FR2561005A1

FR2561005A1 - Dispositif de modulation optique

Info

Publication number: FR2561005A1
Application number: FR8503421A
Authority: FR
Inventors: Shinjiro Okada; Junichiro Kanbe; Kazuharu Katagiri
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-03-09
Filing date: 1985-03-08
Publication date: 1985-09-13
Anticipated expiration: 2005-03-08
Also published as: GB2157451B; JPH0236930B2; GB8505587D0; GB2157451A; FR2561005B1; DE3508169A1; US4720173A; DE3508169C2; JPS60188925A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE MODULATION OPTIQUE COMPRENANT UNE PAIRE DE PLAQUES DE BASE 101, 110 ET UN CRISTAL LIQUIDE 105 INTERPOSE ENTRE ELLES. PLUSIEURS ELEMENTS STRUCTURAUX 104 PRESENTANT CHACUN DES PAROIS LATERALES 106, 107 SONT AGENCES SOUS FORME DE BANDES SUR L'UNE DES PLAQUES DE BASE. UN TRAITEMENT D'ORIENTATION MONOAXIAL A ETE APPLIQUE A AU MOINS L'UNE DES PLAQUES DE BASE, DANS UNE DIRECTION PARALLELE OU PERPENDICULAIRE A LA DIRECTION D'EXTENSION DESDITS ELEMENTS STRUCTURAUX. APPLICATION AUX DISPOSITIFS DE VISUALISATION, AUX RESEAUX D'OBTURATEURS, ETC.

Description

La présente invention concerne un dispositif à cristal liquide destiné à

être utilisé dans un dispositif de visualisation à cristal liquide, un réseau d'obturateurs

optiques, etc., et concerne plus particulièrement un dispo-

sitif à cristal liquide dont les caractéristiques d'affi-

chage et de commande sont améliorées en raison de l'amélio-

ration de l'orientation ou de l'alignement initial des

molécules de cristal liquide.

On a bien connu jusqu'à présent des dispositifs de visualisation à cristaux liquides, qui comprennent un groupe d'électrodes d'analyse et un groupe d'électrodes de signal agencés en une structure matricielle, et un composé de cristal liquide qui remplit l'espace entre les groupes d'électrodes de façon à constituer un ensemble d'éléments

d'image pour afficher ainsi des images ou des informations.

Ces dispositifs de visualisation mettent en oeuvre un pro-

cédé de commande par partage du temps qui inclut les étapes consistant à appliquer sélectivement des signaux d'adresse de façon séquentielle et cyclique au groupe d'électrodes d'analyse, et à effectuer parallèlement une application sélective de signaux d'information prédéterminés au groupe d'électrodes de signal, en synchronisme avec les signaux d'adresse. Ces dispositifs de visualisation et le procédé

de commande associé présentent cependant un sérieux incon-

vénient ainsi qu'il va être décrit ci-après.

A savoir, cet inconvénient réside en la diffi-

culté d'obtention d'une haute densité d'éléments d'image ou d'une grande surface d'image. En raison de leur vitesse

de réponse relativement élevée et de leur faible dissipa-

tion d'énergie, la plupart des cristaux liquides qui, parmi les cristaux liquides de l'art antérieur, ont été mis en application dans des dispositifs de visualisation sont des cristaux liquides du type nématique en hélice, ainsi qu'il

est décrit dans l'article "Voltage-Dependent Optical Activ-

ity of a Twisted Nematic Liquid Crystal" par Mo Schadt et W. Helfrich, Applied Physics Letters, Vol. 18, N0 4

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(15 février 1971), pages 127-128. Dans les cristaux liquides de ce type, les molécules de cristal liquide nématique qui présentent une anisotropie diélectrique positive forment,

en l'absence d'application d'un champ électrique,une struc-

ture enroulée dans le sens de l'épaisseur des couches de cristal liquide (structure hélicoidale), et les molécules

de ces cristaux liquides sont alignées ou orientées paral-

lèlement les unes aux autres aux surfaces des deux électrodes.

D'autre part, les cristaux liquides nématiques qui présentent une anisotropie diélectrique positive sont, sous application d'un champ électrique, orientés ou alignés dans la direction

du champ électrique. Ainsi, ils peuvent provoquer une modu-

lation optique. Lorsque des dispositifs de visualisation ayant une structure d'électrodes en matrice sont conçus pour utiliser des cristaux liquides de ce type, une tension plus élevée qu'un certain niveau de seuil nécessaire pour aligner les molécules de cristal liquide dans la direction perpendiculaire aux surfaces des électrodes est appliquée aux zes (points sélectionnés) o les électrodes d'analyse et les électrodes de signal sont sélectionnées à un moment donné, tandis qu'il n'est pas appliqué de tension aux zones (points

non sélectionnés) o les électrodes d'analyse et les élec-

trodes de signal ne sont pas sélectionnées et, par consé-

quent, les molécules de cristal liquide sont alignées de

façon stable parallèlement aux surfaces des électrodes.

Si des polariseurs linéaires agencés en une relation de nicols croisés, c'est-à-dire dont les axes de polarisation sont sensiblement perpendiculaires entre eux, sontdisposés

sur les faces supérieure et inférieure d'une cellule à cris-

tal liquide ainsi constituée, la lumière n'est pas trans-

mise au niveau des points sélectionnés alors qu'elle est transmise au niveau des points non sélectionnés. Ainsi donc,

la cellule à cristal liquide peut agir en tant que dispo-

sitif de formation d'image.

Cependant, quand est réalisée une structure d'électrodes en matrice, un certain champ électrique est

appliqué aux régions o les électrodes d'analyse sont sélec-

tionnées et o les électrodes de signal ne le sont pas, ou encore aux régions o les électrodes d'analyse ne sont pas sélectionnées et o les électrodes de signal le sont (ces régions sont dénommées "points semisélectionnés"). Si la

différence est suffisamment grande entre la tension appli-

quée aux points sélectionnés et la tension appliquée au points semisélectionnés, et que le niveau de la tension de seuil nécessaire pour permettre aux molécules de cristal liquide de s'aligner ou s'orienter perpendiculairement au

champ électrique se trouve entre ces deux valeurs, le dis-

positif de visualisation fonctionnera normalement. En fait, cependant, à mesure que le nombre (N) de lignes d'analyse est accrû, le temps (taux d'utilisation) durant lequel un champ électrique efficace est appliqué à un point sélectionné

alors qu'est analysée la surface d'image totale (correspon-

dant à un bloc) diminue selon un coefficient de 1/N. Pour cette raison, plus est grand le nombre de lignes d'analyse,

plus est petite la différence des tensions, en valeur effi-

cace, appliquées à un point sélectionné et à des points non sélectionnés, lorsque l'analyse est effectuée de façon

répétitive. Il résulte inévitablement de ceci des inconvé-

nients qui sont l'affaiblissement du contraste d'image ou l'apparition d'intermodulation. Ces phénomènes entraînent des problèmes qui, pour l'essentiel, ne peuvent être évités

et qui apparaissent lorsqu'est actionné, c'est-à-dire ana-

lysé de facon répétitive en mettant à profit un effet de mémoire temporaire, un cristal liquide ne présentant pas de caractère bistable (c'est-à-dire qui présente un état stable dans lequel les molécules de cristal liquide sont orientées ou alignées suivant une direction horizontale par rapport aux surfaces des électrodes, mais ne sont orientées suivant une direction verticale que lorsqu'un champ électrique est efficacement appliqué). Pour surmonter ces inconvénients, on a déjà proposé un procédé à moyenne de tensions, un procédé de commande à deux fréquences, un procédé à matrices multiples, etc. Aucun de ces procédés ne suffit

cependant pour surmonter les inconvénients susmentionnés.

Il en résulte à l'heure actuelle un retard du développement dans le sens d'une grande surface d'image ou d'une grande densité de conditionnement en ce qui concerne les éléments d'affichage, ce retard étant dû au fait qu'il est difficile

d'accroître suffisamment le nombre de lignes d'analyse.

