FR2555789A1 - Procede et dispositif pour commander l'orientation d'un cristal liquide et dispositif a cristaux liquides - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN DISPOSITIF POUR COMMANDER L'ORIENTATION D'UN CRISTAL LIQUIDE. ON FORME UNE STRUCTURE DE CELLULE 101 AU MOYEN DE DEUX PLAQUES DE BASE 101, 101A ENTRE LESQUELLES EST PLACE UN CRISTAL LIQUIDE 103, ET ON FORME UNE FRONTIERE ENTRE UNE PHASE UNIAXIALE ANISOTROPE, DANS LAQUELLE LES MOLECULES DU CRISTAL LIQUIDE SONT ALIGNEES DANS UNE DIRECTION, ET UNE PHASE DE TEMPERATURE PLUS ELEVEE OBTENUE AU MOYEN D'UN ELEMENT 105 DE GENERATION DE CHALEUR QUI ENGENDRE EGALEMENT UN GRADIENT DE TEMPERATURE FAISANT PROGRESSER LA FRONTIERE DES PHASES, PERPENDICULAIREMENT A SA DIRECTION. DOMAINE D'APPLICATION : FABRICATION DE DISPOSITIFS A CRISTAUX LIQUIDES.

Description

L'invention concerne un procédé de commande

d'orientation d'un cristal liquide smectique, en parti-

culier d'un cristal liquide smectique chiral, utilisé dans la prépa-

ration d'un dispositif à cristaux liquides tel qu'un dispo-

sitif d'affichage à cristaux liquides et un ensemble obtu- rateur optique à cristaux liquides, et elle a trait plus particulièrement à un procédé de commande de l'orientation

d'un cristal liquide destiné à améliorer les caractéristi-

ques d'affichage et de commande par l'orientation ou l'alignement initial des molécules d'un cristal liquide, ainsi qu'à un dispositif utilisé dans le procédé et à un

dispositif à cristaux liquides préparé par le procédé.

Jusqu'à présent, on connaît bien des dispositifs d'affichage à cristaux liquides qui comprennent un groupe d'électrodes de balayage et un groupe d'électrodes de signaux disposées en une matrice ou un réseau, et un composé de cristal liquide remplissant l'espace compris

entre les deux groupes d'électrodes de façon à former plu-

sieurs éléments d'image ou pixels pour afficher les images ou une information aux points ou à proximité des points d'intersection du réseau. Pour commander ces dispositifs d'affichage, on utilise un procédé de commande à partage de temps consistant à appliquer sélectivement des signaux d'adresse, séquentiellement et périodiquement, au groupe d'électrodes de balayage et à appliquer sélectivement certains signaux d'information au groupe d'électrodes de signaux, d'une manière parallèle, en synchronisme avec les signaux d'adresse. Cependant, ces dispositifs d'affichage

et leur procédé de commande présentent de graves inconvé-

nients qui seront décrits ci-dessous.

Ainsi, il est difficile d'obtenir une haute

densité d'éléments d'image ou une grande surface d'image.

En raison de la vitesse de réponse relativement élevée et de la faible dissipation d'énergie, parmi les cristaux liquides classiques, la plupart d'entre eux qui ont été mis en oeuvre en tant que dispositifs d'affichage sont des cristaux liquides du type nématique torsadé, comme décrit dans "Voltage-Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic Liquid Crystal" par M. Schadt et W. Helfrich, "Applied Physics Letters", Vol. 18, n 4 (15 février 1971) pages 127-128. Dans un cristal liquide de ce type, des molécules de cristal liquide nématique, qui présentent une anisotropie diélectrique positive en l'absence d'application d'un champ électrique, forment une structure torsadée dans la direction de l'épaisseur des couches de cristal liquide (structure hélicoïdale) et des molécules de ce cristal liquide forment une structure

dans laquelle elles sont alignées ou orientées parallèle-

ment les unes aux autres à proximité des surfaces des électrodes. Par ailleurs, le cristal liquide nématique qui

présente une anigotropie diélectrique positive sous l'appli-

cation d'un champ électrique est orienté ou aligné dans la

direction du champ électrique, permettant ainsi une modula-

tion optique. Lorsque des dispositifs d'affichage sont réalisés dans un agencement d'électrodes en réseau à

l'aide d'un cristal liquide de ce type, une tension supé-

rieure à un niveau de seuil demandé pour aligner les molé-

cules de cristal liquide dans la direction perpendiculaire aux surfaces des électrodes est appliquée à une zone (un point choisi) o une électrode de balayage et une électrode de signal sont sélectionnées à un instant donné, alors qu'une tension n'est pas appliquée aux zones (points non choisis) o les électrodes de balayage et les électrodes de signaux ne sont pas choisies. Par conséquent, des molécules du cristal liquide sont alignées de façon stable, parallèlement aux surfaces des électrodes. Lorsque des polariseurs linéaires disposés mutuellement en nicols croisés (c'est-à-dire ayant leurs axes de polarisation agencés perpendiculairement entre eux) sont places sur les côtés supérieur et inférieur de la cellule de cristal liquide ainsi formée, la lumière n'est pas transmise aux points choisis, alors qu'elle est transmise aux points non

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choisis. Par conséquent, la cellule de cristal liquide peut assumer la fonction d'un dispositif de formation d'image. Cependant, lorsqu'un agencement d'électrodes en réseau ou matrice est formé, un certain champ électrique est appliqué aux régions o une électrode de balayage est

sélectionnée et des électrodes de signal ne sont pas sélec-

tionnées, ou aux régions o une électrode de balayage n'est pas sélectionnée et une électrode de signal est sélectionnée

(lesquelles régions sont appelées "points à demi-sélectionnés).

Si la différence entre une tension appliquée aux points

sélectionnés et une tension appliquée aux points à demi-

sélectionnés est suffisament grande et qu'un niveau de seuil de tension demandé pour permettre aux molécules du cristal liquide d'être alignées ou orientées perpendiculairement à un champ électrique est établi à une valeur comprise entre ces tensions, les dispositifs d'affichage fonctionnent normalement. Cependant, lorsque le nombre (N) de lignes de balayage augmente, un temps (taux de travail) pendant lequel un champ électrique efficace est appliqué à un point sélectionné pendant le balayage d'une surface d'image complète (correspondant à une image), diminue à un rapport de 1/N. Par conséquent, plus le nombre de lignes de

balayage est grand, plus petite est la différence de ten-

sion appliquée comme valeur efficace à un point sélectionné

et à des points non sélectionnés lors d'un balayage répété.

Ceci a donc pour inconvénients inévitables de diminuer le

contraste de l'image ou de faire apparaître une interfé-

rence ou une diaphonie. Ces phénomènes sont considérés comme étant des problèmes pratiquement inévitables, apparaissant lorsqu'un cristal liquide ne possédant pas de bistabilité (c'est-à-dire que les molécules du cristal liquide sont orientées horizontalement par rapport à la

surface de l'électrode dans un état stable et sont orien-

tées verticalement par rapport à la surface de l'électrode uniquement lorsqu'un champ électrique est effectivement appliqué) est attaqué ou excité (c'est-à-dire balayé de façon répétée) par l'utilisation d'un effet de mémoire dans le temps. Pour éliminer ces inconvénients, on a déjà proposé le procédé à moyenne de tension, le procédé d'attaque à deux fréquences, le procédé à réseaux multi- ples, etc. Cependant, aucun procédé ne permet d'éliminer suffisamment les inconvénients précités. En conséquence, à l'heure actuelle, le développement de grande surface

d'image ou l'obtention d'une densité élevée de condition-

nement des éléments d'affichage est retardé en raison de la difficulté à accroître suffisamment le nombre de lignes

de balayage.

Par ailleurs, dans le domaine des imprimantes, pour obtenir une copie sur papier sous l'action de signaux électriques d'entrée, le meilleur moyen consiste à utiliser une imprimante à faisceau laser appliquant des signaux électriques d'image à un élément photosensible électrophotographique, sous la forme d'éléments lumineux, en ce qui concerne la densité des éléments d'image et

la vitesse d'impression.

Cependant, l'imprimante à faisceau laser présente les inconvénients suivants: 1) l'appareil est de grandes dimensions; 2) il comporte une pièce mécanique qui se déplace à grande vitesse, telle qu'un dispositif polygonal de balayage, à l'origine de bruit et nécessitant une précision mécanique élevée, etc. Pour éliminer les inconvénients décrits ci-dessus, il est proposé un ensemble à obturateur à cristal liquide

en tant que dispositif destiné à transformer des signaux -

électriques en signaux optiques. Lorsque l'on dispose de signaux d'éléments d'image et d'un ensemble ou réseau obturateur à cristal liquide, par exemple, plus de 3000 générateurs de signaux sont nécessaires pour écrire des signaux d'éléments d'image sur une longueur de 210 mm, à une densité de 16 points par millimètre. Pour appliquer

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indépendamment des signaux aux générateurs de signaux res-

pectifs, il faut câbler des lignes conductrices pour

l'application de signaux électriques à tous les généra-

teurs de signaux respectifs, ce qui a pour résultat des difficultés de fabrication. Compte tenu de ce qui précède, il est tenté par ailleurs d'appliquer des signaux d'image, correspondant à une ligne en temps partagé à l'aide de générateurs de

signaux divisés de façon correspondante en plusieurs ran-

gées. Dans cet essai, des électrodes d'application de signaux peuvent être communes aux divers générateurs de signaux, permettant ainsi une diminution notable de l'importance du câblage demandée. Cependant, si l'on tente d'accroître le nombre (N) de rangées utilisant un cristal liquide ne présentant aucune bistabilité comme c'est la pratique habituelle, le temps de "présence" du signal est sensiblement réduit à 1/N. Il en résulte des difficultés causées par la diminution de la quantité de lumière obtenue sur un élément photosensible, par l'apparition de diaphonie, etc.

Pour éliminer les inconvénients de tels disposi-

tifs classiques à cristaux liquides, l'utilisation de dis-

positifs àcristaux liquides présentant une bistabilité a été proposée par Clark et Lagerwall (par exemple, la demande

de brevet japonais n 56-107216, le brevet des E.U.A.

N 4 367 924, etc.). Dans ce cas, comme cristaux liquides bistables, on utilise généralement des cristaux liquides ferroélectriques possédant une phase smectique chirale C

(SmC*) ou une phase smectique chirale H (SmH*).

Ces cristaux liquides sont bistables par le fait qu'ils présentent des premier et second états stables selon un champ électrique qui leur est appliqué. Par conséquent, à la différence des dispositifs de modulation optique dans lesquels les cristaux liquides du type TN (nématique torsadé) mentionnés précédemment sont utilisés, les moléculesdu cristal liquide bistable sont orientées de façon à prendre des premier et second états optiquement stables par rapport à deux vecteurs champs électriques, respectivement. Les caractéristiques des cristaux liquides de ce type sont telles qu'ils s'orientent dans l'un de deux états stables à une vitesse extrêmement élevée et qu'ils conservent ces états lorsque le champ électrique ne leur est plus appliqué. Grâce à de telles propriétés, ces cristaux liquides, possédant une phase smectique chirale, peuvent atténuer sensiblement un grand nombre de problèmes des dispositifs antérieurs du type nématique torsadé. Ceci sera décrit plus en détail ci- après en ce

qui concerne la présente invention.

Cependant, pour qu'un dispositif de modulation optique, dans lequel un cristal liquide bistable est utilisé, puisse présenter des caractéristiques d'attaque ou de commande souhaitées, il faut qu'un cristal liquide, disposé entre deux plaques de base parallèles, possède un arrangement de molécules tel que l'on puisse faire passer effectivement les molécules d'un état stable à l'autre

indépendamment de l'application d'un champ électrique.

Par exemple, en ce qui concerne les cristaux liquides ferroélectriques possédant une phase SmC* ou une phase SmH*, il faut qu'il soit formé une région (domaine unique) dans laquelle des couches de cristal liquide ayant une phase SmC* ou une phase SmH* sont perpendiculaires à la surface des plaques de base, c'est-à-dire dans laquelle

l'axe du cristal liquide est aligné à peu près parallèle-

ment à cette surface. Cependant, dans le cas des dispositifs de modulation optique dans lesquels un cristal liquide bistable est utilisé, l'orientation du cristal liquide présentant une telle structure à domaine unique n'est pas obtenue jusqu'à présent de façon satisfaisante, ce qui ne permet pas d'obtenir des caractéristiques d'affichage suffisantes. Par exemple, pour produire une telle orientation, on a proposé un procédé consistant à appliquer un champ 25557d9 magnétique, un procédé consistant à appliquer une contrainte de cisaillement, etc. Cependant, ces procédés peuvent né pas

nécessairement donner des résultats satisfaisants. Par exem-

ple, le procédé d'application d'un champ magnétique a pour inconvénient de nécessiter un appareil de grande dimension et il n'est pas compatible avec une cellule à couche mince,

présentant d'excellentes caractéristiques de fonctionnement.

En outre, le procédé d'application d'une contrainte de cisaillement a pour inconvénient d'être incompatible avec un procédé de remplisage d'un cristal liquide après la

préparation d'une cellule.

Entre-temps, dans le dispositif à cristal liquide dans lequel on utilise le cristal liquide du type nématique torsadé mentionné précédemment, pour former un domaine unique de molécules de cristal liquide parallèles à la surface d'une plaque de base, par exemple, on a fait appel à un procédé de frottement de la surface de la

plaque de base à l'aide d'une étoffe, etc., ou à un pro-

cédé de déposition oblique de vapeur de SiO2, etc. Dans le procédé de frottement, les molécules du cristal liquide acquièrent l'état de la plus faible énergie (c'est-à-dire un état stable) dans lequel elles s'alignent

préférentiellement suivant la direction du frottement.

Ainsi, on donne à une telle surface frottée un certain effet d'orientation préférentielle des cristaux liquides dans une direction. Une structure présentant une face à laquelle un tel effet de paroi est donné est décrite dans, par exemple, le brevet canadien n 1010136, etc., de

W. Helfrich et M. Schdat. En plus du procédé de frotte-

ment pour donner l'effet d'orientation, un autre procédé

qui est utilisé consiste à utiliser une structure présen-

tant une face qui est formée par une déposition oblique ou en biais de vapeur de SiO ou de SiO2 sur une plaque de base, cette face, qui présente une anisotropie uniaxiale

de SiO ou de SiO2, ayant pour effet d'orienter préféren-

tiellement les molécules de cristal liquide dans une direction. Comme indiqué précédemment, le procédé de commande d'alignement ou d'orientation, par exemple le procédé de frottement, ou le procédé de déposition oblique, constitue l'un des procédés préférables pour produire des dispositifs

à cristaux liquides. Cependant, si l'on commande l'orienta-

tion de cristaux liquides bistables par ces procédés, il se forme une face produisant un effet de paroi pour aligner

préférentiellement un cristal liquide dans une seule direc-

tion, ce qui détériore les caractéristiques souhaitables des cristaux liquides bistables, telles que leur bistabilité vis-à-vis d'un champ électrique qui leur est appliqué, une

aptitude en réponse élevée ou une aptitude à former un domaine unique.

Compte tenu des conditions précédentes, l'inven-

tion a pour objet principal un procédé destiné à commander ou déterminer l'orientation d'un cristal liquide, pouvant être appliqué à des dispositifs de modulation optique tels

que ceux comprenant un cristal liquide possédant les carac-

téristiques telles que la bistabilité, une adaptation poten-

tielle à des dispositifs d'affichage à vitesse de réponse élevée, haute densité d'éléments d'image et grande surface d'image, ou à des obturateurs optiques à grande vitesse

d'obturation, etc., et capables de. mettre en oeuvre suffi-

samment leurs caractéristiques par une meilleure aptitude à former un domaine unique ou par une orientation

initiale, ce qui a posé des problèmes dans l'art antérieur.

On a procédé à d'autres recherches sur l'objectif mentionné ci-dessus, notamment en prenant en considération les caractéristiques d'orientation d'un cristal liquide dans le cas d'une température décroissante, o le cristal

liquide passe d'une certaine phase (un état à haute tempé-

rature tel qu'un phase isotrope) à une phase uniaxialement anisotrope (un état à basse température tel qu'une phase SmA (smectique A)). On a donc trouvé que, pendant la transition de la phase initiale ou phase différente (phase à haute température) à la phase uniaxialement anisotrope,l'axe moléculaire d'une phase uniaxialement anisotrope nouvellement formée par la transition de phase

à la frontière spatiale entre la région de la phase diffé-

rente et la phase uniaxialement anisotrope est orienté parallèlement à la direction dans laquelle sont orientées

les molécules du cristal liquide dans la phase uniaxiale-

ment anisotrope déjà forméeet que le domaine unique de

la phase uniaxialement anisotrope croit de façon remarqua-

blement stable lorsque la direction de la croissance de la région de cette phase uniaxialement anisotrope est maintenue perpendiculaire à la direction dans laquelle sont orientées les molécules du cristal liquide. On a en outre trouvé qu'en disposant un élément structurel, ayant

une paroi latérale présentant une caractéristique d'orien-

t ation horizontale ou homogène, telle qu'un élément généra-

teur de germes (c'est-à-dire un élément destiné à favoriser la génération de germes de cristal liquide dans la phase anisotrope uniaxiale), il est possible de former un germe initial d'une phase anisotrope uniaxiale de manière qu'il forme un domaine unique dans lequel des molécules de cristal

liquide sont alignées ou orientées parallèlement à l'élé-

ment générateur de germes, afin de donner un dispositif à cristal liquide dont les caractéristiques de fonctionnement

et du domaine unique sont compatibles mutuellement.

