Brevet FR2571913A1 — publié le 19860418

ECRAN D'AFFICHAGE A MATRICE ACTIVE A DOUBLE TRANSISTOR D'ADRESSAGE La présente invention a pour objet un écran d'affichage à matrice active à double transistor d'adressage. Un écran d'affichage à matrice active est un dispositif formé d'une mosaïque de points mémoire, répartis sur toute la surface d'un support. Ces points mémoire stockent le signal vidéo pendant toute la du- rée d'affichage d'une image. Un transducteur électro- nique (par exemple un cristal liquide) est en contact avec chaque point mémoire. Ce transducteur est excité pendant toute la durée d'une image, alors que, dans les systèmes dépourvus de mémoire électronique, le transducteur n'est sollicité que pendant la durée de l'excitation du point. L'effet optique et le taux de multiplexage sont donc améliorés. Le transistor à couches minces (en abrégé TCM) se prête bien à la réalisation d'un tel disposi- tif. Chaque point mémoire est alors situé au croise- ment d'une ligne et d'une colonne d'adressage et il est constitué d'un TCM d'adressage et d'un condensa- teur. Dans le cas o le transducteur est un cristal liquide, les armatures du condensateur sont consti- tuées par les électrodes de la cellule à cristal li- quide elles-mêmes. Le point m.émoire se ramène donc à un TCM et à un condensateur dont l'une des armatures est constituée par l'électrode disposée sur l'une des parois de la cellule qui contient le cristal liquide, l'autre armature étant constituée par la contre-élec- trode disposée sur l'autre paroi de la cellule. Une telle structure est représentée sur la figure 1. On y voit, d'une part, une paroi inférieure portant des colonnes conductrices 12 et des lignes conductrices 14, un TCM 20 et une électrode transpa- rente 22, et d'autre part, une paroi supérieure 24 recouverte d'une contre-électrode 26 également trans- parente. L'adressage d'un tel dispositif s'effectue de la manière suivante. Les lignes sont portées sé- quentiellement à un potentiel qui correspond à la tension de grille apte à rendre le TCM conducteur. Pendant toute la durée d'application de ce potentiel sur une ligne, les signaux vidéo sont appliqués suc- cessivement aux diverses colonnes, ce qui a pour effet d'exciter tous les points d'affichage (ou "pixels") de la ligne. La commande d'une ligne étant achevée, on passe à la ligne suivante, etc... L'image est ainsi affichée point par point, chaque point gardant la mémoire de l'excitation reçue, du fait de la structure en capacité de chaque pixel. La seule perte de charge résulte du courant de fuite qui s'écoule à travers le transistor d'adressage lorsque celui-ci est dans l'état bloqué. Mais la ré- sistance équivalente présentée par ce transistor est généralement très élevée (1013 ohms), de sorte que cet effet est pratiquement sans conséquence. On connaît déjà bon nombre de procédés de fabrication de matrices actives utilisant des TCM et des condensateurs. La figure 2 illustre par exemple une technique décrite par A.J. SNELL et al. dans un article intitulé "Application of Amorphous Silicon -Field Effect Transistors in Adressable Liquid Crystal Display Panels" publié dans "Applied Physics", 24, 357-362 (1981). Le TCM est formé d'une grille G en chrome déposée sur un substrat isolant 30, d'une cou- che de silicium amorphe 34 (aSi), d'un drain D et d'une source S en aluminium. L'armature inférieure du condensateur est formée d'une couche 38 d'oxyde d'étain et d'indium. La connexion entre le TCM et l'armature se fait par le drain D prolongé par une patte 40 qui emprunte un trou de contact 42. L'ensem- ble du circuit est constitué d'une pluralité de telles structures rangées sous forme matricielle. Les grilles G sont constituées par des lignes de connexion 44 et les sources par des colonnes 46. On connaît une autre technique de fabrica- tion dans laquelle, à la différence de la précédente, le TCM présente ses contacts de source et de drain à la partie inférieure et sa grille à la partie supé- rieure. Cette technique est décrite par M. MATSUMURA et al. dans l'article intitulé "Amorphous-Silicon Integrated Circuit", publié dans "Proceedings of the IEEE", vol.68, n 10, octobre 1980, pages 1349-1350. On connaît encore un autre procédé de fabri- cation, plus efficace que les précédents en ce sens qu'il ne nécessite que deux niveaux de masquage au lieu de 5 ou 6, comme c'est le cas dans les deux procé- dés mentionnés plus haut. Cette technique est décrite dans la publication de brevet français FR-A-2533072 et intitulée "Procédé de fabrication de circuits électro- niques à base de transistors