FR2543720A1 - Liquid-crystal cell having variable light absorption and high contrast - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention se rapporte à une cellule de cristaux liquides présentant uneThe invention relates to a liquid crystal cell having a
absorption lumineuse variable sur des surfaces déterminées par la forme variable light absorption on surfaces determined by shape
d'électrodes planes.of flat electrodes.
Les molécules des cristaux liquides cholesté- Molecules of cholesteric liquid crystals
riques sont organisées selon des structures hélicoî- are organized in helical structures
dales A l'état de repos, ces structures présentent des orientations quelconques selon une distribution parfaitement aléatoire, autrement dit, la structure In the state of rest, these structures have any orientations according to a perfectly random distribution, in other words, the structure
de la matière est parfaitement isotrope. of matter is perfectly isotropic.
Cette solution introduite dans le volume This solution introduced in the volume
délimité par deux plaques de verre à parois conductri- delimited by two glass plates with
ces intérieures en regard, ne perd pas cette distribu- these interior compared, do not lose this distribution
tion aléatoire Elle devient ordonnée lorsqu'on appli- It becomes ordered when applying
que une tension électrique continue entre les deux that a continuous voltage between the two
plaques de verre par l'intermédiaire des électrodes. glass plates via the electrodes.
Soumises à un champ électrique, les molécules s'ali- Subject to an electric field, molecules become
gnent dans le sens du champ.in the field direction.
On sait, par ailleurs, que les proprié- It is known, moreover, that the properties
tés dichroîques d'une matière lui permettent d'absorber de façon différente les rayons lumineux selon leur polarisation. L'idée générale de l'invention consiste Dichroic tees of a material allow it to absorb the light rays differently according to their polarization. The general idea of the invention consists
à combiner ces deux propriétés pour obtenir une absor- to combine these two properties to obtain an absorp-
ption lumineuse variable, réglable extérieurement dans une certaine proportion à partir du niveau du variable luminous weight, externally adjustable in a certain proportion from the level of
champ électrique.electric field.
Selon l'invention, on réalise une solution cholestérique-dichroique de cristaux liquides en utilisant une solution dichroique noire et une solution cholestérique positive obtenue à partir d'une solution nématique à laquelle on ajoute un faible pourcentage de cristaux liquides chotestériques initiateurs qui According to the invention, a cholesteric-dichroic solution of liquid crystals is produced using a black dichroic solution and a positive cholesteric solution obtained from a nematic solution to which is added a small percentage of initiating cholesteric liquid crystals which
transforment la solution nématique en solution cholesté- transform the nematic solution into cholesterol solution
rique La solution finale cholestérique dichroique noire est introduite dans le volume intérieur délimité The final cholesteric black dichroic solution is introduced into the bounded interior volume
par deux plaques de verre parallèles à faces intérieu- by two parallel glass plates with interior faces
res non traitées présentant sur l'une des faces d'une plaque une électrode continue et homogène et sur la face en regard de l'autre plaque des électrodes découpées en surfaces simples ou multiples selon des contours déterminés par les formes, graphismes, untreated rests having on one side of a plate a continuous and homogeneous electrode and on the opposite side of the other plate electrodes cut into single or multiple surfaces according to contours determined by the shapes, graphics,
signes: lettres, objets, signes à faire apparaître. signs: letters, objects, signs to appear.
On utilise une solution cholestérique-dichroi- que noire afin d'obtenir, à l'état de repos, une structure suffisamment désordonnée pour constituer un écran opaque noir et qui reste parfaitement noir A cholesteric-black dichroic solution is used to obtain, in the state of rest, a sufficiently disordered structure to constitute a black opaque screen and which remains perfectly black.
même lorsqu'éclairé en lumière indirecte par l'arrière. even when illuminated by indirect light from behind.
En présence d'un champ électrique, la cellule devient transparente ou tout au moins translucide aux emplacements couverts par les électrodes en raison de l'alignement des molécules et de l'absorption In the presence of an electric field, the cell becomes transparent or at least translucent at the locations covered by the electrodes due to the alignment of molecules and absorption
lumineuse devenue très faible.bright became very weak.
