FR2496947A1 - Element d'affichage electro-optique et procede de fabrication d'un tel element - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN ELEMENT D'AFFICHAGE ELECTRO-OPTIQUE ET UN PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL ELEMENT. CET ELEMENT D'AFFICHAGE COMPORTE DEUX PLAQUES 10, 20 DONT AU MOINS UNE EST TRANSPARENTE ET QUI DELIMITENT UN ESPACE POUR RECEVOIR LE MATERIAU ELECTRO-OPTIQUE, PAR EXEMPLE UNE SUSPENSION COLLOIDALE. POUR ASSURER UN ESPACEMENT CONSTANT DES PLAQUES, LEURS SURFACES EN REGARD SONT ADAPTEES L'UNE A L'AUTRE PAR COMPRESSION DES PLAQUES L'UNE CONTRE L'AUTRE AVEC CHAUFFAGE. L'ASSEMBLAGE S'EFFECTUE PAR COLLAGE A CHAUD AVEC UN POLYESTER LINEAIRE 40. L'UNE DES PLAQUES 20 QUI DEPASSE PORTE LES CONNEXIONS AUX ELECTRODES 260, 270, 280 ET RECOIT UN CONNECTEUR 50 DONT LES FILS DE LIAISON 710, 720, 730 SONT SOUDES AUX CONNEXIONS. L'INVENTION S'APPLIQUE AUX AFFICHEURS A COLLOIDES, EN PARTICULIER POUR VEHICULES AUTOMOBILES.

Description

La presente invention a pour objet un element d'affichage électro-optique dans lequel deux plaques, dont au moins une est transparente, sont assemblées, au moyen d'une couche de matière d'étanchéité, en une cellule contenant une matière electro-optique, les plaques présentant une pluralite d'électrodes avec points de raccordement situés à I'exté- rieur pour la liaison à un module de commande.

On connaît différents types d'éléments d'affichage électro- optique qui, pour la transmission ("affichage") d'informations, tirent parti des propriétés electro-optiques de certains composés chimiques.

C'est ainsi que l'on connaît, entre autres, des éléments d'affichage cristaux liquides, des éléments d'affichage à systèmes colloidaux dispersés, appelés "afficheurs colloides", ainsi que des éléments d'affichage électrophorétiques et électrochromes. Tous ces éléments d'affichage ("afficheurs") présentent une cellule qui reçoit la matière electro- optique et qui est de préférence constituée de deux plaques de verre planes agencees faible distance l'une de l'autre.Ces plaques de verre sont munies de minces revetements (électrodes) transparents qui sont électriquement conducteurs et qui peuvent être raccordes à une source de courant ou de tension, ou un module de commande. Ces electrodes peuvent être réalises sous forme d'électrodes de surface ininterrompues. Une telle réalisation est décrite, par exemple, dans la demande de brevet allemand DE-OS 21 14 658. Cela autorise l'affichage d'informations simples : la quantité de lumière transmise permet par exemple d'identifier une condition du genre "tout" ou "rien' et d'estimer-la grandeur d'une valeur à signaler. D'autres réalisations, par exemple celles décrites dans la demande de brevet allemand DE-OS 29 03 110, permettent, grâce la segmentation des electrodes, de représenter différents symboles différents instants.Un tel agencement des électrodes implique un nombre élevé de points de raccordement.

De tels éléments d'affichage optique conduisent des problèmes de diverses natures, ainsi qu'il ressort du grand nombre de brevets dans ce domaine. Une difficulté notable réside dans l'-obtention et le maintien d'un intervalle uniforme entre les plaques. Si l'intervalle entre plaques n'est pas uniforme, l'inégalité de répartition de la matiere electrooptique conduit des inégalités d'intensite lumineuse en difèrents endroits de la cellule. Il en résulte que les valeurs sont affichees de façon imprécise, voire meme erronee. L'uniformité de l'espacement entre plaques devrait, d'une façon générale, être assurée pour toute la duree d'utilisation de la cellule.Des moyens de liaison des plaques inappropriés peuvent conduire à des defauts d'etanchéité, notamment sur les bords, ainsi que, notamment dans le cas des afficheurs à colloïdes, à la destruction du systeme de colloides disperses, d'oit il resulte egalement une influence sur l'intensite lumineuse et donc sur l'affichage des valeurs. Lorsque les afficheurs sont installes sur des objets mobiles, il est frequent que des vibrations conduisent a des déficiences de contact des raccordements des électrodes au module de commande, ce qui conduit au moins à une defaillance partielle des afficheurs.