en couches minces et de condensateurs". Les différentes opérations effectuées selon ce procédé sont illustrées sur la figure 3 qui montre différents états intermédiaires de l'écran obtenu. Ces opérations sont les suivantes: - préparation d'un substrat de verre 100, par exemple de la marque Corning 7059, par nettoyage physicochimique; - dépôt d'une couche 102 de matériau conduc- teur transparent, par exemple en oxyde d'étain et d'indium (a); - première photogravure, pour donner à la couche 102 la forme de colonnes 104 et de pavés 106 munis d'un appendice rectangutaire 108 (b); - dépôts d'une couche de silicium amorphe hydrogéné 110, d'une couche de silice 112 et d'une couche d'aluminium 114, chaque dépôt à environ 250 C (ou plus si on utilise ta technique de CVD-pLasma) (c); - seconde photogravure, pour définir des lignes 116 chevauchant Les appendices 108 et définis- sant Les TCM (d); - passivation générale par dépôt d'une cou- che de SiO2. Avec une telle technique, les TCM se trou- vent Localisés dans les zones de chevauchement des lignes 116 et des colonnes 104. La source et le drain sont respectivement constitués par L'appendice 108 et La partie de La colonne 104 située sous la ligne 116; la grille de commande est constituée par La partie de la Ligne 116 qui est située entre L'appendice 108 et La colonne 104. IL faut retenir de tous ces procédés de fa- brication de matrices actives que pour chaque point d'affichage, il existe un transistor d'adressage et un seul, celui-ci assurant La connexion entre une colonne d'adressage et L'électrode définissant Le pixel. Si de tels dispositifs conviennent bien à certains égards, ils présentent cependant un inconvé- nient qui est Lié au fait que certaines colonnes peu- vent être coupées par des microrayures. IL en résulte alors que tout ou partie d'une colonne de pixels ne pourra pas être adressée. Cet effet se manifeste par l'apparition d'un segment noir sur fond bLanc, ou blanc sur fond noir selon Le type d'afficheur, ce qui est particulièrement désagréable à l'oeil. La présente invention a justement pour but de remédier à cet inconvénient. A cette fin, l'inven- tion préconise d'utiliser non plus un mais deux tran- sistors d'adressage par pixel, ces deux transistors étant reliés à des lignes et colonnes adjacentes. De manière plus précise, une électrode Pn,p qui traditionnellement, était reliée à une ligne Ln et à une colonne Cp par un transistor d'adressage Tn,p est reliée en outre, à la ligne suivante Ln+1 et à la colonne suivante Cp+1 par un second transistor noté TA+1,p+1 (dans ces notations n et p sont des entiers compris entre 1 et respectivement N et P, si N et P sont les nombres de lignes et de colonnes de l'affi- chage). L'intérêt de cette disposition est que, si l'une des colonnes d'adressage est coupée, le pixel peut quand même être excité par l'autre colonne. Pour qu'un pixel soit inacessible, il faudrait donc que les deux colonnes qui l'encadrent soient simultanément coupées, ce qui, statistiquement, est peu probable. Cette disposition ne complique en rien le procédé de fabrication de l'écran d'affichage. Il suffit de prévoir, dans l'un quelconque des procédés connus, dont certains ont été évoqués plus haut, l'em- placement d'un deuxième TCM pour chaque condensateur. Naturellement, la présence du deuxième TCM modifie légèrement le processus d'adressage de chaque pixel en ce sens que le point excité Pn,p, au lieu de mémoriser l'excitation correspondant à la ligne Ln et à la colonne Cp comme dans l'art antérieur, mémorisera la dernière excitation reçue, en l'occurrence la deu- x-ième (s'il n'y a pas de coupure) qui correspond à la ligne Ln+1 et à la colonne Cp+1. Mais cette modifica- tion est, dans la plupart des cas, sans importance puisqu'elle revient simplement à décaler l'image affi- chée d'un intervalle ligne et d'un intervalle colonne. Les caractéristiques de l'invention appa- raîtront mieux après la description qui suit, d'exem- ples de réalisation donnés à titre explicatif et nul- lement limitatif. Cette description se réfère à des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1, déjà décrite, représente schématiquement un point d'affichage d'une matrice active, - la figure 2, déjà décrite, illustre un procédé connu de réalisation d'une matrice active, - la figure 3, déjà décrite, illustre un autre procédé connu de réalisation d'une matrice acti- ve, - La figure 4 représente schématiquement le principe d'un écran d'affichage selon l'invention, - la figure 5 montre un exemple de réalisa- tion d'un tel écran. La figure 4 montre, de