FR2773225A1 - Dispositif d'affichage a cristal liquide et son procede de fabrication - Google Patents
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Abstract
Dispositif d'affichage à cristal liquide comportant un premier substrat (30) et un second substrat (36), le premier substrat (30) étant disposé opposé au second substrat (36) et étant disposé à une première distance l'un de l'autre, ce premier substrat ayant une surface intérieure et une surface extérieure opposée à la surface intérieure, une couche de cristal liquide interposée entre les surfaces intérieures des substrats, la couche de cristal liquide comportant une pluralité de molécules de cristal liquide, une première électrode (32) formée sur la surface intérieure du premier substrat, la première électrode ayant une première largeur; et une seconde électrode (34) pour former sur la surface intérieure du premier substrat, la seconde électrode ayant une seconde largeur; la distance de la première électrode d'une seconde distance, la première électrode et la seconde électrode étant capable d'aligner les molécules de cristal liquide en utilisant un champ électrique produit entre la première électrode et la seconde électrode, dans lequel la première distance supérieure en longueur à la seconde distance, et les première et seconde électrodes ont chacune une largeur dans une mesure telle que les molécules de cristal liquide au dessus des première et seconde électrodes sont sensiblement alignées par le champ électrique.
Description
Dispositif d'affichagqe à cristal liquide et son procédé de fabrication La
présente invention se rapporte à un dispositif d'affichage et à son procédé de fabrication. Plus particulièrement, la présente invention procure un nouveau dispositif d'affichage à cristal liquide et ayant un facteur de transmission relativement grand et un rapport d'ouverture relativement grand. La présente invention vise également un procédé de fabrication de ce
dispositif d'affichage.
Des progrès rapides dans les performances des dispositifs d'affichage à cristaux liquides à matrice active ("LCD") ont ouverts une grande diversité d'applications, tels que les systèmes de télévision ("TV") à panneaux plats et les moniteurs à haute teneur en information pour les
ordinateurs portatifs.
Un type usuel de technologie utilisé dans ces dispositifs d'affichage est le mode d'affichage classique nématique torsadé ("TN"). Le mode d'affichage TN classique a cependant comme propriétés intrinsèques d'avoir des caractéristiques de visibilité étroite et un temps de réponse lent. Plus particulièrement, un TN a un temps de réponse lent pour des opérations dans
l'échelle de gris.
Pour résoudre ces limitations, diverses techniques ont été utilisées
dans les dispositifs d'affichage à cristaux liquides (c'est-à-dire des LCD).
Simplement à titre d'exemple, on a proposé des techniques, telle qu'une structure TN à plusieurs domaines et un mode en biréfringence compense optiquement ("OCB"), qui compense des caractéristiques physiques des
molécules de cristal liquide.
Bien que la structure à plusieurs domaines soit souvent utile pour améliorer l'angle de visibilité, toute amélioration de la zone de visibilité est en
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général limitée. En outre, la propriété intrinsèque de temps de réponse lent reste en partie et les procédés pour former une structure à plusieurs domaines sont souvent compliqués et difficiles à réaliser. En revanche, le
mode OCB s'est avéré présenter de meilleures performances électro-
optiques, y compris des caractéristiques de visibilité et de temps de réponse. Mais le mode OCB présente des difficultés pour se rendre maître de la conformation des molécules de cristal liquide pour une structure
d'autocompensation par une tension polarisée.
D'autres technologies, tel que le mode de commutation en plan ("IPS") pour contrôler que les molécules de cristal liquide se forment sur le même substrat, ont été proposées. Comme exemple M.Oh-e, M. Ohta, S. Aratani, et K. Kondo dans "Proceeding of the 15th International Display Research Conference", page 577 par Society for Information Display and the
Intrinsic of Television Engineer of Japan (1995) décrivent un mode IPS.
i L'affichage par un mode IPS a également de nombreuses limites. Comme ces dispositifs d'affichage utilisent des matériaux qui sont opaques, le facteur de transmission d'affichage diminue souvent. Dans certains cas, il y a de la lumière arrière de grande intensité, ce qui est peu souhaitable pour des applications pour des ordinateurs portatifs de faible puissance, ainsi que pour d'autres applications. D'autres limites englobent la difficulté de fabrication qui implique souvent des procédés complexes de planarisation. Ces limites ainsi
que d'autres seront mentionnées dans le présent mémoire.
On voit par ce qui précède qu'il serait très souhaitable de trouver une
technique perfectionnée de fabrication d'un dispositif d'affichage LCD.
La présente invention vise une technique englobant un procédé et un dispositif de fabrication d'un dispositif d'affichage perfectionné. Dans un mode de réalisation, I'invention augmente le rapport d'ouverture du dispositif d'affichage à cristal liquide et son facteur de transmission. Sous d'autres aspects, I'invention améliore la topologie de la structure du substrat inférieur sans nécessiter un processus de planarisation supplémentaire, comme il en
est utilisé souvent dans des dispositifs classiques.
Suivant l'un de ses aspects, I'invention vise un dispositif d'affichage à cristal liquide. Le dispositif d'affichage englobe une diversité d'éléments, tel qu'un premier substrat et un second substrat disposé l'un en face de l'autre à 3.5 une première distance l'un de l'autre. Chaque substrat a une surface
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intérieure et une surface extérieure qui est opposée à la surface intérieure.
Le dispositif d'affichage a également une couche cristal liquide prise en sandwich entre les surfaces intérieures des substrats. La couche de cristal liquide a une pluralité de molécules de cristal liquide. Une première électrode est formée sur la surface intérieure du premier substrat en une première largeur. Une seconde électrode est formée sur la surface intérieure du premier substrat et a une seconde largeur. La seconde électrode est à distance de la première électrode d'une seconde distance. Ces électrodes alignent les molécules de cristal liquide en utilisant un champ électrique io produit entre les électrodes. La première et la seconde électrodes sont formées d'un matériau conducteur transparent (par exemple ITO). Dans le dispositif d'affichage la première distance est supérieure à la seconde distance et les première et seconde électrodes ont chacune une largeur telle que les molécules de cristal liquide qui recouvrent les surfaces des
e électrodes sont sensiblement orientées par le champ électrique.
Suivant un autre aspect de l'invention, il est prévu un dispositif d'affichage à cristal liquide. Le dispositif d'affichage englobe une diversité d'éléments, tels qu'un premier substrat et un second substrat opposés l'un à l'autre à une première distance. Chaque substrat a une surface intérieure et une surface extérieure qui est opposée à la surface intérieure. Le dispositif d'affichage a également une couche de cristal liquide prise en sandwich entre les surfaces intérieures des deux substrats. La couche de cristal liquide a une pluralité de molécules de cristal liquide. Une première électrode est disposée sur la surface intérieure du premier substrat. La première électrode comprend une pluralité de bandes, chacune des bandes ayant une première largeur et étant distante d'une seconde distance d'une autre bande voisine. Une seconde électrode est également disposée sur le premier substrat. La seconde électrode comprend plusieurs bandes, chacune des bandes étant disposée entre les bandes de la première électrode ayant une seconde largeur et étant distante d'une troisième distance d'une autre bande voisine, chacune des bandes de la seconde électrode étant séparée de chacune des bandes de la première électrode voisine d'une quatrième distance. Une couche isolante est formée entre les première et seconde électrodes. La couche isolante isole la première électrode de la seconde électrode l'une de I'autre. La première électrode et la seconde électrode sont en un conducteur
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transparent et la première distance est supérieure en longueur à la quatrième distance. La seconde largeur est inférieure à la seconde distance et la première largeur est inférieure à la troisième distance. De préférence, les bandes de la seconde électrode ont chacune une largeur telle que les molécules de cristaux liquides recouvrant les bandes de la première électrode et les bandes de la seconde électrode sont sensiblement alignées en la présence d'un champ électrique produit entre les bandes de la première électrode et les bandes de la seconde électrode et la cinquième largeur est
inférieure à la troisième distance.
Suivant un autre aspect de l'invention, il est prévu un dispositif d'affichage à cristal liquide. Le dispositif d'affichage englobe une grande diversité d'éléments, tels qu'un premier substrat et un second substrat
disposés l'un en face de l'autre à une première distance l'un de l'autre.
Chaque substrat a une surface intérieure et une surface extérieure qui est opposée à la surface intérieure. Le dispositif d'affichage a également une couche de cristal liquide prise en sandwich entre les surfaces intérieures des deux substrats. La couche de cristal liquide a une pluralité de molécules de cristal liquide. Une première électrode est formée sur la surface intérieure du
premier substrat. La première électrode a une structure carrée en plaque.
Une couche isolante est déposée sur la surface intérieure du premier substrat, y compris la première électrode. Une seconde électrode est disposée sur la couche isolante. La seconde électrode comprend une pluralité de bandes, les bandes étant disposées chacune de manière à chevaucher la première électrode et avoir une première largeur et une seconde distance entre elles, la surface de la première électrode étant exposée partiellement dans les intervalles entre les bandes, les parties exposées de la première électrode ayant chacune une largeur égale à la seconde distance. Les première et seconde électrodes sont chacune en un conducteur transparent. La première distance entre les premier et second substrats est supérieure à une épaisseur de la couche isolante et une seconde largeur et la première largeur sont chacune telle que les molécules de cristal liquide au-dessus des parties exposées de la première électrode et des bandes de l'électrode de pixel sont sensiblement alignées par le champ électrique produit en des parties exposées de la seconde électrode et les
3. bandes de la seconde électrode.
s 2773225 Suivant un autre aspect de l'invention, il est prévu un dispositif d'affichage à cristal liquide. Le dispositif d'affichage à cristal liquide comprend une grande diversité d'éléments telle qu'un premier et second substrat. Le premier substrat est disposé à l'opposé du second substrat. Le premier et le second substrat sont à une première distance l'un de l'autre. Chacun des substrats a une surface intérieure et une surface extérieure opposée à la surface intérieure. Une couche de cristal liquide est prise en sandwich entre les faces intérieures des substrats. La couche de cristal liquide comprend une pluralité de molécules de cristal liquide. Une première électrode est formée to sur la surface intérieure du premier substrat. La première électrode comprend plusieurs bandes. Chacune des bandes a une première largeur et est distante d'une seconde distance d'une autre bande voisine. Une seconde électrode est formée sur la surface intérieure du premier substrat. La seconde électrode comprend une pluralité de bandes. Chacune des bandes est i5 disposée entre les bandes de la première électrode à une seconde largeur et est distante d'une troisième distance d'une autre bande voisine. Chacune des bandes de la seconde électrode est également séparée de chacune des bandes de la première électrode voisine d'une quatrième distance. La première électrode et la seconde électrode sont chacune en un conducteur transparent. La première distance est supérieure en longueur à la quatrième distance. La seconde largeur est plus petite que la seconde distance. La première largeur est plus petite que la troisième distance. Les bandes des premières et secondes électrodes sont disposées au même niveau de plan et les bandes de la première et de la seconde électrode ont chacune une largeur telle que les molécules de cristal liquide recouvrant les bandes de la première électrode et les bandes de la seconde électrode sont sensiblement alignées en la présence du champ électrique produit entre les bandes de la
première électrode et les bandes de la seconde électrode.
Suivant un autre aspect de l'invention, il est prévu un procédé de 3o fabrication d'un dispositif d'affichage à cristal liquide. Il est prévu tout d'abord comme un premier substrat transparent. Ensuite, une première couche transparente conductrice est formée sur le premier substrat transparent. Puis une première pellicule métallique est disposée sur le premier matériau conducteur transparent et il y est formé un motif pour former une pluralité de lignes de grille bus et une ligne commune de signal. Ensuite, une première
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pellicule conductrice transparente est disposée sur la structure obtenue, et il est formée un motif pour donner plusieurs électrodes antagonistes incluant chacune une pluralité de bandes qui sont orthogonales à la ligne d'une grille de bus. Ensuite, un isolant de grille est formé sur la structure obtenue incluant les lignes de grille de bus, les lignes communes de signal et les électrodes antagonistes. Une couche de canal est formée sur une partie choisie de la couche isolante de grille. Une seconde couche conductrice transparente est déposée sur l'isolant de grille et est ensuite configurée pour former une pluralité d'électrodes de pixel englobant chacune une pluralité de o bandes qui sont disposées parallèlement à la bande de l'électrode antagoniste et placées isolantes de grille entre les bandes de l'électrode antagoniste. Une seconde pellicule métallique est déposée sur la couche isolante de grille et est ensuite configurée pour former une pluralité de lignes de données de bus qui sont orthogonales à la ligne de grille de bus, de source et de drain. Une première couche d'alignement est formée sur la
structure obtenue.
Suivant un autre aspect de l'invention, il est prévu un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristal liquide. Tout d'abord on prévoit un premier substrat transparent. Une première couche transparente conductrice est formée sur le premier substrat transparent et est ensuite configurée pour former une pluralité d'électrodes antagonistes. Une première pellicule métallique est déposée sur la première couche transparente conductrice et est ensuite configurée pour former une pluralité de lignes de grille de bus et une ligne commune de signal, de façon que la ligne commune de signal soit en contact avec chacune des électrodes antagonistes. Une couche isolante de grille est formée sur la structure obtenue y compris les lignes de grille de bus, la ligne commune de signal et les électrodes antagonistes. La ligne de canal est formée sur une partie choisie de la couche isolante de grille. Une seconde couche transparente conductrice est o déposée sur la couche isolante de grille et est ensuite configurée pour chevaucher l'électrode antagoniste, afin de former une pluralité d'électrodes de pixel. Une seconde pellicule métallique est déposée sur la couche isolante de grille et est ensuite configurée pour former une pluralité de lignes de données de bus, de sources et de drains. Une première couche d'alignement est formée sur la structure obtenue. Le stade de formation des lignes de grille
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de bus et de la ligne commune de signal et le stade de formation de
l'électrode antagoniste peuvent être interchangés.
Au dessin annexé, donné à titre d'exemple: La figure 1 est une vue en plan simplifié d'un pixel unitaire classique et de parties de régions de pixel adjacentes l'entourant dans un dispositif
d'affichage à cristal liquide.
La figure 2 est une vue en coupe simplifiée suivant la ligne 202-202'
de la figure 1.
La figure 3 est un résultat simplifié de simulation montrant la variation 1< du facteur de transmission en fonction du temps, après l'application du champ électrique. La figure 4 est une vue en coupe simplifiée du dispositif d'affichage à
cristal liquide suivant un mode de réalisation de la présente invention.
Les figures 5A et 5B sont des vues en plan simplifiées d'une région unitaire de pixel et de parties de régions adjacentes de pixel l'entourant dans le dispositif d'affichage à cristal liquide, suivant les modes de réalisation de la
présente invention.
La figure 6 est une vue en coupe simplifiée suivant la ligne 206-206'
des figures 5A et 5B.
Les figures 7A et 7B sont des vues simplifiées illustrant les relations entre les directions d'alignement de couches d'alignement supérieure et inférieure et entre les directions de polarisation d'un polariseur et d'un analyseur dans le dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la présente invention. Les figures 8A à 8C sont des vues simplifiées illustrant le procédé de
fabrication du dispositif d'affichage à cristal liquide suivant l'invention.
La figure 9A est une vue en perspective simplifiée illustrant l'alignement des molécules de cristal liquide en l'absence d'un champ
électrique dans le dispositif d'affichage à cristal liquide suivant l'invention.
La figure 9B est une vue en perspective simplifiée illustrant l'alignement des molécules de cristal liquide en la présence d'un champ
électrique dans le dispositif d'affichage à cristal liquide suivant l'invention.
La figure 10 est un diagramme schématique simplifié représentant schématiquement la répartition les lignes de force électriques dans le
dispositif d'affichage à cristal liquide suivant l'invention.
x8 2773225 Les figures 11 et 12 représentent des résultats simplifiés de simulation de la variation du facteur de transmission en fonction du temps, après l'application d'un champ électrique dans la région unitaire de pixel du
dispositif d'affichage à cristal liquide suivant l'invention.
O5 La figure 13 est un graphique simplifié représentant la variation du facteur de transmission en fonction de la tension d'attaque du dispositif
d'affichage à cristal liquide suivant l'invention.
Les figures 14A et 14B sont des vues en plan simplifié d'une région unitaire de pixel et de parties de régions adjacentes de pixel l'entourant du to dispositif d'affichage à cristal liquide, suivant des variantes de la présente invention. La figure 15 est une vue en coupe simplifiée suivant la ligne 215-215'
des figures 14A et 14B.
Les figures 16 et 17 représentent des résultats simplifiés de simulation de la variation du facteur de transmission en fonction du temps, après l'application d'un champ électrique dans la région unitaire de pixel du dispositif d'affichage à cristal liquide, suivant des modes de réalisation de la
présente invention.
Les figures 18A et 18B sont des vues en plan simplifié d'une région unitaire de pixel et de parties de régions adjacentes de pixel l'entourant dans le dispositif d'affichage à cristal liquide suivant des variantes de la présente invention. La figure 19 est une vue en coupe simplifiée suivant la ligne 219-219'
des figures 18A et 18B.
La figure 20 représente un résultat simplifié de simulation de la variation du facteur de transmission en fonction du temps après l'application d'un champ électrique dans la région unitaire de pixel du dispositif d'affichage
à cristal liquide, suivant des modes de réalisation de la présente invention.
la figure 21 est une vue en plan d'un quatrième mode de réalisation.
La figure 21A représente un contraste simplifié en fonction de l'angle de vue dans un dispositif d'affichage à cristal liquide suivant des modes de
réalisation de la présente invention.
La figure 21 B représente un contraste simplifié en fonction de l'angle
de vue dans un dispositif d'affichage à cristal liquide classique.
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La figure 22 représente la variation de la brillance en fonction de l'angle de vue dans un dispositif d'affichage à cristal liquide suivant des
modes de réalisation de la présente invention.