Le procédé de commande de l'orientation d'un cristal liquide est basé sur les connaissances ci-dessus et il consiste à former, entre deux plaques de base, une frontière dephases d'un cristal liquide entre une phase anisotrope uniaxiale du cristal liquide, o les molécules du cristal liquide sont alignées dans une direction, et une phase différente du cristal liquide, qui est une phase à température supérieure à celle de la phase anisotrope uniaxiale, à transformer une partie de la phase différente,

adjacente à la frontière de phases, par diminution de tempé-

rature, en la phase anisotrope uniaxiale o les molécules du cristal liquide sont alignées parallèlement à la direction d'alignement des molécules du cristal liquide de la phase anisotrope uniaxiale précitée, et à faire progresser la transformation de phase à partir de la frontière de phases, dans une direction parallèle à cette frontière, afin de former un domaine unique du cristal liquide dans lequel les molécules de ce cristal liquide

sont alignées dans une direction.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'une cellule à cristal liquide selon l'invention; la figure 2 est une vue en perspective du principe de fonctionnement du dispositif à cristal liquide représenté sur la figure 1; la figure 3A est une vue en plan d'un dispositif à cristal liquide selon l'invention; la figure 3B est une coupe partielle suivant la ligne A-A de la figure 3A;

20. les figures 4A, 4B et 4C sont des vues schéma-

tiques en plan illustrant des étapes de la croissance d'un cristal liquide; la figure 4D est une vue en plan d'une autre forme de réalisation du dispositif à cristal liquide selon l'invention; la figure 5 est une vue en plan d'une autre forme de réalisation de la cellule à cristal liquide selon l'invention; les figures 6, 7, 8 et 9 sont des coupes transversales d'une forme préférée de réalisation de la cellule à cristal liquide selon l'invention; la figure 10 est une vue schématique en plan

d'un arrangement d'électrodes d'un dispositif de modula-

tion optique selon l'invention;

35. les figures 11A à 11D représentent respecti-

vement les formes d'onde de signaux de tension pour la

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commande du dispositif de modulation optique selon l'in-

vention;

les figures 12A à 12D représentent respective-

ment les formes d'onde de la tension appliquée à des élé-

ments d'image respectifs;

la figure 13A est une vue en plan d'un disposi-

tif à cristal liquide selon l'invention; la figure 13B est une coupe partielle suivant la ligne A-A de la figure 13A; 10. la figure 14A est une vue en perspective d'une autre forme de réalisation du dispositif à cristal liquide selon l'invention; * la figure 14B est une coupe transversale du dispositif de la figure 14A; 15. les figures 15A à 15C sont des vues en plan illustrant des étapes de la croissance d'un cristal liquide; la figure 15D est une vue en plan d'une autre forme de réalisation de la cellule à cristal liquide selon l'invention; 20. la figure 16 est une vue en plan d'une autre forme de réalisation de la cellule à cristal liquide selon l'invention;

les figures 17, 18 et 19 sont des coupes trans-

versales partielles montrant une forme préférée de réalisa-

tion de la cellule à cristal liquide selon l'invention; la figure 20A est une vue partielle en plan d'une autre forme de réalisation du dispositif à cristal liquide selon l'invention; o la figure 20B est une coupe partielle suivant la ligne A-A de la figure 20A; les figures 21A à 21C sont des vues en plan illustrant des étapes de la croissance d'un cristal liquide; la figure 21D est une vue en plan d'une autre forme de réalisation de la cellule à cristal liquide selon l'invention; la figure 22 est une vue en plan d'une autre forme de réalisation de la cellule à cristal liquide selon l'invention; les figures 23, 24, 25 et 26 sont des coupes partielles d'une forme préférée de réalisation de la cellule à cristal liquide selon l'invention;

la figure 27A est une vue en perspective illus-

trant schématiquement un dispositif à utiliser dans une forme du procédé selon l'invention; la figure 27B est une coupe transversale du dispositif de la figure 27A;

la figure 28 est une vue en perspective illus-

trant une variante du procédé de l'invention; et

la figure 29 est une coupe schématique illus-

trant une autre variante du procédé de l'invention.

Une matière à cristal liquide particulièrement adaptée à la présente invention est un cristal liquide ferroélectrique bistable. Plus particulièrement, il est avantageux d'utiliser des cristaux liquides possédant une phase chirale smectique C (SmC*) ou une phase chirale

smectique H (SmH*).

Des cristaux liquides ferroélectriques sont décrits dans, par exemple, "LE JOURNAL DE PHYSIQUE LETTERS" 36 (L-69) 1975, "Perroelectric Liquid Crystals"; "Applied Physics Letters" 36 (11) 1980, "Submicro Second Bistable Electrooptic Switching in Liquid Crystals"; "Applied Physics" 16 (141) 1981, "Liquid Crystals", etc. Dans la présente invention, on peut utiliser les cristaux

liquides ferroélectriques décrits dans ces ouvrages.

Des exemples de composés de cristaux liquides

ferroélectriques comprennent le cinnamate de décyloxy-

benzylidène-p'-amino-2-méthylbutyle(DOBAMBC), le cinnamate d' hexyloxybenzylidène -p'-amino-2-chloropropyle

(HOBACPC), le 4-o-(2-méthyl)-butyl-resorcylidène-4'-

octylaniline (MBRA 8), etc. Lorsqu'un dispositif à cristal liquide est constitué à l'aide de ces matières, pour maintenir une température telle que le composé du cristal liquide prenne une phase SmC* ou une phase SmH*, le dispositif peut être supporté, si cela est nécessaire, par un bloc de cuivre dans lequel un élément chauffant est encastré, ou par un élément convenable de support. En outre, dans la présente invention, des phases chirales smectiques F (SmF*), I (SmI*), G (SmG*), K (SmK*) et J (SmJ*) sont également utilisables, en plus des phases

précitées SmC* et SmIl*.

La figure 1 illustre schématiquement un exemple d'une cellule à cristal liquide, permettant d'expliquer le comportement d'un cristai liquide ferroélectrique. Les références numériques 11 et 11a désignent des plaques de base (plaques de verre) revêtues d'éileQtrodes transparentes constituées de minces couches dIn23, SnO2, ITO (oxyde d'indium et d'étain) , etc- Un cristal liquide possédant

g4néralement une phase SmeC* ou SmH*, dans lequel des cou-

ches 12 du cristal liquide sont orientées perpendiculaire-

ment aux surfaces des plaques de base, est disposé herméti-

quement entre les plaques de base 11 et 11a. Les traits pleins 13 désignent des molécules de cristal liquide. Ces molécules 13 de cristal liquide possèdent des moments dipolaires (Pl) 14 perpendiculaires aux molécules. Lorsqu'une tension supérieure à un certain seuil est appliquée entre des électrodes situées sur les plaques de base 11 et lla, les structures hélicoidales des molécules 13 du cristal liquide disparaissent ou se déroulent. Par conséquent, les directions de l'orientation des molécules 13 du cristal liquide peuvent être modifiées de façon que tous les moments dipolaires (PI) 14 soient dirigés vers le champ électrique appliqué. Les molécules 13 du cristal liquide présentent des formes allongées et une anisotropie des indices de réfraction entre les axes long et court. Par conséquent, on comprend aisément que, par exemple, lorsque des polariseurs ayant une disposition mutuelle en nicols croises (c'est-à-dire dont les axes de polarisation se croisent ou sont perpendiculaires entre eux) sont disposés sur les faces supérieure et inférieure des plaques de verre, un dispositif de modulation à cristal liquide, dont les caractéristiques optiques changent suivant la polarité d'une tension appliquée, peut être réalisé. L'épaisseur d'une cellule à cristal liquide utilisée avantageusement dans le dispositif de modulation optique selon l'invention peut être établi à une valeur suffisamment faible (par exemple moins de 10 gm). Au fur et à mesure que l'épaisseur des couches du cristal liquide diminuent, les structures hélicoidales des molécules du cristal liquide disparaissent ou se déroulent, même en l'absence d'application d'un champ électrique, comme montré sur la figure 2, de sorte que les molécules du cristal liquide prennent soit une orientation P dans la direction supérieure (24), soit une orientation Pa dans

la direction inférieure (24a). Lorsque des champs élec-

triques E et Ea ayant des polarités différentes l'une de l'autre et supérieurs à un certain seuil sont appliques à la cellule ainsi formée, au moyen d'éléments 21 et 21a d'application de tension, les moments dipolaires changent dans la direction supérieure (24) ou inférieure (24a),

suivant le vecteur du champ électrique E ou Ea, respecti-

vement. Conformément aux variations, les molécules du cristal liquide sont orientées soit dans un premier état

stable 23, soit dans un second état stable 23a.

Comme mentionné précédemment, l'utilisation

d'un tel cristal liquide ferroélectrique dans des disposi-

tifs de modulation optique peut présenter deux avantages principaux. Le premier est que la vitesse de la réponse est très élevée. Le second est que les molécules du cristal liquide présentent une bistabilité en ce qui concerne leur orientation. Le second avantage sera

davantage expliqué, par exemple en référence à la figure 2. Lorsque le champ électrique E est appliqué, les molécules du cristal

liquide sont orientées vers le premier état stable 23. Cet état est maintenu de façon stable, même si le champ électrique appliqué est retiré. Par ailleurs, lorsque le champ électrique opposé Ea est appliqué, les molécules s'orientent dans le second état stable 23a, de sorte que leur direction change. De même, cet état est maintenu de façon stable même si le champ électrique

appliqué est supprimé. En outre, tant que le champ électri-

que donné E ne dépasse pas un certain niveau de seuil, les

molécules conservent leurs états d'orientation respectifs.

Pour obtenir efficacement une telle rapidité de réponse et une telle bistabilité, il est avantageux que l'épaisseur

de la cellule soit aussi faible que possible.

Le problème le plus sérieux, lorsqu'un dispositif est formé d'un cristal liquide ferroélectrique, est qu'il est difficile de former une cellule ayant un domaine unique uniforme constitué d'un cristal liquide dans lequel des couches possédant des phases SmC* ou SmH* sont agencées

dans une direction perpendiculaire aux surfaces des pla-

ques de base et les molécules du cristal liquide sont agen-

cées à peu près parallèlement aux surfaces des plaques de base, comme mentionné précédemment. Un objectif principal

de l'invention est de résoudre cette difficulté.

La figure 3A est une vue partielle en plan d'un exemple d'un dispositif à cristal liquide obtenu par le procédé de commande de l'orientation d'un cristal liquide conforme à la présente invention. La figure 3B est une coupe suivant la ligne A-A de la figure 3A. Pour faciliter la compréhension de la structure de la cellule, l'échelle

de réduction utilisée sur ces figures n'est pas exacte.

Sur les figures, un exemple de structure d'une cellule permettant d'obtenir un réseau ou ensemble obturateur destiné à une imprimante est représenté. Une cellule 100, montrée sur les figures 3A et 3B, comprend deux plaques de base 101 et o101a réalisées en verre ou des plaques de matière plastique qui sont maintenues au moyen d'une entretoise (non représentée) afin qu'il subsiste entre elles un intervalle prédéterminé. Ces plaques de base sont liées entre elles par un adhésif 106 afin de former la structure de la cellule. Plusieurs électrodes transparentes 102, disposées sur la plaque de base 101, forment un groupe d'électrodes (par exemple un groupe d'électrodes d'appli- cation d'une tension de balayage faisant partie d'un arrangement d'électrodes en matrice ou réseau) qui sont formées suivant une configuration prédéterminée telle

qu'une configuration en bandes. Plusieurs électrodes trans-

parentes 102a, croisant les électrodes transparentes 102

mentionnées précédemment et formant un autre groupe d'élec-

trodes (par exemple une groupe d'électrodes d'application d'une tension de signal faisant partie d'un agencement

d'électrodes en réseau ou matrice) sont formées sur la pla-

que de base 101a, en segments disposés d'une manière décalée

et connectés à des conducteurs 107a. Les électrodes-trans-

parentes 102 et 102a sont connectées à des conducteurs 107 et 107b, respectivement. Des signaux provenant d'un circuit extérieur sont appliqués respectivement aux bornes des

conducteurs correspondants 107 et 107b.

Une pellicule isolante (non représentée) peut être

formée sur les plaques de base 101 et 101a et cette pelli-

cule peut être constituée de monoxyde de silicium, de bioxyde de silicium, d'oxyde d'aluminium, de zircone, de fluorure de magnésium, d'oxyde de cérium, de fluorure de cérium, de nitrure de silicium, de carbure de silicium, de nitrure de bore, d'alcool polyvinylique, d'un polyimide,

d'un polyamide-imide, d'un polyester-imide, de polyparaxy-

lylène, d'un polyester, d'un polycarbonate, de polyvinyl-

acétal, de chlorure de polyvinyle,d'un polyamide, de -

polystyrène, d'une résine cellulosique, d'une résine mélamine, d'une résine urée, d'une résine acrylique ou autres. Une telle pellicule isolante peut également avoir

pour avantage d'empêcher la génération d'un courant dési-

rable sous l'effet d'une faible quantité d'impuretés contenues dans la couche 103 du cristal liquide, ce qui empêche la détérioration des composés de cristaux liquides,

même après des opérations répétées.

La structure de la cellule représentée dans cet exemple particulier comprend la couche précitée constituée du cristal liquide 103 qui est ferroélectrique dans une plage de température particulière, un élément 104 de génération de germes et un élément 105 de génération de

chaleur, utilisé comme élément chauffant.

L'élément 104 de génération de germesest formé suivant une bande obtenue d'abord par réalisation d'une pellicule d'une résine telle qu'alcool polyvinylique,

polyimide, polyamide-imide, polyester-imide, polyparaxy-

lylène, polyester, polycarbonate, polyvinyl acétal, chlorure de polyvinyl, acétate de polyvinyl, polyamide, polystyrène, résine cellulosique, résine mélamine, résine urée ou résine acrylique ou un composé inorganique tel que SiO, SiO2 ou TiO2, et application d'un traitement photolithographique normal à la pellicule. L'élément 104 de génération de germes peut âtre formé de la même

matière que la plaque de base 101 ou 101a.

L'élément 105 de génération de chaleur peut avantageusement être une pellicule résistante telle qu'une pellicule d'oxyde d'indium, d'oxyde d'étain ou d'ITO

(oxyde d'indium et d'étain), par exemple.

Lorsque la cellule 100 à cristal liquide est

prise en sandwich entre des polariseurs 108 et 108a dispo-

ses sur les deux faces des plaques de base 101 et 101a,

dans un agencement en nicols croisés ou en nicols paral-

lèles, et que des tensions sont appliquées entre les

électrodes 102 et 102a, on obtient une fonction de modula-

tion optique.

Un exemple plus particulier de la cellule 100 à cristal liquide montrée sur les figures 3A et 3B sera expliqué. Dans un exemple avantageux, des électrodes transparentes 102 forment un groupe d'électrodes de balayage ayant la configuration de bandes chacune d'une

largeur de 62,5 Nm, tandis que des électrodes transpa-

rentes 102a donnent un groupe d'électrodes de signaux formant chacune un élément d'image mesurant 62,5 gm x 62,5 gm. L'élément 105 de génération de chaleur comprend une pellicule d'ITO de 0,6 mm de largeur moyenne et 100 nanomètres d'épaisseur, tandis que l'épaisseur de la couche 103 de cristal liquide est avantageusement

maintenue à environ 2 pm.

La cellule 100 à cristal liquide est logée dans un boîtier chauffant (non représenté) et interposée entre deux polariseurs 108 et 108a disposés de façon à établir

des directions de polarisation se croisant à angle droit.

Cette combinaison peut être utilisée comme ensemble ou réseau obturateur à cristal liquide pour une imprimante électrophotographique. Dans ce cas, la flèche B de la figure 3A correspond au sens de rotation d'un tambour

photosensible pour électrophotographie.

Dans un autre exemple particulier, on a formé un

élément 104 générateur de germes de la manière suivante.

Ainsi, une solution produisant un polyimide (du type "PIQ" produit par Hitachi Kasei Kogyo K.K., teneur en matières non volatiles de 14,5% en poids) est appliquée sur une plaque de base 101 pendant 10 secondes à l'aide d'un appareil d'enduction par rotation tournant à 3000 tours par minute, puis elle est chauffée à une température de C pendant 30 minutes afin de former une pellicule couvrante ayant une épaisseur de 2 Fm. Puis une solution de réserve du type positif ("AZ 1350" produite par Shipley Company, Ltd.) est appliquée par pulvérisation rotative sur la pellicule ainsi formée et est précuite. La couche de réserve est exposée à la lumière à travers un masque en forme de bandes présentant une largeur de masquage de 0,5 mm. Puis, en développant la réserve à l'aide d'un

révélateur "MF 312" contenant de l'hydroxyde de tétra-

méthylammonium, on grave la partie exposée de la pelli-

cule de réserve et la pellicule de polyamide située

au-dessous de cette partie afin de former des trous tra-

versants. Après que la plaque de base ainsi traitée a été lavée à l'eau et séchée, on retire la partie non exposée

de la pellicule de réserve à l'aide de méthyléthyl-

cétone. Puis on amène à maturation la pellicule de polyamide en la chauffant à 200 C pendant 60 minutes et

à 350DC pendant 30 minutes pour former un élément géné-

rateur de germes constitué d'un polyimide (PIQ).

Un procédé de commande de l'orientation de la couche 103 de cristal liquide sera à présent décrit plus particulièrement en référence aux figures 3A et 3B et on

utilise un exemple portant sur un cristal liquide consti-

tué de DOBAMBC présentant des propriétés ferroélectriques

à des températures particulières.

