FR2743156A1 - Dispositif d'affichage a cristaux liquides et son procede de fabrication - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant les étapes de: - fourniture d'une première couche d'alignement (8) sur un premier substrat (1); - frottement de la première couche d'alignement (8) de telle sorte que la première couche d'alignement (8) présente un premier angle de préinclinaison; - fourniture d'une seconde couche d'alignement (9) sur un second substrat (2) - exposition de la seconde couche d'alignement (9) à la lumière, de telle sorte que la seconde couche d'alignement (9) présente au moins un second angle de préinclinaison; et - fourniture d'un matériau de cristaux liquides entre lesdits premier et second substrats. Les première et seconde couches comprennent respectivement un matériau polyimide et un matériau à base de polysiloxane. L'invention permet de réaliser des dispositifs d'affichage, le cas échéant à domaines multiples, en évitant des traitements mécaniques d'alignement pour le deuxième substrat. Elle s'applique à la fabrication d'écrans plats à cristaux liquides.

Description

DISPOSITIF D'AFFICHAGE A CRISTAUX LIQUIDES
ET SON PROCEDE DE FABRICATION
La présente invention concerne une cellule à cristaux liquides et plus particulièrement une cellule à cristaux liquides qui comprend un substrat revêtu d'une couche d'alignement frottée. et uLin autre substrat revêtu d'une couche
d'alignement photo-aligné, ainsi qu'un procédé pour fabriquer une telle cellule.
De tfaçon générale, une cellule à cristaux liquides est constituée de deux I 0 substrats. et de cristal liquide ou cristaux liquides disposés entre ces deux substrats, les cristaux liquides comprenant des molécules anisotropes. Afin de fournir un alignement ordonné des cristaux liquides dans la cellule, pour assurer une brillance uniforme et un taux de contraste élevé de la cellule à cristaux liquides. on procède habituellement à un frottement de la couche d'alignement dont les substrats sont
1 5 revêtus. Le frottement est réalisé par friction mécanique sur la couche d'alignement.
de sorte à assurer une préinclinaison des molécules de cristal liquide, définie par un angle de préinclinaison et une direction d'angle de préinclinaison. L'angle de préinclinaison représente Lun angle polaire. et la direction de l'angle de préinclinaison représente un angle d'azimut entre la surtface de la couche d'alignement et la
préinclinaison.
La préinclinaison d'une molécule de cristal liquide au voisinage d'une première couche d'alignement est appelée première préinclinaison de la première couche d'alignement. et la préinclinaison d'une molécule de cristal liquide au voisinage d'une seconde couche d'alignement est appelée seconde préinclinaison de la seconde couche d'alignement. Ainsi, la préinclinaison d'une molécule de cristal liquide entre les deux couches est déterminée par l'interaction entre les préinclinaisons des
première et seconde couches d'alignement.
La cellule à cristaux liquides est appelée cellule à cristaux liquides à alignement vertical. ou cellule à cristaux liquide à alignement horizontal, en fonction de l'angle de préinclinaison. On appelle typiquement cellule à cristaux liquides à alignement vertical une cellule à cristaux liquides présentant un angle de préinclinaison d'une couche d'alignement supérieure à 60 . tandis que l'on appelle cellule à cristaux liquides à alignement horizontal une cellule à cristaux liquides
présentant un angle de préinclinaison d'une couche d'alignement inférieure à 5 .
Il existe différents modes pour les cellules à cristaux liquides. en fonction de la relation entre la première direction d'angle de préinclinaison d'une première couche d'alignement, et la seconde direction d'angle de préinclinaison d'une seconde couche d'alignement, disposée en face du premier substrat. Si la première direction d'angle de préinclinaison est perpendiculaire à la seconde direction d'angle de préinclinaison ou d'alignement, on parle de cellules à cristaux liquides à mode nématique en hélice (TN ou "twisted nematic"). Si les directions sont parallèles, on parle de cellules à cristaux liquides à mode de biréfringence commandée électriquement (ECB ou "electrically controlled birefringence"). ou de cellules à cristaux liquides à mode l0 incurvé ("bend mode"). En outre. on parle de cellule à cristaux liquides à mode de commutation dans un plan (IPS ou "In-Plane Switching") si la direction d'angle de
pré-inclinaison varie en fonction de la tension.
Habituellement, on utilise en majorité des dispositifs d'affichage à cristaux liquides nématiques en hélice (TNLCD ou "Twisted Nematic Liquide Crystal Display") dans lesquels la transmittance varie en fonction de l'angle de vision, pour chaque niveau de gris. En particulier. alors que la transmittance est en une fonction de l'angle de vision symétrique ou paire dans la direction horizontale, la transmittance est asymétrique dans la direction verticale. De la sorte, dans la direction verticale, il se produit uin phénomène d'inversion d'image. ce qui limite
considérablement l'angle de vision vertical.
Afin de surmonter ces problèmes. il a été proposé des cellules à cristaux liquides nématiques en hélice multi-domaines. par exemnple des cellules à cristaux liquides à deux domaines, ou des cellules à cristaux liquides à quatre domaines. La cellule à cristaux liquides à domaines multiples présente un angle de vision plus important, en fournissant plusieurs domaines dans chaque pixel, les domaines présentant des préinclinaisons différentes. de sorte à compenser la dépendance à l'angle de vision de chaque domaine. Le procédé le plus connu pour obtenir de telles cellules à cristaux liquides à domaines multiples est un procédé de frottement mécanique, représenté sur la figure 1. On procède à un frottement mécanique sur l'ensemble du substrat 1 revêtu d'une couche d'alignement 8, telle qu'un polyimide, de sorte à former des microrainures sur la surface de la couche d'alignement 8, comme représenté sur les figures la et lb. Pour diviser un pixel en deux domaines, sur les figures lc et lb, l'ensemble de la surface de la couche d'alignement 8 est revêtu d'une couche photosensible 11. et la couche photosensible 11 d'un domaine est enlevée par exposition à la lumière. et on procède à uin traitement de frottement inverse sur un domaine. comme représenté sur la figure le. Le reste de la couche photosensible est enlevé par exposition à la lumière, et de la sorte on réalise deux domaines sur le substrat 1, comme représenté sur la figure If. Dans la cellule à cristaux liquides à deux domaines obtenue ainsi, l'inversion de l'angle de vision est
compensée grâce au procédé mentionné plus haut.
Toutefois. le processus de traitement par frottement provoque des particules de poussière et/ou des charges électrostatiques, de sorte que le rendement est réduit et/ou le substrat risque d'être endommagé. Le procédé de fabrication est aussi rendu plus compliqué dans son application industrielle, du fait que le procédé comprend une photolithographie consistant à prévoir une couche photosensible et à enlever une
partie de cette couche par exposition à la lumière, pour créer des domaines distincts.
On a donc proposé une méthode de photo-alignement pour simplifier les
traitements d'alignement. ainsi que pour prévenir les dommages causés au substrat.
I 5 Le photoalignement est un procédé dans lequel une direction d'angle de préinclinaison est créée par irradiation de lumière ultraviolette polarisée linéairement. La couche d'alignement utilisée dans le procédé de photoalignement comprend principalement du PVCN (polyvinyle cinnamate). Lorsque l'on irradie la lumière ultraviolette sur la couche de photoalignement dont est revêtu le substrat, on () provoque des cycloadditions entre les groupes cinnamoyles des chaînes latérales acides cinnamiques qui appartiennent aux différents photopolymères. On aligne ainsi uniformément la structure du photopolymère. c'est-à-dire que l'on forme la
préinclinaison de la couche d'alignement.
Un exemple du procédé de photoalignement est le procédé maintenant décrit.
Le procédé de photoalignement comprend une double exposition de lumière ultraviolette polarisée linéairement sur un substrat revêtu de PVCN afin de déterminer une préinclinaison. la préinclinaison comprenant une direction
d'alignement, une direction d'angle de préinclinaison. et un angle de préinclinaison.
() Une première lumière ultraviolette polarisée linéairement est irradiée perpendiculairement. i.e. en incidence perpendiculaire. sur la couche d'alignement dont est revêtu le substrat, de sorte à déterminer une pluralité de directions d'angle de préinclinaison. Ensuite, une seconde lumière polarisée linéairement est irradiée obliquement. i.e. en incidence oblique, sur la couche d'alignement, de sorte à
déterminer un angle de préinclinaison et une direction d'angle de préinclinaison.