La figure 22A étant une vue en coupe suivant la ligne 222-222' de la figure 21. La figure 23 est un graphique simplifié représentant la variation du facteur de transmission en fonction de la tension d'attaque dans le dispositif
d'affichage à cristal liquide, suivant des modes de réalisation de l'invention.
La figure 23A est une courbe d'isocontraste en fonction de l'angle de
vue, la figure 23B indiquant cette courbe pour une LCB classique.
I. Dispositif classique LC La figure 1 est une vue en plan simplifiée représentant une région unitaire classique de pixel et des parties de régions adjacentes de pixel qui l'entourent dans un dispositif d'affichage à cristal liquide en mode IPS. En se reportant à la figure 1, le dispositif d'affichage à cristal liquide comprend plusieurs lignes 11 de grille de bus disposées en parallèle l'une à l'autre sur un substrat inférieur dans une première direction et une pluralité de lignes 15 de bus de données disposées parallèlement les unes aux autres sur le
substrat inférieur dans une seconde direction normale à la première direction.
La pluralité des lignes 11 de bus de grille et la pluralité des lignes 15 de bus de données sont disposées suivant une configuration à matrice pour définir une pluralité de régions de pixel, chacune entourée d'une paire de lignes de bus de grille et d'une paire de ligne de bus de données. La pluralité de lignes 1 1 de bus de grille et la pluralité de lignes 15 de bus de données sont isolées les unes des autres par une couche (non représentée) d'isolation de grille
intervenant entre les lignes de bus de grille et les lignes de bus de données.
Une électrode 12 antagoniste est formée sous la forme d'une structure en cadre rectangulaire dans une région de pixel et disposée sur une surface du
substrat inférieur en même temps que les lignes 1 1 de bus de grille.
( Une électrode 14 de pixel est disposée sur une surface d'électrode 12 antagoniste, la couche isolante de grille (non représentée) étant interposée entre elle. L'électrode 14 de pixel a une configuration conforme à la lettre "l"
pour diviser ainsi une région délimitée par l'électrode 12 antagoniste.
L'électrode 14 de pixel englobe une partie 14c d'âme s'étendant à la direction Y pour diviser ainsi la région entourant l'électrode 12 antagoniste en deux
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parties; et une première et seconde barre 14a et 14b chevauchant l'électrode 12 antagoniste par la direction X. Ainsi, les deux barres 14a et 14b sont
opposées l'une à l'autre et parallèles l'une à l'autre.
Un transistor 16 à couche mince, qui relie l'une correspondante des lignes de bus de données et l'une correspondante des électrodes de pixel, est formé sur un point d'intersection des lignes 11 de bus de grille et des lignes 12 de bus de données. Le transistor 16 comprend une électrode de grille formée sous la forme d'une patte d'un seul tenant faisant saillie dans une partie respective de pixel à partir des lignes 11 de bus de grille, une o électrode de drain formée sous la forme d'une patte faisant saillie des lignes de bus de données, une électrode de source s'étendant à partir de l'électrode 14 de pixel, et une couche 17 de canal formée sur une électrode
de grille.
Un condensateur Cst du type à capacité supplémentaire est formé sur i. une partie en chevauchement entre l'électrode 12 antagoniste et l'électrode 14 de pixel. Bien que cela ne soit pas représenté à la figure 1, un substrat supérieur ayant un filtre coloré (non représenté) est disposé en regard du substrat 10 inférieur à une distance choisie. Ainsi, les lignes 11 de bus de grille, I'électrode 12 antagoniste, I'électrode 14 de pixel et les lignes de bus de données sont formées chacune d'un métal opaque, tel qu'en aluminium,
en titane, en tantale, en chrome, ou analogues.
On décrit maintenant un procédé pour former la LCD ayant le mode
IPS en se reportant aux figures 1 et 2 à titre d'exemple.
La figure 2 est une vue en coupe sur la ligne 202-202' de la figure 1.
Une couche métallique est formée par exemple en ayant une épaisseur de 2500 environ à 3500 Angstrôms environ sur une surface du substrat 10 inférieur. La couche métallique est en un métal opaque, tels qu'en aluminium, en titane, en tantale, en chrome ou analogues. Ensuite, la couche métallique est configurée pour y former les lignes 11 de bus de grille et l'électrode 12 antagoniste. L'électrode 12 antagoniste est représentée seulement à la figure 2. Une couche 13 isolante de grille est également formée sur une surface du substrat 10 inférieur ayant la ligne 11 de bus de grille et l'électrode 12 antagoniste. Après quoi une couche 17 de canal du transistor 16 à couche mince est formée sur une partie choisie de la couche 13 isolante de grille et une couche métallique est formée en une épaisseur de 4000 à 4500 li 2773225 Angstroms environ sur une surface de la structure obtenue ayant la couche 13 isolante de grille sur laquelle est formée la couche 17 de canal. Ici, la couche métallique est en un métal opaque, tels qu'en aluminium, en titane, en tantale, en chrome ou analogues. Après le stop de formation de la couche métallique, la couche métallique est configurée pour y former une électrode 14 de pixel et des lignes 15 de bus de donnée. A la figure 2, on n'a représenté que l'électrode 14 de pixel. Ensuite, une première couche 19
d'alignement est formée sur une surface du substrat 10 inférieur.
Un substrat 20 supérieur est disposé en regard du substrat 10 inférieur o à une distance d choisie. Ici la distance, c'est-à-dire l'intervalle de cellule entre les deux substrats 10 et 20 (ci-après cet intervalle est dénommé d), est inférieure à la distance entre l'âme 14c de l'électrode de pixel (ci-après l'âme 14c de l'électrode de pixel est dénommée électrode 14 de pixel) et l'électrode 12 antagoniste. Ce, afin d'obtenir qu'un champ électrique soit produit entre l'électrode de pixel et l'électrode antagoniste qui soit
sensiblement parallèle aux surfaces des substrats 10 et 20.
Sur une surface intérieure du substrat 20 supérieur, disposée en regard du substrat 10 inférieur, est formé un filtre 21 coloré. Sur une surface
du filtre 21 coloré est formé également une seconde couche 22 d'alignement.
Dans ce cas, les première et seconde couches 19 et 22 d'alignement servent à aligner des molécules de cristal liquide (non représentées), de façon que leurs grands axes soient sensiblement parallèles aux surfaces des substrats et 20 en l'absence du champ électrique entre l'électrode 14 de pixel et l'électrode antagoniste. Les première et seconde couches 19 et 22 d'alignement sont frottées de manière à fixer un angle entre l'axe de
frottement et les lignes 11 de bus de grille à une valeur sélectionnée.
Et, bien que cela ne soit pas représenté au dessin, un polariseur est disposé sur une surface extérieure du substrat 10 inférieur et un analyseur
est disposé sur une surface extérieure du substrat 20 supérieur.
Dans le dispositif d'affichage à cristal liquide ayant un mode IPS quand un signal de balayage est appliqué à l'une correspondante des lignes 11 de bus de grille et quand un signal d'affichage est appliqué à l'une correspondante des lignes 15 de bus de données, un transistor 16 à couche mince qui est formé en un point d'intersection des lignes 11 de bus de grille et des lignes 12 de bus de donnée, auxquelles les signaux sont appliqués et
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mis en circuit ou hors circuit. Si le transistor à couche mince est mis en circuit, le signal d'affichage des lignes 15 de bus de donnée est transmis à l'électrode 14 de pixel par l'intermédiaire du transistor 16 à couche mince et
des signaux communs continus à être appliqué à l'électrode 12 antagoniste.
Ainsi le champ électrique est produit entre l'électrode 12 antagoniste et
l'électrode 14 de pixel.
A cet instant, comme représenté à la figure 2, comme la distance entre l'électrode 12 antagoniste et l'électrode 14 de pixel est supérieure àcelle de l'intervalle des deux cellules, un champ électrique E qui est o sensiblement parallèle aux surfaces des substrats est produit. C'est pourquoi les molécules de cristal liquide au sein de la couche de cristal liquide sont torsadées, de sorte que leurs axes optiques deviennent parallèles au champ E électrique en fonction des caractéristiques d'anisotropie diélectrique des molécules de cristal liquide. C'est pourquoi, un utilisateur voit les grands axes des molécules de cristal liquide sur l'écran dans toutes les directions et
l'angle de visibilité du dispositif d'affichage à cristal liquide est meilleur.
Les dispositifs d'affichage à cristal liquide classique ayant le mode IPS ont de nombreuses limites. En se référant par exemple au dispositif d'affichage à cristal liquide ayant le mode IPS, représenté aux figures 1 et 2, 2) lI'électrode 12 antagoniste et l'électrode 14 de pixel en une matière métallique opaque, tel qu'en aluminium, sont disposées sur une région de transmission de la lumière c'est-à-dire sur le substrat 10 inférieur. C'est pourquoi le rapport d'ouverture du dispositif d'affichage à cristal liquide diminue et son facteur de transmission diminue également. En outre, de manière à obtenir une brillance appropriée, il faut souvent utiliser une lumière arrière de grande intensité et ainsi la consommation électrique augmente ce qui est souvent peu
souhaitable.
Pour résoudre ces problèmes, on a proposé une électrode 12 antagoniste et une électrode 14 de pixel en un matériau transparent. Dans un 0 dispositif d'affichage à cristal liquide de ce genre, le rapport d'ouverture est souvent augmenté mais le facteur de transmission souvent n'est pas amélioré. Pour produire un champ électrique dans le plan, la distance t entre les électrodes 12 et 14 doit souvent être fixée à une valeur plus grande que l'intervalle D de cellule. Pour obtenir une intensité convenable du champ électrique afin qu'il aligne les molécules de cristal liquide, les électrodes 12 et
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14 ont des largeurs relativement grandes, par exemple de 10 à 20 pm. Ces limitations aux électrodes 12 et 14 créent un champ électrique sensiblement parallèle aux surfaces des substrats entre les électrodes 12 et 14. Mais le champ électrique a peu d'effet sur les molécules de cristal liquide disposées juste au-dessus des surfaces supérieures des électrodes 12 et 14 ayant la grande largeur en ayant ainsi peu de lignes d'équipotentiel dans une partie au-dessus des surfaces supérieures des électrodes. Il s'ensuit que les molécules de cristal liquide au-dessus des surfaces supérieures des électrodes continuent à conserver leur configuration initiale, même en la io présence du champ électrique, en sorte que le facteur de transmission n'est
que peu augmenté.
La figure 3 représente le résultat de simulation de la variation du facteur de transmission dans la région unitaire de pixel en fonction du temps, après l'application d'un champ électrique dans le dispositif d'affichage classique à cristal liquide ayant la structure des figures 1 et 2. A la figure 3, un bloc supérieur représente la variation de transmission et le bloc inférieur la répartition des lignes de force électriques produites entre l'électrode antagoniste et l'électrode de pixel, les lignes de force électriques étant des lignes de force d'équipotentiel. La référence numérique 15d représente des molécules de cristal liquide. Dans ce cas, le dispositif d'affichage à cristal liquide a l'électrode antagoniste et l'électrode de pixel qui sont en un métal opaque. La distance entre l'électrode antagoniste et l'électrode de pixel est de 20 pm environ et la largeur de l'électrode antagoniste et la largeur de l'électrode de pixel est pour chacune de 10 pm environ et l'intervalle de cellule est d'environ 4,5 pm. L'angle entre l'axe de frottement de la première couche d'alignement et la direction de champ électrique est de 22 degrés environ. Une tension qui est appliquée à l'électrode de pixel est de 8 volts environ. Comme le montre la figure 3, on note que le facteur de transmission
tend vers 23% seulement, même après un laps de temps de 100 ms environ.
Ceci indique que le temps de réponse est très lent.
Comme représenté à la figure 3, conformément aux résultats de simulation en la présence du champ électrique, on voit dans une partie supérieure au-dessus de l'électrode antagoniste et de l'électrode de pixel qu'il y a peu de lignes équipotentiels, ce qui indique que l'intensité du champ
O5 électrique est petit. C'est pourquoi les molécules de cristal liquide placées au-
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dessus des deux électrodes se déplacent peu. Il s'ensuit que le facteur de transmission au-dessus des deux électrodes est presque de 0%. En outre, même si l'électrode antagoniste et l'électrode de pixel sont en le matériau transparent ayant la largeur décrite ci-dessus, les molécules de cristal liquide disposées au-dessus des deux électrodes ne peuvent guere se mouvoir, ce
qui est semblable au cas o les deux électrodes sont en un matériau opaque.
On pense donc que le même niveau de facteur de transmission dans le cas des électrodes opaques sera également obtenu, bien que les deux électrodes
soient en un matériau transparent.
En revenant aux figures 1 et 2, suivant un mode de réalisation du procédé de fabrication du dispositif classique d'affichage à cristal liquide, l'électrode 12 antagoniste est formée simultanément avec les lignes 11 de bus de grille et l'électrode 14 de pixel est formée simultanément avec les
lignes 15 de bus de données en une épaisseur de plus de 3000 Angstroms.
it Bien que ces stades simultanés de formation de deux couches différentes soient effectués en vue de simplifier le procédé de fabrication, ils provoquent de grande différence de hauteur entre l'électrode 12 antagoniste et l'électrode 14 de pixel. La raison en est que les épaisseurs de l'électrode 12 antagoniste et l'électrode 14 de pixel sont formées en tenant compte des épaisseurs qui conviennent pour les lignes de bus de grille et les lignes de bus de données
11 et 15 et non en tenant compte des épaisseurs qui leur conviennent à elles-
mêmes. D'une manière plus détaillée, bien qu'il soit possible que l'électrode 12 antagoniste et l'électrode 14 de pixel puissent être formées en une épaisseur de 1000 Angstroms environ, I'électrode 12 antagoniste et I'électrode 14 de pixel sont formées chacune en une épaisseur de plus de 3000 Angstroms, ce qui cause une différence de hauteur d'environ 3000 Angstroms entre elles. En raison de cette différence de hauteur de l'électrode 12 antagoniste et de l'électrode 14 de pixel, la topologie est mauvaise à la surface du substrat inférieur du dispositif d'affichage à cristal liquide et c'est pourquoi il faut une opération supplémentaire de planarisation. De plus, si l'opération de planarisation n'est pas effectuée, il y a une difficulté à effectuer l'opération ultérieure de frottement des couches d'alignement. Ces limitations ainsi que d'autres sont souvent présentes dans des dispositifs d'affichage
classique LCD.
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Il. Dispositifs d'affichage LCD suivant l'invention On donne ci-dessous en se reportant au dessin annexé des exemples
de dispositifs suivant l'invention.
Comme le montre la figure 4 suivant l'invention, pour améliorer le facteur de transmission et le rapport d'ouverture d'un dispositif d'affichage à cristal liquide ayant un mode IPS, une première électrode 32 et une seconde électrode 34 sont formées respectivement sur une surface intérieure d'un substrat 30 inférieur ou premier substrat avec une couche 33 isolante entre eux. La première électrode 32 et la seconde électrode 34 sont en une matière io conductrice et transparente. Un substrat 36 supérieur ou second substrat est disposé en face du premier substrat 30, de façon que leur surface intérieure soit en regard. Une couche 35 de cristal liquide est prise en sandwich entre le premier substrat 30 et le second substrat 36. A la figure 4, un intervalle D de cellule désigne un intervalle entre le premier substrat 30 et le second substrat 36. Dans la présente invention, la raison pour laquelle la première et la seconde électrodes 32 et 34 sont en une matière transparente et conductrice est d'augmenter la surface par laquelle de la lumière incidente passe à travers la région unitaire de pixel, ce qui augmente le rapport d'ouverture et le facteur de transmission. La présente invention a, entre autres, ces caractéristiques qui donnent un dispositif d'affichage amélioré. Dans un mode de réalisation précis, les première et seconde électrodes 31 et 34 sont disposées à une première distance L1 I'une de l'autre ou peuvent se chevaucher l'une l'autre. La première distance L1 entre les première et seconde électrodes 32 et 34 est plus petite que l'intervalle D de cellule entre les premier et second substrats 30 et 36. Les largeurs P1 et P2 de la première et de la seconde électrode 32 et 34 dans la présente invention sont
aussi petites que possible ou que ce qui est praticable.
Dans les éléments ci-dessus, qui peuvent être utilisés seuls ou en combinaison, la largeur P1 de la première électrode 32 est égale à la largeur P2 de la seconde électrode 34 ou peut être différente de celleci. La relation
entre les largeurs P1 et P2 est décrite dans le mode de réalisation suivant.
De même, une seconde distance L2 entre les premières électrodes 32 voisines l'une de l'autre est égale à la largeur P2 de la seconde électrode 34 ou peut être différente de cette largeur. En outre, une troisième distance L3
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entre les secondes électrodes 34 adjacentes les une des autres est égale à la largeur P1 de la première électrode 32 ou peut être différente de cette largeur. Ce qui précède est dû aux raisons suivantes. Si la première distance L1 est inférieure à l'intervalle D de cellule, un champ E à frange, qui est un champ électrique parabolique ayant des lignes de force électriques de forme parabolique plutôt qu'un champ dans le plan ayant des lignes de force électrique sous forme rectiligne, est produit entre les première et seconde électrodes 32 et 34 en la présence du champ électrique. Les électrodes 32 et o 34 doivent avoir une largeur suffisamment petite pour densifier des lignes équipotentielles au-dessus des électrodes 32 et 34, de sorte que des molécules de cristal liquide disposées au-dessus des électrodes soient sensiblement alignées. Il est donc préférable de donner aux électrodes une largeur aussi petite que possible. D'autre part, lorsque le champ électrique produit entre les électrodes 32 et 34 a une intensité suffisante pour aligner sensiblement les molécules de cristal liquide disposées entre les électrodes 32 et 34, les électrodes 32 et 34 doivent avoir une largeur supérieure à une valeur sélectionnée. C'est pourquoi on détermine les largeurs des électrodes
32 et 34 en fonction de ces circonstances.
