écart de cellule double dans la partie de réflexion RA et la partie de transmission TA du dispositif LCD transflectif. Un écart de cellule dl de la partie de transmission TA est formé afin d'être environ deux fois plus grand qu'un écart de cellule d2 de la partie de réflexion RA afin d'améliorer un rendement lumineux de la partie de réflexion RA et de la partie de transmission TA. A ce niveau, la deuxième électrode de stockage 243b formée entre le deuxième domaine B et le troisième domaine C n'est pas exposée. De même, un trou de contact de drain 253 exposant une partie de l'électrode de 1 o drain 237 est formé. Une électrode de pixel transparente en contact avec l'électrode de drain 237 et formée dans la région P de pixels est formée par dépôt et modelage des contours d'un matériau sélectionné à partir du groupe des métaux conducteurs transparents composé d'oxyde d'étainùindiumù (ITO) et d'oxyde de zincùindium (IZO) sur la 15 couche d'isolation organique 247. L'électrode de pixel est divisée en un premier domaine A, un deuxième domaine B, et un troisième domaine C par des fentes "s" afin de comporter une première électrode 261a de pixel, une deuxième électrode 261b de pixel, et une troisième électrode 261c de pixel. Les première à troisième électrodes 261a, 26l b et 20 261c de pixels sont raccordées par des électrodes 260a et 260b de pixels de raccordement. De même, la première électrode 261a de pixel et l'électrode réfléchissante 249 sont formées dans la partie de réflexion RA et les deuxième 261b et troisième 261e électrodes de pixels sont formées dans la partie de transmission TA afin de servir 25 d'électrodes de transmission. Les premier à troisième domaines A, B et C sont raccordés électriquement par une première électrode 260a de pixel de raccordement et une seconde électrode 260b de pixel de raccordement pour raccorder les première à troisième électrodes 261a, 26l b et 261c de pixel, et entraînés en réponse aux signaux transférés depuis le TFT. 30 La première électrode 26l a de pixel est formée dans une structure d'irrégularité le long des motifs d'irrégularité 247a de la couche d'isolation organique 247 dans la partie de réflexion RA. De même, l'électrode réfléchissante 249 est formée dans la région de réflexion RA par dépôt et modelage des contours d'un métal ayant un excellent facteur de 35 réflexion tel que l'aluminium et un alliage d'aluminium (par exemple, AINd) sur une surface entière du substrat comportant les électrodes 261a, 261b et 261 c de pixel. R'•.Rrevets\26000\26023-06 1 1 2 1-tradTXT. doc - 27 novembre 2006 -14/24 A ce niveau, l'électrode réfléchissante 249 constitue une irrégularité le long de la structure d'irrégularité de la couche d'isolation organique 247 et la première électrode 261a de pixel dans la partie de réflexion RA. L'électrode réfléchissante 249 peut être formée sous le première électrode 26l a de pixel ainsi que sur la première électrode 261a de pixel. De même, un substrat 280 de filtres chromatiques ayant une matrice noire 281 et des filtres chromatiques 282 fait face au substrat de réseau 200. Le substrat 280 de filtres chromatiques comporte une électrode commune 285. De même, une protubérance diélectrique 288 destinée à déformer un champ électrique afin de réaliser un effet à domaine multiple est formée sur l'électrode commune 285. Une couche de LC 270, alignée verticalement est intercalée entre le substrat de réseau 200 et le substrat 280 de filtres chromatiques. Etant donné qu'un dispositif LCD à mode VA à domaine triple ayant la structure ciûdessus peut entraîner des molécules de LC de diverses manières en utili- saut des fentes "s" d'électrode de pixel du substrat de réseau 200 et la protubérance diélectrique 288 du substrat 280 de filtres chromatiques lors d'un entraînement du LC, un effet à domaine multiple peut être réalisé. A ce niveau, le premier domaine A peut être utilisé comme partie de réflexion RA et les deuxième B et troisième C domaines peuvent être utilisés comme parties de transmission TA, de sorte qu'un mode réflexion et un mode transmission peuvent être entraînés de manière sélective. Dans la structure à domaine triple, qui est un mode de réalisation du dispositif LCD transflectif selon la présente invention, le premier domaine A est utilisé comme partie de réflexion RA, les deuxième B et troisième C domaines sont utilisés comme parties de transmission B et C de sorte qu'une zone de la partie de transmission TA devient plus grande que celle de la partie de réflexion RA et ainsi, un rapport d'ouverture augmente. De même, étant donné que le condensateur de stockage Cstl est formé dans la partie de réflexion RA et que les condensateurs de stockage Cst2 et Cst3 sont formés dans une région prédéterminée de la région de transmission TA, par exemple, l'électrode de pixel de raccordement destinée à raccorder électriquement des domaines respectifs, une capacitance des condensateurs de stockage peut être garantie. Donc, même lorsqu'une taille de la partie de réflexion RA est diminuée afin d'améliorer un rapport d'ouverture, une capacitance des condensateurs de stockage peut être compensée et ainsi, une qualité d'image peut être améliorée. Un procédé de fabrication du dispositif LCD transflectif à mode VA ayant la 35 structure décrite ciûdessus VA être décrit ciûdessous. Tout d'abord, des lignes de grille, une ligne de stockage parallèle aux lignes de grille, une première électrode de stockage bifurquant de la ligne de stockage et formée dans un premier domaine et une deuxième électrode de stockage formée dans R:'Breeets 26000'"26023-06 1 1 2 1-tradTXT. doc - 27 novembre 2006 - 15:24 une frontière entre le premier domaine et un deuxième domaine sont formées sur un premier substrat où des régions de pixels ayant le premier domaine et le deuxième domaine sont définies. Une couche d'isolation est formée sur une surface entière du premier substrat.
