CH624492A5

CH624492A5 -

Info

Publication number: CH624492A5
Application number: CH679778A
Authority: CH
Inventors: Eric Saurer; Fereydoun Gharadjedaghi; Claude Laesser; Rene Viennet; Yves Ruedin
Original assignee: Ebauches Sa
Priority date: 1978-06-22
Filing date: 1978-06-22
Publication date: 1981-07-31
Also published as: JPS5529897A; GB2023866A; GB2023866B; DE2902126A1

Description

La présente invention a pour objet une cellule d'affichage électro-optique passif comprenant deux plaques dont l'une au moins est transparente, emprisonnant entre elles un mélange de cristal liquide nématique à anisotropie diélectrique positive additionné de molécules dichroïques, les faces internes desdites plaques portant des électrodes de commande et des couches d'alignement.

De tels dispositifs ont été décrits notamment par Heilmeier (Applied Physics Letters, vol. 13, 1968, p. 91 et 92), Taylor (brevet USA N° 3883287), Nagasaki (brevet USA N° 3900248). Dans de tels dispositifs, utilisant un cristal liquide à anisotropie diélectrique positive, la couleur de l'aire située en dehors des zones d'affichage est définie par les bandes d'absorption des molécules dichroïques du mélange et de tous les autres composants optiques éventuellement associés à la cellule tels que polariseurs, filtres, réflecteurs, etc., alors que la couleur des zones d'affichage (segments) n'est définie que par les bandes d'absorption de ces autres composants optiques. De la sorte, l'aire située en dehors des zones d'affichage ne peut être que plus sombre que les segments, ce qui est généralement peu apprécié.

Pour certaines de ces cellules (Heilmeier, Nagasaki), un affichage en sombre sur fond clair pourrait être réalisé en utilisant un cristal liquide à anisotropie diélectrique négative, associé à des couches d'alignement homéotrope sur les deux plaques de la cellule. Cependant, ce type de cristal liquide présente différents inconvénients, notamment celui de nécessiter des tensions de commande plus élevées.

Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients, l'affichage se faisant en sombre sur fond clair, au moyen d'un cristal liquide à anisotropie diélectrique positive, avec les avantages que cela comporte, tout en simplifiant la détermination de la topologie des électrodes de commande de la cellule. De plus, l'invention permet de réaliser des zones affichant des informations permanentes, dans le même plan que les segments, sans opération supplémentaire et sans que la consommation de la cellule en soit augmentée.

Le dessin représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.

Les fig. 1 et 2 sont des coupes de deux formes d'exécution de cellules d'affichage électro-optique passif.

Il est à remarquer que, dans ces deux figures, l'épaisseur des éléments des cellules a été exagérée pour augmenter la clarté du dessin.

La cellule d'affichage représentée à la fig. 1 est constituée par deux plaques de verre transparentes 1 et 2, séparées par un cadre 3, emprisonnant un mélange 4 constitué par un cristal liquide nématique à anisotropie diélectrique positive, additionné de molécules dichroïques.

La plaque antérieure 1 porte, sur sa face interne, des électrodes de commande transparentes 5, en SnÛ2 par exemple, alors que la plaque postérieure 2 porte, sur sa face interne, une électrode de commande 6, en SnC>2 également. La plaque 1 est en outre revêtue intérieurement d'une couche d'alignement planaire non homogène 7 des molécules du mélange 4. Cette couche 7 est elle-même recouverte d'une couche d'alignement homéotrope 8, interrompue au droit des zones d'affichage (segments), désignées par 9. La plaque postérieure 2 de la cellule est revêtue intérieurement d'une couche d'alignement planaire 10, non homogène, elle-même recouverte d'une couche d'alignement homéotrope 11, interrompue au droit des zones d'affichage 9.

Dans l'aire de la cellule située hors des zones d'affichage 9, les molécules du mélange ont une structure homéotrope, c'est-à-dire perpendiculaire au plan de la cellule, dans toute l'épaisseur de la couche du mélange 4. La lumière incidente n'est ainsi pas absorbée et ladite aire de la cellule est dès lors transparente, ayant l'aspect du fond, notamment sa couleur.

Dans les zones d'affichage (segments) non soumises à l'action d'un champ électrique, telle la zone 9 située à gauche à la fig. 1, les molécules du mélange 4 ont, sous l'effet des couches d'alignement 7 et 10, une structure planaire non homogène, qui est absorbante, alors que l'aire environnante est transparente.

L'application d'un champ électrique Ii à celles des zones d'affichage que l'on ne désire pas voir apparaître, telle la zone 9 de droite à la fig. 1, a pour effet d'orienter les molécules du mélange 4 suivant une structure homéotrope, c'est-à-dire perpendiculaire au plan de la cellule. Les zones ainsi activées n'absorbent plus la lumière et «s'effacent», devenant transparentes et se confondant avec l'aire environnante qui l'est aussi. L'affichage s'effectue ainsi par commande inversée. Cette cellule travaille en transmission.

La cellule d'affichage représentée à la fig. 2 diffère de celle de la fig. 1 par le fait que la couche d'alignement planaire non homogène 7 est supprimée, et que la couche d'alignement homéotrope 8 recouvre entièrement la plaque 1, et par le fait qu'un diffuseur 12 est intercalé entre la plaque postérieure 2, respectivement l'électrode 6 et la couche 10. La cellule travaille ainsi par réflexion.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

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Dans les zones d'affichage 9 non soumises à l'action d'un champ électrique, la structure planaire est remplacée par une structure mixte, les molécules voisines de la plaque 1 ayant un alignement homéotrope, celles voisines de la plaque 2, un alignement planaire. Cette structure est aussi absorbante.