En outre, un système à polariseur (non représenté) peut être ajouté au dispositif d'affichage de cristal liquide décrit ci-dessus, de manière que seul les faisceaux de lumière incidente soient transmis quand des molécules de cristaux liquides sont inclinées en la présence du champ électrique. Ce faisant, les molécules de cristal liquide se déplacent dans toutes les régions pixel du dispositif d'affichage de cristal liquide, ce qui améliore le facteur de transmission. A la figure 4, le symbole de référence E désigne les lignes du champ électrique produites entre les première et seconde électrodes 32 et 34. Les lignes de champ électrique englobent une composante de ligne de champ
o0 parabolique et une composante de ligne de champ linéaire.
1. Mode de réalisation 1 suivant l'invention En se reportant aux figures 5A, 5B et 6, on voit une région de pixel unique et des parties de régions de pixel adjacentes qui l'entourent. Dans un dispositif d'affichage LCD complet, des rangées d'un certain nombre de 3. lignes de bus de grille et de colonnes orthogonales d'un certain nombre de
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lignes de bus de données sont disposées suivant une configuration en matrice. Ainsi un pixel est formé dans les régions limitées par ces types de lignes. Ceci signifie par exemple qu'une paire de lignes 41a et 41b de bus de grille sont disposées sur un substrat 40 inférieur ou premier substrat dans la direction de l'axe x, de sorte qu'elles sont à une distance sélectionnée l'une de l'autre. Une paire de lignes 47a et 47b de bus de données sont également disposées sur le premier substrat 40 dans la direction de l'axe y, de sorte qu'elles sont à une distance sélectionnée l'une de l'autre. Ainsi, un pixel unitaire est défini comme une région délimitée par une paire de lignes 41a et
io 41 b de bus de grille et par une paire de lignes 47a et 47b de bus de données.
La paire de lignes 41a et 41b de bus de grille et la paire de lignes 47a et 47b de bus de données sont seulement représentées aux dessins. La région unitaire de pixel dans le mode de réalisation 1 a presque la même dimension
que dans les LCD classiques.
t5 Une couche 44 isolante de grille est interposée entre les lignes 41a et 41b de bus de grille et les lignes 47a et 47b de bus de données pour les isoler les unes des autres. Une ligne 42 commune de signal est interposée entre la paire de lignes 41a et 41b de bus de grille dans la direction de l'axe x, de manière à être parallèle aux lignes 41a et 41b de bus de grille. La ligne 42 commune de signal est également disposée de manière à être plus proche de la ligne 41b de bus de grille précédente que de l'autre ligne 41 de bus de grille correspondante. Dans ce cas, les lignes 41a et 41b de bus de grille, la ligne 42 commune de signal, et les lignes 47a et 47b de bus de données sont en un élément métallique ou en un alliage d'au moins deux éléments choisis dans le groupe consistant en AI, Mo, Ti, W, Ta et Cr, de manière à réduire le temps de retard RC. Les éléments ont chacun de bonnes caractéristiques de conductivité. Dans le présent mode de réalisation 1, on utilise un alliage
MoW comme matériau pour les lignes de signal.
Une première électrode 43 ou électrode antagoniste est formée dans la région unitaire de pixel du premier substrat 40 et est disposée au même niveau de plan que les lignes 41a et 41b de bus de grille. L'électrode 43 antagoniste est en contact avec la ligne 42 commune de signal de manière à recevoir le signal commun. L'électrode 43 antagoniste est en matériau
transparent et conducteur, tel qu'en oxyde d'indium et de tin ("ITO").
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L'électrode 43 antagoniste comprend un corps 43a et une pluralité de bandes 43b partant du corps 43a. Le corps 43a est parallèle aux lignes 41a et 41 b de bus de grille. La pluralité de bandes 43b est disposée de manière à s'étendre dans les directions de l'axe y inverse. Plus particulièrement, l'électrode 43 antagoniste a une structure en peigne dont l'un des côtés est fermé par le corps 43 et l'autre côté est ouvert. Dans le mode de réalisation 1 par exemple les bandes 43b sont au nombre de huit par région unitaire de pixel. Les bandes 43b ont chacune une largeur Pl1 sélectionnée qui sont distantes l'une de l'autre d'une distance Ll1 sélectionnée. Les bandes 43b sont formées chacune de manière à avoir une largeur Pl1 plus petite que dans les dispositifs classiques en raison de leur relation avec l'électrode de
pixel qui sera formée ultérieurement.
Une seconde électrode 46 ou électrode de pixel est disposée dans la région unitaire de pixel du premier substrat 40. L'électrode 46 de pixel comprend un corps 46a et une pluralité de bandes 46b partant du corps 46a. Le corps 46a est parallèle aux lignes 41a et 41b de bus de grille. La pluralité des bandes 46b est disposée de manière à s'étendre dans les directions de l'axe y inverse. Plus particulièrement, l'électrode 46 de pixel a une structure en peigne dont l'un des côtés est fermé par un corps 43a et dont l'autre côté est ouvert. Dans le présent mode de réalisation 1, les bandes 46b sont au nombre de sept par région unitaire de pixel. Les bandes 46b de l'électrode 46 de pixel sont formées de manière à venir en alternance avec les bandes 43b d'électrode 43 antagoniste avec intervention d'une couche 44 isolante de grille, comme représenté à la figure 6. L'électrode 46 de pixel est en une matière transparente et conductrice, tel qu'en ITO, tout comme l'électrode 43 antagoniste. Le corps 46a de l'électrode 46 de pixel chevauche le corps 43a de l'électrode 43 antagoniste. Les bandes 46b ont chacune une largeur P12 sélectionnée et sont à une distance L12 sélectionnée. Les bandes 46b sont
chacune disposées entre les bandes 43b de l'électrode 43 antagoniste.
Comme représenté à la figure 5b, I'électrode 43 antagoniste a une structure dans laquelle les deux extrémités des bandes 43b sont reliées par les corps 43a et 43c correspondant respectifs qui sont parallèles à la ligne 41 a de bus de grille. L'électrode 46 de pixel a une structure dans laquelle les deux extrémités des bandes 46b sont également reliées par les corps
correspondants respectifs qui sont parallèles à la ligne 41 a de bus de grille.
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Bien que cela ne soit pas représenté au dessin, au moins l'une des deux extrémités des bandes 43b peut être reliée a un corps et au moins l'une
des deux extrémités des bandes 46b peut également être reliée à un corps.
Dans le mode de réalisation 1, les largeurs P12 des bandes 46b de I'électrode 46 de pixel sont plus petites que la distance Ll1 entre les bandes 43b de l'électrode 43 antagoniste. Les bandes 46b de l'électrode 46 de pixel sont donc disposées chacune le long d'une partie central d'espace compris entre les bandes 43b des électrodes 43 antagonistes et la distance entre une
bande 46b de l'électrode 46 de pixel et une bande 43b adjacente est,11.
io Dans ce cas la distance I 11 est inférieure à l'intervalle dl1 de cellules entre les premier et second substrats, comme représenté à la figure 6. C'est ainsi, par exemple, que lorsque la surface de l'unité de pixel est d'environ 110 pm x 330 pm la distance e11 est d'environ 0,1 ptm à environ 5 tm. Les bandes 43b de l'électrode 43 antagoniste et les bandes 46b de l'électrode 46 de pixel ont chacune un degré de largeur, telles qu'elles produisent un champ électrique par lequel toutes les molécules de cristal liquide recouvrant les deux électrodes peuvent être alignées. C'est ainsi, par exemple que lorsque la région unitaire de pixel a une surface du pixel unitaire d'environ 110 plm X 330 lim, et l'électrode 43 antagoniste a huit bandes 43b, et l'électrode 46 de pixel a sept bandes 46b, les bandes 43b et les bandes 46b ayant chacune
une largeur d'environ 1 à 8.m de préférence de 2 à 5 lam.
En fonction des dimensions du pixel unitaire et des nombres de bande 43b et de bandes 46b, on peut modifier les largeurs des bandes 43b et des bandes 46b et la distance entre elles. On notera cependant que dans le présent mode de réalisation 1 que les bandes des électrodes doivent avoir chacune une largeur telle que toutes les molécules de cristal liquide recouvrant les électrodes 43 et 46 soient sensiblement alignées. De préférence, le rapport de la largeur Pl1 de la bande 43b à la largeur P12 de
la bande 46b doit être fixé dans une plage de 0,2 environ à 4,0.
Un transistor ("TFT") 50 à couche mince utilisé comme élément de commutation est formé sur un point d'intersection de la ligne 41a de bus de grille et de la ligne 47a de bus de grille. Le TFT 50 comprend une couche 52 canal formée sur la ligne 41a de bus de grille et une électrode 48 de drain s'étendant à partir de la ligne 47a de bus de donnée et chevauchée par un 35. côté de la couche 45 de canal sur une partie sélectionnée et une électrode
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49 de source chevauchée par l'autre côté de la couche 45 de canal sur une
partie sélectionnée et reliée à l'électrode 46 de pixel.
Un condensateur Cst de stockage est formé sur une partie en chevauchement à l'électrode 43 antagoniste d'électrode 46 de pixel. Dans le présent mode de réalisation 1, le condensateur Cst de stockage est formé sur la partie à chevauchement du corps 43a de l'électrode 43 antagoniste et du corps 46a de l'électrode 46 de pixel. Le condensateur Cst de stockage maintien le signal de donnée à un niveau de tension souhaité pendant une trame. <) En se reportant à la figure 6, un substrat 52 supérieur ou un second substrat est disposé en regard du premier substrat 40 en ayant la structure décrit ci-dessus, de sorte que les premier et second substrats 40 et 52 sont à distance l'un de l'autre d'un intervalle dl1 de cellules sélectionnées. Un filtre
54 coloré est disposé sur la surface intérieure du second substrat 52.
Une première pellicule 55 d'alignement est disposée sur la surface intérieure du premier substrat 40 et une seconde pellicule d'alignement est disposée sur la surface intérieure du second substrat 52. Chacune des
première et seconde pellicules 55 à 56 d'alignement a un angle de pré-
inclinaison de 0 degré à 10 degrés et aligne les molécules de cristal liquide
dans une direction sélectionnée.
En se reportant à la figure 7A, la première pellicule 55 d'alignement est frottée de manière que sa direction de frottement fasse un angle d par rapport à l'axe x et la seconde pellicule 56 d'alignement est également frotté de manière que sa direction de frottement fasse un angle de 180 degrés par
rapport à la direction de frottement de la première pellicule 55 d'alignement.
En revenant à la figure 6, une couche 57 de cristal liquide, comprenant une pluralité de molécules de type tige, est interposée entre la première et la seconde pellicules 55 et 56 d'alignement. La couche 57 de cristal liquide est
un cristal liquide nématique et a une structure qui peut être torsadée.
O L'anisotropie de l'indice de réfraction An de cristal 57 liquide est fixée de manière à ce que le produit de son indice de réfraction An et de l'intervalle dl1 de cellule soit compris entre 0,2 et 0,6 gm. L'anisotropie Aú diélectrique du cristal liquide 57 est déterminée par l'angle que l'axe de frottement de la première pellicule 55 d'alignement fait avec l'axe x. On expliquera
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ultérieurement de manière plus détaillée la détermination de l'anisotropie As diélectrique. Un polariseur 58 et un analyseur 59 sont disposés sur la surface extérieure des premier et second substrats 40 et 52 respectivement. Le polariseur 58 est relié optiquement au cristal liquide 57 et l'analyseur 59 est relié optiquement au polariseur 58. Comme représenté à la figure 7A, un axe 58a de polarisation du polariseur 58 et un axe 59a d'absorption de l'analyseur 59 sont orthogonaux entre eux. Dans ce cas, les axes de polarisation et d'absorption servent à transmettre seulement un faisceau de lumière oscillant
to en parallèle avec les directions des axes.
La relation entre l'axe 58a de polarisation du polariseur 58, I'axe 59a d'absorption de l'analyseur 59 et les axes 55a, 56a de frottement des première et seconde pellicules 55 à 56 d'alignement sera expliquée d'une
manière plus détaillée en se reportant aux figures 7A et 7B.
En se reportant à la figure 7A, l'angle entre l'axe 58a de polarisation du polariseur 58 et l'axe x est 4 et l'angle entre l'axe 58a de polarisation du polariseur 58 et une direction longitudinale (correspondant à la direction de l'axe y) des électrodes 43b et 46b est 90-4. L'axe 59a d'absorption de l'analyseur 59 et l'axe 58A de polarisation du polariseur 58 sont orthogonaux entre eux. La première pellicule 55 d'alignement est frottée de manière que son axe 55a de frottement coïncide sensiblement avec l'axe 58a de polarisation du polariseur 58. La seconde pellicule 56 d'alignement est frottée de manière que sa direction 56a de frottement diffère de 180 degrés de l'axe a de frottement de la première couche 55 d'alignement. Ceci indique que les première et seconde couches 55 et 56 d'alignement sont frottées dans
des sens opposés l'un à l'autre.
D'autre part, comme représenté à la figure 7B, l'axe 55b de frottement de la première pellicule 55 d'alignement peut être rendue orthogonale à l'axe 58a de polarisation du polariseur 58, mais parallèle à l'axe 59a d'absorption de l'analyseur 59. Dans ce cas, l'axe 58a de polarisation du polariseur 58 et l'axe 59a d'absorption de l'analyseur 59 ont la même direction que ceux de la figure 7A. A cet instant, I'axe 56a de frottement de la seconde pellicule 56 d'alignement diffère de 180 degrés de l'axe 55b de frottement de la première
pellicule 55 d'alignement.
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Comme couche 58 de cristal liquide, on peut utiliser un cristal liquide négatif à anisotropie diélectrique négatif ou un cristal liquide positif à anisotropie diélectrique positif. Quand on utilise le cristal liquide négatif, les molécules de cristal liquide sont disposées de manière que leurs grand axes sont orthogonaux à la direction du champ électrique appliqué. En revanche, quand on utilise le cristal liquide positif, les molécules de cristal liquide sont disposées de manière que leurs grand axes sont parallèles au champ
électrique appliqué.
Quand un dispositif d'affichage à cristal liquide a la configuration de la figure 7A et quand l'axe 55a de frottement de la première couche 55 d'alignement fait un angle de 0 degré à 45 degrés avec l'axe x, on utilise la couche de cristal liquide négatif. En revanche, quand un dispositif d'affichage à cristal liquide a la configuration de la figure 7A et quand l'axe de frottement de la première couche 55 d'alignement fait un angle de 45 degrés à 90 degrés avec la direction de l'axe x, on utilise le cristal liquide positif. C'est pourquoi, pour obtenir le facteur de transmission maximum, on choisit une couche de cristal liquide ayant une valeur convenable d'anisotropie
diélectrique en fonction des axes de frottement des couches d'alignement.
On donne ci-dessous des détails en se reportant à l'équation
suivante.
T = To sin2(2X)esin2(7eAnd/k) Equation 1 dans laquelle T est un facteur de transmission, To est le facteur de transmission pour de la lumière de référence, X est l'angle entre l'axe optique de la molécule de cristal liquide et l'axe de polarisation du polariseur, d est un intervalle de cellule ou une distance entre les premier et second substrats, et
X est la longueur d'onde de la lumière incidente.
Suivant l'équation 1, dans le cas o l'angle X est égale à 7/4 (45
o degrés) et And/X est égal à 1/2, le facteur de transmission est maximum.
C'est pourquoi, pour assurer un facteur de transmission le plus grand possible, And de la molécule de cristal liquide utilisée doit être de k/2 et l'axe optique de la molécule 57a de cristal liquide doit dévié d'un angle de 45
degrés environ de l'axe 58a de polarisation du polariseur 58.
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Quand un angle ó entre l'axe 55a de frottement de la première couche 55 d'alignement et la direction du champ électrique, c'est-à-dire la direction de l'axe x est de 45 degrés ou est inférieur à 45 degrés, si on utilise le cristal liquide positif, I'axe optique de la molécule 57a de cristal liquide dévie de moins de 45 degrés environ de l'axe 58a de polarisation du polariseur 58 en la présence du champ électrique. En conséquence, il est souvent difficile d'assurer un facteur de transmission maximum. En revanche, si on utilise le cristal liquide négatif, I'axeoptique de la molécule 57a de cristal liquide dévie d'un angle de 90-ó environ de l'axe 58a de polarisation io du polariseur 58 en la présence du champ électrique et le facteur de
transmission T devient ainsi maximum.
En outre, quand l'angle ó entre l'axe 55a de frottement de la première pellicule 55 d'alignement et la direction du champ, c'est-à-dire la direction de l'axe x est de 45 degrés ou plus, si on utilise le cristal liquide positif, I'axe i5 optique de la molécule 57a de cristal liquide dévie d'un angle de 45 degrés environ ou plus de l'axe 58a de polarisation du polariseur 58 en la présence du champ électrique et le facteur de transmission T est ainsi maximum. En revanche, si on utilise le cristal liquide négatif, l'axe optique de la molécule 57a de cristal liquide dévie de moins d'un angle d'environ 90-ó de l'axe 58a de polarisation du polariseur 58 en la présence du champ. Il est alors difficile
* d'obtenir de plus grand facteurs de transmission possible.
En outre, quand l'angle ó est de 30 degrés, si on utilise le cristal liquide positif, les molécules de cristal liquide sont disposées de manière que leurs grands axes soient parallèles à la direction du champ en la présence du champ. C'est pourquoi l'axe optique de la molécule de cristal liquide dévie d'un angle de 30 de l'axe 58a de polarisation du polariseur 58. Il s'ensuit que le facteur de transmission T ne tend pas vers le maximum en la présence du champ électrique. D'autre part, si l'angle 4 est de 30 degrés et si on utilise le cristal liquide négatif, les molécules de cristal négatif sont disposées de No manière que leurs grands axes soient orthogonaux à la direction du champ électrique. Il s'ensuit que l'axe optique de la molécule de cristal liquide dévie d'un angle de 60 degrés de l'axe 58a de polarisation du polariseur 58. En la présence du champ électrique, les molécules de cristal liquide sont torsadées à 60 degrés dans une région o l'angle ó entre l'axe optique de la molécule
de cristal liquide et l'axe de polarisation du polariseur est de 45 degrés.