Une cellule 100 à cristal liquide, contenant hermétiquement du DOBAMBC, est placée dans un boîtier chauffant (non représenté) afin que l'ensemble de la cellule puisse âtre chauffé. Puis on règle la température du boîtier chauffant afin que la température moyenne de la cellule soit établie, par exemple, à 90 C. A ce moment, la matière DOBAMBC acquiert une phase de cristal liquide SmC* ou SmA. On fait ensuite passer un courant électrique

à travers un élément chauffant 105 et on augmente pro-

gressivement ce courant afin qu'une partie du cristal liquide se trouvant à proximité immédiate de l'élément dépasse la température de transformation de SmA en phase isotrope, qui est d'environ 118 C, et passe dans la phase isotrope, c'est-à-dire à l'état liquide. En augmentant davantage l'intensité du courant électrique, on étend progressivement la région isotrope tout en maintenant sa frontière à peu près parallèle à l'élément chauffant 105 jusqu'à ce que la totalité de la couche

103 de cristal liquide acquière la phase isotrope.

Dans cet état, la température dans la direction longitudinale (direction C sur la figure 3A) de l'état de cristal liquide est uniforme et il s'établit un gradient de température dans la direction transversale (direction B sur la figure 3B) tel que la température augmente progressivement de l'élément 104 générateur de germes vers l'élément chauffant 105. Par exemple, il s'établit un gradient de température tel que la tempé- rature à proximité de la paroi latérale 104a de l'élément 104 générateur de germes soit d'environ 120 C et que la température à proximité de l'élément chauffant 105, à une distance de 1,5 mm de ce dernier, soit d'environ

140 C.

* Puis, à partir de l'état dans lequel le gradient de température ci-dessus a été communiqué à la cellule 100, on fait diminuer progressivement la température du boîtier logeant la cellule 100 à partir de 90 C, à une vitesse de 10 C/h, par exemple, afin que la température à proximité de la paroi latérale 104a de l'élément 104 générateur de germes devienne d'abord inférieure à la température de

passage de l'état isotrope à la phase SmA, qui est d'envi-

ron 116 C, et qu'un germe de phase SmA se forme dans cette

région (figure 3B). Dans ce cas, étant donné qu'à la fois.

la paroi 104a de l'élément générateur de germes et la face 109 de la plaque de base 101 assument des fonctions d'orientation horizontale des molécules du cristal liquide, lorsque la phase SmA se forme à proximité de la paroi latérale 104a, il est appliqué aux axes moléculaires du cristal liquide une force de régulation telle que les axes s'alignent parallèlement à la fois à la face 109 de la plaque de base 101 et à la direction longitudinale de la paroi latérale 104a, de sorte que le germe résultant de SmA forme un domaine unique orienté horizontalement par rapport à la paroi latérale 104a et à la face 109 de la plaque de base 101. Lorsque la température du boîtier continue de décroître, une partie de la phase isotrope se trouvant à proximité de la frontière entre la phase

SmA déjà formée et la phase isotrope provoque une trans-

formation en phase SmA possédant un alignement ou une direction d'orientation parallèle à celui de la phase SmA déjà formée. Par conséquent, en continuant de faire décroître la température tout en maintenant un gradient de température, la région du domaine unique de la phase SmA continue de s'étendre. Dans ce cas, il est avantageux

que la vitesse de croissance ou d'étalement de la fron-

tière entre la région de domaine unique et la région de la phase isotrope soit uniforme le long de la direction longitudinale de la cellule 100 à cristal liquide (direction C sur la figure 3A)o Lorsque le bottier est

refroidi à une température de l'ordre de 70 C, par exem-

ple, pratiquement la totalité de la région du cristal liquide, sauf à proximité immédiate de l'élément chauffant , est transformée en phase SmAo Puis on fait diminuer progressivement le courant électrique appliqué à l'élément chauffant afin d'éliminer le gradient de température de façon que la température de l'ensemble de la cellula 100 à cristal liquide s'établisse

uniformément à 70 C et que le cristal liquide se trans-

forme en phase SmC*. Dans ce cas, alors que les molécules du cristal liquide à proximité de l'élément chauffant 105 peuvent parfois prendre un alignement aléatoire, un domaine

unique uniforme est maintenu dans la région o les élec-

trodes 102 et 102a sont disposées.

Il est important, dans le procédé de commande d'orientation décrit cidessus, que la température soit uniforme dans la direction C alors qu'un gradient de température aussi grand que possible est établi dans la direction B sur la figure 3A. Ce point sera expliqué en référence aux figures 4A à 4D., La figure 4A est une vue en plan illustrant schématiquement l'étape de croissance de la phase SmA pendant la diminution progressive de température pour développer une phase SmA dans une cellule dans laquelle un élément chauffant 105 est réalisé sous la forme d'une bande, conformément au procédé décrit précédemment. Sur cette figure, la référence numérique 201 désigne une frontière entre la région de la phase SmA et la région de la phase isotrope. Lorsque l'élément chauffant 105 possède une forme en bande linéaire ayant une largeur uniforme comme montré sur la figure, la température régnant dans la cellule est plus faible dans une région extrême E que dans une région médiane D le long de la direction longitudinale de la cellule 100, à moins qu'un

dispositif spécial soit prévu dans un boîtier (non repré-

senté) logeant la cellule. Par conséquent, la frontière 201 des phases se déplace à peu près parallèlement à la paroi 104a de l'élément 104 générateur de germes, au voisinage de la région médiane D, alors qu'elle croit sous une certaine inclinaison dans la région extrême E, comme illustré. Les aspects des alignements des molécules du cristal liquide dans la région extrême E et dans la région médiane D sont montrés respectivement sur les

figures 4B et 4C.

Comme représenté sur la figure 4B, la phase

SmA 202 comprend des molécules de cristal liquide possé-

dant un grand axe 202a dans la région extrême E. Ainsi

qu'il ressort de la même figure, dans le cas o la fron-

tière 201 des phases s'incline par rapport à la paroi latérale 104a d'un angle important (01), les molécules de cristal liquide prennent une orientation qui n'est

pas parallèle à la paroi latérale 104a, mais qui s'in-

cline d'un angle 2 (02 01). Ceci peut être attribué à une tendance des molécules 202 du cristal liquide à

s'orienter dans une direction perpendiculaire à la direc-

tion de croissance de la phase SmA. En outre, dans la région o l'angle d'inclinaison e1 de la frontière de phases 201 change brusquement, les molécules de cristal liquide ne peuvent être totalement en alignement, mais elles sont divisées en domaines séparés présentant des orientations moléculaires différentes les unes des autres et entre lesquels apparaît une ligne de défaut, comme indiqué par la référence numérique 204. Par ailleurs, comme montré sur la figure 4C, la phase SmA 202 comprend, dans la région médiane D, des molécules de cristal liquide ayant des axes 202 parallèles à la fois à la frontière 201 des phases et à la paroi latérale 104a, formant ainsi un

domaine unique uniforme.

La figure 4D montre une configuration perfec-

tionnée de l'élément chauffant 105 pour résoudre le pro-

blème ci-dessus. Comme représenté sur cette figure, un

élément chauffant 105 en forme de bande comporte des par-

ties extremes de largeur diminuée, présentant de plus grandes résistances et produisant donc localement de plus grandes quantités de chaleur, ce qui rend uniforme la température de la cellule 100 à cristal liquide dans la direction longitudinale. Par conséquent, la frontière 201 entre la phase SmA 202 et la phase isotrope 203 devient parallèle à la paroi latérale 104a et on obtient

un domaine unique totalement uniforme.

On peut mener à bien l'orientation de la manière

décrite ci-dessus. Cependant, même lorsqu'un domaine uni-

que semble, au premier abord, s'être formé uniformément, un manque d'uniformité du contraste optique ou de la vitesse de réponse peut parfois apparaître selon les régions lorsque l'on examine des caractéristiques de commutation de la cellule, en tant que dispositif de modulation optique à cristal liquide, par l'application réelle de tensions entre les électrodes 102 et 102ao

Ce phénomène peut être attribué à une déformation struc-

turelle due au gradient de température produit au moment du traitement d'orientation. Pour pallier cette difficulté,

il est efficace d'élever une fois la température du bol-

tier après le traitement d'orientation de façon à faire passer une fois le cristal liquide de la phase SmC* à la phase SmA, puis de faire descendre la température du

boîtier pour rétablir la phase SmC*, ce qui permet d'éli-

miner la déformation précitée par suite d'une relaxation structurelle.

La figure 5 représente une autre forme de réali-

sation de l'élément chauffant conçue pour éliminer la

difficulté constituée par le fait que, pendant l'établis-

sement du gradient de température dans le processus d'orientation, la température de la cellule à cristal liquide est plus faible dans les régions extrêmes que dans les régions médianes. L'élément chauffant comporte des prolongements supplémentaires 301 et 302 destinés à chauffer les régions extrêmes de la cellule 100 à cristal liquide afin que la diminution de température dans ces régions extrêmes soit compensée. Ainsi, en disposant des

éléments chauffants 105, 301 et 302 le long de la péri-

phérie de la cellule à cristal liquide., on peut former

un domaine unique uniforme constitué de la phase SmA.

La figure 6 représente une autre forme de réali-

sation de l'invention dans laquelle un élément chauffant supplémentaire 105a est prévu sur la face arrière de la plaque de base 101. L'élément chauffant 105a est disposé de façon à chauffer la totalité de la cellule 100 et il est utilisé en combinaison avec l'élément chauffant 105 pour réorienter la couche de cristal liquide par les étapes prédéterminées, lorsqu'une certaine irrégularité d'orientation du cristal liquide apparaît par suite de certains problèmes posés lors de l'utilisation réelle

en tant que dispositif de modulation optique.

Il est évidemment possible qu'un tel élément chauffant a soit éga!ement placé sur la face arrière de la plaque de base 101a. Dans cette forme de réalisation, la phase SmC* obtenue de la manière décrite ci-dessus est transformée une fois en phase SmA dans la totalité de la cellule 100 à cristal liquide par alimentation de l'élément chauffant a et est refroidie progressivement pour former une phase SmC* afin que l'on obtienne de nouveau un domaine

unique uniforme.

La figure 7 représente une forme de réalisation

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dans laquelle un élément chauffant 110, constitué d'une matière telle qu'une pellicule d'ITO ou d'alliage Ni-Cr, est formé sur le côté extérieur de la plaque de base 101a,

à la place de l'élément chauffant 105 mentionné précédem-

ment. L'élément chauffant 110 présente avantageusement

les formes décrites en regard des figures 4D et 5.

La figure 8 représente une cellule 100 à cristal liquide dans laquelle un élément chauffant 111, de section en coin, présentant un gradient d'épaisseur et constitue d'une pellicule de ITO ou de Ni-Cr, est formé à

la place de l'élément chauffant 105 décrit précédemment.

Lorsqu'une certaine tension est appliquée suivant la direction longitudinale (la direction de l'épaisseur du dessin) de la cellule 100 a cristal liquide, il s'établit un gradient de température tel que la température augmente à partir du voisinage de la paroi latérale 104a, dans une direction perpendiculaire à cette dernière. Dans ce cas, il est souhaitable de disposer une pellicule isolante 112, constituée d'une matière organique telle qu'un polyimide ou d'une matière inorganique telle que SiO2, entre

l'élément chauffant 111 et les électrodes 102.

Dans la préparation du dispositif à cristal

liquide selon l'invention, une entretoise peut être uti-

lisée pour réguler l'épaisseur de la couche de cristal liquide à une valeur prédéterminée. La figure 9 représente un exemple du dispositif à cristal liquide comportant de telles entretoises. Le dispositif à cristal liquide représenté sur la figure 9 comprend une plaque de base 101 portant un réseau ou une configuration d'électrodes transparentes 102, une plaque de base 101a disposée en face de la plaque 101 et des entretoises 113 formées entre les plaques de base 101 et 101a de façon que l'épaisseur du cristal liquide 103 disposé entre elles soit maintenue constamment à une valeur stable. Les entretoises 113 peuvent être réalisées par formation d'une pellicule de matière électriquement isolante sur l'une ou l'autre des plaques de base, à une épaisseur prédéterminée, et par la mise en oeuvre de techniques photolithographiques sur cette pellicule afin qu'il reste les structures telles

que représentées sur la figure.

Dans la préparation du dispositif à cristal liquide, lorsqu'une phase isotrope de DOBAMBC reçoit un gradient de température appliqué au moyen de l'élément chauffant 105 et est refroidietandis que ce gradient de température est maintenu, un domaine unique constitué de la phase SmA croit à partir de la paroi latérale 104a de

l'élément 104 générateur de germes vers une paroi laté-

rale 113a d'une entretoise 113 et un domaine unique constitué de la phase SmA croît également à partir de l'autre paroi latérale 113b de l'entretoise 113 qui est capable de produire un effet de génération de germes de cristal liquide, analogue à celui produit par la paroi latérale précitée 104a. Plusieurs entretoises 113 peuvent être réalisées sous la forme de bandes, en même temps que la formation de l'élément 104 générateur de germes et

dans la même matière que cet élément.

Le procédé de commande de l'orientation d'un cristal liquide, selon une autre forme générale préférée, consiste à placer un élément de commande d'orientation uniaxiale entre deux plaques de base et dans une position contiguë à un cristal liqu!de interposé entre les deux plaques de base, à former une phase uniaxiale anisotrope (phase smectique, phase nématique) du cristal liquide, phase dans laquelle les molécules du cristal liquide sont d'abord alignées dans une direction à proximité d'une frontière avec l'élément précité de commande d'orientation uniaxiale, de façon qu'il reste une phase différente

(par exemple une phase isotrope, nématique ou cholestéri-

que) du cristal liquide, laquelle phase est à une tempéra-

ture supérieure à celle de la phase uniaxiale anisotrope avec laquelle une frontière de phases est établie; à transformer une partie de la phase différente, adjacente à la frontière de phases, sous température décroissante, en la phase uniaxiale anisotrope o les molécules du

cristal liquide sont alignées parallèlement à la direc-

tion d'alignement des molécules du cristal liquide se trouvant dans ladite phase uniaxiale anisotrope; et à faire évoluer la transformation de phase à partir de la frontière de phases dans une direction perpendiculaire à cette frontière afin de former un domaine unique du cristal liquide dans lequel les molécules sont alignées

dans une direction.

La figure 13A est une vue partielle en plan, analogue à la figure 3A, illustrant un autre exemple d'un dispositif à cristal liquide obtenu par le procédé de commande d'orientation selon l'invention et la figure 13B est une coupe, analogue à la figure 3B, suivant la ligne

A-A de la figure 13A.

Une cellule 400 montrée sur les figures 13A et 13B comprend deux plaques de base 401 et 401a réalisées en verre ou des plaques de matière plastique maintenues par une entretoise (non représentée) déterminant entre elles un intervalle prédéterminé.. Ces plaques de base sont liées entre elles par un adhésif 406 afin de former

une structure de cellule. Plusieurs électrodes transpa-

rentes 402, disposées sur la plaque de base 401, forment un groupe d'électrodes qui sont réalisées suivant une

configuration prédéterminée,. par exemple une configura-

tion en bandes. Sur la plaque de base 401a sont formées plusieurs électrodes transparentes 402a croisant les électrodes transparentes précitées 402 et formant un autre groupe d'électrodes qui sont réalisées en segments disposés

de manière décalée et connectées à des conducteurs 107a.

Les électrodes transparentes 402 et 402a sont connectées à des conducteurs 407 et 407b, respectivement. Des signaux provenant d'un circuit extérieur sont appliqués respectivement aux bornes des conducteurs respectifs

407 et 407b.

Les plaques de base 401 et 401a sont

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analogues aux plaques de base 101 et 101a décrites en

référence à la figure 3A. De la même manière, une pelli-

cule isolante similaire peut être formée sur les plaques

de base 401 et 401a.

La structure de la cellule représentée dans cet exemple comprend la couche précitée formée du cristal liquide 403 qui est ferroélectrique dans une plage de

température particulière, un élément de commande d'orien-

tation uniaxiale 404 et un élément 405 générateur de

chaleur tel qu'un élément chauffant.

La paroi latérale 404a de l'élément 404 de commande d'orientation uniaxiale a pour fonction de conférer une orientation uniaxiale aux molécules du cristal liquide et peut être constituée d'une face de pellicule découpée, formée d'une matière telle qu'un polyester et un polyimide auxquels un effet de frottement a été conféré par découpage de la pellicule à l'aide d'une lame métallique. Dans un autre exemple, l'élément 404 de commande d'orientation uniaxiale peut être formé parréalisation, d'abord, d'une pellicule de résine telle que l'alcool polyvinylique, un polyimide, un polyamide-imide, un polyester-imide, du polyparaxylylène, un polyester, un polycarbonate, un polyvinylacétal, chlorure de polyvinyle,de l'acétate de polyvinyle, un polyamide, du polystyrène, une résine cellulosique, une résine mélamine, une résine urée ou une résine acrylique, puis par gravure de la pellicule au moyen, par exemple, d'un faisceau d'ions oblique pour conférer un effet d'orientation uniaxiae, ou bien, en variante, il peut être constitué d'une pellicule façonnée en une matière organique telle

que SiO et SiO2, formée par déposition de vapeur oblique.

Dans une forme préférée de réalisation de la présente invention telle que montrée sur les figures 14A et 14B, plusieurs éléments 404 de commande d'orientation uniaxiale sont formés dans une structure de cellule et assument également la fonction d'entretoises. Une cellule 400 à cristal liquide montrée sur les figures 14A et 14B comprend une plaque de base 401 en verre, en

matière plastique, etc., sur laquelle sont formées plu-

sieurs électrodes (par exemple des électrodes de balayage) suivant une configuration prédéterminée, les électrodes étant formées par gravure. Une pellicule

isolante 409 est formée sur les électrodes 402 et plu-

sieurs éléments 404 de commande d'orientation uniaxiale sont formés sur la pellicule isolante 409. Dans ce cas, il est avantageux de réaliser l'élément 404 dans une

matière ayant une dureté inférieure à celle de la pelli-

cule isolante 409. Plus particulièrement, les éléments 409 peuvent être réalisés sous la forme de bandes en formant d'abord une pellicule d'une résine telle que de l'alcool polyvinylique, un polyimide, un polyamideimide, un polyester-imide, du polyparaxylylène, un polyester, un polycarbonate, un polyvinyl. acétal, du polychlorure de vinyle, du polyacétate de vinyle,un polyamide, du polystyrène, une résine cellulosique, une résine mélamine, une résine urée ou une résine acrylique, ou bien une résine fonctionnelle telle qu'un polyimide photosensible, un polyamide photosensible, une réserve photochimique du type caoutchouc cyclique, une réserve photochimique du

ty pe novolaque phénolique ou une réserve pour faisceau d'élec-

trons tel que du polyméthacrylate de méthyle-et du 1,4-polybutadiène époxydé, ou un composé organique tel que SiO, SiO2 ou TiO2, et en soumettant la pellicule à

un processus photolithographique normal.