Jusqu'à présent, pour fabriquer des afficheurs, seules des plaques 9 surfaces uniformément lisses etaient utilisables pour construire une cellule, du fait des faibles tolérances d'écartement, de l'ordre de quelques micrometres. De telles plaques, dans la mesure où l'on pouvait s'en procurer, étaient très onéreuses.

Les problèmes d'étancheite inhérents à la construction d'une cellule pour afficheur à colloides n'ont pu être resolus avec les moyens d'assemblage connus pour la construction d'afficheurs à cristaux liquides, decrits par exemple par la demande de brevet allemand DE-AS 21 59 165, la demande de brevet europeen publiee sous le numero 0 013 875 ou le brevet américain numéro 3 881 746.

On trouve jusqu' présent tout aussi peu de descriptions- d'un raccordement d'afficheur exempt de défauts de contact, realisé avec des moyens connecteurs à emboîtement d'un type courant, ou convertibles en peu d'opérations et appropries à des afficheurs de diverses dimensions.

C'est ainsi, par exemple, que la demande de brevet allemand DE-OS 29 10779 décrit une possibilite, certes utilisabie en principe. Toutefois, de telles montures pour afficheurs sont conçues chacune pour des dimensions d'afficheur determinees, de sorte qutil faut realiser une nouvelle pièce moulée pour chaque modification des dimensions.

La presente invention a pour objet de parvenir un élément d'affichage autorisant un- affichage precis, particulierement bien lisible, de valeurs mesurées ou de symboles.

Ceci est obtenu selon l'invention par le fait que les plaques assemblees en une cellule presentent sur leurs faces tournees l'une vers l'autre, des surfaces adaptees l'une à l'autre.

I1 s'est avere qu'il n'est pas necessaire que les plaques presentent sur leurs faces en regard l'une de l'autre une surface uniformement plane. Bien plus, il s'est avare que les formes de realisation selon l'invention, avec surfaces mutuellement adaptes, donnaient des afficheurs excellents et, en outre, économiques. Certaines cellules selon l'invention sont construites de façon qu'à un relief (ou une depression) se trouvant sur l'une des plaques puisse correspondre une dépression (ou, respectivement, un relief) de même importance se trouvant sur l'autre plaque. De telles cellules présentent le même écartement en tous leurs points.

L'ajustement mutuel exact lors de l'assemblage en une cellule est facilité par des marques prévues sur les plaquas. Ces marques peuvent consister en signes, en déformations, ou en signes et deformations en même temps. Ces marques facilitent en outre le placement des évidements destinés aux électrodes segmentées.

Ces électrodes sont habituellement réalisées de façon s'étendre sur une zone etendue de la plaque et å avoir des points de raccordement qui se trouvent à l'extérieur de la cellule et donc l'exterieur du matériau d'étanchéité, pour la liaison å un module de commande. Pour cette raison aussi, il est important d'utiliser un mate- riau d'étanchéité chimiquement et thermiquement stable. Une couche d'un polyester linéaire, notamment une feuille de poly(terépitalate d'éthylène), éventuellement munie d'éléments d'écartement, satisfait & tous égards aux impératifs posés.