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On explique ci-après un procédé de fabrication du dispositif
d'affichage à cristal liquide ci-dessus.
En se reportant à la figure 8A, une couche non représentée métallique transparente telle qu'en ITO est formée sur le premier substrat 40 en une épaisseur de 400 à 1000 Angstroms. Dans ce cas, le premier substrat 40 est un substrat transparent en verre et peut comprendre une couche de passivation. Une couche métallique, de préférence une couche de MoW, est ensuite formée sur la couche d'lTO en une épaisseur de 2500 à 3500 Angstroms. Ensuite, la couche métallique est configurée par la technique io bien connue de photolithographie, de manière à former une pluralité de lignes 41a et 41b de bus de grille et une ligne 42 commune de signal. Après que l'opération de photolithographie est achevée, on expose la couche d'lTO déposée préalablement en certaines parties, sauf en les emplacements o se trouvent les lignes 41a et 41b de ligne de bus et la ligne 42 commune de i signal. La couche d'lTO exposée est configurée en une structure en forme de peigne et a un corps 43a et une pluralité de bandes 43b, de manière à former une électrode 43 antagoniste. L'électrode 43 antagoniste est formée de manière que ses bandes 43b aient chacune une largeur sélectionnée et soient distantes l'une de l'autre d'une distance sélectionnée et que son corps
43a soit en contact avec la ligne 42 commune de signal.
Bien que cela ne soit pas représenté aux dessins, on peut utiliser divers procédés pour former l'électrode antagoniste, les lignes de grille de
bus et la ligne commune de signal.
C'est ainsi, par exemple, que l'on peut former d'abord l'électrode 43 antagoniste en déposant de 'ITO sur le premier substrat puis en effectuant une configuration. Ensuite, on forme les lignes 41a et 41b de bus de grille et la ligne 42 commune de signal en déposant du MoW sur la structure obtenue
incluant l'électrode antagoniste puis en effectuant une configuration.
Suivant un autre exemple, les lignes 41a et 41b de bus de grille et la 3o ligne 42 commune de signal sont formées d'abord en déposant du MoW sur le premier substrat 40, puis en le configurant. Après quoi, I'électrode 43 antagoniste est formée en déposant du ITO sur la structure obtenue incluant
les lignes 41 a et 41 b de bus de grille et la ligne 42 commune de signal.
En se reportant à la figure 8B, une couche isolante de grille (non s représentée) est déposée sur la structure obtenue du premier substrat 40. La
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couche isolante de grille est en un matériau choisi dans le groupe consistant en une couche d'oxyde de silicium, en une couche de nitrure de silicium, en des couches empilées d'oxyde de silicium et de nitrure de silicium et en une
couche d'oxyde métallique.
Ensuite, une couche de semiconducteur est déposée sur la structure obtenue du premier substrat 40 et configurée pour former une couche 45 de canal. La couche de semiconducteur est en un matériau choisi dans le groupe consistant en une couche de silicium monocristallin, en une couche de silicium amorphe et en une couche de silicium polycristallin. Après quoi, une matière transparente et conductrice, tel que de 'ITO, est déposée sur la couche isolante de grille (non représentée) du premier substrat 40 en une épaisseur de 400 à 1000 Angstroms, puis est configurée pour former une électrode 46 de pixel comprenant un corps 46a et une pluralité de bandes 46b normales au corps 46a et issues de celui- ci. Le corps 46a de l'électrode 46 de pixel est en contact avec l'électrode 43 antagoniste et les bandes 46b
sont placées entre les bandes 43b de l'électrode 43 antagoniste.
En se reportant à la figure 8C, une couche métallique opaque est formée sur la structure de la figure 8B en une épaisseur de 4000 à 4500 Angstroms et configurée par la technique de photolithographie bien connue pour former une pluralité de lignes 47a de bus de données, de drains 48, et de sources 49, avec formation d'un TFT 50. Dans ce cas, la couche métallique est en un élément ou en un alliage d'au moins deux éléments choisis dans le groupe consistant en AI, Mo, Ti, W, Ta, et Cr. Il vaut mieux que les électrodes 43 antagoniste et 46 de pixel soient chacune moins épaisse que celles des dispositifs classiques, parce que chacune de l'électrode 43 antagoniste et de l'électrode 46 de pixel n'est pas formée simultanément avec chacune des lignes 41a et 41b de bus de grille et des lignes 47a et 47b de bus de données. Ceci procure un avantage en ce qu'une
opération supplémentaire de planarisation n'est pas nécessaire.
Bien que cela ne soit pas représenté au dessin, une première couche d'alignement ayant un angle de pré-inclinaison de 10 degrés ou moins est formée sur la structure obtenue du premier substrat 40. La première pellicule d'alignement est une pellicule d'alignement homogène qui aligne les molécules de cristal liquide parallèlement à la surface de la première pellicule d'alignement.
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Un second substrat ou substrat supérieur sur lequel est formé un filtre coloré est également prévu. Sur le substrat supérieur obtenu est formée une seconde pellicule d'alignement ayant un angle de pré-inclinaison de 10 degrés ou moins. La seconde pellicule d'alignement utilisée est également une pellicule d'alignement homogène. Ensuite, les première et seconde pellicules d'alignement sont frottées dans une direction sélectionnée de
manière que des molécules de cristal liquide aient un angle de pré-
inclinaison de 10 degrés ou moins. Le second substrat est fixé au premier substrat 40 avec un intervalle de cellule sélectionné de manière que les o0 pellicules d'alignement des premier et second substrats soient opposées l'une à l'autre. Un cristal liquide est alors placé dans l'espace compris entre
les premier et second couches d'alignement des deux substrats.
On expliquera maintenant le fonctionnement du dispositif d'affichage à
cristal liquide ci-dessus en se reportant aux dessins annexés.
1 5 Quand la ligne 41a de bus de grille n'est pas sélectionnée, un champ électrique n'est pas produit entre l'électrode 43 antagoniste et l'électrode 46b de pixel puisque aucun signal n'est appliqué à l'électrode 46. Ainsi de la lumière incidente passant à travers le polariseur 58 ne passe pas dans la
couche de cristal liquide.
En se référant aux figures 7A et 9A, dans le cas o l'axe de polarisation 58a de polariseur 58 et l'axe 59a d'absorption de l'analyseur 59 sont orthogonaux l'un à l'autre, I'axe 58a de polarisation du polariseur 58 et l'axe 55a de frottement de la première pellicule 55 d'alignement sont parallèles l'un à l'autre et l'axe 56a de frottement de la seconde pellicule 56 d'alignement est à 180 degrés par rapport à l'axe 55a de frottement de la première pellicule 55 d'alignement, les molécules 57a de cristal liquide sont disposées parallèlement aux axes 55a et 56a de frottement des première et seconde pellicules 55 et 56 d'alignement en l'absence du champ électrique. A cet instant, des faisceaux de lumière incidente sont polarisés linéairement 3o après le passage dans le polariseur 58. Les faisceaux de lumière polarisés linéairement ne changent pas leur état polarisé lors du passage dans la couche 57 de cristal liquide, puisque leur direction d'oscillation coïncide avec les axes les plus longs des molécules de cristal liquide. Comme il est largement connu aux spécialistes de la technique, lorsqu'une direction d'oscillation de faisceaux de lumière polarisée linéairement coïncide avec
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l'axe optique des molécules de cristal liquide, leur état de polarisation ne change pas. Par conséquence, un résultat de ce genre indique que le grand axe des molécules 57a de cristal liquide coïncide avec l'axe optique des molécules de cristal liquide. Les faisceaux de lumière passant dans la couche 57 de cristal liquide tombent sur l'analyseur 59, mais ne passent pas à l'analyseur 59 car l'axe 59a d'absorption de l'analyseur 59 fait un angle de 90 degrés par rapport à la direction d'oscillation des faisceaux de lumière, après le passage dans la couche de cristal liquide. Par conséquent, un état sombre
est représenté dans le dispositif d'affichage.
En outre, en se référant aux figures 7B et 9B, dans le cas o l'axe 58a de polarisation du polariseur 58 et l'axe 59a d'absorption de l'analyseur 59 sont orthogonaux l'un à l'autre, l'axe 58a de polarisation du polariseur 58 et l'axe 55a de frottement de la première pellicule 55 d'alignement sont orthogonaux l'un à l'autre et l'axe 56a de frottement de la seconde pellicule 56 d'alignement diffère de 180 degrés par rapport à l'axe 55a de la première pellicule 55 d'alignement, les molécules 57a de cristal liquide sont disposées parallèles aux axes 55a et 56a de frottement des première et seconde pellicules 55 et 56 d'alignement en l'absence de champ électrique. A cet instant, les faisceaux de lumière incidente sont polarisés linéairement après être passés dans le polariseur 58. Les faisceaux de lumière polarisés linéairement ne changent pas leur état polarisé puisque leur direction d'oscillation coïncide avec l'axe le plus court des molécules de cristal liquide pendant le passage dans la couche 57 de cristal liquide. Cela indique que l'axe le plus court des molécules 57a de cristal liquide coïncide également avec l'axe optique des molécules de cristal liquide. Les faisceaux lumineux passant à travers la couche 57 de cristal liquide tombent sur l'analyseur 59, mais ne passent pas à l'analyseur 59, car l'axe 59a d'absorption de l'analyseur 59 fait un angle de 90 degrés par rapport à la direction d'oscillation des faisceaux de lumière après le passage de la couche de cristal liquide. Par conséquent, un état sombre est également représenté
dans le dispositif d'affichage.
D'autre part, en se référant aux figures 5A ou 5B, lorsqu'un signal de balayage est appliqué à la ligne 41 de bus de grille et un signal d'affichage est appliqué à la ligne 47a de bus de données, le TFT 50 est mis sous tension et, par conséquent, le signal d'affichage est appliqué à l'électrode 46
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de pixel. A cet instant, puisqu'un signal commun continue d'être appliqué à l'électrode antagoniste 43, un champ électrique est produit entre l'électrode antagoniste 43 et l'électrode 46 de pixel. Le champ électrique est sensiblement produit entre les bandes 43b de l'électrode antagoniste 43 et les bandes 46b de l'électrode 46 de pixel. Comme décrit précédemment, la distance h11 entre les bandes 43b de l'électrode antagoniste 43 et les bandes 46b de l'électrode 46 de pixel est plus petite que celle des dispositifs classiques. Par conséquent, comme représenté à la figure 6, un champ électrique, incluant un petit nombre de to lignes Els de champ linéaires et un plus grand nombre de lignes Elf de champ paraboliques ayant une grande courbure, est induit. Ici, le petit nombre de lignes Els de champ linéaires est produit uniquement dans des régions de bord des surfaces supérieures entre les bandes 43b et les bandes 46b qui sont voisines à celles-ci, ayant des hauteurs différentes, chacune à partir de la surface intérieure du premier substrat 40. Le grand nombre de lignes Elf de champ paraboliques est produit dans des régions principales des surfaces supérieures de chacune des bandes 43b et 46b. Comme les lignes Elf de champ électrique paraboliques affectent les molécules de cristal liquide sur presque toutes les surfaces supérieures des bandes 43b et 46b ainsi qu'entre les bandes 43b et 46b voisines, presque toutes les molécules de cristal liquide recouvrant toutes les bandes des électrodes, c'est-à-dire sensiblement toutes les molécules de cristal liquide se trouvant dans la couche de cristal liquide, sont alignées le long des directions des lignes Elf de champ électrique paraboliques en présence du champ. La raison pour laquelle sensiblement toutes les molécules de cristal liquide sont orientées par le champ électrique est que les largeurs des bandes sont plus étroites et les distances entre les bandes sont plus courtes, comparées aux LCD classiques, ce qui entraîne la production de champ électrique parabolique même dans la région centrale des surfaces supérieures des bandes. De manière plus détaillée, comme représenté à la figure 10, puisque les largeurs de la bande 43b des électrodes antagonistes 43 et la distance entre sa bande 43b et la bande 46b de l'électrode 46 de pixel sont suffisamment étroites et courtes, dans une mesure telle que même la ligne El-n de champ la plus à l'extérieur des lignes El de champ produites entre l'électrode antagoniste 43b et son électrode 46b de pixel latérale gauche est sous une forme de courbe
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parabolique ayant une grande courbure, même les molécules de cristal liquide recouvrant sur les régions centrales des surfaces supérieures des bandes des électrodes sont suffisamment alignées sous l'influence du champ électrique, ce qui est différent du cas des LCD classiques o les largeurs des bandes des électrodes et la distance entre les bandes adjacentes des
électrodes sont larges et longues.
Dans le cas o l'angle entre l'axe 55a de polarisation et la direction de champ est compris entre O degré et 90 degrés, les molécules 57a de cristal liquide sont torsadées, de sorte que leurs grands axes sont 1o orthogonaux ou parallèles à la direction de champ, et des faisceaux de lumière incidente sont ainsi transmis. Un résultat de ce genre devient apparent de l'équation 1 représentant une variation du facteur de transmission en fonction de la valeur de X, qui est un angle entre les axes optiques des molécules de cristal liquide et l'axe de polarisation du
s polariseur.
En outre, comme le cristal liquide d'anisotropie diélectrique positif ou négatif est sélectionné compte tenu de l'angle ó entre l'axe de frottement de la couche d'alignement et la direction de champ, le dispositif d'affichage à
cristal liquide présente un facteur de transmission maximum.
En outre, pour obtenir une tension de seuil inférieure à celle des dispositifs classiques, la distance 1i entre l'électrode antagoniste et l'électrode de pixel est réalisée de manière à être plus petite que l'intervalle d de cellule, tel que représenté aux figures 5A, 5B et 6. La tension de seuil est
définie par l'équation 2 suivante.
Vth = Tc/d(K2/soAs) 1/2 Equation 2 o Vth est la tension de seuil, t est la distance entre les électrodes, d est l'intervalle de cellule, k2 est le coefficient élastique de torsion, so est la
o constante diélectrique, et As est l'anisotropie diélectrique.
Suivant les présents modes de réalisation, puisque la valeur de /d à l'équation 1 est réduite par rapport à celle des dispositifs classiques, la
tension Vth de seuil est également sensiblement réduite.
no 2773225 La figure 11 est un résultat de simulation simplifié du dispositif d'affichage à cristal liquide, suivant le présent mode de réalisation 1 de l'invention, et présente le comportement des molécules de cristal liquide et des variations du facteur de transmission en la présence du champ e électrique. En se référant à la figure 11, aux figures 5A et 5B et à la figure 6, la largeur Pl1 de la bande 43b de l'électrode antagoniste 43 et la largeur P12 de la bande 46b de l'électrode de pixel sont toutes les deux de 3 pm, la distance h11, entre la bande 43b de l'électrode antagoniste 43 et les bandes 46b de l'électrode 46 de pixel, est de 1 pm, I'intervalle d de cellule est de 3, 9 io pm, I'angle de pré-inclinaison est de 2 degré, I'angle entre l'axe 55a de frottement de la première pellicule 55 d'alignement, la direction de champ (axe des x) est de 12 degrés et l'anisotropie de As diélectrique du cristal 57 liquide est -4, And est 0,29, la longueur d'onde X lumineuse est 546 nm, et la tension de fonctionnement est de 6 volts. A la figure 11, la référence
numérique 57a désigne des molécules de cristal liquide.
Comme représenté à la figure 11, comme les molécules de cristal liquide se trouvant au-dessus des bandes 43b et 46b ainsi que les molécules de cristal liquide qui se trouvent entre elles sont alignées, un facteur de transmission uniforme est représenté dans toutes ces régions. Lorsque la tension est appliquée à l'électrode 46b de pixel, le facteur de transmission est saturé après un temps 31,17 ms pour atteindre environ 40,31 %. Ainsi le facteur de transmission du dispositif d'affichage à cristal liquide, suivant la présente invention, est supérieur à ceux des dispositifs classiques pendant la même période de temps. En outre, comme les dispositifs d'affichage liquide présents prennent moins de temps pour atteindre le même facteur de transmission que les LCD classiques, le temps de réponse devient également
plus rapide comparé à ceux des dispositifs classiques.
En outre, la présente invention rend possible d'entraîner le dispositif
d'affichage à cristal liquide présent par une tension relativement basse.
La figure 12 représente un résultat de simulation simplifié des dispositifs d'affichage à cristal liquide suivant le présent mode de réalisation 1 de l'invention et diffère de la figure 11 en ce que la largeur P 11 des bandes 43b de l'électrode antagoniste 43 et la largeur P12 des bandes 46b de
l'électrode 46 de pixel sont toutes les deux de 4 pm.
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De manière similaire aux résultats représentés à la figure 11, un
facteur de transmission uniforme est représenté dans toutes les régions.
Lorsqu'une tension nécessaire est appliquée à l'électrode 46b de pixel, le facteur de transmission est saturé après l'écoulement d'un temps de 31,08 ms pour atteindre environ 37,10%. Ainsi, le facteur de transmission du dispositif d'affichage à cristal liquide de la présente invention est supérieur à ceux des dispositifs classiques pendant la même période de temps. Il en résulte que le temps de réponse de la présente invention devient plus rapide que ceux du dispositif classique. Le temps de réponse amélioré dans ces modes de
o réalisation est dû aux raisons suivantes.
La première raison est que la distance des lignes de champ électriques linéaires produites sous la forme de lignes droites entre les bandes 43b et 46b est fortement raccourcie et par conséquent l'intensité du champ électrique est accrue. La seconde raison est que la distance entre les e électrodes est raccourcie et par conséquent les lignes de champ produites sous la forme de paraboles ont des courbures supérieures et des rayons supérieures à ceux des dispositifs classiques pour ainsi sensiblement aligner
les molécules de cristal liquide au-dessus des électrodes.