Par ailleurs, la pellicule isolante 409 est

choisie parmi des matières capables d'empêcher l'appari-

tion d'une circulation de courants électriques vers l'intérieur de la couche du cristal liquide 403 qui est bistable et dont la dureté est supérieure à celle des

éléments précités 404 de commande d'orientation uniaxiale.

Par exemple, la pellicule isolante 409 peut être réalisée par l'utilisation de composés choisis parmi le nitrure de silicium, du nitrure de silicium contenant de l'hydrogène, du carbure de silicium, du carbure de silicium contenant de l'hydrogène, du nitrure de bore, du nitrure de bore contenant de l'hydrogène, de l'oxyde de cérium, de l'oxyde de silicium, de l'oxyde d'aluminium, du zirconium, du fluorure de magnésium, etc. La pellicule isolante 409

peut également avoir pour avantage d'empêcher l'appari-

tion de courants électriques dus à une faible quantité d'impuretés, etc., contenues dans la couche 403 du cristal liquide. Par conséquent, la pellicule isolante 403 empêche un composé de cristal liquide d'être détérioré, même dans le cas d'utilisations répétées du dispositif. L'épaisseur de la pellicule isolante 409 est habituellement établie

dans une plage comprise entre 5,0 nanomètres et 5 micro-

mètres, avantageusement entre 50 et 500 nanomètres, bien qu'elle dépende de l'aptitude à empêcher l'injection

d'électrons, propre à la matière utilisée, et de l'épais-

seur de la couche 403 du cristal liquide. Par ailleurs, l'épaisseur de la couche 403 de cristal liquide est déterminée en fonction de la hauteur des éléments 404 de

commande d'orientation uniaxiale et elle est habituel-

lement établie dans une plage comprise entre 0,2 et gm, avantageusement entre 0,5 et 10 Am, bien qu'elle puisse quelque peu dépendre de la facilité d'orientation propre à une matière à l'état de cristal liquide utilisée

etde la vitesse de la réponse demandée à un dispositif.

La largeur de l'élément 404 de commande d'orientation uniaxiale est établie dans une plage habituellement comprise entre 0,5 et 50 Dm, avantageusement entre 1 et 20 Dm. Le pas (distance) entre des éléments adjacents 404 de commande d'orientation est habituellement établi

dans une plage comprise entre 10 gm et 2 mm, avantageuse-

ment entre 50 jm et 700 Dm, car, s'il est trop grand, l'orientation uniforme des molécules du cristal liquide est impossible et, par contre, s'il est trop petit, le domaine de validité d'un dispositif optique a cristal

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liquide est réduit.

Le traitement de frottement est appliqué à la plaque 401 de base comprenant les éléments 404 de commande d 'orientation uniaxiale et la pellicule isolante 409, par exemple suivant des bandes linéaires d'éléments 404 de commande d'orientation, au moyen d'un velours, d'une étoffe, d'un papier, etc. Ce traitement de frottement peut produire un effet de paroi destiné à orienter le cristal liquide préférentiellement dans une direction par rapport aux parois latérales 404a et 404b de chaque élément 404 de commande d'orientation. Par

conséquent, les parois latérales 404a et 404b ainsi frot-

tées peuvent produire l'effet de paroi établissant l'orientation du cristal liquide. Dan ce cas, le cristal liquide 403 qui est bistable et qui est en contact avec les parois latérales 404a et 404b est aligné ou orienté

horizontalement dans une direction parallèle ou sensible-

ment parallèle à la plaque de base 401, c'est-à-dire dans la direction du frottement ('orientation homogène'"), car la pellicule isolante 409 ne produit pas d'effet de paroi pour orienter préférentiellement le cristal liquide ou ne produit qu'un faible effet de paroi, comme décrit ci-après.

Comme indiqué précédemment, la pellicule iso-

lante 409 est formée d'une matière choisie parmi des matières ayant une dureté supérieure à celle des éléments 404 de commande d 'orientation uniaxiale. Par conséquent,

même si la pellicule isolante 409 est soumise à un traite-

ment par frottement, sa surface ne présente pas de direc-

tion préférentielle pour orienter le cristal liquide avec laquelle elle est en contact, vers un troisième état métastable ou fortement stable, orienté dans une direction. Dans une forme particulière de réalisation mise en pratique, on a réalisé de tels éléments de

commande d'orientation uniaxiale de la manière suivante.

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Une pellicule de carbure de silicium contenant de l'hydrogène (SiC:H) a été formée sur une plaque de base en verre sur laquelle on a réalisé des électrodes en forme de bandes à l'aide d'une substance du type ITO (oxyde d'indium et d'étain), par le procédé de dépo- sition chimique en phase vapeur sous plasma, indiqué précédemment. La plaque de base en verre présentant la configuration d'électrodes est placée sur le côté anode d'un dispositif de déposition chimique en phase vapeur

sous plasma du type à électrodes à plaques parallèles.

On fait le vide dans l'appareil et on chauffe la plaque de verre à 200 C. Puis du SiH4 gazeux et du CH4 gazeux sont introduits dans un réacteur, sous contrôle,de manière que leurs débits d'écoulement volumiques soient de 10 cm3 par minute et de 300 cm3 par minute, respectivement, dans des conditions normales de température et de pression. La pression du gaz est d'environ 26,65 Pa. Puis une source d'alimentation en énergie à haute fréquence, de 13,56 MHz, est mise en marche afin d'appliquer une tension au côté

cathode des électrodes à plaques parallèles, ce qui pro-

voque une décharge d'effluves pour amorcer une réaction.

Après que la réaction s'est déroulée pendant environ

minutes, il se forme sur la plaque de base une pelli-

cule de SiC:H ayant une épaisseur d'environ 200 nanomètres.

Puis on applique sur la pellicule de SiC:H une solution formant un polyimide ("PIQ", produit par Hitachi Kasei Kogyo K.K., teneur en matière non volatile de 14,5% en poids), par enduction pendant 10 secondes à l'aide d'un appareil de pulvérisation rotativetournant à

3000 tours par minute, et on procède ensuite à un chauf-

fage à une température de 120 C pendant 30 minutes pour

former une couche ayant une épaisseur de 2 Dm.

Une solution de réserve du type positif ("AZ 1350", produite par Shipley Company, Ltd.) est

appliquée par pulvérisation rotative sur la couche résul-

tante et est précuite. La couche de réserve est exposée à la lumière à travers un masque. Puis, en développant la réserve au moyen d'un révélateur "MF 132" contenant de l'hydroxyde de tétraméthyl-ammonium, on grave la partie exposée de la pellicule de réserve et la pellicule de polyimide située au-dessous de cette partie exposée afin de former des trous traversants. Après que la plaque de base ainsi traitée a été lavée et séchée, on élimine la partie non exposée de la pellicule de réserve à la

méthyl-éthyl-cétone. Puis on amène à maturation la pelli-

cule de polyimide en la chauffant à 200 C pendant minutes et à 350 C pendant 30 minutes afin de former

des éléments de commande d'orientation uniaxiale consti-

tués de PIQ (polyimide).

- On frotte ensuite la plaque de base à l'aide

1i5 d'une étoffe, dans la direction dans laquelle sont dispo-

sés les éléments de commande d'orientation, en forme de bandes, puis on la lave à l'eau et à l'acétone. Après séchage, on plonge la plaque de base dans une solution aqueuse à 1% d'un agent de couplage du type silane ("KBM 403" produit par Shinetsu Kagaku Kogyo K.K.),

on la retire de cette solution et on la sèche à la cha-

leur pour former une plaque d'électrodes.

Comme montré sur les figures 14A et 14B, on forme également sur la plaque de base 402 portant des électrodes 402a, une pellicule isolante 409a constituée d'une matière choisie parmi les résines ou les composés

inorganiques précités.

Dans une forme préférée de réalisation de l'in-

vention, on peut former un élément de commande d'orienta-

tion uniaxiale à l'aide de fibres à forte orientation uniaxiale, obtenues par pulvérisation rotative d'un

cristal liquide polymérique tel qu'une solution polymé-

rique anisotrope (cristal liquide rhéotrope) ou un polymère fondu anisotrope (cristal liquide thermotrope),

cette pulvérisation rotative produisant des fibres.

Comme cristal liquide polymérique utilisé à cet effet,

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ceux possédant une phase nématique ou smectique convien-

nent. L'élément 404 de commande d'orientation uniaxiale ainsi obtenu est dans un état fortement orienté et un cristal liquide bistable, en contact avec ses parois latérales 404a et 404b, peut avoir son orientation

commandée de façon à former un domaine unique stable.

Les exemples typiques de fibres fortement

orientées, obtenues à partir d'un cristal liquide polymé-

rique, comprennent des fibres obtenues par filage d'une

solution d'acide sulfurique de poly-p-phénylène-

téréphtalamide et d'une soluti-on de poly-p-benzamide dans

du diméthylacétamide, à l'état de cristal liquide.

D'autres exemples des fibres fortement orientées comprennant celles cbtenues à partir de cristaux liquides polymériques tels qu'une solution de cristal liquide de poly- amidéhydrazide et de polyhydrazide dans de l'acide sulfurique, dans de l'acide fluorosulfurique ou dans un mélange de ces acides, une solution de cristal liquide

de poly-p-phénylènebenzo-bis-oxazole et de poly-p-

phénylènebenzo-bis-thiazole dans de l'acide polyphospho-

rique, de l'acide méthylsulfonique, etc., un liquide fondu, à l'état de cristal liquide, obtenu à partir d'un

polyester d'acide p-hydroxybenzoique, de 1.2--ais(--carboxy-

phénoxy)éthane, d'acide téréphtalique et d' hydroquinone substituée ou non substituée,d'unr. liquide fondu à l'état cristallin liquide, obtenu à partir d'un polyester d'acide p-hydroxybenzoique, de 1,2-bis(p-carboxy) éthane, d'acide téréphtalique et de bisphénol A ou de diacétate de bisphénol A, et un liquide fondu à l'état de cristal liquide, à partir d'un polyester représenté par la formule suivante (1) ou (2): Formule (1) : O- @ -CHî=CH 4 -O C+CH2 nil @ Formule (2): o -@ 0-C 4CH24

dans lesquelles n est compris entre 2 et 11.

Lorsque la fibre fortement orientée est utilisée en tant qu'élément 404 de commande d'orientation uniaxiale, un cristal liquide en contact avec la surface orientée de la fibre peut être aligné ou orienté suivant la direction

d'orientation de la fibre.

L'élément 405 de génération de chaleur peut être

avantageusement une pellicule résistante telle qu'une pelli-

cule d'oxyde d'indium, d'oxyde d'étain ou d'ITO.

Lorsqu'une cellule 400 à cristal liquide est prise en sandwich entre des polariseurs 408 et 408a disposés sur deux faces des plaques de base 401 et 401a, en nicols croisés ou en nicols parallèles et que des tensions sont appliquées entre les électrodes 402 et 402a, on obtient

une fonction de modulation optique.

Un exemple plus particulier d'une cellule 400 à cristal liquide montrée sur les figures 13A et 13B sera décrit. Dans un exemple avantageux de réalisation,

des électrodes transparentes 402 forment un groupe d'élec-

trodes de balayage en forme de bandes ayant chacune une largeur de 62,5 dm, tandis que des-électrodes transparentes 402a constituent un groupe d'électrodes de signaux formant

chacune un élément d'image mesurant 62,5 Nm x 62,5 Nm.

Un élément 405 de génération de chaleur comprend une pellicule d'ITO d'une largeur moyenne de 0,6 mm et d'une épaisseur de 100 nanomètres, tandis que l'épaisseur de

la couche 403 de cristal liquide est avantageusement main-

tenue à 2 gm.

La cellule 400 à cristal liquide est logée dans un boîtier chauffant (non représenté) et est interposée entre deux polariseurs 408 et 408a disposés de façon à présenter des directions de polarisation se croisant à angle droit. Cette combinaison peut être utilisée comme un ensemble ou réseau obturateur à cristal liquide pour une imprimante électrophotographique. Dans ce cas, la flèche B de la figure 13A correspond au sens de rotation

d'un tambour photosensible pour électrophotographie.

Un procédé de commande de l'orientation d'une couche 403 de cristal liquide sera plus particulièrement décrit ci-dessous en référence aux figures 13A et 13B, ainsi qu'à un exemple dans lequel le cristal liquide utilisé est constitué d'une matière du type DOBAMBC qui est

ferroélectrique à une température particulière.

Une cellule 400 à cristal liquide, contenant hermétiquement une matière du type DOBAMBC, est placée dans un bottier chauffant (non représenté) de manière

que la totalité de la cellule puisse être chauffée.

Ensuite, on règle la température du boîtier chauffant de façon que la température moyenne de la cellule soit de 9O C, par exemple. A ce moments la matière DOBAMBC prend une phase de cristal liquide SmC* ou SmA. Ensuite, on fait passer un courant électrique à travers un élément chauffant 405 et on l'accroît progressivement afin qu'une partie du cristal liquide très proche de l'élément chauffant 405 dépasse la température de passage de la phase SmA à la phase isotrope, cette température étant d'environ 118 C, et se transforme en phase isotrope, c'est-à-dire passe à l'état liquide. En accroissant davantage le courant électrique, on étend progressivement la région isotrope tout en maintenant sa frontière à peu près parallèle à l'élément chauffant 405 jusqu'à ce que la totalité de la couche 403 de cristal liquide

prenne la phase isotrope.

Dans cet état, la température dans la direc-

tion longitudinale (direction C sur la figure 13A) de l'état à cristal liquide est uniforme, et on obtient un gradient de température dans la direction transversale (direction B sur la figure 13B) tel que la température s'élève progressivement de l'élément 104 de commande

d'orientation uniaxiale vers l'élément chauffant 405.

Par exemple, il s'établit un gradient de température tel que la température à proximité de la paroi latérale 404a de l'élément 404 de commande d'orientation est d'environ 120 C et que la température à proximité de l'élément chauffant 405, jusqu'à environ 1,5 mm de

cet élément, est d'environ 1400C.

Puis, à partir de l'état dans lequel le gradient de température ci-dessus a été conféré à la

cellule 400, on fait diminuer progressivement la tempéra-

ture du boîtier dans lequel la cellule 400 est logée,

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à partir de 90 C, à une vitesse de 10 C/h, par exemple, afin que la température à proximité de la paroi latérale 404a de l'élément 404 de commande d'orientation devienne d'abord inférieure à la température de transformation de l'état isotrope à la phase SmA, cette température étant d'environ 116 C, et qu'un germe de phase SmA

se forme dans cette région.

Dans ce cas, étant donné que, a la fois

la paroi latérale 404a de l'élément de commande d'orien-

tation uniaxiale et la face 410 de la plaque de base 401 ont pour fonction d'orienter horizontalement les molécules du cristal liquide, lorsque la phase SmA est formée à proximité de la paroi latérale 404a, il est appliqué aux axes moléculaires du cristal liquide une force de régulation telle que les axes s'alignent parallèlement à la fois à la face 410 de la plaque de base 401 et à la direction longitudinale de la paroi latérale 404a, de sorte que le germe résultant

de la phase SmA forme un domaine unique orienté horizon-

talement par rapport à la paroi latérale 404a et à

la face 410 de la plaque de base 401. Lorsque la tempéra-

ture du bottier diminue davantage, une partie de la phase isotrope proche de la frontière entre la phase SmA déjà formée et la phase isotrope se transforme en une phase SmA ayant une direction d'alignement ou d'orientation parallèle à celle de la phase SmA déjà formée. En conséquence, en poursuivant la diminution

de température tout en maintenant un gradient de tempéra-

ture, le domaine unique de la phase SmA s'étale de façon continue. Dans ce cas, il est avantageux que la vitesse de croissance ou d'étalement de la frontière entre le domaine unique et la région de la phase isotrope soit uniforme suivant la direction longitudinale de la cellule 400 à cristal liquide (direction C sur la figure 13A). Lorsque le bottier est refroidi à une température de l'ordre de 70 C, par exemple, pratiquement la totalité de la région du cristal liquide, sauf le voisinage immédiat de l'élément chauffant 405, est

transformée en phase SmA.

Puis on fait diminuer progressivement le courant électrique appliqué à l'élément chauffant afin d'éliminer le gradient de température de façon que la température de l'ensemble de la cellule 400 à cristal liquide soit uniformément de 70 C et que le cristal liquide soit transformé en phase SmC*. Dans ce cas, bien que les molécules du cristal liquide proches de l'élément chauffant 405 puissent parfois présenter un alignement aléatoire, un domaine unique uniforme est maintenu dans la région o les électrodes 402 et

402a sont disposées.

En outre, lorsqu'un dispositif à cristal liquide tel que représenté sur les figures 14A et 14B reçoit un gradient de température et est soumis à une diminution de température tandis que le gradient de température est maintenu, un domaine unique constitué d'une phase SmA croit de la paroi latérale 404a de l'élément 404 de commande d'orientation uniaxiale situé le plus à gauche, vers une autre paroi latérale 404b de l'élément suivant 404 de commande d'orientation, et un domaine unique ayant la phase SmA croit également de l'autre paroi latérale 404a de l'élément suivant précité de commande d'orientation vers la droite dans

l'orientation de la figure.

