Micro-SLM transmissif à base de technologie IPS

Lorsque nous parlons de SLM pour la modulation d’amplitude, les afficheurs de grandes ou de petites tailles sont des applications qui nous viennent à l’esprit.

Dans la partie précédente, il a été montré que la technologie IPS était apparue en proposant de corriger les défauts inhérents aux technologies VA et TN : le contraste et un angle de vue faible.

Dans un second temps, les évolutions de l’IPS permettent d’en corriger les défauts. Nous pouvons citer [68][59] :

- Le décalage en couleur qui correspond à une modification des couleurs perçues par l’observateur pour un angle de vue particulier ;

- L’augmentation de la transmittance ; - L’augmentation du contraste ; - L’augmentation de l’angle de vue ;

Dans le domaine des micro-SLM, les LCOS (micro-SLM généralement réflectifs), proposent des petits pixels [69] de l’ordre de 3 µm pour les plus petits [4].

Des micro-SLM sont fabriqués à partir de la technologie : high-temperature polysilicon (HTPS). Ceci permet de fabriquer les composants de la cellule sur un substrat de quartz au lieu d’un substrat de verre. Cette technique propose une haute résolution d’écran et d’y ajouter un circuit intégré dans le composant [70].

Une nouvelle méthode de fabrication permet d’utiliser un wafer de verre pour la fabrication de ces composants. Cette solution repose sur une méthode de fabrication sur wafer de silicium. Elle a été développée par la société Kopin et permet de créer des SLM avec une matrice active possédant de petits pixels [70]. Cette technique a été utilisée également au CEA pour fabriquer des cellules LCD à base de technologie IPS possédant des pixels de 5 µm initialement créés sur un water de silicium et reportés sur un wafer de verre [71].

Le principal avantage de l’IPS pour son utilisation dans le cadre d’un micro-SLM est de nature géométrique. Toutes les électrodes ainsi que le CMOS sont d’un seul côté du substrat. Cette

49 configuration permet de limiter des étapes technologiques pendant la fabrication après le transfert sur verre, contrairement aux autres technologies où il faut des électrodes sur chacun des substrats.

Dans le cas d’un micro-SLM, il est possible de diminuer l’amplitude du champ électrique entre les électrodes et donc la tension d’adressage en les rapprochant afin d’obtenir des petits pixels. L’avantage de l’IPS est ainsi gardé [50][57] en plus de la baisse de la tension d’adressage.

Pour l’IPS-HA, dans le cas d’une modulation d’amplitude, la transmittance est améliorée avec l’utilisation d’électrodes en ITO. En effet, la cellule avec des électrodes non transparentes possède des zones où la transmittance est nulle ce qui diminue la transmittance moyenne.

Un autre problème concerne l’orientation du champ électrique qui possède une composante verticale non négligeable au niveau des électrodes. À cause de cette composante, pour une cellule IPS-HA, nous avons vu qu’avec un Δε > 0 les performances en modulation d’amplitude sont très mauvaises au-dessus des électrodes.

4. Conclusion du chapitre

La technologie IPS a été introduite en présentant son design avec des électrodes interdigitées sur un même plan. Le nom de la technologie In-Plane Switching vient du fait que le mouvement des molécules s’effectue dans le même plan que les électrodes. Cette technologie est compatible avec différents types d’alignement (TN, VA ou HA) et deux types de CL : Δε > 0 et < 0. La technologie IPS permet surtout de corriger des défauts d’autres technologies (TN et VA) en proposant un bon contraste et un bon angle de vue.

Deux comportements distincts se dégagent. Dans le cas des molécules possédant un Δε > 0, l’alignement des molécules présente un défaut d’alignement au-dessus des électrodes à cause de la composante verticale du champ électrique dominante. Ce défaut provoque une mauvaise transmittance. À l’inverse, pour des molécules avec un Δε < 0, ce défaut n’apparaît plus et la transmittance est homogène sur la longueur de la cellule. La technologie FFS, se présente comme une évolution de la technologie IPS et permet d’utiliser des molécules avec un Δε < 0 en diminuant le pas des électrodes tout en augmentant la transmittance. Néanmoins les molécules avec un Δε < 0 possèdent en valeur absolue une anisotropie diélectrique plus faible que celles avec un Δε > 0.

Dans le domaine des micro-SLM, les électrodes sur un même substrat offrent un avantage par rapport aux autres technologies, en particulier au niveau des étapes de fabrication. De plus, le fait de rapprocher les électrodes permet de diminuer la tension d’adressage à leurs bornes. Dans le chapitre suivant, nous étudierons les performances en modulation de phase de la technologie IPS.

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Références

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Chapitre 3 : Modulation de phase et déviation de faisceau avec un SLM