L'angle de préinclinaison et la direction d'angle de préinclinaison sont obtenus en contrôlant la seconde direction oblique. par rapport au substrat revêtu de la couche d'alignement. i...I. I"- i 42 Toutefois, le procédé de photo-alignement présente des inconvénients, du fait que le procédé est rendu compliqué par la double exposition. et que l'angle de préinclinaison est trop tfaible: par exemple les angles de préinclinaison obtenus sont de l'ordre de 0.150, 0,26 et 0.30 lorsque les angles d'incidence de l'irradiation oblique sont respectivement de 30 , 45 et 600. En outre. irradier la lumière sur la couche d'alignement est une opération longue, de sorte que le temps total de production est prolongé, et enfin la stabilité d'alignement selon le procédé de
photoalignement est plus faible que selon le procédé de frottement.
I() L'objet de la présente invention est donc de fournir une cellule à cristaux
liquides présentant une stabilité d'alignement et un angle de vision plus importants.
obtenue par un procédé simple, et de fournir un procédé de fabrication correspondant. Afin de réaliser cet objet. le procédé de fabrication de cellule à cristaux liquides de l'invention comprend les étapes de: tfourniture d'une première couche d'alignement sur un premier substrat; frottement de la première couche d'alignement de telle sorte que la première couche d'alignement présente un premier angle de préinclinaison; - fourniture d'une seconde couche d'alignement sur un second substrat: exposition de la seconde couche d'alignement à la lumière, de telle sorte que la seconde couche d'alignement présente au moins un second angle de préinclinaison: et - fourniture d'un matériau de cristaux liquides entre lesdits premier et second substrats. La première couche d'alignement peut comprendre du polyimide. et la seconde couche d'alignement des photopolymères. ces photopolymères comprenant des matériaux à base de polysiloxane. L'angle de préinclinaison selon l'invention est
contrôlé en tfonction de l'énergie d'irradiation de la lumière ultraviolette d'irradiation.
La lumière peut comprendre de la lumière polarisée linéairement. On peut alors prévoir que ladite étape d'exposition comprend les étapes de: génération de lumière non-polarisée et - transmission de ladite lumière non-polarisée à travers un polariseur pour
générer ladite lumière polarisée.
Avantageusement la lumière polarisée linéairement comprend de la lumière ultraviolette polarisée linéairement, qui est de préférence en incidence sensiblement normale à ladite seconde couche d'alignement. La lumière peut comprendre de la
lumière ultraviolette.
L'étape d'exposition peut comprendre une exposition unique à ladite lumière.
Dans un mode de mise en oeuvre. une pluralité d'angles de préinclinaison sont associés à ladite seconde couche d'alignement après ladite étape d'exposition. les I0 ( angles de préinclinaison ladite pluralité d'angles de préinclinaison étant orientés dans des directions de préinclinaison respectives. et l'étape consistant à fournir des cristaux liquides comprend en outre l'étape d'injection dudit matériau de cristaux liquides entres lesdits premier et second substrats, de sorte à choisir des angles de préinclinaison parmi lesdites pluralités d'angle de préinclinaison des angles de
préinclinaison orientés dans une seule direction.
Dans un autre mode de mise en oeuvre. une pluralité d'angles de préinclinaison sont associés à ladite seconde couche d'alignement après ladite étape d'exposition. les angles de préinclinaison ladite pluralité d'angles de préinclinaison étant orientés dans des directions de préinclinaison respectives. et l'étape d'exposition comprend en outre l'étape d'exposition à une lumière additionnelle, de sorte à sélectionner parmi lesdites pluralités d'angle de préinclinaison des angles de préinclinaison orientés dans
une seule direction.
Dans ce cas, ladite lumiere additionnelle comprend de préférence de la lumière non polarisée, avantageusement en incidence oblique par rapport à la seconde couche d'alignement. Pour déterminer la seconde préinclinaison, l'invention comprend une double irradiation. La double irradiation comprend les étapes de: - irradiation de lumière polarisée sur la seconde couche d'alignement en incidence normale: - irradiation de lumière non-polarisée sur la seconde couche d'alignement, en
incidence oblique.
On peut aussi réaliser la deuxième étape avant la première.
On peut alternativement prévoir en outre les étapes de: Il)i_dc.cmblcM,..
-42 - exposition de la seconde couche d'alignement à une première lumière de telle sorte qu'une pluralité d'angles de préinclinaison soit associée à la seconde couche d'alignement, les angles de préinclinaison de ladite pluralité d'angles de préinclinaison étant orientés dans des directions de préinclinaison respectives; - exposition d'une première portion de ladite seconde couche d'alignement à une seconde lumière, de sorte à sélectionner ceux des angles de préinclinaison associés la une première portion qui sont orientés dans une première direction; et - exposition d'une seconde portion de ladite seconde couche d'alignement à une 1 0 troisième lumière, de sorte à sélectionner ceux desdits angles de préinclinaison..DTD: associés à la seconde portion qui sont orientés dans une seconde direction.
Dans de cas, la première lumière comprend de préférence de la lumière polarisée linéairement; elle est avantageusement en incidence sensiblement normale
sur la surface de ladite seconde couche d'alignement.
Dans un mode de mise en oeuvre, ladite seconde lumière et/ou ladite troisième lumière comprend ou comprennent de la lumière non polarisée, et de préférence est ou sont en incidence oblique sur ladite surface de ladite seconde couche
d'alignement.
On peut aussi prévoir les étapes de: - fourniture d'une troisième couche d'alignement sur une partie de ladite première couche d'alignement: frottement de ladite troisième couche d'alignement de telle sorte que la troisième
couche d'alignement présente un troisième angle de préinclinaison.
La troisième couche d'alignement peut présenter un angle de préinclinaison avec des caractéristiques différentes de celles de la première couche d'alignement; ainsi le troisième angle de préinclinaison peut présenter une valeur supérieure à la
valeur dudit premier angle de préinclinaison.
Dans un autre mode de mise en oeuvre, le procédé comprend en outre les étapes de: - exposition d'une première portion de ladite seconde couche d'alignement à une première dose d'une première lumière de telle sorte qu'une première pluralité d'angles de préinclinaison présentant des directions d'inclinaison respectives soit associée à la première portion de ladite seconde couche d'alignement, et RI \ 441 - XX - X 27 9ól: - ( 4' - exposition d'une seconde portion de ladite couche d'alignement à une seconde dose de ladite première lumière, de telle sorte qu'une seconde pluralité d'angles de préinclinaison présentant des directions de préinclinaison respectives soit
associée à la seconde portion de ladite seconde couche d'alignement.
On peut alors prévoir les étapes de: - exposition de ladite première portion de ladite seconde couche d'alignement à une première dose d'une seconde lumière de sorte à sélectionner certains des angles de préinclinaison associés à ladite première portion de ladite seconde couche d'alignement; et - exposition de ladite seconde portion de ladite seconde couche d'alignement à une seconde dose de ladite seconde lumière, de sorte à sélectionner certains desdits angles de préinclinaison associés à ladite seconde portion de ladite seconde
couche d'alignement.
La première lumière peut comprendre de la lumière ultraviolette polarisée linéairement. La première lumière est avantageusement en incidence sensiblement normale à la surface de ladite seconde couche d'alignement; avantageusement chacun des angles de ladite première pluralité d'angles de préinclinaison présente une valeur supérieure à la valeur de chacun des angles de préinclinaison de ladite seconde pluralité. La seconde lumière peut comprendre de la lumière non polarisée; la seconde lumière est de préférence en incidence oblique sur ladite surface de ladite seconde
couche d'alignement.
Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention, ladite première lumière est fournie à ladite seconde couche d'alignement à travers une plaque présentant une première partie alignée avec ladite première portion du substrat et présentant une première transmissivité, et une seconde partie alignée avec ladite seconde portion de
ladite seconde couche d'alignement et présentant une seconde transmissivité.
La seconde lumière peut aussi être fournie à ladite seconde couche d'alignement à travers une plaque présentant une première partie alignée avec ladite première portion de ladite seconde couche d'alignement. et présentant une première transmissivité, et une seconde partie alignée avec ladite seconde portion de ladite
seconde couche d'alignement et présentant une seconde transmissivité.