Après cela, des lignes de données croisant les lignes de grille sont formées. A ce niveau, des TFT sont formées sur les intersections des lignes de grille et des lignes de données. Chacun des TFT comporte une électrode de grille en saillie depuis chaque ligne de grille, une couche d'isolation formée sur l'électrode de grille, une couche semi conductrice formée sur une partie de la couche d'isolation qui correspond à l'électrode de grille et une électrode de source et une électrode de drain séparées l'une de l'autre sur la couche semiûconductrice. Après cela, une électrode transparente raccordée électriquement au TFT est formée dans le deuxième domaine et une électrode réfléchissante raccordée au TFT est formée dans le premier domaine. A ce niveau, l'électrode transparente peut être formée sous l'électrode réfléchissante. Une électrode de raccordement destinée à raccorder électriquement l'électrode transparente à l'électrode réfléchissante est formée sur la seconde électrode de stockage. L'électrode de raccordement peut être formée à partir du même matériau que celui de l'électrode transparente dans la même couche. De même, un second substrat faisant face au premier substrat est disposé et une couche de LC est intercalée entre les premier et second substrats. Ici, en plus, des motifs d'irrégularité peuvent en outre être formés sous l'élec- trode réfléchissante. Entre temps, le premier domaine peut être une partie de réflexion, le deuxième domaine peut être une partie de transmission et un troisième domaine peut en outre être formé. Les premier à troisième domaines peuvent avoir sensiblement la même aire et les deuxième et troisième domaines peuvent être des parties de transmission. Une électrode de raccordement destinée à raccorder électriquement l'électrode transparente ou les électrodes réfléchissantes formées dans des domaines adjacents peuvent être formées dans une frontière entre les premier à troisième domaines. De même, une troisième électrode de stockage est en outre formée sous l'électrode de raccordement, de sorte qu'une capacitance de condensateur de stockage peut être garantie de manière suffisante dans la région de pixels. RBrevets 2600026023-061121-tradTXT. doc - 27 novembre 2006 - 16 24 17 Une protubérance diélectrique peut être en outre formée sur le second substrat. La protubérance diélectrique est formée dans une frontière entre les domaines afin de déterminer une direction d'entraînement des molécules de LC. De même, un écart de cellule du deuxième domaine peut être sensiblement deux fois plus grand que celui du premier domaine dans le dispositif' LCD transflec- tif, sans y être limité. Le second substrat comporte en outre une matrice noire formée sur une position correspondant à une région voisine du pixel et des filtres chromatiques formés sur des régions correspondant à des régions de pixels.
Le dispositif LCD transflectif selon la présente invention améliore un rapport d'ouverture en rendant une zone de la partie de transmission plus grande que celle de la partie de réflexion. De même, la présente invention garantit une capacitance de stockage totale, améliore une caractéristique de qualité d'image et améliore une caractéristique d'angle d'observation en formant un domaine multiple et en formant un condensateur de stockage entre des domaines respectifs dans un dispositif LCD transflectif à mode VA. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ciùdessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Ainsi, diverses modifications et variations peuvent apparaître à l'homme du métier qui restent comprises dans la portée des revendications. R`Brevets,26000'.26023-061121-IradTXT.doc - 27 novembre 2006 - 1724
Claims (1)
1-tradTXT. doc - 23 novembre 2006 - 22/24 2529. Procédé selon l'une quelconque des revendications 22 à 28, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des étapes consistant à: former une matrice noire (181; 281) sur des parties correspondant à des régions voisines de régions (P) de pixels sur le second substrat; et - former des filtres chromatiques (182; 282) sur des positions correspondant aux régions (P) de pixels. 30. Procédé selon l'une quelconque des revendications 22 à 29, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à former une protubérance diélectri-10 que (188; 288) sur le second substrat. 31. Procédé selon l'une quelconque des revendications 22 à 30, caractérisé en ce qu'un écart de cellule du deuxième domaine (B) est sensiblement deux fois plus grand que celui du premier domaine (A). 32. Procédé selon l'une quelconque des revendications 22 à 31, dans lequel les premier (A) et deuxième (B) domaines ont une direction d'entraînement de cristaux liquides différente. 20 33. Procédé selon l'une quelconque des revendications 22 à 32, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à former une couche d'isolation (147; 247) ayant une rainure d'attaque chimique (148; 248) dans une partie de transmission (TA) du premier substrat. 15 R:\Brevets\26000\26023-070207-tradcor. doc - 21 mars 2007 - 23/24
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