Il est important, dans le procédé de commande d'orientation décrit cidessus, que la température soit uniforme dans la direction C, en meme temps qu'un gradient de température aussi étendu que possible est établi dans la direction B sur la figure 13A. Ce point

sera expliqué en référence aux figures 15A à 15D.

* La figure 15A est une vue en plan illustrant schématiquement l'étape de croissance de la phase SmA pendant une diminution progressive de la température pour développer une phase SmA dans une cellule dans laquelle un élément chauffant 405 est réalisé sous la forme d'une bande conformément au procédé décrit précédemment. Sur la figure, la référence numérique 501 désigne une frontière de phases entre la région de la phase SmA et la région de la phase isotrope. Lorsque l'élément chauffant 405 présente une phase en forme de bande linéaire ayant une largeur uniforme comme montré sur la figure, la température de la cellule est plus faible dans une région extrême E que dans une région médiane D suivant la direction longitudinale de la cellule 400, à moins qu'un dispositif particulier soit placé dans le boîtier (non représenté) logeant la cellule. Par conséquent, la frontière 501 des phases progresse à peu près parallèlement à la paroi latérale 404a de l'élément 404 de commande d'orientation, au voisinage de la région médiane D, alors qu'elle progresse ou croit avec une certaine inclinaison dans la région extrême E comme illustré. Les aspects des alignements des molécules du cristal liquide dans la région extrême

E et dans la région médiane D sont montrés respective-

ment sur la figure 15B et sur la figure 15C.

Comme montré sur la figure 15B, la phase SmA 502 comprend des molécules de cristal liquide-ayant un grand axe 502a et situées dans la région extrême E. Ainsi qu'on peut le comprendre à partir de la même

figure, dans le cas o la frontière 501 de phases s'in-

cline par rapport à la paroi latérale 404a de façon à former un angle important (O1), les molécules du cristal liquide ne sont pas orientées parallèlement à la paroi latérale 404a, mais sous une inclinaison d'un angle 2 (2 ( )' Ceci peut être attribué à une tendance des molécules 502 du cristal liquide à s'orienter dans une direction perpendiculaire à la direction de croissance de la phase SmA. En outre,

dans une région o l'angle d'inclinaison 1 de la fron-

tière 501 de phases change brusquement, les molécules

du cristal liquide ne peuvent être totalement en aligne-

ment, mais sont divisées en domaines séparés dans lesquels

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les orientations moléculaires diffèrent les unes des autres et entre lesquels apparaît une ligne de défauts telle qu'indiquée par la référence numérique 504. Par ailleurs, comme montré sur la figure 15C, la phase SmA 502 de la région médiane D comprend des molécules de cristal liquide dont les axes 502a sont parallèles à la fois à Ja frontière 501 de phases à la paroi latérale 404a, de façon à former un domaine unique uniforme. La figure 15D représente une configuration améliorée de l'élément chauffant 405 pour résoudre le problème ci-dessus. Comme représenté sur cette figure, l'élément chauffant 405 en forme de bande comporte des parties extrêmes dont les largeurs sont inférieures afin que les résistances soient augmentées et qu'elles produisent donc également de plus grandes quantités

de chaleur, ce qui a pour effet d'uniformiser la tempéra-

ture de la cellule 400 à cristal liquide dans la direc-

tion longitudinale. Par conséquent, la frontière 501 entre la phase SmA 502 et la phase isotrope 503 devient parallèle à la paroi latérale 404a, et il se forme

un domaine unique totalement uniforme.

On peut mener à bien l'orientation de la manière décrite ci-dessus. Cependant, même dans le cas o un domaine unique semble être réalisé de façon uniforme, au premier abord, un manque d'uniformité du contraste optique ou de la vitesse de réponse peut parfois appara5tre selon les régions, lorsqu'on examine

les caractéristiques de commutation de la cellule utili-

sée en tant que dispositif de modulation optique à cristal liquide, sous l'application réelle de tensions entre les électrodes 102 et 102a. Ce phénomène peut être attribué à une déformation structurelle due au gradient de température établi au moment du traitement d'orientation. Pour pallier cette difficulté, il est efficace d'élever une fois la température du boîtier après l'opération d'orientation de façon à faire passer une fois le cristal liquide de la phase SmC* à la phase SmA, puis de diminuer la température du bottier pour reformer la phase SmC* de manière que la déformation mentionnée ci-dessus puisse être éliminée par suite d'une relaxation structurelle. La figure 16 représente une autre forme

de réalisation de l'élément chauffant conçue pour élimi-

ner la difficulté selon laquelle, pendant la formation

du gradient de température dans le traitement d'orienta-

tion, la température de la cellule à cristal liquide est plus faible dans les régions extrêmes que dans les régions médianes. L'élément chauffant 405 comporte des prolongements supplémentaires 601 et 602 destinés à chauffer les régions extrêmes de la cellule 400 à cristal liquide afin de compenser la diminution de température des régions extrêmes. Ainsi, en disposant les éléments chauffants 405, 601 et 602 le long de la périphérie de la cellule à cristal liquide, on peut

former un domaine uniforme constitué de la phase SmA.

La figure 17 représente une autre forme de réalisation conforme à l'invention, dans laquelle un élément chauffant supplémentaire 405a est placé sur la face arrière de la plaque de base 401. L'élément chauffant 405a est disposé de façon à chauffer la

totalité de la cellule 400 et il est utilisé en combinai-

son avec l'élément chauffant 405 pour réorienter la couche du cristal liquide lors des étapes prédéterminées, dans les cas o une certaine irrégularité d'orientation du cristal liquide apparatt par suite de certains défauts se produisant lors de l'utilisation réelle de la cellule en tant que dispositif de modulation optique. Ainsi, dans cette forme de réalisation, la phase SmC* obtenue de la manière décrite ci-dessus est transformée une fois en une phase SmA sur la totalité de la cellule 400 à cristal liquide, par la mise en action de l'élément chauffant 405a, et elle est refroidie progressivement pour former la phase SmC* afin qu'un domaine unique

uniforme soit de nouveau formé. Il est évidemment possi-

ble de monter également un tel élément chauffant 405a

sur la face arrière de la plaque de base 401a.

La figure 18 représente une forme de réalisa-

tion dans laquelle un élément chauffant 411 réalisé en une matière telle qu'une pellicule de ITO ou d'alliage Ni-Cr, est formé à l'extérieur de laplaque de base 401a, à la place de l'élément chauffant 405 mentionné

précédemment. L'élément chauffant 411 doit avantageuse-

ment présenter les formes telles que décrites en regard

des figures 15D et 16.

La figure 19 représente une cellule 400 à cristal liquide dans laquelle un élément chauffant

412 de section en coin, présentant un gradient d'épais-

seur et constitué d'une pellicule de ITO ou de Ni-

Cr, est formé à la place de l'élément chauffant 405

décrit précédemment.

Lorsqu'une certaine tension est appliquée suivant la direction longitudinale (la direction de l'épaisseur du dessin) de cette cellule 400 à cristal liquide, il s'établit un gradient de température tel que la température augmente à partir du voisinage de

la paroi latérale 404a, dans une direction perpendiculai-

re à celle-ci. Dans ce cas, il est souhaitable de dispo-

ser une pellicule isolante 413 constituée d'une matière

organique telle qu'un polyimide ou d'une matière inorga-

nique telle que du SiO2 entre l'élément chauffant 412

et les électrodes 402.

Le procédé de commande de l'orientation d'un cristal liquide, selon une autre forme globale préférée de l'invention, consiste à placer un élément cylindrique entre deux plaques de base, contigu à un cristal liquide interposé entre les deux plaques de base; à former une phase uniaxiale anisotrope (phase smectique, phase nématique) du cristal liquide, phase dans laquelle les molécules du cristal liquide sont d'abord alignées dans une direction au voisinage d'une frontière avec l'élément cylindrique afin qu'il reste une phase différente (phase isotrope, nématique ou cholestérique) du cristal liquide, qui est une phase de température supérieure à celle de la phase uniaxiale anisotrope avec laquelle elle forme une frontière de phases; à transformer une partie de la phase différente, adjacente à la frontière de phases sous température

décroissante, en la phase,liniaxiale anisotrope dans laquel-

le les molécules du cristal liquide sont alignées paral-

lèlement à la direction d'alignement des molécules du cristal liquide de la phase uniaxiale anisotrope précitée; et à faire progresser la transformation de phase à partir de la frontière de phases, dans une direction perpendiculaire à cette frontière, de façon à former un domaine unique du cristal liquide dans lequel les molécules du cristal liquide sont alignées

dans une direction.

La figure 20A est une vue partielle en plan, analogue à celle de la figure 3A, illustrant un autre exemple d'un dispositif à cristal liquide obtenu par le procédé de commande d'orientation selon l'invention, et la figure 20B est une coupe analogue à celle de

la figure 3B, suivant la ligne A-A de la figure 20A.

Une cellule 700 représentée sur les figures 20A et 20B comprend deux plaques de base 701 et 701a réalisées en verre ou des plaques de matière plastique maintenues par une entretoise (non représentée) afin

de former entre elles un intervalle prédéterminé.

Ces plaques de base sont liées entre elles par un adhésif 706 pour former une structure de cellule. Plusieurs

électrodes transparentes 702, formant un groupe d'élec-

trodes qui sont réalisées suivant une configuration prédéterminée, telle qu'une configuration de bandes, sont disposées sur la plaque de base 701. Plusieurs électrodes transparentes 702a, disposées sur la plaque de base 701a, croisent les électrodes transparentes précitées 702 et forment un autre groupe d'électrodes réalisées en segments disposés de manière décalée et connectés. des conducteurs 707a. Les électrodes

transparentes 702 et 702a sont connectées à des conduc-

teurs 707 et 707b, respectivement. Des signaux provenant d'un circuit extérieur sont respectivement appliqués

aux bornes des conducteurs respectifs 707 et 707b.

Les plaques de base 701 et 701a sont analogues aux plaques de base 101 et 101a décrites en référence

à la figure 3A. De la même manière, une pellicule iso-

lante similaire peut être formée sur les plaques de

base 701 et 701a.

La structure de la cellule représentée dans cet exemple comprend la couche précitée de cristal liquide 703 qui est ferro-électrique dans une plage de températures particulière, un élément cylindrique 704 et un élément 705 de génération de chaleur, tel

qu'un élément chauffant.

L'élément cylindrique 704 peut être convena-

blement réalisé en fibres de verre, présentant une paroi latérale incurvée et avantageusement une section

ronde. Comme montré sur la figure 20B, un élément cylin-

drique 704 de diamètre approprié, par exemple 1 jim à 20 pm, peut être disposé dans un décrochement ou

une partie découpée du substrat 701.

L'élément 105 de génération de chaleur peut être avantageusement une couche résistante telle qu'une

couche d'oxyde d'indium, d'oxyde d'étain ou d'ITO.

Lorsqu'une telle cellule 700 à cristal liquide est prise en sandwich entre des polariseurs 708 et 708a qui sont disposés sur les deux côtés des plaques de base 701 et 701a en nicols croisés ou en nicols parallèles, et que des tensions sont appliquées entre les électrodes 702 et 702a, on obtient une fonction

de modulation optique.

Un exemple plus particulier de la cellule 700 à cristal liquide représentée sur les figures 20A

et 20B sera décrit. Dans un exemple préféré, les électro-

des transparentes 702 forment un groupe d'électrodes de balayage présentant la forme de bandes ayant chacune une largeur de 62,5 lm, tandis que les électrodes trans- parentes 702a constituent un groupe d'électrodes de signaux, formant chacune un élément d'image mesurant

62,5 gtm x 62,5 im. L'élément 705 de génération de cha-

leur comprend une pellicule d'ITO de 0,6 mm de largeur moyenne et 100 nm d'épaisseur, tandis que l'épaisseur de la couche 703 de cristal liquide est avantageusement

maintenue à 2 jIm.

La cellule 700 à cristal liquide est logée dans un boîtier chauffant (non représenté) et interposée entre deux polariseurs 708 et 708a disposés de façon que leurs directions de polarisation se croisent à angle droit. Cette combinaison peut être utilisée comme ensemble ou réseau obturateur à cristal liquide pour une imprimante électrophotographique. Dans ce cas, la flèche B de la figure 20A correspond au sens de

rotation d'un tambour photosensible pour électrophoto-

graphie. Ci-dessous, on décrit plus particulièrement un procédé de commande de l'orientation d'une couche 703 de cristal liquide en référence aux figures 20A et 20B et un exemple dans lequel un cristal liquide constitué d'une matière DOBAMBC qui est ferro-électrique

à une température particulièreest utilisé.

Une cellule 700 à cristal liquide, contenant hermétiquement une matière du type DOBAMBC, est placée dans un bottier chauffant (non représenté) afin que la totalité de la cellule puisse être chauffée. Puis on règle la température du boîtier chauffant afin que la température moyenne de la cellule soit de 90'C, par exemple. A ce moment, la matière DOBAMBC prend la phase SmC* ou SmA d'un cristal liquide. On fait ensuite passer un courant électrique à travers l'élément chauffant M5 et on augmente progressivement ce courant afin qu'une partie du cristal liquide se trouvant à proximité immédiate de l'élément chauffant 705 dépasse la température de transformation de la phase SmA en phase isotrope, température qui est d'environ 118 C,

et prenne la phase isotrope, c'est-à-dire un état liquide.

En augmentant encore le courant électrique, on étend progressivement la région isotrope tout en maintenant

sa frontière à peu près parallèlement à l'élément chauf-

fant 705 jusqu'à ce que la totalité de la couche 703

du cristal liquide prenne la phase isotrope.

Dans cet état, la température dans la direc-

tion longitudinale (direction C sur la figure 20A) de l'état de cristal liquide est uniforme et il s'établit un gradient de température dans la direction transversale (direction B sur la figure 20B) tel que la température augmente progressivement de l'élément cylindrique 704 vers l'élément chauffant 705. Par exemple, il s'établit un gradient de température tel que la température à

proximité de la paroi latérale 704a de l'élément cylin-

drique 704 est d'environ 120'C et que la température à proximité de l'élément chauffant 705, à environ 1,5mm

de cet élément, est d'environ 140 C.

Ensuite, à partir de l'état dans lequel le gradient de température cidessus a été communiqué à la cellule 700, on fait diminuer progressivement la température du bottier logeant la cellule 700, à partir de 90'C, à une vitesse de 10 C/h9 par exemple, afin que la température au voisinage de la paroi latérale 704a de l'élément cylindrique 704 devienne d'abord inférieure à la température de passage de l'état isotrope à la phase SmA, qui est d'environ 116 C, et qu'un germe

de phase SmA se forme dans cette région.

Dans ce cas, étant donné qu'à la fois la paroi latérale 704a de l'élément cylindrique 704 et la face 710 de la plaque de base 701 ont pour fonctions d'orienter horizontalement les molécules du cristal liquide, lorsque la phase SmA se forme au voisinage

de la paroi latérale 704a, il s'applique aux axes molécu-

laires du cristal liquide une force de régulation telle que les axes s'alignent parallèlement à la face 709 de la plaque de base 701 et à la direction longitudinale de la paroi latérale 704a, de sorte que le germe de

SmA résultant forme un domaine unique orienté horizonta-

lement par rapport à la paroi latérale 704a et à la face 709 de la plaque de base 701. Lorsque l'on diminue davantage la température du boîtier, une partie de

la phase isotrope se trouvant au voisinage de la frontiè-

re entre la phase SmA déjà formée et la phase isotrope se transforme en phase SmA présentant une direction d'alignement ou d'orientation parallèle à celle -de la phase SmA déjà formée. En conséquence, en continuant de faire diminuer la température tout en maintenant un gradient de température, on étale de façon continue

la région de domaine unique constituée de la phase SmA.

Dans ce cas, il est avantageux que la vitesse de crois-

sance ou d'étalement de la frontière entre la région de domaine unique et la région de phase isotrope soit uniforme le long de la direction longitudinale de la cellule 700 à cristal liquide (direction C sur la figure A). Lorsque le boîtier est refroidi à une température de l'ordre de 70 C par exemple, pratiquement toute la région du cristal liquide, sauf le voisinage immédiat de l'élément chauffant 705, est transformée en phase SmA. Puis on fait diminuer progressivement le courant électrique appliqué à l'élément chauffant afin de supprimer le gradient de température pour que la température de l'ensemble de la cellule 700 à cristal liquide soit uniformément de 70 C et que le cristal liquide passe en phase SmC*. Dans ce cas, bien que

les molécules du cristal liquide, au voisinage de l'élé-

ment chauffant 705, puissent parfois prendre un aligne-

ment aléatoire, on maintient un domaine unique uniforme

dans la région o les électrodes 702 et 702a sont dispo-

sées. Il est important, dans le procédé de commande d'orientation mentionné ci-dessus, que la température soit uniforme dans la direction C tout en disposant d'un gradient de température aussi grand que possible dans la direction B de la figure 20A. Ce point sera

expliqué ci-après en regard des figures 21A à 21D.

La figure 21A est une vue en plan illustrant schématiquement l'étape de croissance de la phase SmA pendant une diminution progressive de température pour développer une phase SmA dans une cellule dans laquelle un élément chauffant 705 est réalisé sous la forme

d'une bande conformément au procédé décrit ci-dessus.