Dans le même temps, en prenant en considération le domaine de l'impression, parmi les moyens qui permettent d'obtenir une image sur support en papier en réponse à des signaux électriques d'entrée, le meilleur du point de vue

de la densité des éléments d'image et de la vitesse d'im-

pression est une imprimante à faisceau laser qui applique sous forme lumineuse les signaux électriques d'image à un

support de charge électrophotographique.

L'imprimante à faisceau laser présente toutefois les inconvénients suivants: 1) Les dimensions de l'appareil tendent à devenir importantes. 2) Elle comporte des pièces mobiles mécaniquement

à grande vitesse telles qu'un dispositif de balayage poly-

gonal, ce qui produit du bruit et nécessite une rigoureuse précision mécanique, etc.

Afin d'éliminer les inconvénients indiqués ci-

dessus, il a été proposé un réseau d'obturateurs à cristal liquide en tant que dispositif dont la fonction est de

transformer des signaux électriques en signaux optiques.

Lorsque des éléments d'image sont prévus sous forme d'un réseau d'obturateurs à cristal liquide, cependant, plus de 4000 générateurs de signaux sont par exemple nécessaires pour écrire des signaux d'éléments d'image sur une longueur

de 200 mm à raison de 20 p6ints/mm. Par suite, afin de dé-

livrer indépendamment des signaux aux générateurs de signaux

respectifs, il est nécessaire de prévoir des lignes de con-

nexion pour tous les générateurs de signaux afin de pouvoir délivrer les signaux électriques, et le montage devient difficile.

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En considération de ce qui précède, il a été fait une autre tentative visant a appliquer une liqne de signaux d'image en mode de partage du temps, les générateurs de

signaux étant divisés en plusieurs lignes.

Dans ce système, les électrodes délivrant les signaux peuvent être communes à plusieurs générateurs de

signaux, ce qui permet de réduire considérablement le nom-

bre de fils de connexion. Cependant, si, alors qu'on uti-

lise un cristal liquide ne présentant pas de caractère bistable, comme il est de pratique courante, le nombre (N)

de lignes est accr , la durée de signal actif est sensible-

ment réduite dans un rapport de 1/N. Il en résulte des difficultés qui sont la réduction de la quantité de lumière obtenue sur un support photoconducteur, et l'apparition

d'intermodulation.

Afin d'obvier aux inconvénients susmentionnés qui affectent les dispositifs à cristaux liquides de types classiques, Clark et Lagerwall ont proposé l'utilisation d'un dispositif à cristal liquide qui fait appel à un cristal liquide bistable (demande de brevet japonais mise à l'inspection publique sous le N 107216/1981, brevet des E.U.A. N 4 367 924, etc.). En tant que cristal liquide

bistable, on utilise en général un cristal liquide ferro-

électrique présentant une phase smectique chirale C (SmC*)

ou H (SmH*). Le cristal liquide ferroélectrique a un carac-

tère bistable, c'est-à-dire qu'il présente deux états sta-

bles consistant en un premier état stable et un second état stable. Ainsi, à la différence du cristal liquide

classique du type nématique en hélice utilisé dans le dis-

positif susmentionné, ce cristal liquide s'oriente en le premier état stable en réponse à l'un des vecteurs champ électrique et en le second état stable en réponse à l'autre

vecteur champ électrique. De plus, ce type de cristal li-

quide prend très rapidement l'un ou l'autre des deux états stables susmentionnés en réponse à un champ électrique qui lui est appliqué et conserve cet état en l'absence de champ électrique. Par la mise à profit de ces propriétés, on peut

aboutir à des améliorations essentielles eu égard aux dif-

ficultés susmentionnées qu'entraîne le dispositif à cristal liquide classique du type nématique en hélice. Ce point S sera développé plus en détail en relation avec la présente invention. Cependant, afin qu'un dispositif de modulation optique utilisant un cristal liquide à caractère bistable puisse présenter le comportement fonctionnel désiré, il est nécessaire que le cristal liquide interposé entre deux

plaques de base parallèles soit placé dans un état d'agen-

cement moléculaire tel que la transition entre les deux états stables puisse effectivement se produire, ce qui constitue une condition préalable à l'application d'un champ électrique. En ce qui concerne, par exemple, un

cristal liquide ayant une phase SmC* ou SmH*, il faut cons-

tituer un monodomaine dans lequel les couches du cristal liquide sont perpendiculaires à la face de la plaque de base et donc dans lequel l'axe moléculaire du cristal liquide est presque parallèle à la face de la plaque de base. Cependant, dans les dispositifs de modulation optique

utilisant un cristal liquide bistable, il n'est pas possi-

ble d'établir de façon satisfaisante un état d'orientation

d'un cristal liquide ayant une telle structure de mono-

domaine, en sorte que le dispositif de modulation optique

ne peut avoir en réalité de performances suffisantes.

Par exemple, plusieurs procédés ont été proposés par Clark et coll. pour conférer un tel état d'orientation, y compris un procédé par application d'un champ magnétique, un procédé par application d'une force de cisaillement et un procédé par mise en place de plusieurs arêtes parallèles

à de petits intervalles. Ces procédés n'ont pas infailli-

blement fourni de résultats satisfaisants. Par exemple, le procédé par application d'un champ magnétique nécessite un

appareil de grandes dimensions et n'est pas facilement com-

patible avec une cellule à couche mince dont le comportement

fonctionnel est généralement excellent. Le procédé par ap-

plication d'une force de cisaillement n'est pas compatible avec un procédé dans lequel est tout d'abord formée une

structure de cellule o est ensuite versé un cristal liquide.

D'autre part, le procédé par mise en place d'arêtes paral- lèles dans une cellule ne peut conférer par lui-même un

effet d'orientation stable.

Un but majeur de la présente invention est, au vu des circonstances mentionnées ci-dessus, de fournir une amélioration de l'aptitude à la formation de monodomaines ou de l'alignement initial, auquel propos une amélioration a été souhaitée, pour un dispositif de modulation optique utilisant un cristal liquide bistable, lequel convient virtuellement pour un dispositif de visualisation à vitesse de réponse élevée, dont les éléments d'image sont agencés avec une haute densité et à grande surface d'affichage, ou pour un obturateur optique présentant une grande vitesse

d'obturation, en permettant ainsi au dispositif de modula-

tion optique de manifester pleinement ses excellentes

caractéristiques.

La Demanderesse a effectué une nouvelle étude en

vue du but ci-dessus et établi qu'une structure de mono-

domaine compatible avec les caractéristiques fonctionnelles basées sur le caractère bistable d'un cristal liquide peut

être obtenue en utilisant en association l'effet d'un trai-

tement d'orientation monoaxial, tel qu'un frottement, et l'effet d'une commande d'orientation structurelle due à des éléments structuraux en forme de bandes et présentant des parois latérales, et en réglant la direction du traitement d'orientation monoaxial et la direction d'agencement des

éléments structuraux selon une certaine corrélation mutuelle.

En particulier, en prêtant attention à la caractéristique d'orientation d'un cristal liquide pendant une étape de décroissance de la température permettant de provoquer la transition depuis la phase cholestérique jusqu'à une phase se présentant à température plus basse telle qu'une phase smectique, par exemple SmA (phase smectique A),on a observé qu'il est possible de former un monodomaine dans lequel les

molécules de cristal liquide, par exemple en phase smecti-

que A, sont alignées dans une seule direction, en provoquant une transition de phase depuis une phase cholestériaue à haute tem- pérature jusqu'à une phase smectique à température plus basse, si la transition de phase est effectuée en présence d'une face d'une plaque de base en contact avec le cristal liquide à laquelle a été conféreée la fonction d'orienter préférentiellement dans une direction les axes moléculaires du cristal liquide, et également en présence d'éléments de structure agencés sous forme de bandes entre les plaques de base, en sorte qu'est fourni un dispositif à cristal

liquide ayant en association des caractéristiques fonction-

nelles basées sur le caractère bistable du cristal liquide et une caractéristique de formation de monodomaine dans la

couche de cristal liquide.