Par conséquent, il convient de noter qu'à partir des comparaisons entre les figure 11 et figure 12, le facteur de transmission et de temps de réponse du dispositif d'affichage du cristal liquide sont améliorés au fur et à
mesure que les largeurs des électrodes sont plus étroites.
Figure 13 est un graphique simplifié représentant le facteur de transmission lumineux suivant la tension d'affichage appliquée à l'électrode de pixel, o A1-A3 correspond à des LCD de la présente invention, tandis que A4 correspond à des LCD classiques. A la figure 13, A1 correspond à un
cas o la largeur P 11 de la bande 43b de l'électrode antagoniste 43 est de 3.
m, la largeur P12 de la bande 46b de l'électrode 46 de pixel est de 3pm, et la distance entre la bande 43b de l'électrode antagoniste 43 et la seconde <o partie 46b de l'électrode de pixel est de 1 m. A2 correspond à un cas o la largeur Pl1 de la bande 43b de l'électrode antagoniste 43 est 4jlm, la largeur P12 de la bande 46b de l'électrode 46 de pixel est 34m, et la distance entre la bande 43b de l'électrode antagoniste 43 et la bande 46b de l'électrode de pixel est de 1 m. A3 correspond à un cas o la largeur P 11 de la bande 43b i de l'électrode antagoniste 43 est de 4km, la largeur P12 de la bande 46b de
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I'électrode 46 de pixel est de 4km, et la distance entre la bande 43b de
l'électrode antagoniste 43 et la bande 46b de l'électrode de pixel est de 1 m.
A4 correspond à un cas o les largeurs des bandes 43b et 46b sont toutes
deux de 204m et la distance entre elles est de 2104m.
i Comme représenté à la figure 13, A1, A2 et A3 montrent que les rayons incident commencent à être transmis à environ 1,7 volts et que leurs facteurs de transmission atteignent environ 4,8% à environ 6 volts. D'autre part, le facteur de transmission de A4 est inférieur à celui de A1-A3 à la même tension. En outre, le graphique montre que la région de saturation en o A4 est très étroite par rapport à celle des cas de A1-A3 et son facteur de transmission maximum atteint uniquement 2,8% à l'application d'environ 5 volts. 2. Mode de réalisation 2 de la présente invention En se référant aux figures 14A, figures 14B et aux figures 15, les configurations des lignes 61a et 61b de bus de grille, des lignes 67a et 67b de bus de données, et d'une ligne 62 commune de signal sont les mêmes que celles du premier mode de réalisation. Ici, les lignes 61a et 61b de bus de grille, la ligne 62 commune de signal et les lignes 67a et 67b de bus de données sont réalisées en un élément ou un alliage d'au moins deux éléments sélectionnés dans le groupe constitué de AI, Mo, Ti, W, Ta, et Cr, qui ont chacun une conductivité élevée. Dans le mode de réalisation N 2 de
la présente invention, on utilise MoW.
Une première ou électrode antagoniste 63 est disposée dans la région unitaire de pixel d'un premier substrat ou substrat 60 inférieur. La I'électrode antagoniste 63 est disposée dans le même plan de niveau que les lignes 61a et 61b de bus de grille. L'électrode antagoniste 63 est en contact avec une ligne 62 commune de signal. L'électrode antagoniste 63 est formée d'un matériau conducteur transparent tel que ITO. L'électrode antagoniste a une structure qui a la forme d'une structure plate carrée. De préférence, I'électrode antagoniste 63 est sous la forme d'une pixel unitaire réduite. Plus précisément, I'électrode antagoniste 63 est disposée pour être à distance d'une distance sélectionnée des lignes 61a et 61b de bus de grille et des
lignes 47a et 47b de bus de donnees.
Une second électrode ou électrode 66 de pixel est disposée dans la région de pixel unitaire du premier substrat 60. L'électrode 66 de pixel
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comporte un corps 66a et une pluralité de bandes 66b formant des branches à partir du corps 66a. Le corps 66a est agencé de manière à être parallèle aux lignes 61a et 61b de bus de grille (par exemple agencé sur la direction des x). La pluralité de bandes 66b sont agencées de manière à s'étendre dans la direction de l'axe y inverse à partir du corps 66a. Dans le mode de réalisation 2 de la présente invention, par exemple, les bandes 66b sont en nombre de sept. L'électrode 66 de pixel est formée de manière à être chevauchée par l'électrode antagoniste 63 avec interposition d'une couche 64 d'isolation de grille comme représenté à la figure 15. L'électrode 66 de io pixel est en un matériau conducteur transparent tel que ITO comme
l'électrode antagoniste 63.
Les bandes 66b ont chacune une largeur P22 sélectionnée et sont à distance les unes des autres d'une distance L22 sélectionnée. On se réfère ci-après aux parties de l'électrode antagoniste 63 placée entre les bandes 66b de l'électrode 66 de pixel comme étant des parties dégagées de l'électrode antagoniste 63. Par conséquent, dans le mode de réalisation 2 de la presente invention, comme le premier mode de realisation 1 de la presente invention, on peut penser de manière identique que les bandes 66b de l'électrode 66 de pixel alternent avec les parties dégagées de l'électrode
antagoniste 63.
En outre, les extrémités ouvertes des bandes 66b de l'électrode 66 de pixel peuvent être liées par un autre corps 66c, comme représenté à la
figure 14B. Le corps 66c est également parallèle à la direction de l'axe des x.
Bien que cela ne soit pas représenté dans la vue en plan de la figure 14A et de la figure 14B, il existe une différence de hauteur entre les parties dégagées de l'électrode antagoniste 63 et les bandes 66b de l'électrode 66 de pixel, et elle correspond à l'épaisseur de la couche 64 isolante de grille
comme représenté dans la vue en coupe transversale de la figure 15.
Lorsque l'aire de la pixel unitaire est de 110l Om x 33041m, la distance L22 entre les bandes 66b de l'électrode 66 de pixel est réglée de manière à être compris entre 1 mm et 8p.m. La gamme de distance peut varier en fondtion
de l'aire du pixel unitaire et du nombre des bandes 66b. Cependant, indépen-
damment de l'aire de la région du pixel unitaire, le rapport de la largeur P22 des bandes 66b à la distance L22 entre les bandes 66b de l'électrode 66 de pixel doit être réglé pour être compris entre 0,2 et 4,0, et le rapport de la
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distance L22 entre les bandes 66b de l'électrode 66 de pixel à l'intervalle d22
de cellule doit être réglé pour être compris entre environ 0,1 et 5,0.
Ici, en se référant à la figure 15, comme dans le premier mode de réalisation 1 de la présente invention décrit précédemment, le même résultat est également obtenu dans le mode de réalisation 2 de la présente invention. Un champ électrique est induit par des tensions de signal appliqué respectivement aux bandes 66b de l'électrode 66 de pixel et del'électrode antagoniste 63. Le champ électrique comporte un petit nombre de lignes E2s de champ linéaires et un grand nombre de lignes E2f de champ paraboliques o ayant une grande courbure. Ici, le petit nombre de lignes E2s de champ linéaires sont produites uniquement dans des régions de bord des surfaces supérieures entre les bandes 66b de l'électrode 66 de pixel et des parties dégagées de l'électrode antagoniste 63 qui lui sont adjacentes, ayant une hauteur différente l'une de l'autre par rapport à la surface intérieure du premier substrat. Le grand nombre de lignes E2f de champ paraboliques sont produites dans des régions principales des surfaces supérieures des bandes 66b et les parties dégagées de l'électrode antagoniste 63. Il en résulte que presque toutes les molécules de cristal liquide recouvrant les bandes 66b de l'électrode de pixel et toutes les parties dégagées de l'électrode antagoniste 63, c'est-à-dire sensiblement toutes les molécules de cristal liquide de la couche de cristal liquide, sont alignées le long de la direction des lignes de champ électrique en la présence du champ électrique. La raison en est que les largeurs P22 des bandes sont plus étroites et la distance L22 est plus courte, comparée aux LCD classique, ce qui entraîne la production de champ électrique parabolique même dans la région centrale des surfaces supérieures des bandes de l'électrode de pixel et des parties dégagées de
l'électrode antagoniste.
En se référant aux figures 14A et 14B, l'agencement d'un TFT 70 est également le même que celui du premier mode de réalisation 1. Le TFT 70 comporte une couche 65 canal disposée sur la ligne 61a de bus de grille, une électrode 68 de drain chevauchée par un côté de la couche 65 de canal, s'étendant à partir de la ligne 67a de bus de données, et une électrode 69 de source chevauchée par l'autre côté de la couche 65 de canal et reliée à
l'électrode 66 de pixel.
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Dans le mode de réalisation 2 de la présente invention, la capacité Cst de stockage est formée à une première partie chevauchée entre le corps 66a de l'électrode 66 de pixel et l'électrode antagoniste 63, et une seconde partie chevauchée entre les bandes 66b de l'électrode de pixel et l'électrode antagoniste 63. Par conséquent, la capacité de stockage totale dans le mode de réalisation de la présente invention numéro 2 augmente comparée au
mode de réalisation 1 de la présente invention.
En se référant à la figure 15, un substrat 72 supérieur est opposé au premier substrat 70 ayant la structure précédemment décrite avec une o distance d22 sélectionnée entre eux. Les premier et second substrats 70 et ont chacun des surface intérieures opposés l'une à l'autre et des surfaces extérieures qui ne sont pas opposées l'une à l'autre. Un filtre 54 coloré est
formé sur la surface intérieure du second substrat 52.
Les directions d'alignement des premier et second pellicules 75 et 76 s5 d'alignement et l'angle entre l'axe de frottement et l'axe des x sont les mêmes que ceux du mode de réalisation 1 de la présente invention. Les agencements du polariseur 78 et de l'analyseur 79 sont également les
mêmes que ceux du mode de réalisation 1 de la présente invention.
Une couche 77 de cristal liquide est interposée entre les première et seconde pellicules 75 et 76 d'alignement. La couche 77 de cristal liquide est un cristal liquide nématique et a une structure pouvant être torsadée. Comme décrit précédemment, I'anisotropie As diélectrique des molécules de cristal liquide est sélectionnée dans le but de garantir un facteur de transmission
maximum en vue de l'angle entre l'axe de frottement et l'axe des x.
L'anisotropie de l'indice An de réfraction et l'intervalle d22 de cellule sont réglés de sorte que le produit de An et de dl 1 est compris entre environ 0,2
et 0,6 ptm.
En outre, le dispositif d'affichage à cristal liquide suivant le second mode de réalisation peut être fabriqué suivant le même procédé que celui du
premier mode de réalisation. Par conséquent, on omet la description du
procédé. Ci-après, le fonctionnement du dispositif d'affichage à cristal liquide suivant le second mode de réalisation sera décrit en référence aux figures
14A, 14B et 15.
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Lorsqu'aucuns signaux ne sont appliqués aux contre électrodes 63 et aux électrodes 68 de pixel, et par conséquent qu'aucun champ électrique n'est produit entre l'électrode antagoniste 63 et l'électrode 66 de pixel, I'état
sombre apparaît comme décrit dans le cas du premier mode de réalisation 1.
O5 D'autre part, lorsque des signaux sont appliqués à l'électrode antagoniste 63 et à l'électrode 66 de pixel, puisqu'il n'y a pas d'intervalle entre la partie dégagée de l'électrode antagoniste 63 et les bandes 66b de l'électrode 66 de pixel, un champ électrique comportant le petit nombre de ligne E2s de champ électrique linéaires et le grand nombre de lignes E2f de
io champ électrique paraboliques ayant une grande courbure, est produit.
Comme décrit dans le mode de réalisation 1 de la présente invention, la plupart des molécules de cristal liquide se trouvant sur les parties dégagées de l'électrode antagoniste 63 et les bandes 66b de l'électrode 66 de pixel sont alignées sous l'influence des lignes E2f de champ paraboliques, et par conséquent une lumière incidente est transmise dans le cristal 77 liquide et l'analyseur. Il en résulte que l'état blanc apparaît dans le dispositif d'affichage. La figure 16 représente résultat de simulation simplifié du dispositif d'affichage à cristal liquide suivant le mode de réalisation 2 de la présente invention. Ici, la largeur P22 des bandes 66b de l'électrode 43 de pixel est de 34m. La distance L22 entre les bandes 66b de l'électrode 66 de pixel est de 5 m. L'intervalle d de cellule est de 3,94m et l'angle de pré-inclinaison est de 2 degrés. L'angle entre l'axe de frottement de la première pellicule 75 d'alignement et la direction de champ électrique (direction dans l'axe des x)
est de 12 degrés et l'anisotropie An diélectrique du cristal 77 liquide est de -4.
And est de 0,29, longueur d'onde x lumineuse est de 546 nm, et la tension
d'attaque est de 6,3 volts.
Comme représenté à la figure 16, comme les molécules de cristal liquide au-dessus des électrodes 63 et 66b ainsi que les molécules de cristal 3o liquide se trouvant entre elles sont toutes orientées, un facteur de transmission uniforme est représenté dans toutes les régions. Lorsqu'une tension nécessaire est appliquée aux bandes 66b de l'électrode de pixel, le facteur de transmission est saturé après l'écoulement d'un temps de 40,03 ms pour atteindre une valeur élevée d'environ 41,88%. Ainsi, le facteur de transmission du dispositif d'affichage à cristal liquide dans la présente
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invention est supérieur à celui des LCD classiques pendant la même période de temps. Par conséquent, il convient de noter que le dispositif d'affichage à cristal liquide de la présente invention prend moins de temps pour atteindre une valeur plus élevée et que, par conséquent, le temps de réponse est également amélioré comparé à celui des dispositifs classiques. La figure 17 présente un résultat de simulation simplifié du dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la présente invention. Ici, la largeur P22 des bandes 66b de l'électrode 66 de pixel est de 3prm. La distance L22 entre les bandes 66b de l'électrode 66 de pixel est de 3gm. L'intervalle d de cellule to est de 3,9km et l'angle de préinclinaison est de 2 degrés. L'angle entre l'axe de frottement de la première pellicule 75 d'alignement et la direction de champ (axe des x) est de 12 degrés et l'anisotropie As diélectrique du cristal 77 liquide est de -4. And est de 0,28, la longueur d'onde k lumineuse est de
546 nm, et la tension d'attaque est de 6 volts.
De manière similaire au résultat de la figure 16, un facteur de transmission uniforme est représenté dans toutes les régions. Lorsqu'une tension est nécessaire à l'électrode 66 de pixel, le facteur de transmission est saturé après l'écoulement de 41,15 ms pour atteindre une valeur élevée d'environ 40,32%. Ainsi, le facteur de transmission du dispositif d'affichage à cristal liquide de la présente invention est supérieur à ceux des dispositifs LCD classiques pendant la même période de temps. Il en résulte le temps de
réponse de la présente invention est plus rapide que ce des LCD classiques.
3. Mode de réalisation 3 de la présente invention En se référant aux figures 20A et 20B, les lignes 81a et 81b de bus de grille, une ligne 82 de signal commun, et des lignes 87a et 87b de bus de données sont agencées sur un premier substrat ou substrat 80 inférieur, qui est agencé de la même manière que le mode de réalisation 1 de la présente invention. Des régions de pixel unitaires d'un dispositif d'affichage à cristal liquide sont chacune définies comme une région délimitée par une paire de lignes 81a et 81b de bus de grille et une paire de lignes 86a et 86b de bus de données. Ici, les lignes 81a et 81 de bus de grille, une ligne 82 de signal commune, et des lignes 87a et 87b de bus de données peuvent chacune être réalisées à partir d'un matériau opaque d'un élément ou d'un alliage d'au moins deux éléments sélectionnés parmi le groupe constitué de AI, Mo, Ti, W, 3Bu 2773225 Ta et Cr. Dans le mode de réalisation 3 de la présente invention, un alliage
MoW est utilisé.
Une contre électrode 83 est agencée dans le pixel unitaire du premier substrat ou substrat 80 inférieur. L'électrode antagoniste 83 est placée sur le même plan de niveau que les lignes 81a et 81b de bus de grille, c'est-à-dire sur la surface du substrat 80 inférieur, et est en contact électriquement avec la ligne 82 de signal commune. L'électrode antagoniste 83 est en un matériau conducteur transparent, par exemple, ITO. L'électrode antagoniste 83 comporte un corps 83a et une pluralité de bandes 83b. Le corps 83a est In parallèle aux lignes 81a et 81b de bus de grille, c'est-à-dire à la direction des x et est électriquement en contact avec la ligne 82 de signal commune. La pluralité des bandes 83b forment des branches à partir du corps 83a, et sont parallèles à la direction de l'axe des y inversé. Les bandes dans le mode de réalisation 3 de la présente invention sont en nombre de huit. Plus précisément, I'électrode antagoniste 83 a une structure en peigne dont des extrémités latérales sont formées par le corps 83a et dont les autres extrémités latérales sont ouvertes. Les bandes 83b ont chacune une largeur P31 sélectionnée et est à distance d'une bande qui est voisine d'un intervalle L31 sélectionné. La largeur P31 est déterminée, en prenant compte la
relation avec l'électrode de pixel qui sera formée après.
Une électrode 86 de pixel est également agencée dans la région de pixel unité du substrat 80 inférieur. Comme l'électrode antagoniste 83, l'électrode 86 de pixel est également en un matériau conducteur transparent tel que ITO. L'électrode 86 de pixel comporte également un corps 86a et une pluralité de bandes 86b. Le corps 86a est agencé de manière à être parallèles aux lignes 81a et 81b de bus de grille, c'està-dire à direction des x. La pluralité de bandes 86b sont agencées pour s'étendre à la direction de l'axe des y inversé. Plus précisément, l'électrode 86 de pixel a une structure en peigne dont des extrémités sont fermées par le corps 86a et dont les autres extrémités sont ouvertes. Les bandes de l'électrode 86 de pixel dans
le mode de réalisation 3 de la présente invention sont au nombre de sept.
