CH619052A5

CH619052A5 -

Info

Publication number: CH619052A5
Application number: CH1611577A
Authority: CH
Inventors: Fereydoun Gharadjedaghi; Bernard Le Fur
Original assignee: Ebauches Sa
Priority date: 1977-12-28
Filing date: 1977-12-28
Publication date: 1980-08-29
Also published as: JPS54102143A; GB2013920A; GB2013920B; DE2827084A1; US4232946A; FR2413735A1

Description

La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'une cellule d'affichage électro-optique passif à cristal liquide nématique en hélice comprenant deux plaques entre lesquelles est disposé ledit cristal, selon lequel on dépose sur la face intérieure de chacune desdites plaques un film d'alignement par évaporation sous vide sous une incidence assurant un alignement des molécules du cristal liquide qui s'orientent ainsi suivant une direction déterminée par le processus d'évaporation.

II est à noter qu'un film d'alignement est une couche mince de matière apte à orienter les molécules d'un cristal liquide lorsque ce dernier est placé sur ladite couche. A titre d'exemple, un tel film peut être de l'oxyde de silicium, SiOx (1 < X < 2), du fluorure de magnésium, MgF2, du platine, du chrome, etc. (cf. brevets U.S. A. Nos. 3 834 792 et 3 853 391).

L'invention a également pour objet une cellule d'affichage électro-optique passif obtenue par la mise en œuvre de ce procédé.

Il est connu que le substrat des cellules d'affichage électro-? optique passif à cristaux liquide nématiques doit être traité pour que soit réalisé un alignement des molécules dudit cristal. Différentes techniques permettant de réaliser un tel alignement sont d'un usage courant.

La première de ces techniques à avoir été utilisée consiste à m frotter suivant une direction donnée, au moyen d'un chiffon, la surface du substrat qui entrera en contact avec le cristal liquide ; les molécules du cristal liquide voisines du substrat s'alignent suivant la direction du frottage une fois effectué le remplissage de la cellule, et forment un angle de 2 à 3° par rapport à la i s surface du substrat.

Cette technique, par frottage, présente l'inconvénient de n'être que difficilement utilisable pour les cellules dont le cadre se fait au moyen de verre fritté, les propriétés d'alignement de la surface ainsi traité ayant tendance à disparaître lors du chauf-fage de la cellule en vue de la fusion du verre fritté. De plus, l'ancrage est relativement faible et il se produit un vieillissement tel que la durée de vie de la cellule peut en être affectée.

Une autre technique d'orientation ou d'alignement des molécules du cristal liquide consiste à déposer sur un substrat un 25 film d'alignement, par exemple une couche d'oxyde de silicium (SiOx), sous une incidence de l'ordre de 30° par rapport audit substrat, les molécules du cristal liquide voisines de celui-ci s'alignant alors perpendiculairement à la direction de l'incidence et étant en moyenne parallèles au substrat.

m Dans ce cas, on constate que des domaines (le terme étant utilisé dans le sens qu'il a en cristallographie) se forment lors de l'application à la cellule d'un champ supérieur à la valeur de seuil. Ces domaines sont dus au fait que, les molécules étant à l'origine parallèles à la plaque de base, leur basculement peut ' i5 s'effectuer dans deux sens opposés. Dans ces conditions, on voit apparaître des zones qui présentent des comportements optiques différents, dégradant l'aspect esthétique de la cellule. Il n'en reste pas moins que, pour certaines applications, tel le multiplexage par exemple, la présence d'un seuil est souhaita-40 ble, ce qui conduirait alors à adopter la solution du dépôt de SiOx sous une incidence de 30°, dont l'aspect esthétique est malheureusement insatisfaisant.

On peut aussi déposer la couche d'oxyde de silicium sous une incidence de l'ordre de 5°. La projection sur le substrat de la 45 direction d'alignement des molécules voisines de celui-ci coïncide alors avec la projection de la direction d'incidence du SiOx, ces molécules faisant alors un angle de 15 à 30° par rapport au substrat.

Dans ce cas, le contraste de l'affichage en fonction de la su tension appliquée à la cellule varie progressivement à partir d'une tension nulle, comme l'indique la courbe I de la fig. 3 du dessin, ce qui est un inconvénient pour certaines applications telles que le multiplexage où, inévitablement, les électrodes des segments qui ne doivent pas être affichés sont néanmoins soumi-55 ses à une tension résiduelle lors de l'activation des segments qui doivent être affichés.