Le raccordement un module de commande externe est effectué, selon l'invention, par connexion directe des points de raccordement des électrodes des conducteurs électriques amenés llélément d'affichage par un câble et un moyen connecteur à emboîtement applicable comme une pince. On obtient un contact durable par soudage. L'aménagement d'une fenêtre dans le boîtier du moyen connecteur à emboîtement facilite l'ajustement précis des éléments assembler ainsi que l'approche d'un instrument tel qu'un fer souder. Une rainure de guidage facilite la mise en place des moyens connecteurs et leur maintien sur ltélément d'affichage, notamment en combinaison avec un ou plusieurs ressorts travaillant en compression. En donnant une grandeur appropriée la rainure de guidage, on peut utiliser des moyens connecteurs å emboîtement fabriqués en une seule dimension, pour des éléments d'affichage de dimensions diverses, et l'on ne fait varier que la taille des ressorts opérant en compression.

L'obtention de surfaces mutuellement adaptées sur les plaques résulte, selon l'invention, de l'action de la pression, de la chaleur et/ ou de forces de frottement.

Dans un procédé particulièrement préféré, simple à mettre en oeuvre, on presse l'une contre l'autre deux plaques, par exemple deux plaques de verre, échauffées de façon légèrement differente. Ainsi, les inégalités présentes sur les surfaces des plaques s'égalisent mutuellement. La plus froide, et donc la plus dure, des plaques sert alors de forme pour la plus chaude, et par conséquent pour la moins dura, des plaques. Par exemple, s'il y a en un endroit de la plaque la plus froide un relief, celui-ci est d'abord, lors du pressage, enfoncé dans l'autre plaque (plus chaude) puis aplati et engendre alors dans la plaque la plus chaude une dépression de taille identique à celle qu'il possède l ce moment.Les reliefs formes partir de la deuxième plaque s'enfoncent dans les dépressions de la plaque la plus froide. Ensuite, si on assemble les plaques pour constituer une cellule, cette dernière présente alors le même écartement entre tous ses points en vis- -vis.

Dans une autre variante du procédé, on utilise deux plaques de duretes differentes. Les plaques peuvent alors tout aussi bien être constitubes de matières de base analogues, par exemple de verres de compositions différentes, que de matières fondamentalement différentes, par exemple une plaque en verre et l'autre en ceramique. Si de telles plaques sont chauffees ensemble et pressees l'une contre l'autre, les inegalites se compensent mutuellement.

L'utilisation d'une forme faite d'une matiere tout à fait dif tarente est également possible. Pat exemple, des plaques de verre échauffées peuvent etre pressees contre une forme en acier presentant une grande uniformité, Cela présente l'avantage que des plaques ainsi travaillées ne présentent pratiquement pas d'inégalités. En outre, moyennant d'utiliser une forme en acier d'allure appropriée, on peut réaliser des plaques dotees de n'importe quelle courbure désirée.

Des surfaces particulierement uniformes, adaptes l'une S l'autre, s'obtiennent aussi en enlevant, avant de faire agir pression et chaleur, l'air se trouvant entre les plaques. Cela peut se faire par application de vide aux deux plaques presses l'une contre l'autre.

I1 est toutefois plus avantageux de refouler l'air au moyen d'une matière liquide ou solide, notamment au moyen d'une matiere granulaire. Si les plaquas, se trouvant dans un système ferme, avec un coussin de liquide place entre elles, sont pressees l'une contre l'autre ou contre une forme, la-pression est alors, du fait de lincompressihilite du liquide, transmise uniformemant selon la normale aux surfaces des plaques, et les inégalités sont ainsi rattrapées.

Dans des variantes du procédé particulièrement avantageuses, on utilise des liquides visqueux, par exemple des huiles ou des matières en fusion. Des suspensions, par exemple de sable ou de quartz dans liteau, pouvant être épaissies pour constituer une pâte, conviennent aussi pour la fabrication des surfaces mutuellement adaptes. De bons résultats sont également obtenus par la seule utilisation de matières granulaires telles que quartz ou sable. Si l'espace entre plaques est rempli avec l'une des matières sus-mentionnes, et si l'on déplace les pièces l'une contre l'autre, les forces de frottement agissantes ont alors pour effet que les inégalités des plaques sont aplanies et que les surfaces sont adaptées l'une à l'autre.