façon schématique, le principe de l'écran d'affichage à matrice active selon l'invention. Sur cette figure, seulement deux lignes d'adressage sont représentées, de rang n et n+1 et seulement deux colonnes de rang p et p+1. Ces lignes et colonnes sont notées Ln, Ln+1 et Cp, Cp+1. Un point d'affichage est repéré par un double indice, le pre- mier relatif à la ligne qui le surmonte et le second à la -colonne qui le précède. Aussi, le point d'afficha- ge, ou pixel, noté Pn,p est le point situé sous la ligne Ln et à droite de la colonne Cp. Cette même convention est reprise pour le transistor d'adressage Tn,p qui relie le point d'affi- chage à la ligne Ln et à la colonne Cp. Selon l'invention, chaque point d'afficahge Pn,p est relié à deux transistors d'adressage: un premier transistor Tn,p qui le relie à Ln et Cp et un second transistor T+1, p+l qui le relie à Ln+1 et à Cp+1. L'adressage s'effectue de la manière sui- vante. Lorsque la ligne Ln est active, Pn,p est excité à travers Tn,p lorsque la colonne Cp reçoit le signal vidéo approprié. Mais Pn,p est excité une seconde fois lorsque la ligne Ln+1 est active et lorsque la colonne Cp+1 reçoit le signal vidéo. C'est donc la seconde excitation qui est finalement mémorisée. Il y a donc, en définitive, translation de l'image d'un vecteur égal à la diagonale du carré délimité par deux lignes adjacentes et deux colonnes adjacentes, puisque l'in- formation affichée en Pn,p est en fait l'information qui, dans l'art antérieur, est affichée en Pn+1, p+l. Si l'une des deux colonnes Cp ou Cp+1 est coupée, le point Pn,p sera tout de même excité par celle des deux colonnes qui est entière. Dans certains cas, les colonnes de l'écran peuvent être interdigitées, c'est-à-dire reliées une sur deux au circuit d'adressage par des connexions situées soit en haut, soit en bas de l'écran. Deux colonnes qui sont adjacentes dans l'un des demi-systè- mes d'adressage, sont en fait non adjacentes dans le système global. Il s'agit par exemple des colonnes Cn+1, Cn+3 ou Cn et Cn+2. Dans ce cas, les effets des coupures de deux colonnes adjacentes sont supprimés. Pour fabriquer l'écran d'affichage de l'in- vention, n'importe lequel des procédés décrits plus haut peut être utilisé, avec cette adaptation consis- tant à prévoir deux transistors par pixel au lieu d'un. Selon une variante avantageuse, on préfère uti- liser le dernier procédé mentionné, qui ne requiert que deux niveaux de masquage. Dans ce cas, la matrice se présente comme illustré sur la figure 5. Les réfé- rences numériques utilisées reprennent celles de la publication FR-A2533072 déjà citée. Chaque point d'affichage comprend un pavé rectangulaire (ou carré) 106 avec deux appendices 108 et 108* qui s'étendent le long de deux colonnes adjacentes 114 et qui s'engagent sous deux lignes adjacentes 116. Le premier transistor d'adressage se trouve dans La zone de chevauchement d'une Ligne 116 avec respectivement une colonne 114 et le premier appendice 108. Le second transistor se trouve dans la zone de chevauchement de la ligne sui- vante avec respectivement Le second appendice 108* et la colonne suivante. REVENDICATIONS 1. Ecran d'affichage à matrice active com- prenant une matrice de points d'affichage et, entre ces points, des lignes d'adressage (Ln) et des colon- nes d'adressage (Cn), chaque point (Pn,p) étant relié par un transistor à couches minces (Tn,p) à une ligne (Ln) et à une colonne (Cn), cet écran étant caractéri- sé par le fait que chaque point est en outre relié par un second transistor (TA+1, p+l) à la ligne suivante (Ln+1) et à la colonne suivante (Cp+1). 2. Ecran d'affichage selon la revendica- tion 1, dans lequel chaque point d'affichage (Pn,p) est constitué d'un pavé rectangulaire, en matériau conducteur, relié à un appendice (108) lequel est en- gagé sous la ligne d'adressage (116) correspondant à ce point, et s'étendant à proximité de la colonne d'adressage (104) correspondant à ce point, le tran- sistor d'adressage (Tn,p) de chaque point étant situé dans la zone de recouvrement de la ligne d'adressage correspondante (Ln) avec, respectivement, cet appen- dice (108) et la colonne (114) correspondante, cet écran étant caractérisé par le fait que le pavé rec- tangulaire comprend un second appendice (108*) engagé sous la ligne d'adressage suivante et s'étendant à proximité de la colonne d'adressage suivante, un second transistor d'adressage étant ainsi constitué pour le même point d'affichage, dans la zone de recou- vrement de la ligne suivante avec respectivement le second appendice (108*) et la colonne suivante.