Les couches d'alignement utilisées pourront être réalisées de diverses manières :

L'alignement homéotrope pourra être obtenu à l'aide de couches d'alumine, de fluorure de magnésium (cf. demande de brevet allemand N° 2330909 de la maison Siemens), ou encore d'oxyde de magnésium, qui pourront être déposés de toute matière connue, par exemple par pulvérisation cathodique, par déposition en phase vapeur ou par évaporation sous vide, selon une incidence sensiblement normale au substrat. On pourra encore utiliser un Surfactant tel que, par exemple, la lécithine.

Quant à l'alignement planaire non homogène, il pourra être obtenu à l'aide de couches d'oxyde de silicium ou de SnOî, par exemple, déposées selon les mêmes techniques que celles décrites ci-dessus.

Si, au lieu d'utiliser des couches d'alignement planaire non homogène, on dépose des couches d'alignement planaire homogène, le fonctionnement de la cellule reste le même, sans amélioration du contraste ou de l'aspect. Cela est dû au fait que les différentes composantes de la lumière sont inégalement absorbées.

Il convient de relever qu'il faut bien comprendre que «planaire» ne signifie pas que les axes des molécules sont exactement parallèles au plan de la cellule, comme aussi «homéotrope» ne signifie pas que ces axes sont exactement perpendiculaires à ce plan. Le parallélisme et la perpendicularité ne sont que les cas limites.

Il est à remarquer que la présente disposition supprime les contraintes usuelles auxquelles est soumise la détermination de la 5 topologie des électrodes. En effet, là où la projection du dessin d'une électrode de la plaque antérieure sur la plaque postérieure croise le dessin d'une électrode de celle-ci, il se crée un champ électrique qui tend à orienter les molécules du mélange selon une structure homéotrope, laquelle est précisément la structure du io mélange dans l'aire de la cellule située en dehors des zones d'affichage. Les points de croisement ne risquent donc pas d'être visibles intempestivement. La réalisation du dessin des réseaux des électrodes portées par les deux plaques en est grandement facilitée. Ainsi, une des plaques pourrait être entièrement recouverte 15 d'une couche conductrice. Cette amélioration peut être considérée comme une simplification importante.

Enfin, il convient de relever que l'on pourra prévoir, dans le présent dispositif, des zones d'affichage permanent, c'est-à-dire des zones de même construction que les zones d'affichage mais 20 dépourvues d'électrodes de commande qui, par conséquent, resteront constamment contrastées. De telles zones pourront, par exemple, constituer un cadre entourant l'ensemble des zones d'affichage.

De même, la présente disposition pourra aisément se combiner 25 avec la disposition classique dans laquelle ce sont les segments à afficher qui doivent être activés. On pourrait, en effet, imaginer une cellule d'affichage comprenant, dans la même enceinte, deux aires d'affichage, l'une réalisée suivant la présente disposition et l'autre telle que décrite par Nagasaki, par exemple.

R

1 feuille dessins

Claims

624 492

1. Cellule d'affichage électro-optique passif comprenant deux plaques dont l'une au moins est transparente, emprisonnant entre elles un mélange de cristal liquide nématique à anisotropie diélectrique positive additionné de molécules dichroïques, les faces internes desdites plaques portant des électrodes de commande et des couches d'alignement, caractérisée par le fait que, dans l'aire située en dehors des zones d'affichage, les deux plaques sont revêtues de couches d'alignement homéotrope, induisant dans la couche du mélange une structure homéotrope, donc transparente, et par le fait que, dans les zones d'affichage, l'une desdites plaques au moins est revêtue d'une couche d'alignement planaire induisant, au voisinage de cette plaque, en l'absence d'un champ électrique, un alignement sensiblement planaire des molécules du mélange, ces zones absorbant de ce fait la lumière incidente, alors que, en présence d'un champ électrique, les molécules du mélange ont une structure homéotrope, donc transparente, se confondant ainsi avec l'aire située en dehors des zones d'affichage.

2. Cellule d'affichage suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que, dans les zones d'affichage, les deux plaques sont revêtues d'une couche d'alignement sensiblement planaire, la couche du mélange ayant de ce fait, dans ces zones, une structure planaire, donc absorbante, en l'absence de champ électrique.

2

REVENDICATIONS

3. Cellule d'affichage suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que l'une des plaques est entièrement recouverte par sa couche d'alignement homéotrope, la couche du mélange ayant de ce fait, dans les zones d'affichage et en l'absence de champ électrique, une structure mixte, les molécules adjacentes à la plaque non entièrement recouverte ayant un alignement sensiblement planaire et les molécules adjacentes à la plaque entièrement recouverte ayant un alignement homéotrope, de telle sorte que ces zones sont absorbantes.

4. Cellule d'affichage suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la couche d'alignement planaire est une couche induisant en l'absence de champ électrique un alignement sensiblement planaire et non homogène des molécules du mélange.

5. Cellule d'affichage suivant la revendication 4, caractérisée par le fait que ladite couche d'alignement planaire non homogène est une couche d'un matériau déposée suivant une incidence sensiblement perpendiculaire à la surface du substrat.

6. Cellule d'affichage suivant la revendication 5, caractérisée par le fait que ledit matériau est constitué par de l'oxyde de silicium ou du bioxyde d'étain (SnC>2).