Le dispositif de modulation optique selon la pré-

sente invention est basé sur la découverte ci-dessus et, plus particulièrement, comprend une paire de plaques de base comprenant une première plaque de base et une seconde plaque de base disposées parallèlement l'une à l'autre, et un cristal liquide ferroélectrique interposé entre les deux plaques de base, plusieurs éléments structuraux présentant chacun des parois latérales étant agencés sous forme de bandes sur la face de la première plaque de base qui est

en contact avec le cristal liquide, un traitement d'orien-

tation monoaxial étant appliqué à la face d'au moins l'une des plaques de base de ladite paire qui est en contact avec

le cristal liquide dans une direction sensiblement paral-

lèle ou perpendiculaire à la direction d'extension des éléments structuraux disposés sur la première plaque

de base.

Ces buts, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, de la présente invention se dégageront mieux

au vu de la description suivante des modes de réalisation

préférés de la présente invention, qui est faite en regard des dessins annexés sur lesquels: les figures 1 et 2 sont des vues schématiques en perspective illustrant le principe fonctionnel de base d'une cellule à cristal liquide utilisée dans la présente invention;

la figure 3A est une vue schématique en perspec-

tive d'un exemple du dispositif de modulation optique con-

forme à la présente invention; la figure 3B est une vue latérale en coupe du dispositif de modulation optique de la figure 3A; et la figure 3C est une vue de face en coupe du

dispositif de modulation optique de la figure 3A.

Les matières de cristaux liquides à utiliser dans

la présente invention sont celles qui présentent un carac-

tare ferroélectrique. Plus particulièrement, les cristaux

liquides présentant une phase smectique chirale C (SmC*).

H (SmH*), I (SmI*), J (SmJ*), K (SmK*), G (SmG*) ouF (SmF*),

sont utilisables.

Des détails concernant les cristaux liquides ferroélectriques sont par exemple donnés dans "LE JOURNAL DE PHYSIQUE LETTERS" (lettres adressées à: "Le Journal de Physique") 36 (L-69) 1975, "Ferroelectric Liquid Crystals"; "Applied Physics Letters" 36 (11) 1980, "Submicro Second Bistable Electrooptic Switching in Liquid Crystals" "Applied Physics" 16 (141) 1981, "Liquid Crystals", etc. Les cristaux liquides ferroélectriques décrits dans ces publications peuvent être utilisés dans la présente invention. Des exemples de composés de cristal liquide

ferroélectrique comprennent le cinnamate de décyloxyben-

zylidène-p-amino-2-méthylbutyle (CDOBAMB), le cinnamate d'hexyloxybenzylidène-p'-amino-2-chloropropyle (CHOBACP), la 4-o-(2méthyl)-butylrésorcylidène-4'-octylaniline (MBRA 8), etc. Une classe particulièrement préférée de cristaux liquides smectiques chiraux utilisés dans le dispositif à cristal liquide de la présente invention consiste en ceux qui présentent une phase cholestérique à une température

supérieure à celle qui donne une phase smectiqueo Des exem-

ples particuliers de ces cristaux liquides smectiques chi- raux sont énumérés ci-après: Cristal Liquide N0 1 1 3 C2H5-CH (CH2) tF g t -C H o 4-(4"-méthylhexyl)biphényl-4'-carboxylate de 4-heptylphényle

91/5 C 93 C 112 C

Cristal. À SmC* -- SmA - Phase cholestérique 131 C Phase isotrope N 2

CEH CH

1 33 C2H5H iClH2 -CC2O 5HC2H5 o 4-(4"'-méthylhexyl)biphényl-4'carboxylate de 4-( 2 "-méthylbutylphényle)

83,4 CC 114 C

Cristal > Phase cholestérique- ' Phase isotrope

74/3 C 81,0 C

Sm2* SmA 2561o-05 N 3

NO 3 CH

C8H1 7 0 i 11C 2*2 5 o 4'-octyloxybiphényl-4-carboxylate de 4-(2'méthylbutyl)phényle

78 C 128,3 C 171/0 C

Cristal _ *SmC* SmA - ' Phase cholestérique

174,2 C

2- Phase isotrope N 4 H3 C H -O -c-- CO -(-CH CHC H 9 18 iO I= 2* 2 S o 4'-nonyloxybiphényl-4-carboxylate de 4-(2'-méthylbutyl)phényle

C 60 C 73!5 C 78,5 CC

Cristal, SmH* S* SmG* - SmI* - b SmC*

1341 CO 168 C 170,6 C

-- SmA * Phase -. Phase cholestérique: isotrope Quand un dispositif est constitué en utilisant ces matières, le dispositif peut être supporté par un bloc de cuivre, etc., dans lequel est incorporé un élément chauffant afin d'établir la condition de température dans laquelle les composés de cristaux liquides prennent une

phase smectique.

En se référant à la figure 1, on voit représenté schématiquement un exemple d'une cellule à cristal liquide

ferroélectrique permettant d'en expliquer le fonctionnement.

Les références numériques 21a et 21b désignent des plaques de base (plaques en verre) sur chacune desquelles est dis- posée une électrode transparente, par exemple en In203, Sn02, ITO (oxyde d'indium-étain), etc. Un cristal liquide en phase SmC* ou SmH*, dans lequel les couches moléculaires 22 de cristal liquide sont orientées perpendiculairement

aux surfaces des plaques en verre, est hermétiquement en-

fermé entre ces dernières. Une ligne en trait plein 23

représente des molécules de cristal liquide. Chaque molé-

cule 23 du cristal liquide a un moment dipolaire (Pl) 24

orienté dans une direction perpendiculaire à son axe.

Lorsqu'une tension dépassant un certain niveau de seuil

est appliquée entre les électrodes disposées sur les pla-

ques de base 21a et 21b, la structure hélicoidale des molécules 23 de cristal liquide est desserrée ou déroulée jusqu'à ce que la direction d'alignement des molécules respectives 23 du cristal liquide soit changée de telle façon que les moments dipolaires (Pj) 24 soient tous

orientés dans la direction du champ électrique. Les molé-

cules 23 du cristal liquide sont de forme allongée et présentent une anisotropie de réfraction entre leur axe long et leur axe court. Il est par conséquent facilement

compréhensible que si, par exemple, des polariseurs agen-

cés en une relation de nicols croisés, c'est-à-dire dont les directions de polarisation se croisent mutuellement, sont disposés sur les surfaces supérieure et inférieure des plaques en verre, la cellule à cristal liquide ainsi agencée agit comme un dispositif de modulation optique dont les propriétés optiques varient selon la polarité de

la tension appliquée.

La couche de cristal liquide du dispositif à cristal liquide de la présente invention peut être réalisée sous forme suffisamment mince (par exemple d'une épaisseur inférieure à 10 pm). A mesure qu'est réduite l'épaisseur de la couche de cristal liquide, la structure hélicoïdale des molécules de cristal liquide est desserrée même en

l'absence de champ électrique, grâce à quoi le moment di-

polaire prend soit l'un soit l'autre de deux états, c'est- à-dire soit Pa dans un sens montant 34a, soit Pb dans un sens descendant 34b, comme le montre la figure 2. Si l'un des champs électriques Ea et Eb, qui dépassent un certain

niveau de seuil et qui diffèrent l'un de l'autre en pola-

rité comme le montre la figure 2, est appliqué à une cel-

lule présentant les caractéristiques susmentionnées, le moment dipolaire s'oriente soit dans le sens montant 34a, soit dans le sens descendant 34b selon le vecteur champ électrique Ea ou Eb. En correspondance avec ceci, les

molécules du cristal liquide s'orientent soit dans un pre-

mier état stable 33a, soit dans un second état stable 33b.

Lorsque le cristal liquide ferroélectrique sus-

mentionné est utilisé en tant que dispositif de modulation optique, il est possible d'obtenir deux avantages qui ont été brièvement indiqués cidessus. Le premier réside en ce que la vitesse de réponse est très grande. Le second réside en ce que l'orientation du cristal liquide présente un caractère bistable. Le second avantage va être développé plus avant, par exemple en référence à la figure 2. Lorsque le champ électrique Ea est appliqué aux molécules du cristal liquide, celles-ci s'orientent en le premier état stable 33a. Cet état reste stable même si le champ électrique est supprimé. Par ailleurs, lorsque le champ électrique Eb, dont le sens est opposé à celui du champ électrique Ea,

leur est appliqué, les molécules du cristal liquide s'orien-

tent en le second état stable 33b, en sorte que les direc-

tions des molécules sont changées. De la même façon, cet

état reste stable même si le champ électrique est supprimé.