Dans encore un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, l'étape d'exposition comprend en outre les étapes de: - exposition d'une première portion de ladite seconde couche d'alignement à une première lumière, de sorte à associer à ladite première portion de ladite seconde couche d'alignement un premier angle de préinclinaison orienté dans une première direction; - exposition d'une seconde portion de ladite seconde couche d'alignement à une seconde lumière. de telle sorte à associer à ladite portion de ladite seconde couche d'alignement un second angle de préinclinaison orienté dans une seconde direction: - exposition d'une troisième portion de ladite seconde couche d'alignement à une troisième lumière, de telle sorte à associer à la troisième portion de ladite seconde couche d'alignement un troisième angle de préinclinaison; exposition d'une quatrième portion de ladite seconde couche d'alignement à une quatrième lumière, de sorte à associer à ladite quatrième portion de ladite seconde couche d'alignement un quatrième angle de préinclinaison orienté dans
une quatrième direction.
Dans ce cas, au moins l'une desdites première lumière, seconde lumière, troisième lumière et quatrième lumière peut comprendre de la lumière non polarisée, par exemple en incidence oblique sur la surface de ladite seconde couche
d'alignement.
L'étape d'exposition pourrait aussi comprendre les étapes de: - exposition d'une première portion de ladite seconde couche d'alignement à une première lumière polarisée sous une incidence perpendiculaire; et exposition d'une seconde portion de ladite seconde couche d'alignement à une
seconde lumière polarisée sous une seconde incidence perpendiculaire.
Dans ce cas, l'étape d'exposition peut comprendre en outre les étapes de: - exposition d'une première portion de ladite seconde d'alignement à une première lumière non polarisée en incidence oblique; et - exposition d'une seconde portion de ladite seconde couche d'alignement à une
seconde lumière non polarisée sous une seconde incidence oblique.
R 14DN.142-1 1)(X -27 d8ccbre I t9 -S42 On peut aussi prévoir que ladite exposition comprend en outre les étapes de: - exposition d'une première surface d'une première portion de ladite seconde couche d'alignement à une première lumière non polarisée sous une première incidence oblique: exposition d'une seconde surface d'une première portion de ladite seconde couche d'alignement à une seconde lumière non polarisée sous une seconde incidence oblique; - exposition d'une première surface d'une seconde portion de ladite seconde couche d'alignement à une troisième lumière non polarisée sous une troisième incidence oblique: et - exposition d'une seconde surface d'une seconde portion de ladite seconde couche d'alignement à une quatrième lumière non polarisée sous une quatrième
incidence oblique.
L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides, comprenant les étapes de: - revêtement d'un premier substrat par une première couche d'alignement; - frottement de ladite première couche d'alignement de sorte à imposer une première direction d'alignement, une première direction d'angle de préinclinaison, et une première valeur d'angle de préinclinaison; - revêtement d'un second substrat d'une deuxième couche d'alignement; - exposition de la seconde couche d'alignement de sorte à imposer une seconde direction d'alignement, une pluralité de seconds angles de préinclinaison présentant chacun une valeur de second angle de préinclinaison, et orientés suivant une pluralité d'angles de préinclinaison; et - injection de matériaux de cristaux liquides entre lesdits premier et second substrats de sorte à sélectionner parmi ladite pluralité d'angles de préinclinaison ceux
qui sont orientés dans l'une desdites directions d'angle de préinclinaison.
La première couche d'alignement peut comprendre du polyimide, et ladite
seconde couche d'alignement des matériaux à base de polysiloxane.
Au cours de ladite étape d'exposition, ladite lumière est de préférence en incidence sensiblement normale sur ladite seconde couche d'alignement. La lumière comprend par exemple de la lumière ultraviolette, avantageusement polarisée linéairement. 12 1 1 12 II) I' - 2 7 >19bró 1J /42 L'étape d'exposition comprend de préférence une exposition unique de ladite
seconde couche d'alignement à ladite lumière.
La première direction d'angle de préinclinaison est avantageusement différente de ladite direction d'angle de préinclinaison sélectionnée. L'invention a enfin pour objet un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant: - un premier substrat,
- une couche frottée disposée sur ledit premier substrat.
- un second substrat,
- une couche photoalignée disposée sur ledit second substrat et.
- un matériau de cristaux liquides disposés entre lesdits premier et second substrat.
1 5 La couche frottée peut comprendre du polyimide, et la couche photoalignée un
matériau à base de polysiloxane.
Des premières molécules dudit matériau de cristaux liquides adjacentes à ladite couche frottée sont de préférence alignées dans une première direction, la première direction présentant un premier angle de préinclinaison et une première direction d'angle de préinclinaison associée à ladite couche frottée; des secondes molécules dudit matériau à cristaux liquides voisines de ladite couche photoalignée sont de préférence alignées dans une seconde direction, la seconde direction présentant un second angle de préinclinaison et une seconde direction d'angle de préinclinaison associée à ladite couche photoalignée. Le premier angle de préinclinaison et/ou le second angle de préinclinaison est/sont avantageusement supérieur(s) à 60 , par
exemple compris entre 750 et 87 .
Dans un mode de réalisation, la première direction d'angle de préinclinaison est
sensiblement parallèle à la seconde direction d'angle de préinclinaison.
Dans un autre mode de réalisation, la première direction d'angle de préinclinaison est différente de la seconde direction d'angle de préinclinaison, par exemple sensiblement perpendiculaire à la seconde direction d'angle de préinclinaison, ou encore sensiblement antiparallèle à la direction du second angle
de préinclinaison.
1 I 14241 IX { - ' J ó,ó bre I)>. - 11i42 il On peut prévoir que des pluralités de molécules de cristaux liquides sont disposées au voisinage de portions respectives de ladite couche photoalignée, chaque pluralité de molécules de cristaux liquides présentant un angle de préinclinaison et
une direction de préinclinaison correspondantes.
Un autre procédé de détermination de la seconde préinclinaison selon l'invention est l'utilisation de l'effet d'écoulement. Le procédé comprend alors les étapes de: - irradiation de lumière polarisée sur le second substrat, en incidence normale, de I 0 sorte à déterminer un second angle de préinclinaison et deux directions d'angle de préinclinaison; et injection de matériau de cristal liquide entre lesdits premier et second substrats dans une direction perpendiculaire à la direction de polarisation de la lumière, de sorte à sélectionner un angle de préinclinaison et une seconde direction
d'angle de préinclinaison.
Ces objets. ainsi que d'autres objets et avantages de la présente invention,
apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit de modes de
réalisation préférés donnés à titre d'exemple et en référence aux figures qui montrent:
- Figure 1: un procédé classique de frottement inverse.
- Figure 2: une vue en coupe transversale d'une cellule à cristaux liquides selon l'invention.
- Figure 3: un dispositif de photo-irradiation utilisé pour le traitement de photo-
alignement. - Figure 4: une représentation graphique illustrant la relation entre l'énergie d'irradiation de la lumière ultraviolette, et l'angle de préinclinaison de la
couche photoalignée formée à partir de matériau à base de polysiloxane.
- Figure 5: un procédé de fabrication d'une cellule à cristaux liquides selon l'invention. - Figure 6: un autre procédé de fabrication d'une cellule à cristaux liquides selon l'invention. - Figure 7: une vue en coupe transversale d'une cellule à cristaux liquides nématique
en hélice (TN).
- Figure 8: une vue en coupe transversale d'une cellule à cristaux liquides en mode
3 5 ECB (à biréfringence commandé électriquement) selon l'invention.
- Figure 9: une vue en coupe transversale d'une cellule à cristaux liquides en mode
incurvé ("bend-mode") selon l'invention.
1441H) 1-1 1 1)(1 - i' c-bre ILI( - I I. - Figure 10: une vue en coupe transversale d'une cellule à cristaux liquides en mode
IPS (à commutation dans un plan) selon l'invention.
- Figure 11: un procédé de fabrication d'une cellule à cristaux liquides à domaines
multiples selon l'invention.
- Figure 12: un autre procédé de fabrication d'une cellule à cristaux liquides de
domaines multiples selon l'invention.
- Figure 13: un autre procédé de fabrication d'une cellule à cristaux liquides à domaines multiples selon l'invention - Figure 14: un autre procédé de fabrication d'une cellule à cristaux liquides à
domaines multiples selon l'invention.
La figure 2 montre une cellule à cristaux liquides, et les références 1 et 2
indiquent un premier substrat et un second substrat de la cellule à cristaux liquides.