Les procédures décrites en dernier peuvent être mises en oeuvre des températures plus faibles que ce n'est le cas avec les procédures mentionnées en premier.

Toutes les variantes de procédé autorisent la confection, en une seule gamme opératoire, de deux plaques convenant pour la cons truc- tion d'une cellule.

Un agencement mutuel précis des plaques, pour constituer une cellule, peut entre obtenu en realisant, pendant l'execution d'une procedure selon l'invention, des marques au moyen de déformations se trouvant sur les plaques ou sur la forme. On peut tout aussi bien intercaler un corps dur et produire ainsi les marques.

On peut aussi, aussitt après l'exécution d'une procédure selon l'invention, produire les marques sous forme de signes gravés mécaniquement ou chimiquement.

Si, pour représenter des symboles complexes, la cellule doit être munie d'électrodes segmentees, il faut aussi que, dans la région des segments-electrodes, l'intervalle prédéterminé soit respecté. C'est pourquoi on réalise, dans les surfaces des plaques, des évidements qui sont ensuite comblas par les électrodes. Ces ridements peuvent être rea- lisés par attaque chimique, par exemple par de l'acide fluorhydrique. Ils peuvent aussi etre réalises mecaniquemant, par projection de matières dures au moyen d'air comprime, par exemple par jet de sable (ou d'abra sif).

Les électrodes peuvent hêtre appliquées, par serigraphie, dans les evidements ainsi préparés. On peut aussi recourir au dépôt sous vide ou à la pulverisation pour obtenir des électrodes régulieres.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-apres et des dessins joints, dans lesquels les parties non indispensables à la compréhension de l'invention ont été omises et où - la figure i représente une vue en élévation et en coupe de deux plaques
non traitées selon l'invention, pourvues d'inégalités fortement agran
dies; - la figure 2 représente une vue analogue des plaquas, mais après trai
tement selon l'invention; - la figure 3 est une représentation schématique d'une cellule selon
l'invention, vue en coupe ; et - la figure 4 est une vue en perspective montrant une coupe des moyens
connecteurs par emboîtement.

En détail, la figure 1 représente deux plaques de verre 10 20 qui, sur leurs faces 11, 21 en regard l'une de l'autre, présentent de fortes inégalités sous forme de reliefs 12, 22 et de dépressions 13, 23.

La figure 2 représente les mêmes plaques 10, 20 apres qu'elles ont été, selon l'invention, presses l'une contre l'autre an présence d'une action thermique. Elles présentent alors des surfaces 14, 24 qui sont maintenant adaptées l'une à l'autre : à l'un des reliefs 12,se trouvant sur la plaque 10, peut alors être conjuguée une dépression 23 de même importance se trouvant sur la plaque 20 ; å une dépression 13 se trouvant sur la plaque 10, peut être conjugué un relief de même importance 22 se trouvant sur la plaque 20. Pour que l'ajustement mutuel exact des plaques traitées 10, 20 soit possible à tout moment, deux marques 15, 25 ont été réalisées, au moyen d'une bille d'acier placée entre les plaques 10, 20, pendant que ces plaques étaient pressées l'une contre l'autre.

La figure 3 représente une cellule 30 pour un élément afficheur électro-optique, cette cellule étant constituée des plaques 10, 20 représentées sur la figure 2, ayant des surfaces 14, 24 appropriées l'une l'autre.- Les plaques 10, 20 présentent des évidements 16, 17, 18, 26, 27, 28 réalisés par jet d'abrasif, dans lesquels sont agencées les électrodes 160, 170, 180, 260, 270, 280 produites au moyen d'un mélange In203/Sn02 appliqué par dépôt sous vide. Les deux plaques 10, 20 sont assemblées par une couche 40 munie d'éléments d'écartement 41, constituée à partir d'une feuille de po2y(téréphtalate d'éthylane).