Sur la figure, la référence numérique 801 désigne une frontière entre la région de la phase SmA et la région de la phase isotrope. Lorsque l'élément chauffant 705

présente la forme d'une bande linéaire de largeur unifor-

me comme montré sur la figure, la température de la cellule est plus faible dans une région extrême E que

dans une région médiane D le long de la direction longi-

tudinale de la cellule 400, à moins qu'un dispositif particulier soit placé dans un boîtier (non représenté) logeant la cellule. Par conséquent, la frontière de phase 801 croit ou progresse à peu près parallèlement à la paroi latérale 704a de l'élément cylindrique 704 au voisinage de la région médiane D, tandis qu'elle croit sous une certaine inclinaison dans la région extrême E, comme illustré. Les aspects des alignements des molécules du cristal liquide dans la région extrême E et dans la région médiane D sont montrés respectivement

sur la figure 21B et sur la figure 21C.

Comme représenté sur la figure 21B, la phase SmA 802 comprend des molécules de cristal liquide ayant un grand axe 802a, dans la région extrême E. Ainsi qu'il ressort de la même figure, dans le cas o la frontière de phases801 s'incline par rapport à la paroi

latérale 704a en formant un angle important (O1), les mo-

lécules de cristal liquide ne s'orientent pas parallèle-

ment à la paroi latérale 704a, mais s'inclinent d'un angle 02 (D2 f1). Ceci peut être attribué à une tendance des molécules 802 du cristal liquide à s'orienter dans

une direction perpendiculaire à la direction de crois-

sance de la phase SmA. En outre, dans une région o l'angle d'inclinaison 01 de la frontière 801 de phase change brusquement, les molécules du cristal liquide ne peuvent être totalement en alignement, mais elles sont divisées en domaines séparés dans lesquels les orientations moléculaires sont différentes les unes des autres et entre lesquels apparaît une ligne de défauts telle qu'indiquée par la référence numérique 804. Par ailleurs, comme montré sur la figure 21C, la phase SmA 802 de la région médiane D comprend des molécules de cristal liquide dont les axes 802a sont parallèles à la fois à la frontière de phases 801 et à la paroi latérale 704a, de sorte qu'un domaine unique

uniforme est établi.

La figure 21D montre une configuration amélio-

rée de l'élément chauffant 705 pour résoudre le problème ci-dessus. Comme représenté sur cette figure, un élément chauffant 105 en forme de bande comporte des parties extrêmes de largeur réduite, possédant de plus grandes résistances et générant donc localement de plus grandes quantités de chaleur afin que la température de la cellule 700 à cristal liquide soit uniformisée sur la direction longitudinale. Par conséquent, la frontière 801 entre la phase SmA 802 et la phase isotrope 803 devient parallèle à la paroi latérale 704a, et on obtient

un domaine unique totalement uniforme.

De la manière décrite ci-dessus, on peut

mener à bien l'orientation. Cependant, même lors-

qu'un domaine unique semble être réalisé de façon unifor-

me au premier abord, un manque d'uniformité de contraste optique ou de vitesse de réponse peut parfois apparaître

selon les régions lorsque l'on examine les caractéristi-

ques de commutation de la cellule utilisée en tant que dispositif de modulation optique et cristal liquide,

sous l'application réelle de tensions entre les électro-

des 702 et 702a. Ce phénomène peut être attribué à

une déformation structurelle due au gradient de tempéra-

ture appliqué au moment du traitement d'orientation.

Pour pallier cette difficulté, il est efficace d'élever une fois la température du boútier après l'achèvement du traitement d'orientation, afin de faire passer une fois le cristal liquide de la phase SmC* à la phase SmA, puis d'abaisser la température du bottier pour reformer la phase SmC*, de manière que la déformation précitée

puisse être éliminée par suite d'une relaxation structu-

relle.

La figure 22 représente une autre forme

de réalisation de l'élément chauffant conçue pour suppri-

mer la difficulté selon laquelle, pendant la formation

du gradient de température dans le traitement d'orienta-

tion, la température de la cellule à cristal liquide est plus faible dans les régions extrêmes que dans les régions médianes. L'élément chauffant 705 comporte des prolongements supplémentaires 901 et 902 destinés à chauffer les régions extrêmes de la cellule 7C à cristal liquide afin de compenser la diminution de température de ces régions extrêmes. Ainsi, en disposant les éléments chauffants 705, 901 et 902 le long de la périphérie de la cellule à cristal liquide, on peut réaliser un domaine unique uniforme constitué de la

façon SmA.

La figure 23 représente une autre forme de réalisation selon l'invention dans laquelle un élément chauffant supplémentaire 705a est monté sur la face arrière de la plaque de base 701. L'élément chauffant 705a est disposé de façon à chauffer la totalité de la cellule 700 et il est utilisé en combinaison avec l'élément chauffant 705 pour réorienter la couche

de cristal liquide par les étapes prédéterminées, lors-

qu'une certaine irrégularité affecte l'orientation

du cristal liquide par suite d'une défaillance apparais-

sant lors de l'utilisation réelle de la cellule en tant que dispositif de modulation optique. Ainsi, dans cette forme de réalisation, la phase SmC* obtenue de la manière décrite ci-dessus est transformée une fois en phase SmA dans la totalité de la cellule 700 à cristal liquide, par mise en action de l'élément chauffant 705a, et elle est refroidie progressivement pour former la phase SmC* de manière que l'on obtienne de nouveau un domaine unique uniforme. Il est évidemment possible de monter un tel élément chauffant 705a également sur

la face arrière de la plaque de base 701a.

La figure 24 représente une-forme de réalisa-

tion dans laquelle un élément chauffant 710 constitué d'une matière telle qu'une pellicule d'ITO ou d'alliage Ni-Cr est formé à l'extérieur de la plaque de base 701a, à la place de l'élément chauffant 705 mentionné précédemment. L'élément chauffant 710 doit présenter avantageusement les formes décrites en regard des figures

21D et 22.

La figure 25 représente une cellule 700 à cristal liquide dans laquelle un élément chauffant 711 de section en forme de coin, présentant un gradient d'épaisseur et constitué d'une pellicule d'ITO ou le Ni-Cr, est formé à la place de l'élément chauffant

705 décrit ci-dessus.

Lorsqu'une certaine tension est appliquée

dans la direction longitudinale (direction de l'épais-

seur du dessin) de cette cellule 700 à cristal liquide, il s'établit un gradient de température tel que la température augmente à partir du voisinage de la paroi latérale 704a, dans la direction perpendiculaire à celle-ci. Dans ce cas, il est souhaitable de disposer une pellicule isolante 712 de matière organique, telle qu'un polyimide, ou de matière inorganique telle

que du SiO0, entre l'élément chauffant 711 et les élec-

trodes 702.

Dans la préparation du dispositif à cristaux liquides selon l'invention, une entretoise peut être utilisée pour régler l'épaisseur de la couche du cristal liquide à une valeur prédéterminée. La figure 26 montre un exemple du dispositif à cristal liquide présentant de telles entretoises. Le dispositif à cristal liquide représenté sur la figure 26 comprend une plaque de base 701 qui présente une configuration d'électrodes transparentes 702, une plaque de base 701a disposée

face à la plaque de base 701 et des éléments d'entretoi-

sement 713 formés entre les plaques de base 701 et

701a afin que l'épaisseur du cristal liquide 703 dispo-

sé entre elles soit maintenue de façon stable à une valeur constante. Les entretoises 713 peuvent être réalisées par formation d'une pellicule de revêtement constituée d'une matière électriquement isolante, sur l'une des plaques de base, à une épaisseur prédéterminée,

et par la mise en oeuvre de techniques photolithographi-

ques pour qu'il reste les structures telles que représen-

tées sur la figure.

Une autre forme globalement avantageuse du procédé de commande de l'orientation d'un cristal

liquide selon l'invention consiste à utiliser une struc-

ture de cellule présentant des premiere et seconde extrémités et comprenant deux plaques de base et un cristal liquide capable- de former une phase uniaxiale anisotrope (par exemple une phase smectique ou nématique)

à des températures particulières, et une phase de tempé-

rature plus élevée (par exemple une phase isotrope,

nématique ou cholestérique), à des températures supérieu-

res auxdites températures particulières, la cellule comportant également des moyens chauffants mobiles pouvant se déplacer par rapport à la structure de la

cellule, et à déplacer lesdits moyens ou éléments chauf-

fants par rapport à la structure de la cellule, de la première extrémité vers la seconde extrémité afin que le cristal liquide forme ladite phase de température plus élevée dans des parties chauffées par les éléments chauffants mobiles, puis forme ladite phase uniaxiale anisotrope lors de la diminution consécutive de température. La figure 27A est une vue en perspective illustrant un exemple d'un dispositif à cristal liquide pour la mise en pratique de la forme de réalisation mentionnée ci-dessus de la présente invention et la

figure 27B est une coupe de cette forme de réalisation.

Une cellule 1000, représentée sur les figures 27A et 27B, comprend deux plaques de base 1001 et 1001a réalisées en verre ou des plaques de matière plastique, maintenues par une entretoise 1003 afin d'établir entre elles un intervalle prédéterminé. Les plaques de base sont liées l'une à l'autre par un adhésif 1006 afin de former une structure de cellule. Plusieurs électrodes transparentes 1002, disposées sur la plaque de base 1001, forment un groupe d'électrodes (par exemple un groupe d'électrodes d'application d'une tension de balayage, faisant partie d'un réseau ou d'une matrice

d'électrodes) qui sont réalisées suivant une configura-

tion prédéterminée telle qu'une configuration en bandes.

Plusieurs électrodes transparentes 1002a, formées sur

la plaque de base 1001a, croisent les électrodes trans-

parentes précitées 1002 et forment un autre groupe

d'électrodes (par exemple un groupe d'électrodes d'appli-

cation de tension de signaux faisant partie d'une matrice

ou d'un réseau d'électrodes).

Les plaques de base 1001 et 1001a sont analo-

gues aux plaques de base 101 et 101a décrites en référen-

ce à la figure 3A. De même, une pellicule isolante similaire peut être formée sur les plaques de base

1001 et 1001a.

Ci-dessous, on décrira plus particulièrement un procédé de commande de l'orientation de la couche 1004 de cristal liquide en référence aux figures 27A et 27B et un exemple dans lequel on utilise, comme cristal liquide, une matière du type DOBAMBC qui est

ferro-électrique à des températures particulières.

Une cellule 400 à cristal liquide, contenant hermétiquement une matière du type DOBAMBC, est disposée dans un boîtier chauffant (non représenté) afin que l'ensemble de la cellule puisse être chauffé. Puis on règle la température du boîtier chauffant afin que la température moyenne de la cellule soit, par exemple, de 70'C à 90 C pour qu'il se forme une couche de cristal liquide 1004 en phase SmA ou SmC*. A ce stade, la couche 1004 du cristal liquide est dans un état précédant l'application du procédé de commande d'orientation décrit ci-dessous, et il ne s'est pas formé un domaine

unique constitué de la phase SmA ou dela phase SmC*.

Dans cet état, un élément chauffant 1007 est déplacé dans la direction de la flèche 1008. Puis, une région de la couche 1004 du cristal liquide, chauffée par l'élément chauffant 1007 à une température supérieure à la température ( environ 118 0C) de transition de la phase SmA à la phase isotrope, est amenée en phase isotrope et soumise immédiatement après à une diminution de température du fait que l'élément chauffant 1007 est déplacé continuellement dans la direction de la flèche 1008, de sorte que le cristal liquide se trouvant dans la région forme un domaine unique dans lequel des molécules de cristal liquide de la phase SmA sont alignées ou orientées dans une direction, à un instant donné, lorsque la région descend jusqu'à ou au-dessous de la température (environ 116 C) de passage de la

phase isotrope à la phase SmA.

Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, la cellule 1000 à cristal liquide comporte un élément 1005 destiné a favoriser la génération d'un germe de cristal liquide (c'est-à-dire un élément de génération de germe). Lorsqu'un tel élément de génération de germe est utilisé, après que la température d'une partie du cristal liquide au voisinage de la paroi latérale 1005a de l'élément de génération de germe a atteint ou dépassé la température de transition de phase SmA -i phase isotrope, la partie du cristal liquide est soumise à une diminution de température due à la poursuite du mouvement de l'élément chauffant 1007

dans la direction de la flèche et est amenée obligatoire-

ment à former des molécules de cristal liquide à aligne-

ment uniaxial à une température inférieure à la tempéra-

ture de transition de phase isotrope..> phase SmApar suite de l'effet d'orientation horizontale ou homogène de la paroi latérale 1005a et de la face 1009 de la plaque de base 1001. Sous l'effet de la poursuite du mouvement de l'élément chauffant 1007, les molécules du cristal liquide de la phase SmA formée de façon continuelle par passage isotrope --9 SmA sont soumises à une force de régulation telle qu'elles s'alignent parallèlement

aux molécules de cristal liquide déjà alignées au voisi-

nage de la paroi latérale 1005a de l'élément 1005 généra-

teur de germes, de façon qu'il se forme un domaine unique dans lequel la totalité des molécules de cristal liquide sont alignées parallèlement à la direction

longitudinale de la paroi latérale 1005a.

En outre, étant donné que les entretoises 1003 peuvent avoir une fonction analogue à celle de

l'!é6ment 1005 générateur de germes, comme décrit ci-

après, la présence d'entretoises 1003 dans la cellule 1000 à cristal liquide ne gêne pas la formation d'un domaine unique constitué de la phase SmA, SmC* ou SmH* pendant le mouvement de l'élément chauffant 1007 sur

la cellule 1000 à cristal liquide. Dans une forme parti-

culièrement avantageuse de réalisation, les entretoises 1003 sont réalisées dans la même matière que l'élément 1005 générateur de germes. Ainsi, les entretoises 1003 et l'élément 1005 de génération de germes peuvent être réalisés simultanément par formation d'une pellicule de résine spécifique ou d'une substance inorganique et gravure s6lrtive de la pellicule. Au lieu d'utiliser le procédé de gravure, on peut disposerentre les plaques de base 1001 et 1001a une bande formée d'une pellicule, de fibres de verre ou de fibres hautement orientées, pouvant être utilisée en tant qu'élément 1005 de généra-

tion de germes.

L'élément 1005 de génération de germes peut être formé d'une bande découpée dans une pellicule de polyester ou de polyimide, sur la paroi latérale 1005 à laquelle un effet de frottement a été conféré par découpage à l'aide d'une lame métallique ou d'une

lame en diamant. En variantes l'élément 1005 de généra-

tion de germes peut être constitué d'une fibre hautement orientée comme décrit précédemment, obtenue par filage d'un cristal liquide polymérique tel qu'une solution de polymère anisotrope (cristal liquide rhéotrope) ou d'un polymère fondu anisotrope (cristal liquide

thermotrope) donnant une fibre. Lorsqu'une telle fibre.

hautement orientée est utilisée en tant qu'entretoise 1004, un cristal liquide entrant en contact avec la surface orientée de la fibre peut s'aligner et s'orienter

dans la direction d'orientation de la fibre.

Lorsqu'une plaque plate, ne présentant pas d'évidement comme représenté sur la figure, telle qu'une plaque plate de verre, est utilisée comme plaque de base 1001, une pellicule de SiO, SiO2, TiO2, etc.,peut être formée sur la plaque de base et soumise à une gravure par application d'un faisceau ionique dans

une direction oblique afin de former un élément généra-

teur de germes formé d'une bande mince, présentant une paroi latérale 1005a. En variante, on peut former un élément 1005 de génération de germes de la manière suivante. Ainsi, on forme sur la plaque de base 1001 une pellicule isolante (non représentée) constituée d'une matière génératrice dure, telle que du nitrure

de silicium, du nitrure de silicium contenant de l'hydro-

gène, du carbure de silicium, du carbure de silicium contenant de l'hydrogène, du nitrure de bore, du nitrure de bore contenant de l'hydrogène, de l'oxyde de cérium, de l'oxyde de silicium, de l'oxyde d'aluminium, de la zircone ou du fluorure de magnésium, et on forme par. dessus une pellicule d'une matière de plus faible dureté que la pellicule isolante, telle qu'un alcool polyvinylique, un polyimnide, un polyamideimide, un polyester.imide, un polyparaxylylène, un polyester, un polycarbonate, un polyvinylacétal, du polychlorure de vinyle, un polyamide, un polystyrène, une résine cellulosique, une résine mélamine, une résine urée, une résine acrylique ou une résine fonctionnelle telle qu'un polyimide photosensible, un polyamide photosensible, une réserve photochimique du type à caoutchouc cyclique, une réserve photochimique du type no-!olaquephénolique ou une réserve photochimique pour faisceau d'électrons,

telle que du polyméthacrylate de méthyle et du 1,4-poly-

butadiène époxydé. La pellicule de plus faible dureté est gravée par mise en oeuvre d'une technique classique

de photolithographie pour former un élément 1005 généra-

teur de germes, dont une paroi latérale 1005a est ensuite frottée afin d'acquérir un effet d'orientation. Il

est possible que la face supérieure de l'élément généra-

teur de germes soit en contact avec la plaque de base

1001a.

Dans la cellule 1000 à cristal liquide de cet exemple, un élément 1013 de génération de chaleur, en forme de feuille, est appliqué sur la face arrière de la plaque de base 1001. Cet élément chauffant 1013 en forme de feuille est utilisé pour chauffer la totalité de la cellule à cristal liquide et il peut être utilisé, par exemple, pour maintenir la couche de cristal liquide en phase SmA, SmC* ou SmH*, ou bien il peut être utilisé pour chauffer uniformément la couche 1004 de cristal

liquide à la place du bottier mentionné précédemment.

L'élément chauffant 1007 chauffe la structure 1000 de la cellule suffisamment pour qu'un cristal liquide

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en phase SmA, SmC* et SmH* se transforme en une phase de température plus élevée, isotrope, nématique ou cholestérique, pendant l'étape de chauffage, et il est déplacé à une vitesse telle que le cristal liquide se transforme suffisamment en phase SmA ou SmC* sous l'effet de son mouvement dans la direction de la flèche 1008. La vitesse ne peut pas être établie d'une façon générale, mais elle peut convenablement être d'une

* vaieur de l'ordre de 1 mm/h à 5 mm/h.