Le premier substrat 1 est revêtu d'une première couche d'alignement 8, constituée de polyimide. et est frotté de sorte à déterminer une première préinclinaison, définie par un premier angle de préinclinaison et une première direction d'angle de
préinclinaison. Le second substrat 2 est revêtu d'une seconde couche d'alignement 9.
Le matériau de cette seconde couche d'alignement 9 comprend des photopolymères, tels que des matériaux à base de polysiloxane. Le polysiloxane cinnamate, un des matériaux à base de polysiloxane possibles, présente la formule structurelle suivante: polysiloxane cinnamate I:
O O
z - 5i - ( 2)txi O.L)H =CH - K dans laquelle Z peut être choisi parmi le groupe constitué de OH, CH3 ou des mélanges de ceux-ci,
m= 10-100.
t= 1-11.
L= Oou l. K= 0ou l, X. Xl, X2. Y = H, F. Cl, CN, CF3, CnH2n+l ou OCnH2n+l, n étant
compris entre 1 et 10. ou les mélanges de ceux-ci; polysiloxane cinnamate Il: RI _ -l' l- IllIIXX-27 ctblI 1:ó-2/42
I I
Z - Si -(CFi2)ç.- 0 - C - CH= K'x X dans laquelle Z peut être choisi parmi le groupe constitué de OH. CH3 ou des mélanges de ceux-ci, m= 10-100, i0 = 1-11, L= 0ou l, K= 0ou 1, X, X1, X2, Y = H, F, CI. CN, CF3, CnH2n+l ou OCnH2n+l. n étant compris entre
1 et 10, ou les mélanges de ceux-ci.
Ensuite, le second substrat 2 revêtu d'une seconde couche d'alignement 9 est exposé à la lumière ultraviolette dans un dispositif de photoirradiation tel que celui décrit à la figure 3. Le dispositif comprend une lampe 3 produisant une lumière ultraviolette, une lentille 4 et un polariseur 5 qui polarise linéairement la lumière ultraviolette provenant de la lampe 3. Afin d'irradier la lumière ultraviolette sur la couche d'alignement 9 du substrat 2, la lumière ultraviolette produite par la lampe 3 traverse la lentille 4 et est polarisée linéairement à travers le polariseur 5, puis la lumière ultraviolette est irradiée sur la couche d'alignement 9 dont le substrat 2 est revêtu. La lampe 3 est une lampe à mercure (Hg) présentant une longueur d'onde de
365 nm.
L'angle de préinclinaison formé sur la couche d'alignement 9 peut alors être contrôlé par l'énergie d'irradiation. Lorsque la lumière ultraviolette est irradiée perpendiculairement, i.e. en incidence normale sur le substrat 2 revêtu de la couche d'alignement 9 formée de matériaux à base de polysiloxane, l'angle de préinclinaison de la surface de la couche d'alignement 9 est contrôlé dans une plage importante. en fonction de l'énergie d'irradiation de la lumière ultraviolette, comme représenté sur la figure 4. En référence à cette figure, l'angle de préinclinaison peut être contrôlé en fonction de l'énergie lumineuse irradiée dans la couche d'alignement 9 (la longueur d'onde de la lumière ultraviolette est de 350 nm). L'angle de préinclinaison décroît exponentiellement en fonction de l'énergie lumineuse de la lumière ultraviolette pour
atteindre environ 0 à 6000 mJ/cm2.
4R I l 14)( - '427 t:c l 'brc I;-- 1;/42 On peut fabriquer une cellule à cristaux liquides à alignement vertical en utilisant une énergie d'irradiation inférieure à 2000 mJ/cm2, et on peut fabriquer une cellule à cristaux liquides à alignement horizontal en utilisant une énergie lumineuse
supérieure à 5000 mJ/cm2.
La figure 5 montre Ul mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'une cellule à cristaux liquides qui comprend un premier substrat, un second substrat, et une couche de cristaux liquides injectés entre ceuxci. Le premier substrat 1 revêtu d'une première couche d'alignement 8 est frotté mécaniquement afin de déterminer une préinclinaison, la préinclinaison étant définie par un angle de préinclinaison et
une direction d'angle de préinclinaison, comme représenté sur les figures 5a et 5b.
La lumière polarisée est irradiée sur un second substrat 2. revêtu d'une seconde couche d'alignement 9. en incidence normale au substrat, de sorte à déterminer un 1i5 second angle de préinclinaison et deux directions d'angle de préinclinaison opposées l'une à l'autre, comme représenté sur les figures 5c et 5d. Pour sélectionner une direction d'angle de préinclinaison, on irradie de la lumière non-polarisée en incidence oblique. sur la couche d'alignement 9 du substrat 2. de sorte à déterminer
une seconde préinclinaison. orientée avec une direction d'angle de préinclinaison.
Sur la figure 5f après avoir assemblés les premier 1 et second 2 substrats, un matériau de cristal liquide est injecté entre les deux substrats 1, 2. de sorte à ce qu'il s'aligne uniformément grâce à l'accrochage stable fourni par la première préinclinaison. En outre, dans ce mode de réalisation, il est aussi possible que l'irradiation en
incidence oblique soit effectuée avant l'irradiation en incidence normale.
La figure 6 montre un autre mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'une cellule à cristaux liquides qui comprend un premier substrat, un second substrat. et une couche de cristaux liquides injectés entre ceux-ci. Le premier substrat 1 est revêtu d'une première couche d'alignement 8 et est mécaniquement frotté, afin de déterminer une préinclinaison, la préinclinaison étant définie par un angle de préinclinaison et une direction d'angle de préinclinaison, comme représenté
sur les figures 6a et 6b.
De la lumière polarisée est irradiée en incidence normale sur le second substrat 2. qui est revêtu d'une seconde couche d'alignement 9. de sorte à déterminer un second angle de préinclinaison et deux directions d'angle de préinclinaison opposées l'une à l'autre, comme représenté sur les figures 6c et 6d. Afin de sélectionner une direction d'angle de préinclinaison, dans ce mode de réalisation, on utilise l'effet d'écoulement du matériau de cristaux liquides, de sorte que la direction d'angle de préinclinaison est déterminé en fonction de la direction d'écoulement du matériau de cristaux liquides qui s'écoule, comme représenté sur les figures 6e et 6f. On assemble le premier substrat 1 présentant une couche d'alignement 8 avec une préinclinaison unique obtenue par frottement, et le second substrat 2 présentant une couche photoalignée 9 avec deux préinclinaisons orientées selon deux directions d'angle de préinclinaison, puis on injecte du matériau de cristaux liquides entre les deux substrats. Par l'effet d'écoulement du matériau de cristaux liquides, le matériau de cristaux liquides au voisinage de la seconde couche d'alignement 9 est aligné de façon uniforme selon une deuxième direction d'angle de préinclinaison unique, avec
une seule étape d'irradiation.
On obtient des cellules à cristaux liquides présentant divers modes, en fonction de la configuration relative de la première direction d'angle de préinclinaison et de la seconde direction d'angle de préinclinaison, déterminées par l'un des procédés mentionnés plus haut. Sur les figures 7a à 10b, les cristaux liquides des cellules de
cristaux liquides sont représentés par la référence 6.
La figure 7 représente une cellule à cristaux liquides en mode nématique en hélice. Les figures 7a et 7b représentent une cellule à cristaux liquides à alignement vertical, commandée en fonction de la tension. Les figures 7c et 7d montrent une cellule à cristaux liquide à alignement horizontal. Les figures 7a et 7c montrent la cellule au repos. Les figures 7b et 7d montrent la cellule lorsque la tension est appliquée. La figure 8 montre une cellule à cristaux liquides en mode ECB. Les figures 8a et 8b montrent une cellule à cristaux liquides à alignement vertical, commandé en fonction de la tension. Les figures 8c et 8d montrent une cellule à cristaux liquides à alignement horizontal. Les figures 8a et 8c montrent la cellule au repos. Les figures
8b et 8d montrent la cellule lorsque la tension est appliquée.
La figure 9 montre une cellule à cristaux liquides à mode incurvé ("bend mode"). Les figures 9a et 9b montrent une cellule à cristaux liquides à alignement vertical, contrôlée en fonction de la tension. les figures 9c et 9d montrent une cellule à cristaux liquides à alignement horizontal. Les figures 9a et 9c montrent la cellule
au repos. Les figures 9b et 9d montrent la cellule lorsque la tension est appliquée.