Le but de la présente invention est de remédier à ces différents inconvénients et, plus particulièrement, de fournir une cellule dans laquelle le contraste de l'affichage en fonction «i de la tension présente un seuil grâce auquel les segments qui ne doivent pas être affichés ne présentent pas un effet de contraste indésiré lorsqu'il leur est appliqué une tension résiduelle due au multiplexage. Ce but a pu être atteint grâce à la constatation du fait que la courbe du contraste en fonction de la tension change <>5 d'aspect selon l'angle d'ancrage des molécules du cristal liquide sur les plaques de la cellule et à la constatation du fait que, pour un angle moyen inférieur à 5°, le seuil en question est suffisamment marqué (cf. courbe II de la fig. 3 du dessin).

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Le procédé suivant l'invention est caractérisé par le fait qu'on réalise le film d'alignement en appliquant, sur au moins une desdites plaques, deux dépôts de matière d'alignement sous une incidence d'environ 5°, la projection, sur la plaque, du vecteur d'application d'un desdits dépôts formant un angle de 180° avec la projection, sur la plaque, du vecteur d'application de l'autre dépôt, le tout de façon que les molécules du cristal liquide s'ancrent ensuite sur ladite plaque sous un angle, inférieur à 10°, tel que l'angle d'ancrage moyen sur les deux plaques soit inférieur à 5°.

On entend par angle d'ancrage moyen sur les deux plaques la moyenne arithmétique des angles d'ancrage des molécules du cristal liquide sur les deux plaques de la cellule.

Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.

Les figs. 1 et 2 sont des coupes d'une partie d'une cellule d'affichage électro-optique passif dans deux stades de sa fabrication, et la fig. 3 est un graphique du contraste des segments de la cellule en fonction de la tension appliquée à ses électrodes, pour deux angles différents d'ancrage des molécules de son cristal liquide.

Les figs. 1 et 2 représentent l'une des plaques de verre de la cellule, désignée par 1, et qui est munie d'une piste conductrice 2 constituant une électrode.

On applique sur la plaque 1, par évaporation sous vide, une couche 3 de dioxyde de silicium (Si02) d'une épaisseur de 2000 Â par exemple, isolant l'électrode 2 du cristal liquide qui sera placé ultérieurement entre la plaque 1 et la seconde plaque de la cellule, représentée en traits mixtes au dessin, désignée par 4. Un cadre 5, également représenté en traits mixtes, maintient les deux plaques 1 et 4 à distance l'une de l'autre tout en assurant leur assemblage étanche permettant d'emprisonner entre elles le cristal liquide.

On applique ensuite sur la couche 3 de Si02, par évaporation sous un vide de 2 • IO-6 Torr, par exemple, une couche 6 d'oxyde de silicium (SiOx), d'une épaisseur de 50 Â, sous une incidence dite rasante, de 5°, indiquée par les flèches 7 du dessin, au moyen d'une source unique d'application.

On fait ensuite tourner sur elle-même la plaque 1 de 180°, la source d'application du matériau d'alignement demeurant fixe, amenant la plaque dans la position représentée à la fig. 2. On applique alors sur la couche d'oxyde de silicium 6 une seconde couche, désignée par 8, dudit oxyde, également par évaporation sous vide, sous une incidence de 5° indiquée par les flèches 9 de la fig. 2, d'une épaisseur de 100 Â. Ainsi la projection, sur la plaque 1, du vecteur d'application de la couche 6 fait un angle de 180° avec la projection, sur ladite plaque, du vecteur d'application de la couche 8.

L'expérience montre que le film d'alignement réalisé par les deux couches d'oxyde de silicium 6 et 8, lorsque celles-ci sont déposées de la façon indiquée ci-dessus, a pour effet que les molécules du cristal liquide nématique en hélice s'ancrent sur la s plaque 1 sous un angle qui, dans la pratique, sera inférieur à 5°, en général de 2 à 3°.

L'important est que l'angle d'ancrage des molécules du cristal liquide sur la plaque traitée soit inférieur à 10° pour que l'angle d'ancrage moyen sur les deux plaques soit, lui, inférieur à 10 5°. En effet, si les deux plaques sont traitées comme indiqué ci-dessus, il suffit que, sur chacune d'elles, l'angle d'ancrage soit inférieur à 5°, pour que l'angle d'ancrage moyen sur les deux plaques, c'est-à-dire la moyenne arithmétique des angles d'ancrage sur les deux plaques, soit lui aussi inférieur à 5°. Cepen-15 dant, si la seconde plaque, dans l'exemple représenté, la plaque 4, est revêtue d'une seule couche d'alignement assurant sur elle un angle d'ancrage nul, il suffira que l'angle d'ancrage sur la plaque 1 soit inférieur à 10° pour que l'angle d'ancrage moyen sur les deux plaques soit inférieur à 5°.