Dans le mode de réalisation 3 de la présente invention, la largeur P32 des bandes 86b est identique à l'intervalle L31 entre deux bandes 83b voisines de l'électrode antagoniste 83, et l'intervalle L32 entre deux bandes 86b adjacentes est identique à la largeur P31 de la bande 83b. Les bandes 86b
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de l'électrode 86 de pixel sont chacune placées entre deux bandes 83b voisines de l'électrode antagoniste 83 de sorte que les deux lignes de bord des bandes 86b respectives sont précisément alignées avec des lignes de bord des bandes 83b de l'électrode antagoniste 83 qui en sont voisines, grâce à quoi les bandes 86b de l'électrode 86 de pixel alternent avec les bandes 83b de l'électrode antagoniste 83 avec l'interposition d'une couche 84
d'isolation de grille comme représenté à la figure 19.
Les bandes 83b de l'électrode antagoniste 83 et les bandes 86b de l'électrode 86 de pixel ont chacune une largeur dans une mesure telle o qu'elles produisent un champ électrique suivant lequel toutes les molécules
de cristal liquide se trouvant sur les deux électrodes peuvent être alignées.
Par exemple, lorsque l'air de la région de la cellule unité est de 110 pm x 330 pm dans le dans le mode de réalisation 3 de la présente invention, et la largeur P31 des bandes 83b de l'électrode antagoniste 83 et les largeurs P32 des bandes 86b de l'électrode 86 de pixel sont chacune réglées pour être comprises entre environ 1 pm et 8 pm. En variante, les largeurs P31 et P32 peuvent être variées suivant l'air de la pixel unité, les nombres des bandes et le nombre des bandes 86b. Cependant, indépendamment de l'air de la région pixel unité, le rapport de la largeur P32 des bandes 86b à la largeur P31 des bandes 83b de l'électrode 56 de pixel doit être réglée pour être comprise
entre environ 0,2 et 4,0.
Les structures de l'électrode antagoniste et l'électrode de pixel peuvent être modifiées. Par exemple, comme représenté à la figure 18B, les extrémités latérales ouvertes des bandes 83b de l'électrode antagoniste 83 et les électrodes latérales ouvertes des bandes 86b de l'électrode 86 de pixel sont délimitées par des corps 83c et 86c correspondants respectifs qui sont parallèles à la ligne 81a de bus de grille. Bien que non représenté au dessin, il est possible de lier sélectivement soit les extrémités ouvertes de la bande 83b, soit les extrémités ouvertes des bandes 86b. En outre, les bandes 86b o0 de l'électrode 86 de pixel peuvent être reliées l'une à l'autre uniquement par
un corps 86c sans utiliser le corps 86a.
Un transistor de pellicule mince ("TFT") 90 utilisé comme élément de commutation, est formé à un point de croisement de la ligne 81a de bus de grille et de la ligne 87a de bus de données. Le TFT90 comporte une couche 85 de canal formée sur la ligne 81a de bus de grille, une électrode 88 formant
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drain s'étendant à partir de la ligne 87a de bus de données et chevauchée par un côté de la couche 85 de canal par une partie sélectionnée, et une électrode 89 formant source chevauchée par l'autre côté de la couche 85 de
canal suivant une partie sélectionnée, et reliée à l'électrode 86 de pixel.
Une capacité Cst de stockage est formée entre le corps 83a de
l'électrode antagoniste 83 et le corps 86a de l'électrode 86 de pixel.
Comme représenté à la figure 19, un substrat supérieur au second substrat 92 est disposé opposé au premier substrat 80 ayant la structure décrite précédemment, de sorte que les premier et second substrats 80 et 92 io sont à distance l'un de l'autre suivant une distance sélectionnée, c'est-à-dire l'intervalle 33 de cellule. Une filtre 96 de couleur est disposé sur la surface
intérieure du second substrat 92.
Des première et seconde pellicules 95 et 96 d'alignement ont les mêmes propriétés que celle utilisée dans le mode de réalisation 1 de la présente invention. En outre, un polariseur 98 et un analyseur 99 sont agencés de la même manière que dans le mode de réalisation 1 de la
présente invention.
Une couche 97 de cristal liquide comportant une pluralité de molécules de cristal liquide en forme de tige est interposée entre les première et seconde pellicule 95 et 96 d'alignement. La couche 97 de cristal liquide est un cristal liquide nématique dont les molécules sont torsadées en présence du champ électrique. L'anisotropie de l'indice An de réfraction du cristal 97 liquide est réglé de sorte qu'il satisfait à une condition de facteur de transmission maximum. A cet instant, il est nécessaire que l'angle entre l'axe de frottement des première et seconde pellicules 95 et 96 d'alignement et la direction des x soit pris en compte. Dans le mode de réalisation présent, un produit de l'indice An de réfraction et de l'intervalle d33 de cellule est réglé
pour être compris entre environ 0,2 à 0,6 pm.
Comme le procédé de fabrication du dispositif d'affichage LCD décrit 3o précédemment est le même que celui du mode de réalisation 1 de la présente
invention, une description de ce procédé est omise.
On donne maintenant, le fonctionnement du dispositif d'affichage à
cristal liquide précédent en référence au dessin annexé.
Lorsqu'un champ électrique n'est pas produit entre l'électrode o5 antagoniste 83 et l'électrode de pixel 86, des faisceaux de lumière incidente
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ne peuvent pas être transmis par la couche de cristal liquide en raison des mêmes raisons que dans le cas du mode de réalisation 1 de la présente invention. D'autre part, lorsqu'une tension critique est respectivement appliquée à l'électrode antagoniste 83 et à l'électrode 86 de pixel, un champ électrique est produit entre les bandes 83 b de l'électrode antagoniste 83 et les bandes 86b de l'électrode 86 de pixel. Le champ électrique comporte un petit nombre de lignes E3s de champ linéaires et un grand nombre de lignes E3f de champ paraboliques ayant une grande courbure. Ici, le petit nombre de lignes E3s de o champ linéaires est produit uniquement dans des régions de bord des surfaces supérieures entre les bandes 43b et les bandes 46b qui en sont voisines, en ayant des hauteurs différentes les unes des autres par rapport à la surface intérieure du premier substrat 80. Le grand nombre de lignes E3f de champ paraboliques est produit dans des régions principales des surfaces : supérieures entre celles-ci. Comme les lignes E3f de champ électrique paraboliques sont induites sur la plupart des surfaces supérieures des bandes 83b et 86b entre les électrodes 83b et 86b voisines, presque toutes les molécules de cristal liquide se trouvant sur toutes les bandes des électrodes, c'est-à-dire sensiblement toutes les molécules de cristal liquide au sein de la couche de cristal liquide sont alignées le long des directions
des lignes E3f de champ électrique paraboliques en la présence du champ.
La raison en est que sensiblement toutes les molécules de cristal liquide sont alignées dans le champ électrique et que les largeurs des bandes sont suffisamment petites comparées aux LCD classiques, ce qui entraîne la production d'un champ électrique parabolique même dans la région centrale
des surfaces supérieures des bandes 83b et 86b.
La figure 20 représente un résultat de simulation simplifié du dispositif d'affichage à cristal liquide suivant le mode de réalisation 3 de la présente invention. Ici, la largeur P32 des bandes 86b de l'électrode 86 de 3o pixel est de 4 pm. La distance L32 entre les bandes 86b de l'électrode 86 de
pixel est de 4 pm. L'intervalle d de cellule est de 3,9 pm et l'angle de pré-
inclinaison est d'environ 1 degré. L'angle entre l'axe de frottement de la première pellicule 95 d'alignement et la direction de champ (direction de l'axe des x) est de 15 degrés et l'anisotropie As de diélectrique de cristal 77 liquide est de -3,4. Un produit de l'anisotropie de l'indice And de réfraction et de
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l'intervalle d de cellule est de 0,25, la longueur d'onde k lumineuse est 546
nm, et la tension d'attaque est de 6 volt.
Comme représenté à la figure 20, comme les molécules de cristal liquide se trouvant au-dessus des bandes 83b et 86b ainsi que les molécules O de cristal liquide qui se trouvent entre elles sont alignées, un facteur de transmission uniforme est représenté dans toutes les régions. Lorsque la tension est appliquée à l'électrode 46b de pixel, le facteur de transmission maximum est obtenu après l'écoulement d'un temps de 30,01 ms et présente une valeur élevée d'environ 34 %. Ainsi, le facteur de transmission maximum o du dispositif d'affichage à cristal liquide dans la présente invention est
supérieur à ceux du dispositif classique pendant la même période de temps.
En outre, comme le dispositif d'affichage à cristal liquide prend moins de temps pour atteindre le même facteur de transmission que le dispositif LCD classique, le temps de réponse devient également plus rapide comparé à celui du dispositif classique. 4. Mode de réalisation 4 En se reportant à la figure 21, des lignes 101a, 101b de bus de grille, des lignes 107a, 107 de bus de données, et une ligne 102 commune de signal sont toutes disposées sur un premier substrat 100 ou substrat inférieur dans la même disposition qu'indiqué au mode de réalisation 1. Dans ce cas, les lignes 101a et 101b de bus de grille, une ligne 102 commune de signal, et les lignes 107a et 107b de bus de données peuvent être constituées d'un matériau opaque d'un élément ou d'un alliage d'au moins deux éléments choisis dans le groupe consistant en AI, Mo, Ti, W, Ta, et Cr. Dans le mode
de réalisation 4, on utilise l'alliage MoW.
Une première électrode 103 ou électrode antagoniste est formée dans la région unitaire de pixel du premier substrat 100. L'électrode 103 antagoniste est électriquement en contact avec la ligne 102 commune de signal pour en recevoir un signal commun. L'électrode 103 antagoniste est de préférence en un matériau transparent et conducteur tel que de l'oxyde
d'indium et d'étain ("ITO").
L'électrode 103 antagoniste comprend une première partie 103a et une seconde partie 103b. La première partie 103a s'étend parallèlement à la direction de l'axe x et chevauche la ligne 102 commune de signal. La seconde partie 103b comprend une pluralité de bandes perpendiculaires au
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corps 103a. L'électrode 103 antagoniste comporte une troisième partie d'un autre corps 103c s'étendant parallèlement à la première partie 103a de manière que l'une des deux bandes les plus à l'extérieur entourent les
bandes restantes, comme représentée à la figure 21.
D5 Une seconde électrode 106 ou électrode de pixel comprend une première partie 106a et une seconde partie 106b. La première partie 106a est disposée parallèlement à la direction de l'axe des x et est placée entre la troisième partie 103c de l'électrode 103 antagoniste et les extrémités ouvertes des bandes 103b de l'électrode 103 antagoniste. La seconde partie o 106b de l'électrode 106 de pixel comprend une pluralité de bandes qui s'étendent vers la première partie 103a de l'électrode antagoniste dans la direction de l'axe des y à partir de la première partie 106a. Les bandes de la deuxième partie 106b de l'électrode 106 de pixel sont chacune placées entre
les bandes 103b de l'électrode 103 antagoniste à une distance sélectionnée.
A5 L'électrode 106 de pixel est reliée électriquement à une électrode 109 formant drain d'un transistor à couche mince. Le transistor à couche mince comprend en outre une électrode 108 de source qui est reliée électriquement à une ligne 107a de bus de données correspondante. Les bandes 106b de l'électrode 106 de pixel sont formées de manière à alterner avec les bandes 103b de l'électrode 103 antagoniste. L'électrode 160 de pixel est en matériau transparent et conducteur tel qu'en ITO tout comme l'électrode 103 antagoniste. La troisième partie 103c de l'électrode 103 antagoniste est destinée à empêcher toute diaphonie entre la première partie 106a de l'électrode 106 de pixel et une ligne 101a de bus de grille adjacente à la première partie 106a. La troisième partie 103c peut être omise dans le
présent mode de réalisation 4.
La figure 22A est une vue en coupe simplifiée suivant la ligne 222-222'
de la figure 21.
En se reportant aux figures 21 et 22A, la référence numérique P41 3o indique une largeur de chaque bande 103b de l'électrode 103 antagoniste, P42 une largeur de chaque bande 106b de l'électrode 106 de pixel, L41 un intervalle entre les bandes 103b de l'électrode 103 antagoniste, L42 un intervalle entre les bandes 106b de l'électrode 106 de pixel, respectivement, De même, le numéro de référence e 41 indique une distance entre toute bande 103b de l'électrode 103 antagoniste et une bande 106b de l'électrode
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106 de pixel qui en est voisine. Dans le mode de réalisation 4, les bandes 103b de l'électrode 103 antagoniste sont déposées dans le même niveau de plan que les bandes 106b de l'électrode 106 de pixel comme représenté à la figure 22, ce qui est une caractéristique qui distingue nettement ce mode de réalisation 4 des modes de réalisation 1 à 3. Bien entendu, la largeur P42 de chacune des bandes 106b de l'électrode 106 de pixel, l'intervalle L42 entre les bandes 106b de l'électrode 106 de pixel, la largeur P41 de chacune des bandes 103b de l'électrode 103 antagoniste, et la distance I 41 entre n'importe qu'elle bande de l'électrode o 103 antagoniste et une bande de l'électrode 106 de pixel qui en est voisine est déterminé en considérant les relations entre elles. Cependant, on fixe tout cela de manière à ce que des molécules de cristal liquide recouvrant les bandes 103b, 106b soient sensiblement alignées en fonction de la direction du champ électrique en la présence du champ électrique. C'est ainsi, par exemple, que lorsque l'air du pixel unitaire est de 110!mx330pm environ, I'électrode 103 antagoniste à huit bandes 103b, et l'électrode 106 de pixel a sept bandes 106b, les bandes 103b et les bandes 106b ayant chacune une largeur d'environ 1 à environ 8gm, de préférence de 2gm à 5gm. De même, il est souhaitable que l'intervalle L42 entre les bandes 106b de l'électrode 106 de pixel et l'intervalle L41 entre les bandes 103b de l'électrode 103
antagoniste soient approximativement de l'ordre de 1 pm à 84m.
En fonction de la dimension du pixel unitaire et du nombre des bandes 103b et des bandes 106b, on peut modifier les largeurs des bandes 103b et des bandes 106b et la distance entre elles. Mais on notera que dans le présent mode de réalisation 4 les bandes 103b et 106b doivent chacune avoir une largeur telle que toutes les molécules de cristal liquide recouvrant les électrodes 103 et 106 soient sensiblement alignées. De préférence, le rapport de la largeur P41 de la bande 103b à la largeur P42 de la bande 106b doit être compris entre 0,2 et 4,0 environ. La distance l41 peut être de l'ordre de de 0,1km à 5,0grm. Cependant, la distance e41 doit être plus petite que
l'intervalle de cellule entre deux substrats.
La configuration du second substrat ou substrat supérieur (non représentée à la figure 21 et à la figure 22A), l'état d'alignement de première et seconde pellicules d'alignement (non représenté aux figures 21 et 22A), et I'angle entre l'axe de frottement et l'axe x sont les mêmes que dans le mode
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de réalisation 1. De même, la position du polariseur et de l'analyseur non
représentés) sont les mêmes que dans le mode de réalisation 1.
Une couche de cristal liquide comprenant une pluralité de molécules de type tige est interposée entre le premier substrat 100 et la seconde pellicule d'alignement (non représentée). La couche de cristal liquide est une couche de cristal liquide négatif et a une structure qui peut êtretorsadée en fonction de l'absence ou la présence du champ électrique. Comme décrit dans le mode de réalisation 1, une anisotropie As diélectrique des molécules de cristal liquide est choisie afin d'assurer un facteur de transmission io maximum compte tenu de l'angle entre l'axe de frottement et l'axe x. De plus, I'anisotropie de l'indice An de réfraction et l'intervalle de cellule sont fixés de manière que le produit du An et de l'intervalle de cellule soient
approximativement de l'ordre de 0,2 à 0,6.m.
On décrit ci-dessous un procédé de fabrication du dispositif d'affichage à cristal liquide suivant le mode de réalisation 4 en se reportant aux figures
21 et 22A.
On dépose une pellicule métallique opaque sur un substrat 100 inférieur transparent. La pellicule métallique opaque est configurée pour former une pluralité de lignes de bus de grille comprenant une paire de lignes 101a et 101b de bus de grille, et une ligne 102 commune de signal. Pour isoler les lignes 101a et 101b de bus de grille, et la ligne 102 commune de signal d'une couche conductrice qui est formée pendant les opérations subséquentes, on dépose une couche 112 isolante de grille sur le substrat 10 inférieur. La pellicule isolante de grille est soit une couche isolante à double strate ou est obtenue par oxydation anodique du métal pour les lignes 101a et 101b de bus de grille ou pour la ligne 102 commune de signal. Après quoi on forme une couche 105 de canal en un matériau tel qu'un silicium amorphe sur une partie sélectionnée des lignes 101a et 101b de bus de grille. Puis on dépose du métal opaque sur la structure obtenue et on la configure pour 3o former l'électrode 109 de source et des lignes 107a et 107b de données y
compris l'électrode 108 de drain et le transistor 110 à couche mince.
L'électrode 108 de drain chevauche par une partie sélectionnée une extrémité de la couche 105 de canal et l'électrode 109 de source chevauche par une partie sélectionnée l'autre extrémité. Ensuite, on dépose une pellicule 115 protectrice sur la structure obtenue et on effectue une configuration pour
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exposer des parties sélectionnées de l'électrode 109 de source et de la ligne 102 commune de signal de manière à former des trous de contact incluant le symbole C1 de référence. Après quoi on dépose un conducteur transparent tel qu'en ITO en une épaisseur sélectionnée et on le configure pour y former une électrode 103 antagoniste et une électrode 106 de pixel ayant une structure telle que représentée à la figure 21. Le reste de l'opération est semblable à celui de la fabrication classique de LCD. On ne le décrira donc
pas d'avantage.