R \14214\1IA241 IXX' - -;I)aebr 'm - 2' - 15/ La figure 10 montre une cellule à cristaux liquides en mode IPS (commutation dans un plan), dans laquelle les molécules de cristaux liquides sont décalées dans un plan en fonction de la tension. La figure 1 Oa montre la cellule au repos et la figure
I Ob montre la cellule lorsque la tension est appliquée. La référence 7 correspond à une électrode de grille à droite et à une électrode commune à gauche.
L'invention peut être appliquée à une cellule à cristaux liquides à domaines multiples, afin d'assurer un angle de vision plus important. Certains modes de réalisation du procédé de fabrication de la cellule à cristaux liquides à domaines
multiples sont représentés sur les figures 11. 12, 13 et 14.
La figure 11 montre Lin mode de réalisation de l'invention permettant de lournir une cellule à cristaux liquides à domaines multiples à alignement horizontal, dans lequel on impose à la première couche d'alignement 8 une première I 5 préinclinaison par frottement mécanique. et dans laquelle on impose à la deuxième couche d'alignement 9 deux préinclinaisons dans deux domaines, en utilisant de la lumière. Les figures 11 Ia et Iib montrent le traitement de frottement permettant d'imposer une première préinclinaison à la couche d'alignement 8, avec un angle de préinclinaison faible, proche de 0 . Les figures 1 lc à 1 If montrent le procédé de formation de deux préinclinaisons secondaires dans deux domaines de la seconde couche d'alignement 9, avec une énergie lumineuse élevée. de sorte à fournir deux angles de préinclinaison faibles inférieurs à 5 . La lumière polarisée est irradiée en incidence normale sur la seconde couche d'alignement 9. de sorte à déterminer un second angle de préinclinaison. et deux directions d'angles de préinclinaison, comme représenté sur la figure 1 d. Pour sélectiolmer une première direction d'angle de préinclinaison pour un premier domaine 1, la lumière non-polarisée est irradiée dans une première incidence oblique sur le second substrat 2, en recouvrant un second domaine II à l'aide d'un masque 10. De la sorte, on forme la première préinclinaison secondaire dans un premier domaine I. la première des deux préinclinaisons secondaires étant définie par un second angle de préinclinaison et une première direction d'angle de préinclinaison, comme représenté sur la figure le. Afin de sélectionner une seconde direction d'angle de préinclinaison pour un second domaine IlI. le masque 10 recouvrant le second domaine Il est déplacé. de sorte à recouvrir le premier domaine I. La lumière non-polarisée est irradiée sur le second substrat 2, sous une seconde incidence oblique, le premier domaine I étant recouvert du masque 10. De la sorte, on forme la seconde préinclinaison secondaire sur le second domaine Il. comme représenté sur la figure 1 f. La seconde préinclinaison secondaire est définie par un second angle de préinclinaison et une seconde direction d'angle de préinclinaison. On assemble les premiers substrat I et second substrat 2, puis on injecte du matériau de cristaux liquides entre les deux substrats 1. 2. Les molécules du matériau de cristaux liquides sont arrangées dans les différentes directions entres les différents domaines, comme représenté sur la figure 1 Ig. en fonction des deuxièmes préinclinaisons. De la sorte. on compense l'angle de vision. en alignant de façon différente les molécules de cristaux liquides en fonction des domaines, de sorte à obtenir une
cellule à cristaux liquides présentant un angle de vision plus important.
Dans ce miode de réalisation, la cellule à cristaux liquides à deux domaines de l'invention permet d'obtenir une cellule à cristaux liquides à domaines multiples sans photolithographie. En outre, la stabilité de l'alignement est obtenue grâce à la
premiere préinclinaison.
La figure 12 montre un autre mode de réalisation de l'invention, qui permet
d'obtenir une cellule à cristaux liquides à domaines multiples à alignement vertical.
dans lequel on impose à la première couche d'alignement 8 une première préinclinaison par frottement mécanique, et dans lequel on impose à la seconde couche d'alignement deux préinclinaisons dans deux domaines en utilisant de la lumière. Les figures 12a et 12b montrent le traitement de frottement permettant de fournir une première préinclinaison sur la couche d'alignement 8, avec un angle de préinclinaison élevé supérieur à 600. Les figures 12c à 12f montrent le procédé de formation de deux préinclinaisons secondaires dans deux domaines de la seconde couche d'alignement 9, avec une énergie lumineuse faible. de sorte à fournir un angle de préinclinaison élevé supérieur à 600. La lumière polarisée est irradiée en incidence normale sur la seconde couche d'alignement 9. de sorte à déterminer un second angle de préinclinaison et deux directions d'angle de préinclinaison, comme représenté sur la figure 12d. Pour sélectionner une première direction d'angle de préinclinaison pour un premier domaine 1, la lumière non-polarisée est irradiée sous une première incidence oblique sur le second substrat 2. un second domaine II étant recouvert d'un masque 10. De la sorte, on forme la première préinclinaison secondaire dans un premier domaine 1, cette première préinclinaison étant définie par t \142(WM \14J I D4' - 1 d I X,.- I - - - - '; un second angle de préinclinaison et une première direction d'angle de préinclinaison, comme représenté sur la figure 12e. Pour sélectionner une deuxième direction d'angle de préinclinaison pour un second domaine II, le masque 10 recouvrant le second domaine II est déplacé de sorte à recouvrir le premier domaine 1. De la lumière non polarisée est irradiée sous une seconde incidence oblique sur le second substrat 2, le premier domaine I étant recouvert du masque 10. De la sorte, une deuxième préinclinaison secondaire est formée sur le second domaine II, comme représenté sur la figure 12f, la deuxième préinclinaison secondaire étant définie par un second angle de préinclinaison, et une seconde direction d'angle de
préinclinaison.
On assemble les premier et second substrats 1 et 2, puis on injecte du matériau de cristaux liquides entre les deux substrats 1, 2. Les molécules du matériau de cristaux liquides sont disposés suivant différentes directions selon les domaines, comme représenté sur la figure 1 2g, en fonction des deux préinclinaisons secondaires. Cette cellule à cristaux liquides à alignement vertical présente un mode incurvé dans le premier domaine I, et un mode ECB dans le second domaine II. De la sorte, on compense l'angle de vision en alignant de façon différente les molécules de cristaux liquides, selon les domaines, de sorte à obtenir une cellule à cristaux
liquides présentant un angle de vision plus important.
Dans ce mode de réalisation, on obtient une cellule à cristaux liquides à deux domaines, à l'aide d'énergie lumineuse faible, et de la sorte, il est possible d'obtenir une cellule à cristaux liquides à domaines multiples sans photolithographie. En outre,
la stabilité d'alignement est assurée grâce à la première préinclinaison.
La figure 13 montre un autre mode de réalisation du procédé de fabrication de cellules à cristaux liquides à domaines multiples. Les figures 1 3a et 1 3b montrent le traitement de frottement permettant de fournir une première préinclinaison primaire dans un premier domaine I du premier substrat 1, et une deuxième préinclinaison primaire dans un second domaine Il du premier substrat 1, avec des angles de préinclinaison différents. de sorte que le premier angle de préinclinaison au niveau
de ce premier substrat soit supérieur au deuxième angle de préinclinaison.