Cette forme du procédé de commande d'orienta-

tion selon l'invention peut être mise en oeuvre par fixation de l'élément chauffant 1007 et déplacement d'une cellule 1000 à cristal liquide avec une table 1010 de support au moyen de rouleaux 1012, dans la direction de la flèche 1011, afin que l'élément chauffant 1007 soit déplacé par rapport à la cellule 1000 à cristal liquide. L'élément chauffant 1007 utilisé dans ce procédé peut être constitué d'un élément de chauffage par résistance, tel qu'un alliage nickel-chrome, une matière du type IT0, de l'oxyde d'étain et de l'oxyde d'indium sous diverses formes, comprenant un fil, un rouleau, un barreau, une plaque et une bande. Dans le cas o l'élément chauffant se présente sous la forme d'un fil, d'un rouleau ou d'un barreau, le diamètre de celui-ci est avantageusement de l'ordre de 0, 1 à mm, et en particulier de 0,5 à 2 mm. L'élément chauf- fant sous la forme d'une plaque ou d'une bande peut avantageusement avoir une largeur de 0,1 à 5 mm, et

de préférence de 0,5 à 2 mm.

Un exemple avantageux d'élément chauffant 1007 en forme de bande est représenté sur la figure 28. Un dispositif chauffant 1101 représenté sur la figure 28 comprend un élément chauffant 1007 en forme de bande, formé d'un alliage nickel-chrome déposé en phase vapeur sur la face supérieure d'un élément 1102

de support en forme de coin.

En outre, un élément chauffant à infrarouge 1201, du type condenseur, peut également être utilisé en tant que moyen chauffant. L'élément chauffant 1201 à infrarouge comprend une hotte qui présente une fente 1204, ainsi qu'un miroir condenseur 1203 et une

lampe 1202 à infrarouge disposés dans la hotte.

Le dispositif chauffant représenté sur les figures 28 et 29 peut être déplacé dans la direction des flèches 1008 ou bien, en variante, les cellules 1000 à cristal liquide peuvent être déplacées dans la direction des flèches 1011. Il suffit donc que la cellule 1000 à cristal liquide soit déplacée par rapport

au dispositif chauffant.

Lorsqu'une telle cellule 1000 à cristal liquide est prise en sandwich entre deux polariseurs qui sont disposés de part et d'autre des plaques de base 1001 et 1001a, en nicols croisés ou en nicols parallèles, et que des tensions sont appliquées entre les électrodes 1002 et 1002a, on obtient une fonction

de modulation optique.

Un exemple réel de mise en oeuvre de ce

mode de l'invention sera décrit ci-dessous.

On forme, à une partie extreme d'une plaque de base en verre, présentant des électrodes formées de bandes d'ITO disposées à une largeur de 6,25 im et à un pas de 100 Rm, une partie découpée ou un évidement

de 2,5 Vm de profondeur, parallèle aux bandes d'électro-

des. Puis on applique une solution formant un polyimide ("PIQ" produit par Hitachi Kasei Kogyo K.K., teneur en matières volatiles de 14,5% en poids) en secondes, sur la plaque de base, sauf dans l'évidement, à l'aide d'un appareil d'enduction rotatif tournant à 3000 tr/min, et on chauffe ensuite à une température de 120 C pendant 30 minutes pour former un revêtement

ayant une épaisseur de 2 gm.

Puis on applique par filage ou à l'aide d'un appareil

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rotatif une solution de réserve du type positif ("AZ 1350" produit par Shipley Company, Ltd.) sur la couche

résultante et on soumet cette solution à une pré-cuisson.

La couche de réserve est exposée à la lumière à travers un masque en forme de bandes présentant une largeur de masquage de 8 1smet un intervalle de 100 pm. Ensuite, en développant la réserve à l'aide d'un révélateur "MF 132" contenant de l'hydroxyde de tétraméthylammonium, on grave la partie exposée de la pellicule de réserve et la pellicule de polyimide située au-dessous. Après que la plaque de base ainsi traitée a été lavée et

séchée, on élimine les parties non exposées de la pelli-

cule de réserve à la méthyléthylcétone. Puis on amène à maturation la pellicule de polyimide en la chauffant à 2000C pendant 60 minutes et à 350 C pendant 30 minutes pour former une plaque (A) d'éLectrodes comportant

une couche d'entretoisement de PIQ (polyimide-isoindolo-

quinazolinedione). Dans l'évidement de la plaque d'élec-

trodes (A), on dispose, en tant qu'élément générateur de germes, une bande formée à partir d'une pellicule de téréphtalate de polyéthylène (pellicule de "Mylar", un produit de la firme E.I. Du Pont de Nemours Co.,

E.U.A.), découpée à l'aide d'une lame métallique.

Ensuite, on prépare une plaque (B) d'électro-

des en formant des électrodes configurées en bandes ayant une largeur de 62,5 gm et un pas de 100 tm. On applique un adhésif époxy, par sérigraphie, sur la partie périphérique, sauf sur une zone formant un orifice d'injection de la plaque d'électrodes (B). Les plaques d'électrodes (A) et (B) ci-dessus sont disposées de façon que leurs bandes d'électrodes se chevauchent perpendiculairement les unes aux autres, et on fait durcir l'adhésif dans les conditions prédéterminées

afin de former une structure de cellule.

Ensuite, on injecte une matière du type DOBAMBC dans sa phase isotrope par l'orifice d'injection, à l'intérieur de la cellule, par le procédé d'injection

sous vide, et on obture l'orifice d'injection.

Sur les deux faces de la cellule ainsi formée, on dispose des polariseurs en nicols croisés et on

les place dans un boîtier chauffant réglé à une tempéra-

ture de 90 C. Lorsque la couche de cristal liquide de la structure ainsi obtenue est observée au microscope, il est confirmé que la phase SmC* est formée, mais

qu'elle ne constitue pas un domaine unique.

Un élément chauffant à fil constitué d'un alliage de nickel-chrome, d'un diamètre de 0,2 mm, est disposé dans la cellule à cristal liquide cidessus, maintenue à 90 C, et cet élément chauffant est placé au voisinage de et parallèlement à l'élément générateur

de germes, comme montré sur les figures 27A et 27B.

On provoque un dégagement de chaleur à l'aide du fil

chauffant en le faisant parcourir par un courant électri-

que. A ce moment, la température de la partie de la cellule à cristal liquide chauffée par le fil chauffant s'avère être de 120 à 140 C, puis on déplace le fil chauffant à une vitesse de 2mm/h dans la direction

de la flèche 1008 montrée sur la figure 27B.

La cellule à cristal liquide ainsi préparée en sandwich entre deux polariseurs placés dans una disposition en nicols croisés et la couche de cristal liquide de la cellule est observée au microscope. Il est confirmé qu'un domaine unique constitué de la phase

SmC* s'est formé.

De la manière décrite précédemment, on peut mener à bien l'orientation. Cependant, même lorsqu'il semble au premier abord qu'un domaine unique s'est établi de façon uniforme, un manque d'uniformité de contraste optique ou de vitesse de réponse peut parfois apparaître selon les régions lorsque l'on examine les caractéristiques de commutation de la cellule utilisées comme dispositif de modulation optique à cristal liquide,

sous l'application réelle de tensions entre les électro-

des 1002 et 1002a. Ce phénomène peut être attribué

à une déformation structurelle due au gradient de tempé-

rature produit au moment du traitement d'orientation.

Pour pallier cette difficulté, il est efficace d'élever une fois la température du bottier, après l'opération d'orientation, pour transformer une fois le cristal liquide de la phase SmC* à la phase SmA, puis de faire diminuer la température du bottier pour reformer la phase SmC*, ce qui permet d'éliminer la déformation

précitée par suite d'une relation structurelle.

Les figures 10 à 12D représentent un exemple

d'un procédé de commande pouvant être appliqué au dispo-

sitif de modulation optique selon l'invention.

La figure 10 est une vue montrant schématique-

ment une cellule 41 comportant un réseau ou une matrice d'électrodes entre lesquelles un composé de cristal liquide ferro-électrique est interposé. Les références numériques 42 et 43 désignent un groupe d'électrodes

de balayage et un groupe d'électrodes de signaux, respec-

tivement. Les figures 11A et 11B montrent des signaux

électriques appliques à une électrode de balayage sélec-

tionnée 42(s), et à d'autres électrodes de balayage

(électrodes de balayage non sélectionnées) 42(n), respec-

tivement. Les figures 11C et 11D montrent des signaux électriques appliqués à des électrodes de signaux sélectionnées 43(s) et à des électrodes de signaux non sélectionnées 43(n), respectivement. Sur les figures 11A à 11D, les abscisses et les ordonnées représentent respectivement le temps et la tension. Par exemple, lorsqu'une image cinématographique est affichée, une électrode de balayage est sélectionnée séquentiellement

et périodiquement parmi le groupe d'électrodes de balaya-

ge 42. Dans ce cas, une tension de seuil correspondant à un premier état stable d'un cristal liquide qui est bistable,est représentée par Vth1, et une tension de seuil correspondant à un second état stable de ce cristal est représentée par -Vth2. Le signal électrique appliqué aux électrodes de balayage sélectionnées 42(s) est une tension alternative V et -V aux phases (temps) t1 et t2, respectivement, comme montré sur la figure 11A. Les autres électrodes de balayage 42(n) sont à la masse, ce qui a pour résultat une tension de 0 volt du signal électrique. Par ailleurs, des signaux-électriques appli- qués aux électrodes de signaux sélectionnées 43(s) ont des tensions V, comme montré sur la figure 11C, tandis que ceux appliqués aux électrodes de signaux non sélectionnées ont des tensions -V, comme montré sur la figure 11D. Les tensions V et -V sont établies à - des valeurs souhaitées satisfaisant les relations suivantes: V Vthl < 2V, et

-V > Vth2 > 2V.

Les formes d'ondes des tensions appliquées aux éléments d'image respectifs en présence de tels signaux

électriques sont montrées sur les figures 12A à 12D.

Les formes d'ondes de tension montrées sur les figures 12A à 12D correspondent à celles appliquées aux éléments

d'image A, B, C et D montrés sur la figure 10, respecti-

vement. Par conséquent, ainsi qu'on peut le voir sur les figures 12A à 12D, une tension de 2V au-dessus de la tension de seuil Vth1 est appliquée aux éléments d'image A de la ligne de balayage sélectionnée à une phase t2. Par contre, une tension inférieure de -2V à la tension de seuil -Vth2 est appliquée aux éléments d'image B à une phase t1. Par conséquent, l'orientation des molécules du cristal liquide est déterminée selon qu'une électrode de signal est sélectionnée ou non

sur la ligne d'électrodes de balayage sélectionnée.

Ainsi, lorsqu'une électrode de signal est sélectionnée, les molécules de cristal liquide sont orientées dans le premier état stable. Par contre, lorsqu'elle n'est pas sélectionnée, elles sont orientées dans le second état stable. Dans tous les cas, l'orientation n'est pas en relation avec l'état précédent de chaque élément d'image. Par ailleurs, des tensions appliquées à tous les éléments d'image C et D présents sur les lignes de balayage non sélectionnées sont respectivement de V et -V, aucune d'elles n'étant supérieure à la tension

de seuil, en valeur absolue. Par conséquent,- les molécu-

les de cristal liquide correspondant aux éléments d'image C et D conservent l'orientation correspondant à l'état du signal lors du dernier balayage, sans changement de l'état d'orientation. Autrement dit, lorsqu'une certaine électrode de balayage est sélectionnée, des signaux affectés à la ligne de l'électrode de balayage sélectionnée sont écrits. Pendant l'intervalle allant du temps auquel le balayage d'une image est achevé au temps auquel uni.e ligne suivante est sélectionnée,

l'état du signal concerné peut être maintenu. Par consé-

quent, même si le nombre d'électrodes de balayage augmen-

te, le taux de remplissage n'est pas modifié sensiblement, ce qui a pour résultat l'impossibilité d'abaisser le contraste et de faire apparaftre une diaphonie, etc. Dans ce cas, la valeur de la tension V et l'intervalle

de temps de la phase (t1+t2) = T sont habituellement éta-

blis dans des plages comprises entre 3 volts et 70 volts et entre 0,1 is et 2 ms, respectivement, bien qu'elles dépendent de l'épaisseur du cristal liquide ou de la cellule utilisée. Par conséquent, dans ce cas, des signaux électriques appliqués à une électrode de balayage sélectionnée provoquent la transition du premier état stable (désignant l'état "lumineux" lorsque ces signaux sont convertis en signaux optiques) au second état stable (désignant l'état "sombre" lorsque ces signaux sont convertis en signaux optiques), ou

vice versa.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé et au dispositif

décrits et représentés sans sortir du cadre de l'inven-

tion.

Claims (73)

REVENDICATIONS

1. Procédé de commande de l'orientation d'un cristal liquide, caractérisé en ce qu'il consiste à former, entre deux plaques de base, dans un cristal liquide, une frontière entre une phase uniaxiale aniso- trope du cristal liquide, dans laquelle les molécules du cristal liquide sont alignées dans une direction, et une phase différente qui est une phase de température

plus élevée que- la phase uniaxiale anisotrope, à trans-

former une partie de ladite phase différente, adjacente à la frontière de phases,sous diminution de température, en la phase uniaxiale anisotrope, partie dans laquelle

les molécules du cristal liquide sont alignées parallèle-

ment à la direction d'alignement des molécules du cristal liquide de ladite phase uniaxiale -anisotrope, et à faire progresser la transformation de phase à partir

de la frontière de phases,dans une direction perpendicu-

laire à cette frontière, afin de former un domaine unique du cristal liquide, dans lequel les molécules

de cristal liquide sont alignées dans une direction.

2. Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que la phase uniaxiale anisotrope est formée initialement à proximité d'une frontière entre le cristal liquide et un élément générateur de germes qui est un élément destiné à favoriser la génération d'un germe

de cristal liquide.

3. Procédé selon la revendication 2, caracté-

risé en ce que l'élément générateur de germes et les plaques de base ont pour effet d'orienter horizontalement

le cristal liquide.

4. Procédé selon la revendication 2, caracté-

risé en ce que l'élément générateur de germes comporte

une paroi latérale.

5. Dispositif pour commander l'orientation d'un cristal liquide, caractérisé en ce qu'il comporte une structure de cellule (100) comprenant deux plaques de base (101, 101a) et un élément (104) générateur de germes disposés entre elles, et un élément (105)

de génération de chaleur disposé à une distance prédéter-

minée de l'élément générateur de germes.

6. Dispositif pour commander l'orientation d'un cristal liquide, caractérisé en ce qu'il comporte une structure de cellule (100) comprenant deux plaques de base (101, 101a) et un élément (104) générateur de germes disposé entre elles, et un élément plan (105)

de génération de chaleur.

7. Dispositif pour commander l'orientation d'un cristal liquide, caractérisé en ce qu'il comporte une structure de cellule (100) comprenant deux plaques de base (101, 101a), un composé qui présente une phase uniaxlale anisotrope à des températures particulières et un élément (104) générateur de germes disposé entre les deux plaques de base, des moyens (105) destinés à transformer le composé, présentant une phase uniaxiale anisotrope à des températures particulières, en une

phase de température plus élevée que ladite phase uni-

axiale anisotrope, des moyens destinés à appliquer à ladite phase de température plus élevée un gradient de température à partir de l'élément générateur de germes, dans une direction perpendiculaire à cet élément, et des moyens destinés à faire décroître la température de ladite phase à température plus élevée, sous un gradient de température provoquant une transformation de la phase de température plus élevée en la phase

uniaxiale anisotrope.

8. Dispositif à cristal liquide obtenu par un procédé de commande de l'orientation d'un cristal liquide (103), ce dispositif étant caractérisé en ce que le procédé consiste à former entre deux plaques de base (101, 101a) une frontière, dans un cristal liquide, entre une phase uniaxiale anisotrope du cristal liquide, dans laquelle les molécules du cristal liquide sont alignées dans une direction, et une phase différente du cristal liquide, qui est une phase de température plus élevée que ladite phase uniaxiale anisotrope, à transformer une partie de ladite phase différente, adjacente à la frontière de phases sous diminution de température, en la phase uniaxiale anisotrope, partie dans laquelle des molécules du cristal liquide sont alignées parallèlement à la direction d'alignement

des molécules du cristal liquide de ladite phase uni-

axiale anisotrope, et à faire progresser la transforma-

tion de phase, à partir de la frontière de phases,dans une direction perpendiculaire à cette frontière, afin de former un domaine unique du cristal liquide dans lequel les molécules du cristal liquide sont alignées

dans une direction.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la frontière -de phases s'étend linéairement.

10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la phase uniaxiale anisotrope est initialement formée à proximité d'une frontière (201) entre le cristal liquide et un élément (104)

générateur de germes qui est un élément destiné a favori-

ser la génération d'un germe de cristal liquide.

11. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite phase différente présente un gradient de température croissant dans une direction perpendiculaire à et partant d'un élément générateur de germes et est transformée en ladite phase uniaxiale anisotrope en étant refroidie à l'aide d'un tel gradient

de température.

12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément générateur de germes

et les plaques de base ont pour effet d'orienter horizon-

talement le cristal liquide.

13. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 5, 6 et 10, caractérisé en ce que l'élé-

ment générateur de germes présente une forme en bande.

14. Dispositif selon l'une des revendications

6 et 13, caractérisé en ce que plusieurs éléments généra-

teurs de germes sont disposés en bandes.

15. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément générateur de germes comporte une paroi latérale.

16. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 5, 6, 7 et 10, caractérisé en ce que

l'élément générateur de germes est formé en une résine

ou une matière-inorganique.

17. Procédé de commande de l'orientation d'un cristal liquide, caractérisé en ce qu'il consiste à placer un élément de commande d'orientation uniaxiale entre deux plaques de base et de façon contiguë à un cristal liquide interposé entre les deux plaques de

base, à former dans le cristal liquide une phase uni-

axiale anisotrope dans laquelle les molécules du cristal liquide sont d'abord alignées dans une direction à proximité d'une frontière avec ledit élément de commande d'orientation uniaxiale afin qu'il reste dans le cristal

liquide une phase différente qui est une phase de tempé-

rature plus élevée que celle de ladite phase uniaxiale anisotrope, une frontière de phases étant établie entre les deux phases, à transformer une partie de ladite phase différente, adjacente à la frontière de phases sous diminution de température, en la phase uniaxiale anisotrope, partie dans laquelle les molécules du cristal liquide sont alignées parallèlement à la direction d'alignement des molécules du cristal liquide de la

phase uniaxiale anisotrope précitée, et à faire progres-

ser la transformation de phase à partir de la frontière de phases, dans une direction perpendiculaire à cette dernière, de façon à former un domaine unique du cristal liquide dans lequel les molécules du cristal liquide

sont alignées dans une direction.

18. Procédé selon la revendication 17, carac-

térisé en ce que la phase différente présente un gradient

de température qui augmente dans une direction perpendi-

culaire à et qui part de l'élément de commande d'orienta-

tion uniaxiale, et cette phase différente est transformée en la phase uniaxiale anisotrope en étant refroidie à un tel gradient de température.

19. Procédé selon la revendication 17, carac-

térisé en ce que l'élément de commande de l'orientation

uniaxiale et les plaques de base ont pour effet d'orien-

ter horizontalement le cristal liquide.

20. Procédé slon la revendication 17, carac-

térisé en ce que l'élément de commande d'orientation

uniaxiale présente la forme d'une bande.

21. Procédé selon la revendication 20, carac-

térisé en ce que plusieurs éléments de commande d'orien-

tation uniaxiale sont disposés en bandes.

22. Procédé selon la revendication 2, caracté-

risé en ce que l'élément de commande d'orientation uniaxiale comporte une paroi latérale qui assume une

fonction de commande d'orientation uniaxiale.

23. Procédé selon la revendication 17, carac-

térisé en ce que l'élément de commande d'orientation

uniaxiale est formé en une résine ou une matière inorgani-

que.

24. Dispositif pour commander l'orientation d'un cristal liquide, caractérisé en ce qu'il comporte une structure de cellule (100) comprenant deux plaques

de base (101, 101a) et un élément de commande d'orienta-

tion uniaxiale disposé entre elles, et un élément (105) de génération de chaleur disposé à une distance

prédéterminée de l'élément de commande d'orientation.

25. Dispositif pour commander l'orientation d'un cristal liquide, caractérisé en ce qu'il comporte une structure (100) de cellule comprenant deux plaques

de base (101, 101a) et un élément de commande d'orienta-

tion uniaxiale disposé entre elles, et un élément plan

(105) de génération de chaleur.

26. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce que l'élément plan de génération de chaleur produit de la chaleur qui augmente en quantité dans

une direction perpendiculaire à et s'éloignant de l'élé-

ment de commande d'orientation uniaxiale.

27. Dispositif selon l'une des revendications

24 et 25, caractérisé en ce que l'élément de commande

d'orientation uniaxiale présente la forme d'une bande.

28. Dispositif selon l'une des revendications

et 27, caractérisé en ce que plusieurs éléments de commande d'orientation uniaxiale sont disposés en bandes.

29. Dispositif selon l'une des revendications

24 et 25, caractérisé en ce que l'élément de commande d'orientation uniaxiale est formé en une résine ou

une matière inorganique.

30. Dispositif selon la -revendication 29, caractérisé en ce que la résine est au moins un élément choisi dans le groupe comprenant l'alcool polyvinylique, un polyimide, un polyamide-imide, un polyester-imide, du po!ypara:ylylène, un polyester, un polycarbonate, du

polyvinylacétal, du polychlorure de vinyle, du polyacé-

tate de vinyle, un polyamide, un polystyrène, une résine cellulosique, une résine mélamine, une résine urée, une résine acrylique et des résines de réserve

photochimique.

31. Dispositif pour commander l'orientation d'un cristal liquide (103), caractérisé en ce qu'il comporte une structure de cellule (100) comprenant deux plaques de base (101, 101a), un composé qui présente

une phase uniaxiale anisotrope à des températures parti-

culières et un élément de commande d'orientation uni-

axiale disposé entre les deux plaques de base, des moyens destinés à transformer le composé, présentant

une phase uniaxiale anisotrope à des températures parti-

culières, en une phase de température plus élevée que celle de ladite phase uniaxiale anisotrope, des moyens destinés à appliquer à ladite phase de température plus élevée un gradient de température à partir dudit élément de commande d'orientation uniaxiale, dans une direction perpendiculaire à cet élément, et des moyens destinés à faire décroître la température de ladite phase de température plus élevée sous un gradient de température tel que la phase de température plus élevée

est transformée en la phase uniaxiale anisotrope.

32. Dispositif à cristal liquide obtenu par un procédé de commande de l'orientation d'un cristal liquide, caractérisé en ce que le procédé consiste à utiliser un élément de commande d'orientation uniaxiale entre deux plaques de base (101, 101a) et de façon contiguë à un cristal liquide (103) disposé entre les deux plaques de base, à former dans le cristal liquide

une phase uniaxiale anisotrope dans laquelle les molécu-

les du cristal liquide sont d'abord alignées dans une direction à proximité de la frontière de cette phase avec ledit élément de commande d'orientation uniaxiale afin qu'il reste dans le cristal liquide une phase différente qui est une phase de température plus élevée que celle de la phase uniaxiale anisotrope, une frontière existant entre les deux phases, à transformer une partie de ladite phase différente, adjacente à la frontière de phases, sous diminution de température, en la phase uniaxiale anisotrope, partie dans laquelle les molécules du cristal liquide sont alignées parallèlement à la direction d'alignement des molécules du cristal liquide

de ladite phase uniaxiale anisotrope, et à faire progres-

ser la transformation de phase à partir de la frontière de phases, dans une direction perpendiculaire à cette dernière, afin de former un domaine unique du cristal liquide

dans lequel les molécules du cristal liquide sont ali-

gnées dans une direction.

33. Procédé pour commander l'orientation d'un cristal liquide, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un élément cylindrique entre deux plaques de base et de façon contiguë à un cristal liqu-dz interposé entre les deux plaques de base, à former dans le cristal liquide une phase uniaxiale anisotrope dans laquelle les molécules du cristal liquide sont d'abord alignées dans une direction à proximité d'une frontière avec ledit élément cylindrique afin qu'il reste dans le cristal liquide une phase différente qui est une phase de température plus élevée que celle de la phase uniaxiale anisotrope avec laquelle elle forme une frontière, à transformer une partie de ladite phase différente, O10 adjacente à la frontière de phases, sous diminution de température, en la phase uniaxiale anisotrope, partie dans laquelle les molécules du cristal liquide sont alignées parallèlement à la direction d'alignement

des molécules du cristal liquide de ladite phase uni-

axiale anisotrope, et à faire progresser la transforma-

tion de phase à partir de la frontière dans une direction perpendiculaire à cette dernière, afin de former dans le cristal liquide un domaine unique dans lequel les molécules du cristal liquide sont alignées dans une

direction.

34. Procédé selon l'une quelconque des reven-

dications 1, 17 et 33, caractérisé en ce que la frontière

de phases s'étend linéairement.

35. Procédé selon l'une des revendications

i et 33, caractérisé en ce que la phase différente présente un gradient de température qui augmente dans une direction perpendiculaire à et s'éloignant d'un élément générateur de germes, et est transformée en la phase uniaxiale anisotrope en étant refroidie à

un tel gradient de température.

36. Procédé selon la revendication 33, carac-

térisé en ce que l'élément cylindrique et les plaques de base ont pour effet d'orienter horizontalement le

cristal liquide.

37. Procédé selon la revendication 33, carac-

térisé en ce que l'élément cylindrique est formé en

fibres de verre.

38. Procédé selon la revendication 33, carac-

térisé en ce que plusieurs éléments cylindriques sont utilisés.

39. Dispositif pour commander l'orientation d'un cristal liquide, caractérisé en ce qu'il comporte une structure de cellule (700) comprenant deux plaques (701, 701a) et un élément cylindrique (704) disposé entre elles, et un élément (705) de génération de chaleur

disposé à une distance prédéterminée de l'élément cylin-

drique.

40. Dispositif pour commander l'orientation d'un cristal liquide, caractérisé en ce qu'il comporte une structure de cellule (700) comprenant deux plaques de base (701, 701a) et un élément cylindrique (705)

disposé entre elles, et un élément plan (705) de généra-

tion de chaleur.

41. Dispositif selon l'une des revendications

39 et 40, caractérisé en ce que l'élément cylindrique

est formé en fibres de verre.

42. Dispositif selon l'une des revendications

39 et 40, caractérisé en ce que plusieurs éléments

cylindriques sont utilisés.

43. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 5, 6, 24, 25, 39 et 40, caractérisé

en ce que l'élément plan de génération de chaleur est un

élément générateur de chaleur à résistance.

44. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 5, 6, 24, 25, 39 et 40, caractérisé

en ce que l'élément plan de génération de chaleur est un

élément générateur de chaleur à pellicule résistante.

45. Dispositif selon la revendication 44

prise avec l'une des revendications 5 et 24, caractérisé

en ce que l'élément générateur de chaleur à pellicule

résistante présente la forme d'une bande.

46. Dispositif selon la revendication 45, caractérisé en ce que l'élément générateur de chaleur à pellicule résistante en forme de bande présente de plus grandes capacités de génération de chaleur vers

ses extrémités que dans sa partie centrale.

47. Dispositif selon la revendication 45, caractérisé en ce que l'élément générateur de chaleur à pellicule résistante en forme de bande présente une plus grande largeur dans sa partie centrale qu'à ses

parties extrêmes.

48. Dispositif selon la revendication 44

prise avec l'une des revendications 5 et 24, caractérisé

en ce que l'élément générateur de chaleur à pellicule

résistante est disposé en une bande le long de la péri-

phérie d'au moins l'une des plaques de base.

49. Dispositif selon la revendication 44, caractérisé en ce que l'élément générateur de chaleur

]5 à pellicule résistante présente la forme d'un coin.

50. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 5, 6, 24, 25, 39 et 40, caractérisé

en ce que la phase uniaxiale anisotrope est une phase smectique.

51. Dispositif selon la revendication 50, caractérisé en ce que la phase smectique est une phase

smectique (A).

52. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 5, 6, 7, 24, 25, 39 et 40, caractérisé

en ce que des pellicules électroconductrices constituant des électrodes sont formées sur les faces mutuellement

opposées des deux plaques de base.

53. Dispositif pour commander l'orientation d'un cristal liquide, caractérisé en ce qu'il comporte une structure de cellule (700) comprenant deux plaques de base (701, 701a), un composé qui présente une phase -uniaxiale anisotrope à des températures particulières et un élément cylindrique (705) disposé entre les deux plaques de base, des moyens destinés à transformer le composé, présentant une phase uniaxiale anisotrope

à des températures particulières, en une phase de tempé-

rature plus élevée que celle de ladite phase uniaxiale anisotrope, des moyens destinés à appliquer à ladite

phase de température plus élevée un gradient de tempéra-

ture à partir dudit élément cylindrique générateur de germes, dans une direction perpendiculaire à ce dernier, et des moyens destinés à abaisser la température de ladite phase de température plus élevée, sous un tel gradient de température, afin de transformer cette phase de température plus élevée en la phase uniaxiale anisotrope.

54. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 7, 8, 31 et 53, caractérisé en ce que

la phase uniaxiale anisotrope est une phase smectique (A).

55. Dispositif selon la revendication - 54, caractérisé en ce que ladite phase smectique (A) est refroidie afin d'être transformée en une phase smectique chirale.

56. Dispositif selon la revendication 55, caractérisé en ce que la phase smectique chirale est

une phase smectique chirale (C, H, F. I, G, K ou J).

57. Dispositif selon la revendication 55, caractérisé en ce que la phase smectique chirale présente

une structure non hélicoïdale.

58. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 7, 8, 31 et 53, caractérisé en ce que

ladite phase différente, qui est une phase de température plus élevée que celle de la phase uniaxiale anisotrope, est une phase nématique, une phase cholestérique ou

une phase isotrope.

59. Dispositif à cristal liquide obtenu par un procédé de commande de l'orientation d'un cristal liquide, le dispositif étant caractérisé en ce que le procédé consiste à placer un élément cylindrique (705) entre deux plaques de base (701, 701a) et de façon contiguë à un cristal liquide (703) interposé entre les deux plaques de base, à former dans le cristal liquide une phase uniaxiale anisotrope dans laquelle les molécules du cristal liquide sont d'abord alignées dans une direction à proximité d'une frontière avec ledit élément cylindrique afin qu'il reste, dans le cristal liquide, une phase différente qui est une phase de température plus élevée que celle de la phase uniaxiale anisotrope avec laquelle elle établit une frontière, à transformer une partie de ladite phase différente, adjacente à la frontière de phases, sous diminution de température, en la phase uniaxiale anisotrope, partie dans laquelle les molécules du cristal liquide sont alignées parallèlement à la direction d'alignement

des molécules du cristal liquide dans ladie phase unia:ial.

anisotrope, et à faire progresser la transformation de phase, à partir de la frontière de phases,dans une direction perpendiculaire à cette dernière, afin de former dans le cristal liquide un domaine unique dans lequel les molécules du cristal liquide sont alignées

dans une direction.

60. Procédé de commande de l'orientation d'un cristal liquide, caractérisé en ce qu'il consiste a utiliser une structure de cellule présentant des première et seconde extrémités comprenant deux plaques de base et un cristal liquide, capables de former une

phase uniaxiale anisotrope à des températures particu-

lières et une phase à des températures plus élevées que 1esd-tes températures part!-.culières, et des moyens chauffants mobiles, pouvant être déplacés par rapport

à la structure de la cellule, et à provoquer un déplace-

ment des moyens chauffants mobiles par rapport à la structure de la cellule, de la première extrémité vers la seconde extrémité afin que le cristal liquide forme ladite phase de température plus élevée dans les parties chauffées par les moyens chauffants mobiles, puis forme

ladite phase uniaxiale anisotrope lors de l'étape sui-

vante de diminution de température.

61. Procédé selon la revendication 60, carac-

térisé en ce que la structure de cellule comporte un élément générateur de germes et en ce que la phase uniaxiale anisotrope est initialement formée le long de la frontière entre ledit composé et l'élément généra-

teur de germes.

62. Procédé selon l'une des revendications

2 et 61, caractérisé en ce que l'élément générateur

de germes présente la forme d'une bande.

63. Procédé selon la revendication 62, prise avec la revendication 2, caractérisé en ce que plusieurs

éléments générateurs de germes sont disposés en bandes.

64. Procédé selon l'une des revendications

2 et 62, caractérisé en ce que l'élément générateur

de germes est formé d'une résine ou d'une matière inorga-

nique.

65. Procédé selon l'une des revendications

23 et 64, caractérisé en ce que la résine est au moins un élément choisi dans le groupe comprenant de l'alcool polyvinylique, un polyimide, un polyamide-imide, un polyester-imide, du polyparaxylylène, un polyester, un polycarbonate, un polyvinylacétal, du polychlorure

de vinyle, un polyacétate de vinyle, un polyamide -

polystyrène, une résine cellulosique, une résine mélamine, une résine urée, une résine acrylique

et des résines pour réserves photochimiques.

66. Procédé selon la revendication 60, carac-

térisé en ce que la structure de la cellule comporte

plusieurs éléments d'entretoisement.

67. Procédé selon la revendication 66, carac-

térisé en ce que les éléments d'entretoisement ont

la forme de bandes.

68. Procédé selon l'une quelconque des reven-

dications 1, 17, 33 et 60, caractérisé en ce que la phase uniaxiale anisotrope est une phase smectique,

et notamment une phase smectique (A).

69. Procédé selon la revendication 68, carac-

térisé en ce que la phase smectique (A) est refroidie de façon à être transformée en une phase smectique chirale.

70. Procédé selon la revendication 69, carac-

térisé en ce que la phase smectique chirale présente une structure non hélicoïdale.

71. Procédé selon l'une quelconque des reven-

dications 1, 17, 33 et 60, caractérisé en ce que ladite phase différente, qui est une phase de température plus élevée que celle de la phase uniaxiale anisotrope, est une phase nématique, une phase cholestérique ou

une phase isotrope.

72. Procédé selon la revendication 9, caracté-

risé en ce que la phase smectique chirale est une phase smectique chirale C, H, F, I, G, K ou J.

73. Dispositif à cristal liquide obtenu par un procédé de commande de l'orientation d'un cristal liquide, caractérisé en ce que le procédé consiste à réaliser une structure de cellule (1000) présentant des première et seconde extrémités et comprenant deux plaques de base (1001, 1001a) et un cristal liquide pouvant former une phase uniaxiale anisotrope à des températures particulières, et une phase de température plus élevée, à des températures supérieures auxdites températures particulières,et des moyens chauffants mobiles (1007) capables de se déplacer par rapport à la structure de cellule et à déplacer les moyens chauffants par rapport à la structure de la cellule, de la première extrémité vers la seconde extrémité,

afin que le cristal liquide forme la phase de températu-

re plus élevée dans les parties chauffées par les moyens chauffants mobiles, puis forme ladite phase uniaxiale anisotrope lors de l'étape suivante de diminution de

la température.