De plus, aussi longtemps que l'intensité du champ électrique Ea ou Eb en application ne dépasse pas une certaine valeur de seuil, les molécules du cristal liquide restent disposées dans les états d'orientation respectifs. Afin d'obtenir

efficacement cette grande vitesse de réponse et ce carac-

tère bistable, il est préférable que la cellule soit d'une

épaisseur aussi mince que possible.

Le problème le plus sérieux que l'on rencontre

dans la fabrication d'un dispositif utilisant un tel cris-

tal liquide ferroélectrique s'est avéré être, ainsi qu'on l'a brièvement indiqué ci-dessus, qu'il est difficile de former une cellule comportant un monodomaine hautement

uniforme dans lequel les couches de cristal liquide pré-

sentant une phase SmC* ou SmH* sont alignées perpendicu-

lairement aux faces des plaques de base et les molécules de cristal liquide sont alignées presque parallèlement aux faces des plaques de base. Un but majeur de la présente

invention est de fournir une solution à ce problème.

Les figures 3A à 3C illustrent un exemple de dis-

positif de modulation optique conforme à la présente inven-

tion. La figure 3A est une vue schématique en perspective de cet exemple et dans laquelle les représentations du cristal liquide et des polariseurs ont été omises pour la

commodité de l'illustration. La figure 3B est une vue laté-

rale en coupe de ce dispositif et la figure 3C est une vue

de face en coupe de ce dispositif.

Le dispositif que montrent les figures 3A à 3C comprend une plaque de base 101 consistant en une plaque de verre ou de matière plastique, sur laquelle est disposé un groupe d'électrodes (par exemple un groupe d'électrodes

d'analyse) comprenant plusieurs électrodes 102 formées se-

lon une configuration prédéterminée, par exemple par gra-

vure. De plus, en alternance avec ces électrodes 102 et parallèlement à celles-ci, sont disposés plusieurs éléments d'écartement 104 qui sont agencés sous forme de bandes et

présentent des parois latérales 106 et 107.

Ces éléments d'écartement peuvent affecter d'au-

tres formes. Par exemple, les éléments d'écartement 104 dont il est fait usage dans cet exemple ont une section

en forme de trapèze inversé, comme le montre mieux la fi-

gure 3C, mais ils peuvent avoir une section rectangulaire.

Un film isolant 103 est de plus disposé sur la plaque 101, sauf aux endroits o se trouvent les éléments d'écartement 104, de façon à recouvrir les électrodes 102.

Les éléments d'écartement 104 peuvent de préfé-

rence être constitués d'une matière choisie, par exemple,

parmi des résines telles qu'un alcool polyvinylique, un poly-

imide, un polyamide-imide, un polyester-imide,un polyparaxylylène,un poly-

ester, un polycarbonate, un polyvinyl-acétal, du chlorure de polyvinyle, de l'acétate de polyvinyle, des polyamides, un polystyrène, une résine cellulosique, une résine de mélamine,

une résine d'urée, une résine acrylique; un polyimide photo- sensible, un polyamide photosensible, une matière de réserve photosensible

du type caoutchouc cyclisé,une matière de réserve photosensible du type novolaque phénolique; et des matières de réserve électron-sensibles comprenant le poly(méthanylate de méthyle), le polybutadiène époxydé en 1,4, etc. Le film isolant 103 joue un rôle pour empêcher que des charges électriques issues des électrodes 102 ne soient injectées dans la couche de cristal liquide. Un tel film isolant peut être formé, par exemple, par dépôt en phase vapeur de composés tels que le vonooxyde de silicium, le dioxyde de silicium, l'oxyde d'aluminium, l'oxyde de zirconium, le fluorure de magnésium, l'oxyde de cérium, le fluorure de cérium, le nitrure de silicium, le carbure

de silicium et le nitrure de bore. De plus, le film iso-

lant 103 peut être formé comme film de revêtement

en une résine telle qu'un alcool polyvinylique, un poly-

imide, un polyamide-imide, un polyester-imide, un poly-

paraxylylène, un polyester, un polycarbonate, un polyvinyl-

acétal, du chlorure de polyvinyle, de l'acétate de poly-

vinyle, un polyamide, un polystyrène, une résine cellulo-

sique, une résine de mélamine, une résine d'urée et une résine acrylique. L'épaisseur du film isolant 3 peut se situer dans une plage qui va ordinairement de 5 nm à 5 ym,

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de préférence de 50 nm à 500 nm, bien qu'elle dépende du pouvoir d'empêchement de l'injection de charge présenté par la matière et de l'épaisseur de la couche de cristal liquide. Par ailleurs, l'épaisseur de la couche de cristal liquide est déterminée par la hauteur des éléments d'écar- tement 104 selon la facilité d'orientation particulière à la matière de cristal liquide et la vitesse de réponse requise du dispositif, et elle se situe dans une plage qui va ordinairement de 0,2 à 200 pm, de préférence de 0,5 à 10 ym. La largeur des éléments d'écartement 104 se situe ordinairement dans la plage de 0,5 pm à 50 pm, de préférence dans la plage de 1 am à 20 ym. S'il est trop

* grand, le pas (ou intervalle) entre les éléments d'écarte-

ment 104 fait obstacle à l'orientation ou alignement uni-

forme des molécules de cristal liquide, tandis qu'un pas trop petit amène une diminution de la surface active du

dispositif de modulation optique. Compte tenu de ces fac-

teurs, le pas des éléments d'écartement 104 se situe dans

une plage qui va ordinairement de 10}m à 2 mm, de préfé-

rence de 50 Fm à 700 pm.

Les éléments d'écartement 104 peuvent être formés selon une configuration et des dimensions prédéterminées au moyen de diverses techniques, y compris divers procédés d'impression tels que la sérigraphie ou, de préférence,

la photolithographie, la lithographie par faisceau élec-

tronique, etc.

Le dispositif de modulation optique de cet exem-

ple comprend une autre plaque de base 110 superposée et parallèle à la plaque de base 101 ayant été traitée de la manière ci-dessus décrite. Sur la plaque de base 110 a été disposé un groupe d'électrodes (par exemple un groupe d'électrodes de signal) comprenant plusieurs électrodes 111

et, sur celles-ci, un film isolant 112. Les diverses élec-

trodes (de signal) 111 et les autres diverses électrodes

(d'analyse) 102 peuvent être connectées à des fils conduc-

teurs afin de réaliser une structure matricielle d'électrodes.

Le film isolant 112 joue un rôle pour éviter l'apparition d'un courant circulant dans la couche de cristal liquide , tout comme le film isolant 103 susmentionné, et peut

être constitué en une matière analogue à celle du film 103.

Conformément à la présente invention, la face 113 présentée par le film isolant 112 de la plaque de base 110 a été soumise à un traitement d'orientation monoaxial dont

la direction d'orientation est établie de façon sensible-

ment parallèle ou sensiblement perpendiculaire à la direc-

tion d'extension des éléments d'écartement 104, de telle façon que l'angle G que font ces deux directions satisfasse

de préférence à la relation 0 0 9 <15 ou 80 <4 <100 .

D'après les études de la Demanderesse, si cette relation de parallélisme ou de perpendicularité n'est pas satisfaite,

l'orientation des molécules de cristal liquide est désor-

donnée au niveau des bords des éléments d'écartement ou encore la commutation entre les deux états stables ne peut être effectuée d'une manière satisfaisante pour une cellule douée d'un effet mémoire. Cependant, comme on s'en rendra compte au vu des plages susmentionnées, un écart allant

jusqu'à 15 ou à peu près ne pose pratiquement pas de pro-

blème. Entre les agencements parallèle et perpendiculaire,

on préfère plutôt l'agencement parallèle du fait que l'agen-

cement perpendiculaire a davantage tendance à susciter des défauts d'orientation. En particulier, lorsque le traitement d'orientation monoaxial est effectué par frottement, lequel sera expliqué ci-après, l'agencement parallèle procure une

cellule à cristal liquide dans laquelle est formé un mono-

domaine présentant moins de défauts d'orientation.