La couche d'alignement permettant de diviser les domaines est représenté sur la figure 13a; une couche d'alignement organique 8A formée sur le premier substrat 1 est partiellement recouverte d'une couche d'alignement inorganique 8B. Dans la couche d'alignement organique 8A, l'angle de préinclinaison est formé de sorte à être R.142111 14241 IXX - 27 d 1c9l9r I9) - IN;42 plus important que dans la couche d'alignement inorganique 8B. De la sorte, on forme une première préinclinaison primaire au niveau de ce premier substrat avec un premier angle de préinclinaison primaire faible et une première direction d'angle de préinclinaison. ainsi qu'une deuxième préinclinaison primaire avec un deuxième angle de préinclinaison primaire élevé et une première direction d'angle de préinclinaison. Les figures 13c et 13d montrent le procédé pour séparer en deux domaines le second substrat 2, avec deux préinclinaisons secondaires présentant des angles de préinclinaison différents. Le substrat 2 est revêtu d'une seconde couche d'alignement 9 et est recouvert d'un masque 10 comprenant une partie transparente pour un premier domaine I et une partie semi-transparente pour un second domaine II. Une lumière polarisée est irradiée en incidence normale sur le second substrat, de sorte à déterminer un premier angle de préinclinaison secondaire élevé, une deuxième direction de préinclinaison, et deux directions d'angle de préinclinaison secondaire sur un premier domaine I. ainsi qu'un deuxième angle de préinclinaison secondaire faible, une deuxième direction de préinclinaison, et deux directions d'angle de préinclinaison secondaire sur un second domaine II. Pour sélectionner une direction d'angle de préinclinaison secondaire pour le premier domaine I et pour le second domaine II, de la lumière non-polarisée est irradiée sous incidence oblique, sur le second substrat II. De la sorte, la première préinclinaison secondaire et la deuxième préinclinaison secondaire sont respectivement formées dans un premier domaine I et un second domaine Il. la première préinclinaison secondaire correspondant à un premier angle de préinclinaison secondaire élevé et à une seconde direction d'angle de préinclinaison, et la deuxième préinclinaison secondaire correspondant à un deuxième angle de préinclinaison secondaire faible, et à une seconde direction
d'angle de préinclinaison comme représenté sur la figure 13e.
On assemble le premier substrat 1 et le second substrat 2, puis on injecte des matériaux de cristaux liquide entre les deux substrats 1, 2. Les molécules de matériaux de cristaux liquides sont alignés dans différentes directions, selon les domaines, comme représenté sur la figure 13f, en fonction des angles de préinclinaison. De la sorte, on compense l'angle de vision en alignant de façon différente les molécules de cristaux liquide selon les domaines, de façon à obtenir une cellule à
cristaux liquides présentant un angle de vision plus important.
I 1:_1hI ' X-)6 - 19142 Dans ce mode de réalisation, la cellule à cristaux liquides à deux domaines selon l'invention permet d'obtenir une cellule à cristaux liquides à domaines multiples sans photolithographie. En outre, la stabilité d'alignement est assurée du
fait du premier alignement frotté.
La figure 14 montre un procédé de fabrication d'une cellule à cristaux liquides à quatre domaines. Un premier substrat à deux domaines 1 est préparé par frottement inverse, comme représenté sur les figures 14a, 14b, et 14c. La référence 8 désigne une couche d'alignement du substrat 1 et la référence 11 désigne une couche photosensible. Un second substrat à quatre domaines est préparé en changeant la
direction de photo-irradiation, comme représenté sur les figures 14d à 14i.
Comme représenté à la figure 14d, on irradie la couche d'alignement 9 du substrat 2 par une première lumière polarisée linéairement, sous incidence normale, à travers un masque 10 présentant une partie transparente au dessus de domaines I et
II. et une partie non-transparente au dessus de domaines III et IV.
Ensuite, comme représenté à la figure 14e, on irradie la couche d'alignement 9 du substrat 2 par une lumière non polarisée, sous une première incidence oblique, à travers un masque 10 présentant une partie transparente au dessus du domaine I, et
une partie non-transparente au dessus des domaines II, III et IV.
Comme représenté à la figure 14f. on irradie ensuite la couche d'alignement 9 du substrat 2 par une lumière non polarisée, sous une seconde incidence oblique, à travers un masque 10 présentant une partie transparente au dessus du domaine II, et
une partie non-transparente au dessus des domaines I, III et IV.
On forme de la sorte dans les domaines I et II des première et seconde préinclinaisons; la valeur de l'angle de préinclinaison est déterminée par l'énergie de la lumière polarisée linéairement de la figure 14d: la direction de polarisation de la lumière polarisée linéairement détermine deux directions d'angle de préinclinaison dans les domaines I et II, comme représenté par les flèches en trait interrompu sur la figure 14d; dans chaque domaine I et II, on choisit une de ces deux directions d'angle de préinclinaison grâce au choix de l'incidence des première et seconde irradiations obliques des figures 14e et 14f, comme représenté par les flèches en trait interrompu
sur ces figures.
Ensuite, comme représenté à la figure 14g, on irradie la couche d'alignement 9 du substrat 2 par une deuxième lumière polarisée linéairement, sous incidence normale, à travers un masque 10 présentant une partie transparente au dessus des domaines III et IV, et une partie non-transparente au dessus des domaines I et II. La deuxième lumière polarisée linéairement présente une direction de polarisation perpendiculaire à la direction de polarisation de la première lumière polarisée
linéairement de la figure 14d.
Puis, comme représenté à la figure 14h, on irradie la couche d'alignement 9 du substrat 2 par une lumière non polarisée, sous une troisième incidence oblique, à travers un masque 10 présentant une partie transparente au dessus du domaine III, et
une partie non-transparente au dessus de domaines 1, II et IV.
Comme représenté à la figure 14i, on irradie ensuite la couche d'alignement 9 du substrat 2 par une lumière non polarisée, sous une quatrième incidence oblique, à travers un masque 10 présentant une partie transparente au dessus du domaine IV, et
une partie non-transparente au dessus de domaines I, Il et III.
On forme de la sorte dans les domaines IlI et IV des troisième et quatrième préinclinaisons; la valeur de l'angle de préinclinaison est déterminée par l'énergie de la lumière polarisée linéairement de la figure 14g; la direction de polarisation de la lumière polarisée linéairement détermine deux directions d'angle de préinclinaison dans les domaines III et IV, comme représenté par les flèches en trait interrompu sur la figure 14g; dans chaque domaine III et IV, on choisit une de ces deux directions d'angle de préinclinaison grâce au choix de l'incidence des troisième et quatrième irradiations obliques des figures 14h et 14i, comme représenté par les flèches en trait
interrompu sur ces figures.
On définit ainsi dans les quatre domaines I, II, III, IV des préinclinaisons présentant des directions d'angle de préinclinaison différentes et des angles de
préinclinaison égaux deux à deux.
On assemble les deux substrats 1, 2 puis on injecte le matériau de cristaux liquides entre les deux substrats 1, 2. On compense l'angle de vision en alignant de façon différente les molécules de cristaux liquides dans chaque domaine, comme représenté sur la figure 14j, de tfaçon à obtenir une cellule à cristaux liquides avec un angle de vision plus important. Sur la figure 14j, on a représenté en vue de dessus en trait plein les directions d'angle de préinclinaison sur le premier substrat 1 et en trait 14'21.1.1241 Il' - ' dó,mblc 1 -6-21/!42 interrompu les directions d'angle de préinclinaison sur le deuxième substrat 2. Les points gras dans chaque domaine représentent la direction d'alignement des
molécules de cristaux liquides, qui sont différentes dans chaque domaine.
L'invention peut être adaptée à des cellules à cristaux liquides présentant différents modes, tel qu'un mode nématique en hélice (TN), un mode ECB (à biréfringence commandé électriquement), un mode incurvé (bend mode) et un mode
IPS (à commutation dans un plan), en contrôlant la direction d'alignement.
Dans cette invention, il est possible d'assurer la stabilité de l'alignement grâce à une première couche d'alignement frottée, et d'augmenter le rendement en alignant une seconde couche d'alignement à l'aide de lumière, au lieu de frottement, de sorte à
éliminer les dommages provoqués par le traitement de frottement.
En outre, on peut obtenir une cellule à cristaux liquides à domaines multiples
par un procédé simple, sans photolithographie comme pour le frottement inverse.
On comprendra que la forme de la présente invention, telle que représentée et décrite, doit être considérée comme un exemple préféré de l'invention, et que diverses applications, telles que les variations de l'ordre de photo-irradiation, peuvent
être mises en oeuvre sans s'écarter de l'invention.
R 142H,\142:41 I[XX -27 dcc.nbrc 10"96 -22/42

Claims (48)

REVENDICATIONS
1.- Un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant les étapes de: - fourniture d'une première couche d'alignement (8) sur un premier substrat (1); - frottement de la première couche d'alignement (8) de telle sorte que la première couche d'alignement (8) présente un premier angle de préinclinaison; - fourniture d'une seconde couche d'alignement (9) sur un second substrat (2); - exposition de la seconde couche d'alignement (9) à la lumière, de telle sorte que la seconde couche d'alignement (9) présente au moins un second angle de préinclinaison; et - fourniture d'un matériau de cristaux liquides entre lesdits premier et second substrats. 2.- Un procédé selon la revendication 1, dans lequel la première couche
d'alignement (8) comprend du polyimide.