On décrit maintenant le fonctionnement du dispositif d'affichage à
io cristal liquide ci-dessus en se reportant aux dessins annexés.
Quand un champ électrique n'est pas produit entre l'électrode 103 antagoniste et l'électrode 106 de pixel, des faisceaux de lumière incidents ne transmettent pas la couche de cristal liquide pour la même raison que dans le
mode de réalisation 1.
En revanche, quand une tension critique est appliquée respectivement à l'électrode 103 antagoniste et l'électrode 106 de pixel, un champ électrique est produit entre les bandes 103b de l'électrode 103 antagoniste et les bandes 106b des électrodes 103 de pixel. Comme la distance entre les bandes 103b et 106b est très petite, un petit nombre de lignes de champ linéaires et un grand nombre de lignes de champ paraboliques ayant une grande courbure sont produites sur les surfaces supérieures des bandes 103b et 106b. Comme les lignes de champ électriques paraboliques sont obtenues sur presque toutes les surfaces supérieures des bandes 103b et 106b entre les bandes 103b et 106b voisines, presque toutes les molécules de cristal liquide recouvrant toutes les bandes des électrodes, c'est-à-dire presque toutes les molécules de cristal liquide au sein de la couche de cristal liquide sont alignées en fonction des directions des lignes de champ électrique paraboliques dans la présence du champ. La raison pour laquelle pratiquement toutes les molécules de cristal liquide sont alignées par le champ électrique est que les largeurs des bandes sont suffisamment petites par rapport aux LCD classiques, de sorte que l'on obtient un champ électrique parabolique même dans la région centrale des surfaces supérieures des bandes 103b et 106b. Il s'ensuit, que de la lumière incidente est transmise à travers les parties centrales des bandes 103b et
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106 ainsi que dans les espaces entre elles et leurs parties de bord, ce qui se
traduit par un grand facteur de transmission et un grand rapport d'ouverture.
La figure 21A représente une courbe d'iso-contraste suivant l'angle de vision dans le mode de réalisation 1 à 4 de la présente invention et les figures 23A et 23B représente une courbe d'iso-contraste suivant les CD classiques. Aux figures 23A et 23B, tous les points sur l'écran sont représentés par des coordonnées dans le plan x-y et l'axe des z normal au plan x-y o < est l'angle azimutal passant de 0 degré à 360 degrés et O est
l'angle polaire passant de -90 degrés à 90 degrés.
o A la figure 23A, la plupart des régions présente un rapport de contraste de 10 ou plus, mais un lobe correspondant à l'angle azimutal de 0 degré à 90 degrés présente partiellement une région ayant un rapport de contraste inférieur à 10 à sa partie de bord. D'autre part, à la figure 23B, une majorité des régions présente un rapport de contraste inférieur à 10. Ce v résultat indique que la région ayant le rapport de contraste d'environ 10 à une répartition large dans le dispositif d'affichage à cristal liquide de la présente
invention par rapport à ceux des LCD classiques.
La figure 22 montre la variation de la brillance en fonction de l'angle de vision dans les modes de réalisation 1 à 4. A la figure 22, le chiffre 90% ) indique une région o la brillance est supérieure à 90 %. Le chiffre 70% indique une région o la brillance est supérieure à 70%. D'une manière similaire, chaque chiffre en pourcentage indique une région illustrée o la
* brillance est supérieure à la barrière numérique.
Comme représenté à la figure 22, toutes les régions illustrées présentent une brillance uniforme de 10% ou plus. Par conséquent, un phénomène de blanc excessif avec une quantité grande de lumière est transmis à un angle de vision azimutale de 180 degrés et un phénomène de noir excessif suivant lequel une petite quantité de lumière est transmise à un angle de vision azimutale de 0 degré ne sont pas produits, ce qui présente
o des caractéristiques assez différentes du mode TN classique.
La figure 23 est un graphique simplifié représentant le facteur de transmission de lumière en fonction de la tension d'attaque appliquée à l'électrode de pixel. A la figure 23, al et a2 sont les courbes de facteur de transmission du dispositif d'affichage à cristal liquide suivant le mode de réalisation 1 à 3 de la présente invention, tandis que a3 est la courbe de
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facteur de transmission du dispositif d'affichage à cristal liquide suivant les LCD classiques ayant le mode IPS général. Ici, al correspond à un cas o l'anisotropie de l'indice An de réfraction est de 0,08, a2 correspond à un cas o l'anisotropie de l'indice An de réfraction est de 0,1, et a3 correspond à un
O cas o l'anisotropie de l'indice An de réfraction est de 0,1.
Comme représenté à la figure 23, le facteur de transmission du dispositif d'affichage à cristal liquide suivant les modes de réalisation 1 à 4 est supérieur à celui du dispositif d'affichage à cristal liquide ayant un mode IPS suivant les dispositifs classiques. En comparant al et a2, on note que le o dispositif d'affichage à cristal liquide avec des anisotropies d'indice de réfraction plus élevés présente des caractéristiques de facteur de transmission supérieur comparé au dispositif d'affichage à cristal liquide ayant une anisotropie inférieure de l'indice de réfraction. Cependant, si l'anisotropie de l'indice An de réfraction est très grande, le facteur de i transmission s'améliore, mais un décalage de couleur peut être produit. Par conséquent, afin d'éviter le décalage de couleur, un cristal liquide ayant une anisotropie d'indice An de réfraction approprié doit être sélectionné. La
présente invention n'est pas limitée par les modes de réalisation précédents.
Par exemple, le même effet peut être obtenu en formant les bandes 46b, 66b ou 86b de chacune des électrodes 46, 66 ou 86 de pixel, de sorte que les largeurs P12, P22 et P32 soient supérieures aux largeurs des parties
dégagées des contre électrodes 43, 63 ou 83.
Comme décrit précédemment, suivant l'invention, I'électrode antagoniste et l'électrode de pixel sont toutes les deux formées de matériau transparent, la distance entre les deux électrodes est formée de manière à être plus petite que l'intervalle de cellule, les largeurs des deux électrodes sont formées de manière à être suffisamment étroites, de sorte que les composantes de lignes de champ paraboliques produites de leur deux côtés, déplacent sensiblement les molécules de cristal liquide recouvrant sur les )o deux électrodes. Il en résulte qu'un facteur de transmission élevé peut être
obtenu comparé à celui des dispositifs classiques.
En outre, comme l'électrode antagoniste et l'électrode de pixel sont formées en matériau transparent, le rapport d'ouverture (ouverture numérique
est fortement améliorée).
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En outre, comme la distance entre l'électrode antagoniste et l'électrode de pixel est très petite, des composantes de lignes de champ paraboliques à grande courbure et de grande intensité sont produites pour ainsi effectivement déplacer les molécules de cristal liquide se trouvant sur les deux électrodes. Il en résulte un temps de réponse fortement améliorée. En outre, comme la distance entre l'électrode antagoniste et l'électrode de pixel est plus petite que l'intervalle de cellule, la tension de seuil peut être abaissée comparée au dispositif d'affichage à cristal liquide des dispositifs classiques ayant une distance plus grande que l'intervalle de
Io cellule.
En outre, un angle de vision large est obtenu.
En outre, comme les différences de hauteur entre l'électrode antagoniste et l'électrode de pixel peuvent être moindre, un processus de planarisation supplémentaire n'est pas nécessaire. Il en résulte que le
processus de frottement devient plus facile.
Diverses autres modifications apparaîtront aux spécialistes de la technique et seront facilement réalisées par les spécialistes de la technique sans sortir de l'esprit et du domaine de l'invention. Par exemple, I'électrode de pixel et l'électrode antagoniste peuvent être interchangeable avec
certaines modifications, par conséquent, I'étendue des revendications
annexées n'est pas destinée à être limité par la description telle que
présentée ci-dessus, et les revendications doivent au contraire être
interprétées de manière large.
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Claims (2)
1- Dispositif d'affichage à cristal liquide caractérisé en ce qu'il comporte: D un premier substrat (30; 40; 60; 80) et un second substrat (36; 52; 92), le premier substrat étant opposé au second substrat et en en étant distant d'une première distance, chacun des substrats ayant une surface intérieure et une surface extérieure opposée à la surface intérieure; une couche de cristal liquide interposée entre les surfaces intérieures 0to des substrats, la couche de cristal liquide comportant une pluralité de molécules de cristal liquide; une première électrode (32; 43; 63; 83) formée sur la surface intérieure du premier substrat (30; 40; 60; 80), la première électrode (32; 43; 63; 83) ayant une première largeur; et une seconde électrode (34; 46; 66; 86) formée sur la surface intérieure du premier substrat (30; 40; 60; 80), la seconde électrode (34; 46; 66; 86) ayant une seconde largeur, et étant à distance de la première électrode d'une seconde distance, la première électrode et la seconde électrode étant capable d'aligner les molécules du cristal liquide en utilisant un champ électrique produit entre la première électrode et la seconde électrode, dans lequel les première et seconde électrodes sont fabriquées en un conducteur transparent et la première distance est plus grande en longueur
que la seconde distance.
2. - Dispositif d'affichage a cristal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les première et seconde électrodes ont chacune une largeur telle que les molécules de cristal liquide recouvrant les surfaces de
l'électrode sont sensiblement orientées par le champ électrique.
i 1 2773225 3. - Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde distance est approximativement comprise
entre 0,1 pm et 5,0 pm.
4.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un rapport de la seconde largeur à la première largeur
est approximativement compris entre 0,2 et 4,0.
5.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les première et seconde largeurs sont
approximativement comprises entre 1 ptm et 8 pm.
6.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les molécules du cristal liquide sont disposées de sorte que en l'absence de champ électrique, leurs grands axes soient parallèles aux surfaces des premier et second substrats, tandis que en présence du champ électrique, I'axe optique d'une lumière incident est parallèle ou normal
ô à la direction du champ électrique.
7.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une première couche (55) d'alignement formée sur la surface intérieure du premier substrat et une seconde couche (56) d'alignement formée sur la surface intérieure du second substrat, la première couche d'alignement ayant un premier axe d'un frottement qui fait avec la direction du champ électrique un premier angle sélectionné et mettant les molécules de cristal liquide dans la direction du premier axe de frottement en présence du champ électrique, et la seconde couche d'alignement ayant un second axe de frottement qui fait avec la direction du champ électrique un second angle sélectionné et mettant les molécules de cristal liquide dans la direction du second axe de frottement en
présence du champ électrique.
8.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 7,
caractérisé en ce que les molécules de cristal liquide ont un angle de pré-
o inclinaison, I'angle de pré-inclinaison étant approximativement compris entre
0 degré et 10 degrés.
9.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le premier axe de frottement est à 180 degrés par
rapport au second axe de frottement.
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10.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un polariseur (58) disposé sur la surface extérieure du premier substrat et un analyseur (59) disposé sur la surface extérieure du second substrat, le polariseur (58) ayant un axe (58a) D de polarisation suivant une direction donnée, I'axe de polarisation étant optiquement relié à la couche de cristal liquide, I'analyseur (59) ayant un axe (59a) d'absorption dans une direction donnée, I'axe d'absorption étant
optiquement relié au polariseur.
11.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 10, io caractérisé en ce que l'angle entre l'axe de polarisation du polariseur et le premier axe de frottement de la première couche d'alignement est approximativement compris entre 0 degré et 90 degrés, et l'angle entre l'axe d'absorption d'analyseur et l'axe de polarisation du polariseur est
approximativement de 90 degrés.
1r 12.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 11, caractérisé en ce que lorsque l'angle entre le premier axe de frottement et la direction du champ électrique est approximativement compris entre 0 degré et degrés, I'anisotropie diélectrique de la couche de cristal liquide est négative, tandis que lorsque l'angle entre le premier axe de frottement et la direction de champ électrique est approximativement compris entre 45 degrés
et 90 degrés, I'anisotropie dielectrique du cristal liquide est positive.
13.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la couche de cristal liquide est un cristal liquide nématique, et un produit de l'anisotropie de l'indice de réfraction des molécules de cristal liquide de la couche de cristal liquide et de la première
distance est approximativement compris entre 0,2 plm à 0,6.tm.
i4.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la couche de cristal liquide est un cristal liquide nématique, et un produit de l'anisotropie de l'indice de réfraction des molécules de cristal liquide de la couche de cristal liquide et de la première distance est approximativement compris entre 0, 2 p.m à 0,6 im; 15.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la première électrode (43) est électrode antagoniste à laquelle un signal commun est appliqué et la seconde électrode (46) est une électrode de pixel à laquelle un signal d'affichage est appliqué.
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16.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 1,
caractérisé en ce que le conducteur transparent est en ITO.
17.- Dispositif d'affichage à cristal liquide caractérisé en ce qu'il comporte: s un premier substrat et un second substrat, le premier substrat étant opposé au second substrat et en en étant distant d'une première distance, chacun des substrats ayant une surface intérieure et une surface extérieure opposée à la surface intérieure; une couche de cristal liquide interposée entre les surfaces intérieures io des substrats, la couche de cristal liquide comportant une pluralité de molécules de cristal liquide; une première électrode (43) formée sur la surface intérieure du premier substrat, la première électrode comportant une pluralité de bandes (43b), chacune des bandes ayant une première largeur et étant à distance d'une is seconde distance d'une autre bande qui lui est voisine; une seconde électrode (46) formée sur la surface intérieure du premier substrat, la seconde électrode comportant une pluralité de bandes (46b), chacune des bandes étant disposée entre les bandes de la première électrode, ayant une seconde largeur, et étant à distance d'une troisième 2o) distance d'une autre bande qui lui est voisine, chacune des bandes de la seconde électrode étant séparée de chacune des bandes de la première électrode qui lui sont voisines d'une quatrième distance; et une couche isolante destinée à isoler la première électrode et la seconde électrode l'une de l'autre, dans laquelle la première électrode et la seconde électrode sont chacune en un conducteur transparent, dans laquelle la première distance est supérieure en longueur à la quatrième distance, et la seconde largeur est plus petite que la seconde distance, et la première largeur est plus petite que la troisième distance; et dans lequel les bandes des première et seconde électrodes ont chacune une largeur telle que les molécules de cristal liquide recouvrant les bandes de la première électrode et les bandes de la seconde électrode sont sensiblement alignées en la présence du champ électrique produit entre les
bandes de la première électrode et les bandes de la seconde électrode.
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18.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 17,
caractérisé en ce que le conducteur transparent est en ITO.
19.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 18, caractérisé en ce que la quatrième distance est approximativement comprise entre 0,1 zm et 5 pm. 20. - Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 19, caractérisé en ce qu'un rapport de la seconde largeur a la première largeur
est approximativement compris entre 0,2 et 4,0.
21.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 20, o caractérisé en ce que la première largeur et la seconde largeur sont chacune
approximativement comprises entre 1 4m et 8 pim.
22. - Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 21, caractérisé en ce que la première électrode comporte en outre un premier corps reliant des extrémités des bandes de la première électrode les unes aux autres. 23.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 22, caractérisé en ce que la seconde électrode comporte en outre une première partie de connexion, la première partie de connexion reliant des extrémités des bandes de la première électrode les unes aux autres, et la première
partie de connexion étant chevauchée par le premier corps.
24.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 23, caractérisé en ce que la première électrode comporte en outre un second corps destiné à relier les autres extrémités des bandes les unes aux autres la seconde électrode comportant en outre, une seconde partie de connexion
et étant chevauchée par le second corps.
25.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 22, caractérisé en ce que la première électrode comporte en outre, une seconde partie de connexion parallèle au premier corps de la première électrode,
destinée à connecter les autres extrémités des bandes.
26- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une première couche d'alignement formée sur la surface intérieure du premier substrat et une seconde couche d'alignement formée sur la surface intérieure du second substrat, la première couche d'alignement ayant un premier axe de frottement qui fait avec la direction du champ électrique un premier angle sélectionné, et mettant les
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molécules de cristal liquide dans la direction du premier axe de frottement en présence du champ électrique, et la seconde couche d'alignement ayant un second axe de frottement qui fait avec la direction du champ électrique un second angle sélectionné, et mettant les molécules de cristal liquide dans la direction du second axe de frottement en la présence du champ électrique. 27.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 26,
caractérisé en ce que les molécules de cristal liquide ont un angle de pré-
inclinaison, l'angle de pré-inclinaison étant approximativement compris entre
0 degré et 10 degrés.
o0 28.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 27, caractérisé en ce que le premier axe de frottement de la première couche d'alignement est à environ 180 degrés par rapport au second axe de
frottement de la seconde couche d'alignement.
29. Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 28, i caractérisé en ce qu'il comporte en outre un polariseur disposé sur la surface extérieure du premier substrat et un analyseur disposé sur la surface extérieure du second substrat, le polariseur ayant un axe de polarisation dans une direction donnée, I'axe de polarisation étant optiquement relié à la couche de cristal liquide, I'analyseur ayant un axe d'absorption dans une
direction donnée, I'axe d'absorption étant optiquement relié au polariseur.
30.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 29, caractérisé en ce que l'angle entre l'axe de polarisation du polariseur et le premier axe de frottement de la première couche d'alignement est approximativement de 0 degré ou 90 degrés, et l'angle entre l'axe d'absorption de l'analyseur et l'axe de polarisation du polariseur est
approximativement de 90 degrés.
31.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 30, caractérisé en ce que lorsque l'angle entre le premier axe de frottement et la direction du champ électrique est approximativement compris entre 0 degré et o30 45 degrés, I'anisotropie diélectrique de la couche de cristal liquide est négative, tandis que lorsque l'angle entre le premier axe de frottement et la direction de champ électrique est approximativement compris entre 45 degrés
et 90 degrés, I'anisotropie diélectrique du cristal liquide est positive.
32. - Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 31, caractérisé en ce que la couche de cristal liquide est un cristal liquide
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nématique, et un produit de l'anisotropie d'indice de réfraction des molécules de cristal liquide de la couche de cristal liquide et de la première distance est
approximativement compris entre 0,2 N.m et 0,6tm.