Le traitement d'orientation monoaxial mentionné ci-dessus peut être effectué par frottement du film isolant

112 avec du velours, une étoffe ou du papier, ou par forma-

tion du film isolant par un dépôt oblique ou incliné en

phase vapeur, ainsi qu'il est bien connu à propos des cel-

lules à cristaux liquides du type nématique en hélice.

Il n'est pas fondamentalement nécessaire dleffec-

tuer le traitement d'orientation monoaxial pour la plaque de base 101, mais il peut également être effectué pour cette plaque de base 101. Dans ce cas, il est préférable, afin d'obtenir un dispositif de modulation optique ayant une vitesse de réponse élevée, que l'effet du traitement d'orientation monoaxial soit sélectivement conféré aux parois latérales 106 et 107 des éléments d'écartement en appliquant un traitement d'orientation monoaxial de façon sensiblement parallèle ou perpendiculaire à la direction d'extension des éléments d'écartement 104, puis en formant le film isolant par dépôt en phase vapeur ou en appliquant un traitement d'orientation monoaxial au film isolant 103 déjà formé et en supprimant ensuite sélectivement l'effet du traitement d'orientation monoaxial d'une face 108 du

film isolant 103.

Une paire de moyens polarisants, c'est-à-dire un polariseur 114 et un analyseur 115, peut être disposée de façon à prendre en sandwich la paire des plaques de

base 101 et 110. Le polariseur 114 et l'analyseur 115 peu-

vent couramment être des plaques ou pellicules polarisantes ou des séparateurs de faisceau à polarisation. Ces moyens polarisants peuvent être agencés en une relation de nicols

croisés ou en une relation de nicols parallèles.

On peut fabriquer l'élément de modulation optique selon la présente invention en fixant les deux plaques de

base parallèlement entre elles de telle façon que la direc-

tion d'extension des éléments d'écartement et la direction du traitement d'orientation monoaxial satisfassent à la relation susmentionnée, en obturant le tour des plaques de base parallèles avec un adhésif de type époxy, un verre à

bas point de fusion, etc., pour former une cellule, en ver-

sant dans la cellule un cristal liquide ferroélectrique

chauffé en sa phase isotrope, puis en faisant progressive-

ment refroidir la cellule sous un contrôle précis de la température. Au cours du refroidissement progressif, CDOBAMB (cinnamate de décyloxybenzylidène-p'-amino-2-méthylbutyle),

choisi à titre d'exemple représentatif, présente une tran-

sition de phase depuis la phase isotrope, en passant par la phase SmA, jusqu'à la phase SmC*. Dans ce cas, afin que le cristal liquide acquière un état bistable au lieu d'un état spiralé, l'épaisseur de la couche de cristal liquide doit de préférence être de 2 à 3 Fm ou moins et est fixée de préférence à une épaisseur de l'ordre de 1 à 3 im par le réglage de l'épaisseur des éléments d'écartement 104o

Dans la description qui précède, la présente in-

vention a été expliquée sur la base d'un mode de réalisa--

tion préféré. Il est toutefois évident que le mode de réa-

lisation ci-dessus décrit peut être modifié de diverses

manières dans les limites du cadre de la présente invention.

Par exemple, les éléments structuraux, définis dans l'exem-

ple ci-dessus comme des éléments d'écartement 104, n'ont pas nécessairement à agir comme éléments d'écartement venant en contact avec les deux plaques de base, pour autant qu'ils aient des parois latérales présentant l'effet de paroi nécessaire pour agir sur le cristal liquide. Cependant, comme

on s'en rendra compte au vu de la description du mode de

réalisation ci-dessus, les éléments d'écartement constituent une forme de réalisation préférée pour l'élément structural

présentant un effet de paroi. En outre, la forme des élec-

trodes qui doivent être disposées sur les plaques de base n'est pas limitée à des bandes comme il est décrit ci-dessus

mais peut affecter toute autre forme, par exemple une struc-

ture d'électrodes à 7 segments. Conformément à cette modi-

fication, les éléments d'écartement 104 peuvent prendre

une autre forme que des bandes, pourvu qu'ils soient agen-

cés sans qu'il se trouve entre eux d'intervalles extrême-

ment irréguliers et puissent appliquer un effet de paroi

sensiblement uniforme au cristal liquide.

On va exposer ci-après quelques exemples repré-

sentatifs de fabrication du dispositif de modulation optique

conforme à la présente invention.

Exemple 1

Sur l'une de deux plaques de base munies chacune d'électrodes en ITO (oxyde d'indium-étain) sous forme d'un réseau de bandes, on dépose un film de polyimide ayant 100 nm d'épaisseur et le frotte dans une direction. Sur l'autre plaque de base, on dépose un film de polyimide ayant 2 Fm d'épaisseur et le soumet ensuite à une photogravure pour laisser subsister des éléments d'écartement en bandes

ayant 20 Fm de largeur avec un pas de 200,im.

Les films de polyimide sont déposés par applica-

tion d'une solution d'un précurseur de polyimide (SP-510, produit par Toray K.K.) dans la N-méthylpyrrolidone, par

immersion ou enduction à la tournette.

La gravure est effectuée par immersion de la pla-

que de base sur laquelle a été déposé le film de polyimide

dans un liquide mordant constitué d'un mélange à 1:1 d'hy-

drazine et de NaOH.

On assemble les deux plaques à électrodes trai-

tées comme ci-dessus, de telle façon que la direction d'ex-

tension des éléments d'écartement en bandes et la direction du frottement soient sensiblement parallèles entre elles,

en formant ainsi une cellule ayant un écartement de 2 pm.

On charge ensuite la cellule avec CDOBAMB en

phase isotrope et fait progressivement refroidir la cel-

lule pour obtenir une cellule à cristal liquide en phase SmC*. On examine la cellule à cristal liquide en phase SmC* à travers un microscope à polarisation, en sorte que l'on constate qu'il s'est formé un monodomaine non spiralé

exempt de défauts d'orientation.

Exemple 2

On dépose de la manière suivante un film d'oxyde de zirconium sur une plaque de base en verre sur laquelle ont été formées des électrodes sous forme d'un réseau de bandes. Ainsi, dans un appareil de dépôt en phase vapeur à faisceau électronique, on place la plaque de base et de l'oxyde de zirconium fritté et réduit la pression interne au-dessous de 1,33 x 10 4 Pa. L'oxyde de zirconium fritté

est fondu et évaporé par exposition à un faisceau d'élec-

trons engendré dans les conditions d'une tension d'accélé-

ration de 10 kV et d'une intensité de chauffage de 70 mA, en sorte qu'un film d'oxyde de zirconium ayant environ nm d'épaisseur est déposé en environ 10 min.

On applique de plus sur le film d'oxyde de zirco-

nium une solution à 1 % dans le butanol d'un agent de cou-

plage au silane ("KBM403"1 produit par Shinetsu Kagaku Kogyo K.K.) par enduction à la tournette à 2000 tr/min pendant secondes, que l'on fait ensuite sécher sous chauffage

pour obtenir une plaque d'électrodes (A).

Séparément, sur une plaque de verre munie d'élec-

trodes sous forme d'un réseau de bandes, on applique une solution de formation de polyimide ("Polyimide Q" produit

par Hitachi Kasei Kogyo K.K.; teneur en matières non vola-

tiles: 14,5 % en poids) par enduction à la tournette à

3000 tr/min pendant 10 secondes. On fait chauffer le revê-

tement à 120 C pendant 30 min pour obtenir un film de poly-

imide ayant 2 jm d'épaisseur. On applique ensuite sur le film de polyimide une solution de matière de réserve de type négatif à base de résine phénolique ("Raycast RD-2000N" produit par Hitachi Kasei Kogyo K.K. ) par enduction à la tournette à 3000 tr/min pendant 10 secondes, et on la fait chauffer à 80 C pendant 20 min pour obtenir un film de

matière de réserve ayant environ 2 pm d'épaisseur. On re-

couvre le film de matière de réserve avec un masque de bandes ayant une largeur de masquage de 8 pm et un pas de

Fm, et on l'expose à la lumière à travers le masque.