3.- Un procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite seconde
couche d'alignement (9) comprend des matériaux à base de polysiloxane.
4.- Un procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel ladite
lumière comprend de la lumière polarisée linéairement.
5.- Un procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite étape d'exposition comprend les étapes de: - génération de lumière nonpolarisée et - transmission de ladite lumière non-polarisée à travers un polariseur (5) pour
générer ladite lumière polarisée.
6.- Un procédé selon la revendication 5, dans lequel ladite lumière polarisée
linéairement comprend de la lumière ultraviolette polarisée linéairement.
7.- Un procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel ladite
lumière est en incidence sensiblement normale à ladite seconde couche d'alignement
(9).
8.- Un procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel ladite lumière
comprend de la lumière ultraviolette.
14R I 1'-1I >4X - 27 d Iu 6-mblc I,'ó> -23/42
9.- Un procédé selon l'une des revendications 1 à 8. dans lequel ladite étape
d'exposition comprend une exposition unique à ladite lumière.
10.- Un procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel une pluralité
d'angles de préinclinaison sont associés à ladite seconde couche d'alignement (9), après ladite étape d'exposition. les angles de préinclinaison ladite pluralité d'angles de préinclinaison étant orientés dans des directions de préinclinaison respectives, l'étape consistant à fournir des cristaux liquides comprenant en outre l'étape d'injection dudit matériau de cristaux liquides entres lesdits premier et second substrats, de sorte à choisir des angles de préinclinaison parmi lesdites pluralités d'angle de préinclinaison des angles de préinclinaison orientés dans une seule direction. 11.- Un procédé selon la revendication 7 ou 8, dans lequel une pluralité d'angles de préinclinaison sont associés à ladite seconde couche d'alignement (9), après ladite étape d'exposition. les angles de préinclinaison ladite pluralité d'angles de préinclinaison étant orientés dans des directions de préinclinaison respectives, l'étape d'exposition comprenant en outre l'étape d'exposition à une lumière additionnelle, de sorte à sélectionner parmi lesdites pluralités d'angle de
préinclinaison des angles de préinclinaison orientés dans une seule direction.
12.- Un procédé selon la revendication 11, dans laquelle ladite lumière additionnelle comprend de la lumière non polarisée; 13.- Un procédé selon la revendication 12, dans lequel ladite lumière non
polarisée est en incidence oblique par rapport à la seconde couche d'alignement (9).
14.- Un procédé selon l'une des revendications 1 à 13. dans lequel ladite étape
d'exposition comprend les étapes de: - exposition de ladite seconde couche d'alignement (9) à une lumière polarisée, en incidence normale, et exposition de la seconde couche d'alignement (9) à une lumière non polarisée, en
incidence oblique.
15.- Un procédé selon l'une des revendications I à 13. dans lequel ladite étape
d'exposition comprend les étapes de: - exposition de la seconde couche d'alignement (9) à une lumière non polarisée en incidence oblique; et exposition de ladite seconde couche d'alignement (9) à un lumière polarisée, en
incidence normale.
16.- Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel
ladite étape d'exposition comprend en outre les étapes de: - exposition de la seconde couche d'alignement (9) à une première lumière de telle sorte qu'une pluralité d'angles de préinclinaison soit associée à la seconde couche d'alignement (9), les angles de préinclinaison de ladite pluralité d'angles de préinclinaison étant orientés dans des directions de préinclinaison respectives; - exposition d'une première portion (I) de ladite seconde couche d'alignement (9) à une seconde lumière, de sorte à sélectionner ceux des angles de préinclinaison associés la une première portion (I) qui sont orientés dans une première direction; et - exposition d'une seconde portion (II) de ladite seconde couche d'alignement (9) à une troisième lumière, de sorte à sélectionner ceux desdits angles de préinclinaison associés à la seconde portion (II) qui sont orientés dans une
seconde direction.
17.- Un procédé selon la revendication 16, dans lequel ladite première lumière
comprend de la lumière polarisée linéairement.
18.- Un procédé selon la revendication 16 ou 17, dans laquelle ladite première lumière est en incidence sensiblement normale sur la surface de ladite seconde
couche d'alignement (9).
19.- Un procédé selon l'une des revendications 16 à 18, dans lequel ladite
seconde lumière et/ou ladite troisième lumière comprend ou comprennent de la
lumière non polarisée.
20.- Un procédé selon l'une des revendications 16 à 19, dans lequel ladite
seconde lumière ou ladite troisième lumière est ou sont en incidence oblique sur
ladite surface de ladite seconde couche d'alignement (9).
21. - Un procédé selon l'une quelconque des revendications I à 20, comprenant
les étapes de: 142 I 1'41 IXX - 27IcnIC,.b IP)" - '; 42 - fourniture d'une troisième couche d'alignement (8B) sur une partie de ladite première couche d'alignement (8A); - frottement de ladite troisième couche d'alignement (8B) de telle sorte que la troisième couche d'alignement (8B) présente un troisième angle de préinclinaison. 22.- Un procédé selon la revendication 21, dans lequel ladite troisième couche d'alignement (8B) présente un angle de préinclinaison avec des caractéristiques
différentes de celles de la première couche d'alignement (8A).
23.- Un procédé selon la revendication 21 ou 22, dans lequel ledit troisième angle de préinclinaison présente une valeur supérieure à la valeur dudit premier
angle de préinclinaison.
24.- Un procédé selon l'une quelconque des revendications I à 9 ou 21 à 23,
comprenant en outre les étapes de: - exposition d'une première portion (I) de ladite seconde couche d'alignement (9) à une première dose d'une première lumière de telle sorte qu'une première pluralité d'angles de préinclinaison présentant des directions d'inclinaison respectives soit associée à la première portion (I) de ladite seconde couche d'alignement (9), et - exposition d'une seconde portion (II) de ladite couche d'alignement (9) à une seconde dose de ladite première lumière, de telle sorte qu'une seconde pluralité d'angles de préinclinaison présentant des directions de préinclinaison respectives soit associée à la seconde portion (II) de ladite seconde couche
d'alignement (9).
25.- Un procédé selon la revendication 24, comprenant en outre les étapes de: - exposition de ladite première portion (I) de ladite seconde couche d'alignement (9) à une première dose d'une seconde lumière de sorte à sélectionner certains des angles de préinclinaison associés à ladite première portion (I) de ladite seconde couche d'alignement (9); et exposition de ladite seconde portion (II) de ladite seconde couche d'alignement (9) à une seconde dose de ladite seconde lumière, de sorte à sélectionner certains desdits angles de préinclinaison associés à ladite seconde portion (II) de ladite
seconde couche d'alignement (9).
I4 -'21 14_41 1)X -27d-clb-e I';) - 2142 26.- Un procédé selon la revendication 24 ou 25, dans lequel ladite première
lumière comprend de la lumière ultraviolette polarisée linéairement.
27.- Un procédé selon l'une des revendications 24 à 26. dans lequel ladite
première lumière est en incidence sensiblement normale à la surface de ladite seconde couche d'alignement (9);
28.- Un procédé selon l'une des revendications 24 à 27, dans lequel chacun des
angles de ladite première pluralité d'angles de préinclinaison présente une valeur supérieure à la valeur de chacun des angles de préinclinaison de ladite seconde pluralité.
29.- Un procédé selon l'une quelconque des revendications 25 à 28. dans lequel
ladite seconde lumière comprend de la lumière non polarisée.
30.- Un procédé selon l'une des revendications 25 à 29, dans lequel ladite
seconde lumière est en incidence oblique sur ladite surface de ladite seconde couche
d'alignement (9).
31.- Un procédé selon l'une des revendications 24 à 30, dans lequel ladite
première lumière est fournie à ladite seconde couche d'alignement (9) à travers une plaque (10) présentant une première partie alignée avec ladite première portion (I) du substrat et présentant une première transmissivité. et une seconde partie alignée avec ladite seconde portion (Il) de ladite seconde couche d'alignement (9) et
présentant une seconde transmissivité.
32.- Un procédé selon l'une des revendications 25 à 31, dans lequel ladite
seconde lumière est fournie à ladite seconde couche d'alignement (9) à travers une plaque (10) présentant une première partie alignée avec ladite première portion (I) de ladite seconde couche d'alignement, et présentant une première transmissivité, et une seconde partie alignée avec ladite seconde portion (II) de ladite seconde couche
d'alignement (9) et présentant une seconde transmissivité.