Les applications visées par l'invention sont multiples Elles concernent pour la plupart l'affichage de toutes les informations non seulement sous forme alpha-numérique, mais aussi sous la forme graphique la plus appropriée symbolique, bande dessinée, représentations graphiques, dessins animés En effet, il s'avère possible d'envisager une structure tramée formant une matrice de points élémentaires qui permet, par composition de points, The applications targeted by the invention are multiple They concern for the most part the display of all the information not only in alpha-numeric form, but also in the most appropriate graphic symbolic form, comic strip, graphic representations, cartoons Indeed , it is possible to envisage a structured structure forming a matrix of elementary points which allows, by composition of points,
d'obtenir les formes et les signes les plus divers. to obtain the most diverse forms and signs.
D'autres applications se situent dans le Other applications are in the
domaine du jouet et des jeux.field of toys and games.
La cellule se lon l'invention offre plusieurs avantages simultanés les faces internes des plaques de verre peuvent rester brutes On peut se dispenser de traiter les surfaces comme dans une réalisation antérieure pour obliger les The cell according to the invention offers several simultaneous advantages the internal faces of the glass plates can remain raw. The surfaces can be dispensed with as in a previous embodiment in order to force the
molécules à s'orienter dans la même direc- molecules to orient themselves in the same direction
tion. Le contraste s'avère important d'o une tion. The contrast is important o o
visualisation confortable pour le lecteur. comfortable viewing for the reader.
La vitesse d'affichage peut être élevée. The display speed can be high.
Le procédé de fabrication s'avère simple The manufacturing process is simple
et économique, facile à automatiser. and economical, easy to automate.
On évite l'emploi d'un polariseur et We avoid the use of a polarizer and
3 25437203 2543720
corrélativement la difficulté de devoir aligner le polariseur et la direction cristalline. D'autres caractéristiques techniques et correlatively the difficulty of having to align the polarizer and the crystalline direction. Other technical characteristics and
O avantages de la cellule de cristaux liquides à absorp- O advantages of the liquid crystal cell to absorb
tion lumineuse selon l'invention ressortiront de light according to the invention will emerge from
la description qui suit effectuée à titre d'exemple the following description given as an example
non limitatif en référence au dessin accompagnant dans lequel non-limiting with reference to the accompanying drawing in which
Les figures la et lb sont des vues schémati- Figures 1a and 1b are schematic diagrams
ques en coupe illustrant les orientations des molécules sans et avec application in section illustrating the orientations of molecules without and with
d'un champ électrique.an electric field.
La figure 2 est une vue en perspective Figure 2 is a perspective view
de la cellule sous tension électrique. of the cell under electrical tension.
Les figures 3 a et 3 b sont des vues schémati- Figures 3a and 3b are diagrammatic views of
ques générales en coupe transversale et en plan d'une variante à excitation general cross-sectional and planar sketches of an excitation variant
par la même tension.by the same tension.
La figure 4 est une vue de détail en coupe au niveau d'un groupe de points élémentaires d'une application à points FIG. 4 is a sectional detail view at the level of a group of elementary points of a point application
commandée par réseau matriciel.controlled by matrix network.
La figure 5 est une vue de détail en FIG. 5 is a detailed view in
2) 5 plan de la même variante.2) 5 plan of the same variant.
La cellule à absorption lumineuse variable selon l'invention est formée de deux plaques de v-erre 1 et 2 non traitées, revêtues d'électrodes en couches minces conductrices Pour l'une, en principe la plaque arrière, la couche 3 est continue et homogène Pour l'autre, 4, elle n'est présente qu'à des endroits déterminés et selon les formes souhaitées, par exemple, , 6, 7, graphismes, motifs, signes alpha-numériques The variable light absorption cell according to the invention is formed of two vortex plates 1 and 2 untreated, coated electrodes in thin conductive layers For one, in principle the back plate, the layer 3 is continuous and homogeneous For the other, 4, it is present only in specific places and according to the desired forms, for example,, 6, 7, graphics, patterns, alpha-numeric signs
qui permettront l'affichage des informations, résul- which will allow the display of information, resulting in
tats Elles sont reliées par une liaison électrique They are connected by an electrical connection
à une commande électrique extérieure. to an external electric control.