On plonge ensuite la plaque de base dans une solution de développement ("RD-DEVELOPER" produit par Hitachi Kasei Kogyo K.K.) à 25 C pendant 85 secondes pour développer la matière de réserve, on la plonge dans l'eau distillée et la fait sécher à 60 C pendant 5 min. Puis, on plonge la plaque de base dans une solution de rinçage additionnel ("RD-POSTRINSE" produit par Hitachi Kasei Kogyo K.K.) à 23 C pendant 1 min, et on dépouille la matière de réserve avec un agent de dépouillement ("Jl100" de Industrl-Chem Laboratory). On fait alors chauffer la plaque de base à

oC pendant 20 min, en sorte que les éléments d'écarte-

ment sont formés. D'après un examen au microscope électro- nique à balayage, on constate que les éléments d'écartement

ont une section en forme de trapèze inversé.

Ensuite, on frotte le substrat muni des éléments d'écartement dans une direction coincidant étroitement avec la direction d'extension des éléments d'écartement, puis on le lave successivement à l'eau et à l'acétone et le sèche. On dépose un film d'oxyde de zirconium sur la face frottée et y applique de plus un agent de couplage au silane de la même manière que dans la formation de la plaque d'électrodes (A), pour obtenir ainsi une plaque

d'électrodes (B).

On assemble les plaques d'électrodes (A) et (B)

ainsi obtenues de telle façon que la direction du frotte-

ment de la première soit parallèle à la direction d'exten-

sion des éléments d'écartement de la seconde, en formant ainsi une cellule ayant un écartement de 2 pm. On fait chauffer CDOBAMB pour lui conférer la phase isotrope et

l'enferme par scellement dans la cellule. On fait progres-

sivement refroidir la cellule pour obtenir une cellule à

cristal liquide.

On examine la cellule à cristal liquide à tra-

vers un microscope à polarisation, en sorte que l'on cons-

tate qu'il s'est formé un monodomaine non spiralé exempt

de défauts d'orientation.

Exemple 3

On fabrique une cellule à cristal liquide de la

même manière qu'à l'Exemple 2, excepté que la plaque d'élec-

trodes (A) n'est pas soumise au frottement et que seule la

plaque d'électrodes (B) est soumise au frottement. On cons-

tate que la cellule à cristal liquide présente un mono-

domaine uniforme, tout comme à l'Exemple 2.

Exemple 4

On fabrique une cellule à cristal liquide de la même manière qu'à l'Exemple 1, excepté que les deux plaques de base sont assemblées de telle façon que la direction d'extension des éléments d'écartement et la direction du

frottement sont perpendiculaires.

On examine la cellule à cristal liquide à travers un microscope à polarisation, en sorte que l'on observe quelques défauts d'orientation au voisinage des bords des

éléments d'écartement.

D'autre part, on prépare une cellule à cristal liquide en phase SmC* en injectant dans la cellule obtenue dans le présent exemple le cristal liquide N 1 susmentionné, qui présente une phase cholestérique à une température supérieure à celle qui donne la phase SmC*, à la place de CDOBAMB, et, pour le reste, en suivant le mode opératoire

détaillé à l'Exemple 1.

On examine cette cellule à cristal liquide SmC*

à travers un microscope à polarisation comme dans l'Exem-

ple 1, en sorte que l'on constate qu'il s'est formé un

monodomaine non spiralé exempt de défauts d'orientation.

Exemple 5

On prépare une plaque d'électrodes (A) de la même manière qu'à l'Exemple 2, excepté qu'un film de SiO ayant un effet d'orientation est déposé par dépôt oblique en phase vapeur à la place du film d'oxyde de zirconium frotté. On conduit le dépôt oblique en phase vapeur sous une pression de 1,33 x 10 3 Pa pendant 5 minutes et avec un angle d'incidence sur la plaque de base de 20 -30 , en sorte qu'un film de SiO ayant 100 nm d'épaisseur est déposé. On fait en sorte à ce moment que la direction du dépôt de SiO coincide avec la direction d'extension des

électrodes en bandes.

On assemble la plaque d'électrodes -(A) ainsi

obtenue et la plaque d'électrodes (B) préparée à l'Exem-

ple 2 de telle facon que la direction d'extension des éléments d'écartement et la direction du dépôt de SiO en phase vapeur coïncident entre elles, en formant ainsi une

cellule. On charge la cellule avec CDOBAMB en phase iso-

trope et on fait progressivement refroidir pour lui faire prendre la phase SmC*. On examine la cellule à cristal liquide ainsi formée de la même manière qu'à l'Exemple 1 et on constate qu'elle présente de même un monodomaine uniforme.

Exemple 6

On prépare une plaque d'électrodes (A) de la même manière qu'à l'Exemple 2, excepté-qu'à la place du film d'oxyde de zirconium un film d'oxyde de cérium est

déposé de la manière suivante à titre de film isolant.

Ainsi, dans un appareil de dépôt en phase vapeur à fais-

ceau électronique, on place une plaque de base et de l'oxyde de cérium et réduit la pression au-dessous de 1,33 x 10-4 Pa. Puis, l'oxyde de cérium solide est fondu

et évaporé par exposition à un faisceau d'électrons en-

gendré dans les conditions d'une tension d'accélération de 10 kV et d'un courant de chauffage de 100 mA, en sorte

qu'un film d'oxyde de cérium ayant environ 100 nm d'épais-

seur est déposé en environ 10 min. On suit ensuite le mode opératoire de l'Exemple 2

pour fabriquer un dispositif à cristal liquide, lequel pré-

sente sensiblement les mêmes caractéristiques que celui de

l'Exemple 2.

Exemples 7- 10

On répète le mode opératoire de l'Exemple 2 en substituant respectivement à CDOBAMB les cristaux liquides ci-dessus décrits N 1 (Exemple 7), N 2 (Exemple 8), N 3

(Exemple 9) et N 4 (Exemple 10) pour fabriquer des dispo-

sitifs à cristaux liquides, et on constate que chacun d'eux présente une phase de cristal liquide avec un monodomaine

non spiralé.

Exemple 11

Sur l'une de deux plaques de base munies chacune d'électrodes en ITO sous forme d'un réseau de bandes, on

dépose un film de polyimide ayant environ 100 nm d'épais-

seur et le frotte dans une direction. Sur l'autre plaque

de base, on dépose un film de polyimide ayant 2 Fm d'épais-

seur que l'on soumet ensuite à une photogravure pour lais- ser subsister les éléments d'écartement en bandes ayant

pm de largeur avec un pas de 200 Am, comme à l'Exemple 1.

Sur les éléments d'écartement en bandes, on dépose de plus un film de polyimide ayant 100 nm d'épaisseur de la même

manière que ci-dessus. On frotte ensuite le film de poly-

imide dans une direction parallèle à la direction d'exten-

sion des éléments d'écartement en bandes.

On assemble une paire de plaques d'électrodes ainsi préparées de telle façon que leurs directions de frottement soient parallèles, en formant ainsi une cellule

ayant un écartement de 2 Fm.

On charge la cellule avec CDOBAMB en phase iso-

trope et fait progressivement refroidir pour obtenir une cellule à cristal liquide en phase SmC*, et l'on constate qu'elle présente un monodomaine pareillement uniforme,

comme dans l'Exemple 1.

Cette cellule à cristal liquide conserve son monodomaine stable exempt de défauts d'orientation, même après un essai de vieillissement accéléré au cours duquel

la cellule est entreposée pendant 500 heures à une tempé-

rature de 80 C et une humidité relative de 90 %, et l'on constate qu'elle présente un monodomaine particulièrement

stable comparativement à ceux des exemples précédents.

Exemple 12

On fabrique un dispositif à cristal liquide de la même manière qu'à l'Exemple 11 en utilisant le cristal

liquide N 1 susmentionné à la place de CDOBAMB. Le dispo-

sitif à cristal liquide ainsi obtenu présente des caracté-

ristiques encore meilleures que celles du dispositif de

l'Exemple 11.

On applique respectivement deux types de signaux électriques ayant des polarités différentes aux électrodes d'analyse et de signal, c'est-à-dire aux électrodes des plaques de base respectives, des dispositifs à cristal liquide obtenus dans les Exemples 1 à 12 ci-dessus, ce par quoi on obtient pour chaque dispositif un bon affichage

dynamique fondé sur le caractère bistable.