Pour réaliser une telle cellule 30, on pose dans l'afficheur la feuille découpée à la forme désirée et on laisse agir, pendant environ cinq minutes, dans une presse de collage chaud, une température de deux cent soixante-dix degrés Celsius et une pression de 50 N/cm, rapportée 9 la surface de la feuille.

La figure 4 illustre une possibilité de raccordement, selon l'invention, un module de commande non représenté. La cellule 30 repré- sentée ici comporte deux plaques 10, 20 dont l'une présente, en direction longitudinale, des dimensions supérieures à celles de l'autre. Les plaques 10, 20 sont, l encore, assemblées au moyen d'une couche 40 et, sur la plus grande plaque 20, s'étendent des électrodes 260, 270, 280 mises en contact de continuité avec les electrodes de l'autre plaque 10.

Les points de raccordement 261, 271, 281 sont prévus près de l'extrémité de la plaque 20. Ici, des moyens connecteurs 50 sont rapportés par emboîtement comme dans une pince. Leur bottier 51 est muni d'une fenêtre 52 et d'une rainure de guidage 53. Un ressort de compression 60 empêche les déplacements relatifs de ce connecteur. Les conducteurs élec- triques 710, 720, 730 qui, au moyen d'un câble 70, viennent du module de command, via le connecteur 50 ol ils aboutissent à une languette Ou broche de connexion, sont directement soudés aux points de raccordement 261, 271, 281.

De tels afficheurs autorisent un affichage bien visible de symboles ou de valeurs de mesure, cela même après une utilisation prolongée, dans des objets mobiles. Ils conviennent donc particulièrement bien pour être utilisés dans des véhicules automobiles.

Bien entendu, l'exemple de réalisation décrit n'est nullement limitatif de l'invention.

Claims (32)

REVENDICATIONS

1. Elément d'affichage électro-optique, dans lequel deux plaques, dont au moins une est transparente, sont assemblées, au moyen d'une couche de matière d'étanchéité, en une cellule contenant une matière électro-optique, les plaques présentant une pluralité d'électrodes avec points de raccordement situés l'extérieur pour la liaison à un module de commande, cet élément étant caractérisé en ce que les plaques (10, 20) assemblées en une cellule (30) présentent, sur leurs faces (11, 21) tournées l'une vers l'autre, des surfaces (14, 24) adaptées l'une à l'autre.

2. Elément d'affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cellule (30) présente éventuellement, sur la surface (14, 24) de l'une de ses plaques (10, 20), des reliefs (12, 22) ou des dépressions (13, 23) auxquels sont conjugués des dépressions (13, 23) ou des reliefs (12, 22) de mêmes dimensions sur la surface adaptée (24, 14) de l'autre plaque (20, 10).

3. Elément d'affichage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cellule (30) présente le même écartement en tous les points des surfaces (14, 24), mutuellement adaptées, des plaques (10, 20).

4. Elément d'affichage selon la revendication 3, caractérise en ce que les plaques (10, 20) présentent des marquas (15, 25) servant å leur association mutuelle exacte pour constituer une cellule (30).

5. Element d'affichage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les marques (15, 25) sont constituées de signes et/ou déformations qui sont aménagés sur les deux plaques (10, 20).

6. Elément d'affichage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins l'une des plaques (10, 20) présente, sur sa face (11, 21) tournée vers l'autre plaque (20, 10), une pluralité d'évidements (16, 17, 18, 26, 27, 28) pour recevoir des électrodes segmentées (160, 170, 180, 260, 270, 280).

7. Elément d'affichage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les évidements (16, 17, 18, 26, 27, 28) sont produits par réaction chimique, notamment par attaque chimique.

8. Elément d'affichage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les évidements (16, 17, 18, 26, 27, 28) sont produits mécaniquement.

9. Elément d'affichage selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les points de raccordements (261 > 271, 281) des électrodes (160, 170, 180, 260, 270, 280) sont disposés en dehors d'une couche (40) en polyester linéaire, notamment en une feuille de poly(téréphtalate d'éthyldne) munie d'éléments d'écartement (41).