Pour la plaque avant, les zones conductrices localisées sont par exemple formées -à partir d'une For the front plate, the localized conductive zones are for example formed from a
X 4 2543720X 4 2543720
couche mince conductrice continue sur laquelle les conductive thin layer on which the
surfaces non conductrices sont enlevées par un traite- non-conductive surfaces are removed by
ment chimique, action d'un acide, ou tout autre mo>en. chemical action, the action of an acid, or any other mechanism.
Bien entendu, on peut également ne déposer la couche conductrice qu'en surfaces distinctes défi- nies par les nécessités graphiques de l'affichage Of course, it is also possible to deposit the conductive layer only in discrete surfaces defined by the graphic requirements of the display
par exemple en utilisant la technique des caches. for example using the technique of caches.
Les parois de la cellule revêtues de leurs électrodes de formes et de surfaces appropriées, t 10 on remplit le volume intérieur par une solution S de cristaux liquides, solution dite positive car The walls of the cell coated with their electrodes of appropriate shapes and surfaces, the interior volume is filled with a solution S of liquid crystals, a so-called positive solution because
elle réagit à une tension électrique positive. it reacts to a positive voltage.
Cette solution présente les particularités suivantes: On réalise une solution positive de cristaux This solution has the following particularities: A positive solution of crystals is produced
liquides cholestériques à partir d'une solution némati- cholesteric liquids from a nematological solution
que additionnée d'un faible pourcentage de cristaux initiateurs cholestériques, pourcentage situé entre addition of a small percentage of cholesteric initiator crystals, the percentage between
1 et 10 ', de préférence 5 %.1 and 10 ', preferably 5%.
On ajoute en faible pourcentage à cette solution de cristaux liquides cholestériques, une solution de cristaux liquides à propriétés dichroîques A solution of liquid crystals with dichroic properties is added in a small percentage to this solution of cholesteric liquid crystals.
dans le noir.in the dark.
Les propriétés dichroîques de cette solution dans le noir confèrent -à la solution de cristaux liquides une absorption très marquée de la lumière en l'absence de champ électrique On améliore de The dichroic properties of this solution in the dark give the liquid crystal solution a very marked absorption of light in the absence of an electric field.
ce fait grandement le contraste.this is greatly the contrast.
En présence d'un champ électrique, cette absorption descend à un niveau faible Ainsi, la zone située sous chaque électrode diffuse la lumière lors de l'application d'un champ électrique alors que les surfaces voisines restent parfaitement noires, quelle que soit la polarisation de la lumière Le contraste s'améliore encore si la plaque est éclairée In the presence of an electric field, this absorption drops to a low level. Thus, the zone under each electrode diffuses the light during the application of an electric field whereas the neighboring surfaces remain perfectly black, whatever the polarization The contrast gets better again if the plate is lit.
en lumière indirecte par l'arrière. in indirect light from behind.
Les molécules activées par le champ électri- Molecules activated by the electric field
que s'alignent et permettent à la solution de devenir that align and allow the solution to become
transparente ou tout au moins d'apparence laiteuse. transparent or at least milky in appearance.
_ 5 2 2543720_ 5 2 2543720
Il convient d'observer, à ce niveau, que les faces intérieures des parois n'ont pas à être traitées pour obtenir l'effet recherché Cette facilité It should be observed at this level that the inner faces of the walls do not have to be treated to obtain the desired effect.
constitue un progrès important par rapport à la tec hni- is an important step forward in relation to the technical
que antérieure selon laquelle les parois devaient être traitées mécaniquement striage, rainurage pour contraindre les molécules à s'orienteer dans than earlier that the walls had to be treated mechanically streaking, grooving to constrain the molecules to be oriented in
la même direction.the same direction.