Exemple Comparatif 1 On prépare une cellule à cristal liquide en phase SmC* non spiralée de la même manière qu'à l'Exemple 1, à la différence que les deux plaques d'électrodes sont assemblées de telle façon que la direction d'extension des éléments d'écartement en bandes et la direction du frottement font

un angle 9 de 25 .

On examine la cellule à cristal liquide en phase

SmC* ainsi préparée, de la même façon qu'à l'Exemple 1.

On observe en conséquence de nombreuses stries noires dues

à des défauts d'orientation au voisinage des bords des élé-

ments d'écartement en bandes et les stries noires couvrent les électrodes, de façon telle que la partie du cristal liquide constituant les stries noires ne manifeste pas de

caractère bistable lorsque les deux types de signaux élec-

triques sont appliqués entre les groupes d'électrodes.

Exemple Comparatif 2 On se munit d'une plaque d'électrodes identique à la première utilisée dans l'Exemple 11 et qui présente des électrodes sous forme d'un réseau de bandes recouvertes

d'un film de polyimide frotté.

Par ailleurs, on se munit d'une plaque d'élec-

trodes identique à l'autre plaque d'électrodes utilisée

dans l'Exemple 11 et qui présente des éléments d'écarte-

ment en bandes recouverts d'un film de polyimide, et on frotte le film de polyimide dans une direction qui fait un angle de 25 par rapport à la direction d'extension

des éléments d'écartement.

On assemble les deux plaques d'électrodes ainsi préparées pour former une cellule de telle façon que leurs directions de frottement soient parallèles. Puis, on suit le mode opératoire de l'Exemple 11 pour préparer un cristal liquide en phase SmC* non spiralée. On examine le cristal liquide de la même manière qu'à l'Exemple 11, en sorte que l'on observe, de même que dans l'Exemple Comparatif 1, des défauts d'orientation qui sont graves pour un dispositif

d'affichage. De plus, lorsqu'on applique des signaux élec-

triques entre les groupes d'électrodes, on n'observe aucun

caractère bistable aux endroits des défauts d'orientation.

Comme décrit ci-dessus, conformément à la pré-

sente invention, des éléments structuraux en forme de ban-

des et présentant une paroi latérale (de préférence, ceux qui agissent aussi en tant qu'éléments d'écartement) sont disposés sur l'une des plaques d'électrodes d'une paire

de plaques d'électrodes, un traitement d'orientation mono-

axial (par exemple un frottement) est appliqué à l'autre

plaque d'électrodes, et la direction du traitement d'orien-

tation est réglée de façon à être sensiblement parallèle ou perpendiculaire aux éléments structuraux susmentionnés,

moyennant quoi il est possible d'éviter les défauts d'orien-

tation au niveau des bords des éléments d'écartement, même dans des états de mémoire o des défauts d'orientation sont

susceptibles de se produire.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de modulation optique comprenant une paire de plaques de base constituée d'une première plaque de base et d'une seconde plaque de base disposées parallèlement l'une à l'autre et un cristal li-

quide ferroélectrique interposé entre les deux pla-

ques de base, caractérisé en ce que plusieurs éléments structuraux (104) présentant chacun des parois latérales (106, 107) sont agencés sous forme de bandes sur la face de ladite première plaque de base qui est en contact avec

le cristal liquide, et un traitement d'orientation mono-

axial a été appliqué à la face d'au moins l'une des plaques de base de ladite paire qui est en contact avec le cristal

liquide, dans une direction sensiblement parallèle ou per-

pendiculaire à la direction d'extension des élé-

ments structuraux de la première plaque de base.

2. Dispositif de modulation optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits plusieurs

éléments structuraux présentant des parois latérales agis-

sent également en tant qu'éléments d'écartement et ont une épaisseur appropriée pour conférer un caractère bistable

au cristal liquide ferroélectrique.

3. Dispositif de modulation optique selon la

revendication 1, caractérisé en ce que la direction d'ex-

tension desdits plusieurs éléments structuraux présentant des parois latérales et la direction dudit traitement d'orientation monoaxial font un angle 0 qui satisfait à la

relation: 0 (O <150 ou 80 <0 <100 .

4. Dispositif de modulation optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit traitement d'orientation monoaxial a été appliqué à la face de ladite seconde plaque de base qui est en contact avec le cristal liquide.

5. Dispositif de modulation optique selon la

revendication 4, caractérisé en ce qu'un traitement d'orien-

tation monoaxial a également été appliqué à la face de ladite première plaque de base qui est en contact avec le cristal

liquide dans une direction sensiblement parallèle ou per-

pendiculaire à la direction d'extension desdits éléments

structuraux présentant des parois latérales.

6. Dispositif de modulation optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit traitement

d'orientation monoaxial est un traitement par frottement.

7. Dispositif de modulation optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits plusieurs éléments structuraux présentant des parois latérales sont constitués en au moins une résine choisie parmi un alcool

polyvinylique, un polyimide, un polyamide-imide, un poly-

ester-imide, un polyparaxylylène, un polyester, un poly-

carbonate, un polyvinyl-acétal, du chlorure de polyvinyle, de l'acétate de polyvinyle, un polyamide, un polystyrène, une résine cellulosique, une résine de mélamine, une résine - d'urée, une résine acrylique, un polyimide photosensible,

un polyamide photosensible, une résine de réserve photo-

sensible du type caoutchouc cyclisé, une résine de réserve photosensible du type novolaque phénolique, et une résine

de réserve électron-sensible.

8. Dispositif de modulation optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits plusieurs éléments structuraux présentant des parois latérales ont

une épaisseur située dans la plage de 0,2 à 200 pm.

9. Dispositif de modulation optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits plusieurs éléments structuraux présentant des parois latérales ont

une épaisseur située dans la plage de 0,5 à 10 pm.

- 10. Dispositif de modulation optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits plusieurs éléments structuraux présentant des parois latérales ont

une largeur située dans la plage de 0,5 à 10 pm.

11. Dispositif de modulation optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits plusieurs éléments structuraux présentant des parois latérales ont

une largeur située dans la plage de 1 à 20 pm.

12. Dispositif de modulation optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits plusieurs éléments structuraux présentant des parois latérales sont

agencés avec un pas de 10 à 2 mm.

13. Dispositif de modulation optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits plusieurs éléments structuraux présentant des parois latérales sont

agencés avec un pas de 50 à-700 pm.

14. Dispositif de modulation optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit cristal liquide ferroélectrique est un cristal liquide présentant une phase

smectique chirale.

15. Dispositif de modulation optique selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit cristal liquide présentant une phase smectique chirale est en phase C, H, I, J, K,-G ou F.

16. Dispositif de modulation optique selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que ledit cristal liquide présentant une phase smectique chirale est en une

phase ayant une structure non spiralée.

17. Dispositif de modulation optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit cristal liquide ferroélectrique est un cristal liquide présentant une phase cholestérique à une température située au-dessus de la

plage de température o se présente un caractère ferro-

électrique.

18. Dispositif de modulation optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que la face de ladite

seconde plaque de base se trouvant du côté qui est en con-

tact avec le cristal liquide est recouverte d'un film iso-

lant (112) et en ce qu'un traitement par frottement a été appliqué à la face (113) du film isolant qui est en contact avec le cristal liquide, dans une direction sensiblement parallèle ou perpendiculaire à la direction d'extension

desdits plusieurs éléments structuraux.

19. Dispositif de modulation optique selon la revendication 18, caractérisé en ce que ledit film isolant

est constitué d'au moins un composé choisi parmi le mono-

oxyde de silicium, le dioxyde de silicium, l'oxyde d'alu-

minium, l'oxyde de zirconium, le fluorure de magnésium, l'oxyde de cérium, le fluorure de cérium, le nitrure de

silicium, le carbure de silicium et le nitrure de bore.

20. Dispositif de modulation optique selon la revendication 18, caractérisé en ce que ledit film isolant est constitué d'au moins une résine choisie parmi un alcool

polyvinylique, un polyimide, un polyamide-imide, un poly-

ester-imide, un polyparaxylylène, un polyester, un poly-

carbonate, un polyvinyl-acétal, du chlorure de polyvinyle, de l'acétate de polyvinyle, un polyamide, un polystyrène, une résine cellulosique, une résine de mélamine, une résine

d'urée et une résine acrylique.