33.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 17, caractérisé en ce que la seconde largeur est la même que la seconde
distance, et la première largeur est identique à la troisième distance.
34. - Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 33, caractérisé en ce qu'un rapport de la seconde largeur à la première largeur
est approximativement compris entre 0,2 et 4.
35.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 34, caractérisé en ce que les première et seconde largeurs sont chacune
approximativement compris entre 1 m et 8am.
36.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 35, caractérisé en ce que la première électrode comporte en outre un premier
î corps destiné à relier les autres extrémités des bandes les unes aux autres.
37.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 36, caractérisé en ce que la seconde électrode comporte en outre une première
partie de connexion et étant chevauchée par le premier corps.
38.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 37, caractérisé en ce que la première électrode comporte en outre un second corps, et la seconde électrode comporte en outre une seconde partie de connexion parallèle au second corps, destinée à connecter les autres
extrémités des bandes.
39.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 36, caractérisé en ce que la seconde électrode comporte en outre une seconde
partie de connexion destinée à connecter les autres extrémités des bandes.
40.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 37, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une première couche d'alignement formée sur la surface intérieure du premier substrat et une seconde couche 0 d'alignement formée sur la surface intérieure du second substrat, la première couche d'alignement ayant un premier axe de frottement qui fait un premier angle sélectionné avec la direction du champ électrique, et mettant les molécules de cristal liquide dans la direction du premier axe de frottement en présence du champ électrique, et la seconde couche d'alignement ayant un second axe de frottement qui fait un second angle sélectionné avec la
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direction de champ électrique et mettant les molécules de cristal liquide dans la direction du second axe de frottement en la présence du champ électrique, 41.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 40,
caractérisé en ce que les molécules de cristal liquide ont un angle de pré-
inclinaison, I'angle de pré-inclinaison étant approximativement compris entre
0 degré et 10 degrés.
42.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 41, caractérisé le premier axe de frottement de la première couche d'alignement est à environ 180 degrés par rapport au second axe de frottement de la
o seconde couche d'alignement.
43.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 42, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un polariseur disposé sur la surface extérieure du premier substrat et un analyseur disposé sur la surface extérieure du second substrat, le polariseur ayant un axe de polarisation en i une direction donnée, I'axe de polarisation étant optiquement relié à la couche de cristal liquide, I'analyseur ayant un axe d'absorption dans une
direction donnée, I'axe d'absorption étant optiquement relié au polariseur.
44.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 43, caractérisé en ce que l'angle entre l'axe de polarisation du polariseur et le premier axe de frottement de la première couche d'alignement est approximativement 0 degré ou 90 degrés, et l'angle entre l'axe d'absorption d'analyseur et l'axe de polarisation du polariseur est approximativement de
degrés.
45.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 44, caractérisé en ce que lorsque l'angle entre le premier axe de frottement et la direction du champ électrique est approximativement compris entre 0 degré et degrés, I'anisotropie dielectrique de la couche de cristal liquide est négative, tandis que lorsque l'angle entre le premier axe de frottement et la direction du champ électrique est approximativement compris entre 45 degrés
o et 90 degrés, I'anisotropie diélectrique du cristal liquide est positif.
46.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 45, caractérisé en ce que la couche de cristal liquide est un cristal liquide nématique et un produit de l'anisotropie de l'indice de réfraction des molécules de cristal liquide de la couche de cristal liquide et de la première
Or distance est approximativement compris entre 0,2 p.m et 0,6 pm.
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47.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 17, caractérisé en ce que la seconde largeur est supérieure à la seconde
distance, et la première largeur est supérieure à la troisième distance.
48.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 16, caractérisé en ce que des lignes de bus de grille, des lignes de bus de données, et des lignes de signal commun sont formées d'un élément métallique ou d'un alliage d'au moins deux éléments sélectionnés dans le
groupe constitué de AI, Mo, Ti, W, Ta, et Cr.
49.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 16, o caractérisé en ce qu'un produit de l'anisotropie de l'indice de réfraction des molécules de cristal liquide de la couche de cristal liquide et de la première
distance est approximativement compris entre 0,2 lm et 0,6 gm.
50. - Dispositif d'affichage à cristal liquide, caractérisé en ce qu'il comporte: des premier (70) et second (72) substrats, le premier substrat étant opposé au second substrat en en étant à une première distance, chacun des substrats ayant une surface interieure et une surface exterieure opposee a la surface intérieure; une couche (77) de cristal liquide interposée entre les surfaces intérieures des deux substrats, la couche de cristal liquide comportant une pluralité de molécules de cristal liquide; une première électrode (63) formée sur la surface intérieure du premier substrat, la première électrode ayant une structure de trame carrée; une seconde électrode (66) formée sur la surface intérieure du premier substrat, la seconde électrode (66) comportant une pluralité de bandes (66b), les bandes étant chacune disposées de manière à chevaucher la première électrode et à avoir une première largeur (P22) et une seconde distance (L22) entre elles, dans lequel la surface de la première électrode est partiellement dégagée par des espaces entre les bandes, les parties o dégagées de la première électrode ayant chacune une largeur égale à la seconde distance; et une couche (64) d'isolation destinée à isoler la première électrode et la seconde électrode l'une ou l'autre, dans lequel les première et seconde électrodes sont chacune en un conducteur transparent,
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dans lequel la première distance entre les premier (70) et second (72) substrats est supérieure à une épaisseur de la couche (64) d'isolation, et une seconde largeur et la première largeur sont chacune telle que les molécules de cristal liquide au dessus des parties dégagées de la première électrode et les bandes de la seconde électrode sont sensiblement alignées par le champ électrique produit entre les parties dégagées de la première électrode et les
bandes de la seconde électrode.
51.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 50,
caractérisé en ce que le conducteur transparent est en ITO.
52.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 51, caractérisé en ce qu'un rapport de la largeur de la bande à la seconde distance entre les bandes de la première électrode est approximativement
compris entre 0,2 et 5.
53.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 52, caractérisé en ce que la largeur de la bande est approximativement comprise
entre 1 mm et 8 p.m.
54.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 53, caractérisé en ce qu'un rapport de l'intervalle entre les bandes de la première électrode à la première distance entre les premier et second substrats est
2o approximativement compris entre 0,1 et 5.
55.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 54, caractérisé en ce que la première électrode comporte en outre une première partie de connexion parallèle à la première direction destinée à connecter des extrémités des bandes les unes aux autres, la première partie de
connexion étant chevauchée par la seconde électrode.
56.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 55, caractérisé en ce que la première électrode comporte en outre une seconde partie de connexion parallèle à la première direction, destinée à connecter des autres extrémités des bandes les unes aux autres, la seconde partie de
connexion étant chevauchée par la seconde électrode.
57.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 55, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une première couche d'alignement formée sur la surface intérieure du premier substrat et une seconde couche d'alignement formée sur la surface intérieure du second substrat, la première couche d'alignement ayant un premier axe de frottement qui fait un premier
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angle sélectionné avec la direction de champ électrique, et alignant les molécules de cristal liquide dans la direction du premier axe de frottement en l'absence du champ électrique, et la seconde couche d'alignement ayant un second axe de frottement qui fait un second angle sélectionné avec la direction du champ électrique, et mettant les molécules de cristal liquide dans
la direction du second axe de frottement à la présence du champ électrique.
58.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 57,
caractérisé en ce que les molécules de cristal liquide ont un angle de pré-
inclinaison, l'angle de pré-inclinaison étant approximativement compris entre
io 0 degré et 10 degrés.
59.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 58, caractérisé en ce que le premier axe de frottement de la première couche d'alignement est à 180 degrés du second axe de frottement de la seconde
couche d'alignement.
Ji 60.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 59, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un polariseur disposé sur la surface extérieure du premier substrat et un analyseur disposé sur la surface extérieure du second substrat, le polariseur ayant un axe de polarisation en une direction de donnée, I'axe de polarisation étant optiquement relié à la couche de cristal liquide, I'analyseur ayant un axe d'absorption en une
direction donnée, I'axe d'absorption étant optiquement relié au polariseur.
61.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 60, caractérisé en ce qu'un angle entre l'axe de polarisation du polariseur et le premier axe de frottement de la première couche d'alignement est approximativement de l'ordre de 0 degré ou 90 degrés, et l'angle entre l'axe d'absorption d'analyseur et l'axe de polarisation du polariseur est
approximativement de 90 degrés.
62.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 61, caractérisé en ce que lorsque l'angle entre le premier axe de frottement et la o direction du champ électrique est approximativement compris entre 0 degré et degrés, I'anisotropie diélectrique de la couche de cristal liquide est négative, tandis lorsque l'angle entre le premier axe de frottement et la direction de champ électrique est approximativement compris entre 45 degrés
et 90 degrés, I'anisotropie diélectrique du cristal liquide est positive.
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63.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 62, caractérisé en ce que la couche de cristal liquide est un cristal liquide nématique, et un produit de l'anisotropie de l'indice de réfraction des molécules de cristal liquide de la couche de cristal liquide et de la première distance est approximativement compris entre 0,2 pm et 0,6 4.m. 64. - Dispositif d'affichage a cristal liquide suivant la revendication 50, caractérisé en ce que la couche de cristal liquide est un cristal liquide nématique, et un produit de l'anisotropie de l'indice de réfraction des molécules de cristal liquide de la couche de cristal liquide et de la première
o distance est approximativement compris entre 0,2 4m et 0,6.m.
65.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 50, caractérisé en ce que des lignes de bus de grille, des lignes de données, et des lignes de signal commun sont formées d'un élément métallique ou d'un alliage d'au moins deux éléments sélectionnés dans un groupe qui comporte
AI, Mo, Ti, W, Ta, et Cr.
66.- Dispositif d'affichage à cristal liquide, caractérisé en ce qu'il comporte: un premier substrat (80) et un second substrat, le premier substrat étant opposé au second substrat et en en étant disposé à une première distance, chacun des substrats ayant une surface intérieure et une surface extérieure opposées à la surface intérieure; une couche de cristal liquide intercalée entre les surfaces intérieures des substrats,la couche de cristal liquide comportant une pluralité de molécules de cristal liquide; une première électrode (86) formée sur la surface intérieure du premier substrat, la première électrode comportant une pluralité de bandes (86b), chacune des bandes ayant une première largeur (P32) et étant à distance (L31) d'une seconde distance d'autres bandes qui lui sont voisines; une seconde électrode (83) formée sur la surface intérieure du premier 0 substrat, la seconde électrode comportant une pluralité de bandes (83b), chacune des bandes étant disposées entre les bandes de la première électrode (86), ayant une seconde largeur (P31) et étant à distance d'une troisième distance d'autres bandes qui lui sont voisines, chacune des bandes de la seconde électrode étant séparées de chacune des bandes de la première électrode qui lui sont voisines d'une quatrième distance;
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la première électrode et la seconde électrode étant chacune en un conducteur transparent, la première distance étant supérieure en longueur à la quatrième distance, et la seconde largeur étant plus petite que la seconde distance et la première largeur étant plus petite que la troisième distance, les bandes des première et seconde électrodes étant disposées sur le même plan de niveau, et les bandes des première (86) et seconde (83) électrodes ayant chacune une largeur telle que les molécules de cristal liquide recouvrant les o bandes de la première électrode et les bandes de la deuxième électrode sont sensiblement alignées en la présence du champ électrique produit entre les
bandes de la première électrode et les bandes de la seconde électrode.
67.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 66,
caractérisé en ce que le conducteur transparent est en ITO.
68.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 67, caractérisé en ce que la quatrième distance est approximativement comprise
entre 0,1 pm à 5 pm.
69.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 67, caractérisé en ce qu'un rapport de la seconde largeur à la première largeur
est approximativement compris entre 0,2 à 4,0.
70.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 69, caractérisé en ce que la première largeur et la seconde largeur sont chacune
approximativement comprise entre 1 pm et 8 pm.
71.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 67, caractérisé en ce que la première électrode comporte en outre un premier corps reliant des extrémités des bandes de la première électrode les unes
aux autres.
72.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 71, caractérisé en ce que la seconde électrode comporte en outre une partie de connexion, la partie de connexion reliant des extrémités des bandes de la première électrode les unes aux autres, et la partie de connexion étant
chevauchée par le premier corps de la première électrode.
73.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 72, caractérisé en ce que la première électrode comporte en outre un second corps s'étendant à partir de l'une ou l'autre des deux bandes les plus à
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l'extérieur des bandes de la première électrode, le second corps étant parallèle au premier corps, et étant disposé entre la partie de connexion de la seconde électrode et une électrode de grille adjacente à la partie de connexion. 74.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 67, caractérisé en ce que la couche de cristal liquide est un cristal liquide nématique, et un produit de l'anisotropie de l'indice de réfraction des molécules de cristal liquide dans la couche de cristal liquide et de la première
distance est approximativement compris entre 0,2 pm et 0,6 pm.
75.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 67, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une première couche d'alignement formée sur la surface intérieure du premier substrat et une seconde couche d'alignement formée sur la surface intérieure du second substrat, la première couche d'alignement ayant un premier axe de frottement qui fait un premier is angle sélectionné avec la direction du champ électrique, et mettant les molécules de cristal liquide dans la direction du premier axe de frottement en la présence du champ électrique, et la seconde couche d'alignement ayant un second axe de frottement qui fait un second angle sélectionné avec la direction du champ électrique, et mettant les molécules de cristal liquide dans une direction du second axe de frottement en la présence du champ électrique. 76.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 75,
caractérisé en ce que les molécules de cristal liquide ont un angle de pré-
inclinaison, l'angle de pré-inclinaison étant approximativement compris entre
0 degré et 10 degrés.
77.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 76, caractérisé en ce que le premier axe de frottement de la première couche d'alignement fait un angle d'environ 180 degrés avec le second axe de
frottement de la seconde couche d'alignement.
78.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 77, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un polariseur disposé sur la surface extérieure du premier substrat et un analyseur disposé sur la surface extérieure du second substrat, le polariseur ayant un axe de polarisation dans une direction donnée, I'axe de polarisation étant optiquement relié à la
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couche de cristal liquide, I'analyseur ayant un axe d'absorption dans une
direction donnée, I'axe d'absorption étant optiquement relié au polariseur.
79.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 78, caractérisé en ce que l'angle entre l'axe de polarisation du polariseur et le premier axe de frottement de la première couche d'alignement est approximativement de 0 degré ou de 90 degrés, et l'angle entre l'axe d'absorption de l'analyseur et l'axe de polarisation du polariseur est
approximativement de 90 degrés.
80.- Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 79, caractérisé en ce que lorsque l'angle entre le premier axe de frottement et la direction du champ électrique est approximativement compris entre 0 degré et degrés, I'anisotropie diélectrique de la couche de cristal liquide est négative, tandis que lorsque l'angle entre le premier axe de frottement et la direction de champ électrique est approximativement compris entre 45 degrés
et 90 degrés, I'anisotropie diélectrique du cristal liquide est positive.
81.- Procédé pour fabriquer un dispositif d'affichage à cristal liquide, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à prendre un premier substrat (40) transparent, former une première couche conductrice transparente sur le premier substrat (40) transparent; former une première pellicule métallique sur le premier matériau conducteur transparent; configurer la première pellicule métallique de sorte que la première couche conductrice transparente soit dégagée, pour former une pluralité de lignes (41a,41b) de bus de grille et une ligne (42) de signal commun; configurer le premier conducteur transparent pour former une pluralité de secondes électrodes; former un isolateur de grille sur la structure résultante incluant les lignes (41a,41b) de bus de grille, les lignes (42) de signal commun et les 3o secondes électrodes; former une couche (45) de canal sur une partie sélectionnée de la couche d'isolation de grille; former une seconde couche conductrice transparente sur l'isolateur de grille;
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configurer la seconde couche conductrice transparente de manière à ce qu'elle soit chevauchée par la seconde électrode, pour former une pluralité de premières électrodes; déposer une seconde pellicule métallique sur la couche d'isolation de grille et configurer ensuite la seconde pellicule métallique pour former une pluralité de lignes (47a) de bus de donnée et de drains (48); et
former une première couche d'alignement sur la structure résultante.
82.- Procédé suivant la revendication 81, caractérisé en ce que les
premier et second matériaux conducteurs transparent sont en ITO.
o0 83.- Procédé pour fabriquer un dispositif d'affichage à cristal liquide, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à: prendre un premier substrat (100) transparent; former une première couche conductrice transparent sur un premier substrat (100) transparent; l)i configurer la première couche conductrice transparente pour former une pluralité de secondes électrodes; former une premiere pellicule metallique sur la premiere couche conductrice transparente; configurer la première pellicule métallique pour former une pluralité de lignes (101a,101b) de bus de grille et une ligne (102) commune de signal, de sorte que la ligne commune de signal est en contact avec chacune des secondes électrodes; former une couche (112) d'isolation de grille sur la structure résultante comportant les lignes (101a,101b) de bus de grille, la ligne (102) commune de signal et les secondes électrodes; former une couche (105) de canal sur une partie sélectionnée de la couche d'isolation de grille; former une seconde couche conductrice transparente sur la couche d'isolation de grille; configurer la seconde couche conductrice transparente de manière à ce qu'elle soit chevauchée par la seconde électrode, pour former une pluralité de premières électrodes; déposer une seconde pellicule métallique sur la couche d'isolation de grille; et
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configurer ensuite la seconde pellicule métallique pour former une pluralité de lignes (107a,107b) de bus de donnée, de sources (109) et de drains (108); et former une première couche d'alignement sur la structure résultante, dans lequel l'étape destinée à former des lignes (101a,101b) de bus de grille et la ligne (102) commune de signal et l'étape destinée à former la seconde
électrode sont interchangeables l'une avec l'autre.
84.- Procédé suivant la revendication 83, caractérisé en ce que le
premier et second matériau conducteur transparent sont en ITO.
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