On peut aussi augmenter les possibilités We can also increase the possibilities
d'affichage en prévoyant une couche conductrice supplé- display by providing an additional conductive layer
mentaire servant de référence de tension et en portant used as a reference for tension and wearing
l'une ou l'autre, ou l'une et l'autre à la même ten- one or the other, or both at the same
sion Dans ce cas, l'excitation consiste à annuler la tension entre les électrodes d'affichage par In this case, the excitation consists in canceling the voltage between the display electrodes by
l'application d'une même tension.the application of the same voltage.
Une des formes de réalisation de cette variante est illustrée en figures 3 a et 3 b Dans cette réalisation, la plaque arrière A est revêtue One of the embodiments of this variant is illustrated in FIGS. 3a and 3b. In this embodiment, the rear plate A is coated.
d'une couche continue homogène et conductrice 9. a homogeneous and conductive continuous layer 9.
La plaque avant B présente un revêtement conducteur à discontinuités constituant le fond Des zones conductrices d'affichage Il sont couchées sur les zones libres du fond et entourées par un intervalle 12 non conducteur Elles sont reliées par une liaison The front plate B has a conductive coating with discontinuities constituting the bottom Conductive display areas It is lying on the free areas of the bottom and surrounded by a gap 12 non-conductive They are connected by a connection
électrique appropriée à une commande électrique exté- suitable for external electrical control
rieure. Le fonctionnement est le suivant Dans une première phase, la couche continue 9 est portée à une tension V, le fond 10 et les zones 11 sont au potentiel zéro * tout est transparent Dans une deuxième phase, 9 est portée à une tension V, 10 est au potentiel zéro et Il à la tension V Dans ce cas, les figures apparaissent noires sur fond pool. The operation is as follows In a first phase, the continuous layer 9 is brought to a voltage V, the bottom 10 and the zones 11 are at zero potential * everything is transparent In a second phase, 9 is brought to a voltage V, 10 is at zero potential and It at voltage V In this case, the figures appear black against a background
blanc ou d'apparence laiteuse.white or milky in appearance.
Inversement, si 10 est porté à la tension V et Il au potentiel zéro, les figures apparaissent Conversely, if 10 is brought to the voltage V and It to the zero potential, the figures appear
blanches (transparentes ou laiteuses) sur fond noir. white (transparent or milky) on a black background.
On peut ainsi jouer sur l'alternance blanc- We can play on the white alternation-
noir pour constituer une composition de figures stati- black to constitute a composition of static figures
b 2543720b 2543720
ques ou en mouvement.on the move.
Une autre variante d'application selon l'idée générale de l'invention est représentée en figures 4 et 5 EL Le consiste à former sur un substrat 13 par exemple une plaquette de silicium, un circuit intégré 14 du type MOS recouvert d'un réseau 15 de traits conducteurs en disposition croisée selon lignes Another variant of application according to the general idea of the invention is shown in FIGS. 4 and 5 EL. It consists in forming on a substrate 13, for example a silicon wafer, an integrated circuit 14 of the MOS type covered with a network. 15 of conductive lines in crossed arrangement according to lines
16 et colonnes 17 pour former une matrice Bien enten- 16 and columns 17 to form a matrix Well understood
du, les points de contact et les isolations convenables of, points of contact and suitable isolations
sont prévus pour commander sélectivement chaque transis- are provided to selectively control each
tor MOS élémentaire 18 sur son drain 19 et sa porte Dans cette configuration, le réseau de lignes elementary MOS tor 18 on its drain 19 and its gate In this configuration, the network of lines
pourra être relié aux portes 20 et le réseau de colon- can be connected to gates 20 and the colon network
nes aux drains 19 ou inversement La source 21 est est reliée à la zone adjacente de la couche -22 de cristaux liquides par un pont conducteur 23 traversant la couche d'isolant 24 Une paroi en verre 25 revêtue sur sa face interne d'une mince couche conductrice The source 21 is connected to the adjacent zone of the liquid crystal layer 22 by a conductive bridge 23 passing through the insulating layer 24. A glass wall 25 coated on its inner face with a thin layer conductive layer
26 recouvre l'ensemble.26 covers the whole.