21. Dispositif de modulation optique selon la revendication 18, caractérisé en ce que ledit film isolant

a une épaisseur située dans la plage de 5 nm à 5 pm.

22. Dispositif de modulation optique selon la revendication 18, caractérisé en ce que ledit film isolant

a une épaisseur située dans la plage de 50 à 500 nm.

23. Dispositif de modulation optique selon la

revendication 1, caractérisé en ce qu'un premier film iso-

lant (103) est disposé entre lesdits plusieurs éléments structuraux et a été frotté dans une direction sensiblement

parallèle à la direction d'extension des éléments structu-

raux, et un second film isolant (112) est disposé sur la face de ladite seconde plaque de base se trouvant du côté qui est en contact avec le cristal liquide et a été frotté dans une direction sensiblement parallèle à la direction d'extension desdits plusieurs éléments structuraux disposés

sur ladite première plaque de base.

24. Dispositif de modulation optique selon la revendication 23, caractérisé en ce que lesdits premier et second films isolants sont constitués d'au moins un composé

choisi parmi le monooxyde de silicium, le dioxyde de sili-

cium, l'oxyde d'aluminium, l'oxyde de zirconium, le fluo-

rure de magnésium, l'oxyde de cérium, le fluorure de cérium, le nitrure de silicium, le carbure de silicium et le nitrure de bore.

25. Dispositif de modulation optique selon la revendication 23, caractérisé en ce que lesdits premier et second films isolants sont constitués d'au moins une résine choisie parmi un alcool polyvinylique, un polyimide, un polyamideimide, un polyester-imide, un polyparaxylylène, un polyester, un polycarbonate, un polyvinyl-acétal, du

chlorure de polyvinyle, de l'acétate de polyvinyle, un poly-

amide, un polystyrène, une résine cellulosique, une résine

de mélamine, une résine d'urée et une résine acrylique.

26. Dispositif de modulation optique selon la revendication 23, caractérisé en ce que lesdits premier et second films isolants ont une épaisseur située dans la

plage de 5 nm à 5 jim.

27. Dispositif de modulation optique selon la revendication 23, caractérisé en ce que lesdits premier et second films isolants ont une épaisseur située dans la

plage de 50 à 500 nm.

28. Dispositif de modulation optique comprenant une paire de plaques de base constituée d'une première plaque de base et d'une seconde plaque de base disposées parallèlement l'une à l'autre et écartées l'une de l'autre avec un écartement entre elles de 3 jum ou moins et un cristal liquide ferroélectrique interposé entre les deux plaques de base, caractérisé ence que plusieurs éléments structuraux (104) présentant chacun des parois latérales (106, 107) sont agencés sous forme de bandes sur

la face de ladite première plaque de base qui est en con-

tact avec le cristal liquide, un traitement d'orientation monoaxial a été appliqué à la face d'au moins l'une des plaques de base de ladite paire qui est en contact avec

le cristal liquide, dans une direction sensiblement paral-

lèle ou perpendiculaire à la direction d'extension des plusieurs éléments structuraux de la première plaque de base, et ledit cristal liquide ferroélectrique prend une structure non spiralée sous une épaisseur de 3 Pm ou moins et forme un monodomaine qui est formé en passant par une phase cholestérique pendant une étape de décroissance de température.

29. Dispositif de modulation optique selon la revendication 28, caractérisé en ce que ledit traitement d'orientation monoaxial a été appliqué à la face de ladite seconde plaque de base qui est en contact avec le cristal liquide.

30. Dispositif de modulation optique selon la

revendication 29, caractérisé en ce qu'un traitement d'orien-

tation monoaxial a été également appliqué à la face de la-

dite première plaque de base qui est en contact avec le cristal liquide, dans une direction sensiblement parallèle

ou perpendiculaire à la direction d'extension desdits élé-

ments structuraux présentant des parois latérales.

31. Dispositif de modulation optique selon la

revendication 28, caractérisé en ce que la direction d'ex-

tension desdits plusieurs éléments structuraux présentant des parois latérales et la direction dudit traitement d'orientation monoaxial font un angle e qui satisfait à la

relation: 0 4 8 <15 ou 80 < <1000.

32. Dispositif de modulation optique selon la revendication 28, caractérisé en ce que la face de ladite

seconde plaque de base se trouvant du côté qui est en con-

tact avec le cristal liquide est recouverte d'un film iso-

desdits plusieurs éléments structuraux.

33. Dispositif de modulation optique selon la revendication 32, caractérisé en ce que ledit film isolant

est constitué d'au moins un composé choisi parmi le mono-

oxyde de silicium, le dioxyde de silicium, l'oxyde d'alu-

minium, l'oxyde de zirconium, le fluorure de magnésium, l'oxyde de cérium, le fluorure de cérium, le nitrure de silicium, le carbure de silicium et le nitrure de bore.

34. Dispositif de modulation optique selon la revendication 32, caractérisé en ce que ledit film isolant est constitué d'au moins une résine cbhoisie parmi un alcool

polyvinylique, un polyimide, un polyamide-imide, un poly-

ester-imide, un polyparaxylylène, un polyester, un poly-

d'urée et une résine acrylique.

35. Dispositif de modulation optique selon la revendication 32, caractérisé en ce que ledit film isolant

a une épaisseur située dans la plage de 5 nm à 5 pm.

36. Dispositif de modulation optique selon la revendication 32, caractérisé en ce que ledit film isolant

a une épaisseur située dans la plage de 50 à 500 nm.

37. Dispositif de modulation optique-selon la

revendication 28, caractérisé en ce qu'un premier film iso-

parallèle à la direction d'extension des éléments structu-

sur ladite première plaque de base.

38. Dispositif de modulation optique selon la revendication 37, caractérisé en ce que lesdits premier et second films isolants sont constitués d'au moins un composé

choisi parmi le monooxyde de silicium, le dioxyde de sili-

cium, l'oxyde d'aluminium, l'oxyde de zirconium, le fluo-

rure de magnésium, l'oxyde de cérium, le fluorure de cérium, le nitrure de silicium, le carbure de silicium et le nitrure

de bore.

39. Dispositif de modulation optique selon la revendication 37, caractérisé en ce que lesdits premier et second films isolants sont constitués d'au moins une résine choisie parmi un alcool polyvinylique, un polyimide, un polyamide-imide, un polyester-imide, un polyparaxylylène, un polyester, un polycarbonate, un polyvinyl-acétal, du

chlorure de polyvinyle, de l'acétate de polyvinyle, un poly-

amide, un polystyrène, une résine cellulosique, une résine

de mélamine, une résine d'urée et une résine acrylique.

40. Dispositif de modulation optique selon la revendication 37, caractérisé en ce que lesdits premier et second films isolants ont une épaisseur située dans la

plage de 5 nm à 5 pm.

41. Dispositif de modulation optique selon la revendication 37, caractérisé en ce que lesdits premier et second films isolants ont une épaisseur située dans la

plage de 50 à 500 nm.

42. Dispositif de modulation optique selon la revendication 28, caractérisé en ce que ledit cristal liquide ferroélectrique est un cristal liquide présentant

une phase smectique chirale.

43. Dispositif de modulation optique selon la revendication 42, caractérisé en ce que ledit cristal liquide présentant une phase smectique chirale est en phase C, H. I, J, K, G ou F.

44. Dispositif de modulation optique selon la revendication 28, caractérisé en ce que lesdites première

et seconde plaques de base sont disposées avec un écarte-

ment de 1 à 3 pm entre elles.

45. Dispositif de modulation optique selon la revendication 28, caractérisé en ce que lesdites première

et seconde plaques de base sont disposées avec un écarte-

ment de 2 Fm ou moins entre elles.

46. Dispositif de modulation optique selon la revendication 28, caractérisé en ce que lesdits plusieurs

éléments structuraux présentant des parois latérales agis-

sent également en tant qu'éléments d'écartement en bandes se trouvant entre les première et seconde plaques de base.