10. Elément d'affichage, notamment selon la revendication 9, caractérisé en ce que les points de raccordement (261, 271, 281) sont directement reliés à des conducteurs électriques (710, 720, 730) qui sont raccordés à un module de commande externe, cela par l'intermédiaire de moyens connecteurs emboîtement (50) qui sont aptes à être fixés sur l'une des plaques (20), notamment en la pinçant, et auxquels un câble (70) est fixé pour le raccordement audit module de commande externe.

11. Elément d'affichage selon la revendication 10, caractérisé en ce que les points de raccordement (261, 271, 281) sont soudés aux conducteurs électriques (710, 720, 730).

12. Elément d'affichage selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens connecteurs å emboîtement (50) présentent un boîtier (51) muni d'une fenêtre (52).

13. Elément d'affichage selon la revendication 12, caractérisé en ce que le bottier (51) présente une rainure de guidage (53).

14. Elément d'affichage selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'au moins un ressort de pression (60) serré dans la rainure de guidage (53) et sur l'une des plaques (20) empêche le déplacement des moyens connecteurs (50).

15. Procédé de fabrication d'un élément d'affichage électrooptique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on adapte les surfaces l'une l'autre par action de la pression et/ou de la chaleur et/ou de forces de frottement.

16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'on presse l'une contre l'autre deux plaques en présence de chaleur.

17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'on chauffe différemment des plaques de même dureté et de même nature et on les presse l'une contre l'autre.

18.. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'on échauffe ensemble des plaques de duretés différentes et on les presse l'une contre l'autre.

19. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'on presse les plaques contre une forme, cela en présence de chaleur.

20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 å 19, caractérisé en ce que l'on élimine l'air se trouvant entre les plaques.

21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé eu ce que c'est par application de vide que l'on élimine l'air.

22. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que c'est par refoulement, au moyen d'une matière liquide ou solide, notam- ment granulaire, que l'on élimine l'air.

23. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que l'on presse les plaques l'une contre l'autre ou contre une forme, alors qu'une matière est placée entre les plaques ou entre plaque et forme.

24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que les plaques sont frottées l'une contre l'autre alors qu'une matiere est interposée entre elles.

25. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 å 23, caractérisé en ce que l'on produit les marques au moyen de corps placés entre deux plaques ou, selon le cas, placés entre les plaques et la forme, ou agencés dans celle-ci.

26. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 å 24, caractérisé en ce que l'on produit les marques par attaque chimique ou par formation d'encoches.

27. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 26, caractérisé en ce que l'on produit par attaque chimique les évidements destinés à recevoir les électrodes segmentées.

28. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 t 26, caractérisé en ce que l'on produit les évidements destinés à recevoir les électrodes segmentées par projection de matériaux durs faite par soufflage à l'air comprimé.

29. Procédé selon l'une des revendications 27 ou 28, caractérisé en ce que l'on dispose les électrodes segmentées dans les évidements par sérigraphie.

30. Procédé selon l'une des revendications 27 ou 28, caractérisé en ce que l'on dispose les électrodes segmentées dans les évidements par dépôt sous vide ou par pulvérisation.

31. Procédé selon l'une des revendications 29 ou 30, caractérisé en ce qu'auprès préparation appropriée, on ajuste les plaques l'une par rapport à l'autre et on les assemble, par collage S chaud avec fusion, au moyen d'une couche d'un polyester linéaire, notamment au moyen d'une feuille de poly(téréphtalate d'éthylène) munie d'éléments d1ecartement.

32. Procédé selon la revendication 31, caractérisé en ce que, pour empêcher leur déplacement, les moyens connecteurs emboîtés sur l'une des plaques, par leur rainure de guidage, sont arrêtés au moyens de ressorts de compression et les conducteurs électriques sont soudés aux points de raccordement des électrodes au moyen d'un fer à souder que l'on passe dans la fenêtre des moyens connecteurs.