La couche conductrice 26 constitue la premiè- The conductive layer 26 constitutes the first
re électrode de mise sous tension La deuxième électro- energizing electrode The second electro-
de est formée par le pont conducteur 23 qui assure le contact avec la source du transistor élémentaire de is formed by the conducting bridge 23 which makes contact with the source of the elementary transistor
MOS correspondant.Corresponding MOS.
L'espace compris entre la zone élémentaire délimitée par la base du pont 23 et l'électrode 26 constitue le point élémentaire 27 de cristaux liquides The space between the elementary zone delimited by the base of the bridge 23 and the electrode 26 constitutes the elementary point 27 of liquid crystals
susceptible de modifications optiques. susceptible of optical modifications.
Ce point élémentaire 27 est placé dans This elemental point 27 is placed in
le circuit de drain du transistor élémentaire adjacent. the drain circuit of the adjacent elementary transistor.
Il devient transparent lorsque le transistor est alimenté et commandé sur sa porte Le point élémentaire 27 de cristaux liquides est alors sous tension entre It becomes transparent when the transistor is powered and controlled on its gate The elementary point 27 of liquid crystal is then energized between
les électrodes correspondantes.the corresponding electrodes.
La présence de tension sur les électrodes ou portions d'électrodes en regard de part et d'autre du point élémentaire 27 résulte de la commande en tension de la ligne 16 et de la colonne 17 concernées au croisement desquelles est situé le point élémentaire 27. Il en est de même pour tous les points e lémentdires '7 situés au nivedu de 1 ' intersection The presence of voltage on the electrodes or electrode portions facing either side of the elementary point 27 results from the voltage control of the line 16 and the column 17 concerned at the intersection of which is located the elementary point 27. The same applies to all the points lying on the level of the intersection
d'une ligne et d'une colonne.a row and a column.
Par une commande matricielle appropriée, on peut réaliser un affichage par points qui conduit à la composition de tous les signes graphiques connus, By appropriate matrix control, it is possible to perform a dot display which leads to the composition of all the known graphic signs,
lettres, chiffres Cet affichage pourra être stati- letters, numbers This display may be static
que, mais aussi en mouvement.that, but also in motion.
La protection ne saurait se limiter aux seules variantes décrites, elle s'étend au contraire à toutes les modifications directes, adjonction d'éléments inopérants, substitution par des matières, Protection can not be limited to the variants described only, it extends on the contrary to all direct modifications, addition of inoperative elements, substitution by materials,
matériaux ou moyens équivalents.equivalent materials or means.
S 2543720S 2543720
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8305404A FR2543720B1 (en) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | VARIABLE LIGHT ABSORPTION AND HIGH CONTRAST LIQUID CRYSTAL CELL |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8305404A FR2543720B1 (en) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | VARIABLE LIGHT ABSORPTION AND HIGH CONTRAST LIQUID CRYSTAL CELL |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2543720A1 true FR2543720A1 (en) | 1984-10-05 |
FR2543720B1 FR2543720B1 (en) | 1986-11-28 |
Family
ID=9287469
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8305404A Expired FR2543720B1 (en) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | VARIABLE LIGHT ABSORPTION AND HIGH CONTRAST LIQUID CRYSTAL CELL |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2543720B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4032219A (en) * | 1974-10-21 | 1977-06-28 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britian And Northern Ireland | Liquid crystal display devices |
US4137524A (en) * | 1977-09-28 | 1979-01-30 | Optel Corporation | Reversible printing display |
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EP0044618A2 (en) * | 1980-06-19 | 1982-01-27 | Itt Industries, Inc. | Liquid crystal display devices |
-
1983
- 1983-03-30 FR FR8305404A patent/FR2543720B1/en not_active Expired
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Title |
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IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN, vol. 22, no. 9, février 1980, New York (US) * |
SID INTERNATIONAL SYMPOSIUM-DIGEST OF TECHNICAL PAPERS, avril 1980, Lewis Winner, Coral Gables, Florida (US) * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2543720B1 (en) | 1986-11-28 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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ST | Notification of lapse |