211 Un tel dispositif permet de réaliser une cellule dont le contraste en fonction de la tension varie selon la courbe II de la fig. 3. Dans le cas représenté, où la tension efficace d'activation U est environ égale au double de la tension efficace résiduelle U/2, on constate que le contraste CR des segments soumis à la " tension résiduelle est suffisamment faible pour ne pas être perceptible à l'œil.

De plus, le fait que les deux applications d'oxyde de silicium se font sous la même incidence permet d'utiliser un même 1(| posage pour les deux opérations. Enfin, la faible valeur de cette incidence a en outre pour avantage que l'installation est beaucoup moins encombrante qu'elle ne le serait si l'application de l'oxyde de silicium s'effectuait, par exemple, sous une incidence de 30°, ce qui peut jouer un rôle important lors du travail , en grande série où les plaques à traiter sont disposées, en grand nombre, les unes au-dessus des autres, maintenues à distance les unes des autres à l'aide de supports adéquats.

Il est à remarquer que l'on pourrait, au lieu de faire tourner la plaque de 180° sur elle-même, entre les deux applications -tu successives du matériau d'alignement, par rapport à la source, fixe, d'application de ce matériau, déplacer la source par rapport à la plaque, maintenue immobile, de façon que la projection sur celle-ci du vecteur d'application du premier dépôt forme toujours un angle de 180° avec la projection, sur la plaque, du 45 vecteur d'application du second dépôt.

On pourrait aussi utiliser deux sources d'application du matériau d'alignement situées l'une en face de l'autre et que l'on ferait fonctionner successivement, voire simultanément, pour la réalisation, respectivement, de chacun des deux dépôts.

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1 feuille dessins

Claims

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1. Procédé de fabrication d'une cellule d'affichage électrooptique passif à cristal liquide nématique en hélice comprenant deux plaques entre lesquelles est disposé ledit cristal, selon lequel on dépose sur la face intérieure de chacune desdites plaques un film d'alignement par évaporation sous vide sous une incidence assurant un alignement des molécules du cristal liquide qui s'orientent ainsi suivant une direction déterminée par le processus d'évaporation, caractérisé par le fait qu'on réalise ledit film en appliquant, sur au moins une desdites plaques, deux dépôts de matière d'alignement sous une incidence d'environ 5° , la projection, sur la plaque, du vecteur d'application d'un desdits dépôts formant un angle de 180° avec la projection, sur la plaque, du vecteur d'application de l'autre dépôt, le tout de façon que les molécules du cristal liquide s'ancrent ensuite sur ladite plaque sous un angle, inférieur à 10°, tel que l'angle d'ancrage moyen sur les deux plaques soit inférieur à 5°.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on applique successivement les deux dépôts de matière d'alignement.

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REVENDICATIONS

3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on donne à la première couche du film d'alignement une épaisseur d'environ 50 Â et à la seconde une épaisseur d'environ 100 Â.

4. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'entre les applications sur la plaque des deux dépôts formant le film d'alignement on fait tourner la plaque sur elle-même d'un angle de 180°.

5. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on utilise une source unique d'application des deux dépôts formant le film d'alignement et déplace celle-ci par rapport à la plaque, entre les deux opérations d'application desdits dépôts, de telle manière que les projections sur la plaque des deux vecteurs d'application forment entre elles un angle de 180°.

6. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on applique simultanément les deux dépôts de matière d'alignement.

7. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on utilise deux sources d'application des deux dépôts formant le film d'alignement, se faisant face, et fait fonctionner lesdites sources de façon à réaliser l'un desdits dépôts au moyen de l'une d'elles et l'autre au moyen de l'autre.

8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé par le fait qu'on fait fonctionner successivement lesdites deux sources d'application des deux dépôts formant le film d'alignement.

9. Procédé suivant les revendications 6 et 7, caractérisé par le fait qu'on fait fonctionner simultanément lesdites deux sources d'application des deux dépôts formant le film d'alignement.

10. Cellule d'affichage électro-optique passif obtenue par la mise en œuvre du procédé suivant la revendication 1.