33.- Un procédé selon l'une des revendications 1 à 9 ou 21 à 23, dans lequel
ladite étape d'exposition comprend en outre les étapes de: - exposition d'une première portion (I) de ladite seconde couche d'alignement (9) à une première lumière, de sorte à associer à ladite première portion (I) de ladite RI- -', - '27dU l,-br". '}- 27142 seconde couche d'alignement (9) un premier angle de préinclinaison orienté dans une première direction; exposition d'une seconde portion (II) de ladite seconde couche d'alignement (9) à une seconde lumière, de telle sorte à associer à ladite portion (II) de ladite seconde couche d'alignement (9) un second angle de préinclinaison orienté dans une seconde direction; - exposition d'une troisième portion (III) de ladite seconde couche d'alignement (9) à une troisième lumière, de telle sorte à associer à la troisième portion (III) de ladite seconde couche d'alignement (9) un troisième angle de préinclinaison; - exposition d'une quatrième portion (IV) de ladite seconde couche d'alignement (9) à une quatrième lumière, de sorte à associer à ladite quatrième portion (IV) de ladite seconde couche d'alignement un quatrième angle de préinclinaison
orienté dans une quatrième direction.
34.- Un procédé selon la revendication 33. dans lequel au moins l'une desdites première lumière, seconde lumière, troisième lumière et quatrième lumière
comprend de la lumière non polarisée.
35.- Un procédé selon la revendication 33 ou 34, dans lequel au moins l'une desdites première, seconde, troisième ou quatrième lumière est en incidence oblique
sur la surface de ladite seconde couche d'alignement.
36.- Un procédé selon l'une des revendications I à 9 ou 21 à 23, dans lequel
ladite étape d'exposition comprend les étapes de: - exposition d'une première portion (1, II) de ladite seconde couche d'alignement (9) à une première lumière polarisée sous une incidence perpendiculaire; et exposition d'une seconde portion (III, IV) de ladite seconde couche d'alignement (9) à une seconde lumière polarisée sous une seconde incidence perpendiculaire. 37.- Un procédé selon la revendication 36, dans lequel l'étape d'exposition comprend en outre les étapes de: - exposition d'une première portion de ladite seconde d'alignement (9) à une première lumière non polarisée en incidence oblique; et - exposition d'une seconde portion de ladite seconde couche d'alignement (9) à une
seconde lumière non polarisée sous une seconde incidence oblique.
14R L* i- 11 1( - il lx L br 1996 - 21 42 38.- Un procédé selon la revendication 36 ou 37, dans lequel ladite exposition comprend en outre les étapes de: - exposition d'une première surface (I) d'une première portion (I, II) de ladite seconde couche d'alignement (9) à une première lumière non polarisée sous une première incidence oblique; - exposition d'une seconde surface (II) d'une première portion (I, II) de ladite seconde couche d'alignement (9) à une seconde lumière non polarisée sous une seconde incidence oblique; - exposition d'une première surface (III) d'une seconde portion (III, IV) de ladite 1 0 seconde couche d'alignement (9) à une troisième lumière non polarisée sous une troisième incidence oblique; et - exposition d'une seconde surface (IV) d'une seconde portion (III, IV) de ladite seconde couche d'alignement (9) à une quatrième lumière non polarisée sous
une quatrième incidence oblique.
39.- Un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides, comprenant les étapes de: - revêtement d'un premier substrat (1) par une première couche d'alignement (8); - frottement de ladite première couche d'alignement (8) de sorte à imposer une première direction d'alignement, une première direction d'angle de préinclinaison, et une première valeur d'angle de préinclinaison; - revêtement d'un second substrat (2) d'une deuxième couche d'alignement (9); - exposition de la seconde couche d'alignement (9) de sorte à imposer une seconde direction d'alignement, une pluralité de seconds angles de préinclinaison présentant chacun une valeur de second angle de préinclinaison, et orientés suivant une pluralité d'angles de préinclinaison; et - injection de matériaux de cristaux liquides entre lesdits premier et second substrats (1,2) de sorte à sélectionner parmi ladite pluralité d'angles de préinclinaison
ceux qui sont orientés dans l'une desdites directions d'angle de préinclinaison.
40.- Un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 39. dans lequel ladite première couche d'alignement (8)
comprend du polyimide.
41.- Un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 39 ou 40, dans lequel ladite seconde couche d'alignement
comprend des matériaux à base de polysiloxane.
I42< 14241 IN)4 - 27 d-ccmhoe 1%. - 2) 4-
42.- Un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides
selon l'une des revendications 39 à 41, dans lequel. au cours de ladite étape
d'exposition, ladite lumière est en incidence sensiblement normale sur ladite seconde
couche d'alignement (9).
43.- Un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides
selon l'une des revendications 39 à 42, dans lequel ladite lumière comprend de la
lumière ultraviolette.
I0 44.- Un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 43, dans lequel ladite lumière ultraviolette comprend de la
lumière ultraviolette polarisée linéairement.
45.- Un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides
1i5 selon l'une des revendications 39 à 44. dans lequel ladite étape d'exposition
comprend une exposition unique de ladite seconde couche d'alignement (9) à ladite lumière. 46.- Un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides
selon l'une des revendications 39 à 45, dans lequel ladite première direction d'angle
de préinclinaison est différente de ladite direction d'angle de préinclinaison sélectionnée. 47.- Un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant: - un premier substrat (1), - une couche (8) frottée disposée sur ledit premier substrat (1), - un second substrat (2),
- une couche photoalignée (9) disposée sur ledit second substrat et.
- un matériau de cristaux liquides disposés entre lesdits premier et second substrat (1,
2).
48.- Un dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 47,
dans lequel ladite couche frottée (8) comprend du polyimide.
49.- Un dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 47 ou 48, dans lequel ladite couche photoalignée (9) comprend un matériau à base de polysiloxane.
50.- Un dispositif d'affichage à cristaux liquides selon l'une des revendications
47 à 49, dans lequel des premières molécules dudit matériau de cristaux liquides adjacentes à ladite couche frottée (8) sont alignées dans une première direction, la première direction présentant un premier angle de préinclinaison et une première direction d'angle de préinclinaison associée à ladite couche frottée (8).
51.- Un dispositif d'affichage à cristaux liquides selon l'une des revendications
47 à 50, dans lequel des secondes molécules dudit matériau à cristaux liquides voisines de ladite couche photoalignée (9) sont alignées dans une seconde direction, la seconde direction présentant un second angle de préinclinaison et une seconde
direction d'angle de préinclinaison associée à ladite couche photoalignée (9).
52.- Dispositif d'affichage à cristaux liquide selon l'une des revendications 47 à
51, dans lequel ledit premier angle de préinclinaison et/ou ledit second angle de
préinclinaison est/sont supérieur(s) à 600.
53.- Dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 52, dans lequel ledit premier angle de préinclinaison et/ou ledit second angle de
préinclinaison est/sont compris entre 750 et 87 .
54.- Un dispositif d'affichage à cristaux liquides selon l'une des revendications
47 à 53, dans lequel ladite première direction d'angle de préinclinaison est
sensiblement parallèle à ladite seconde direction d'angle de préinclinaison.
55.- Un dispositif d'affichage à cristaux liquides selon l'une des revendications
47 à 53. dans lequel ladite première direction d'angle de préinclinaison est différente
de ladite seconde direction d'angle de préinclinaison.
56.- Un dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 55, dans lequel ladite première direction d'angle de préinclinaison est sensiblement
perpendiculaire à ladite seconde direction d'angle de préinclinaison.
57.- Un dispositif d'affichage à cristaux liquides selon la revendication 55,
dans lequel ladite direction du premier angle de préinclinaison est sensiblement anti-
parallèle à ladite direction du second angle de préinclinaison.
58.- Un dispositif d'affichage à cristaux liquides selon l'une des revendications
47 à 57, dans lequel des pluralités de molécules de cristaux liquides sont disposées i< I 1',14241 IXK - - '- l e l';I - 42 au voisinage de portions respectives de ladite couche photoalignée (9), chaque pluralité de molécules de cristaux liquides présentant un angle de préinclinaison et
une direction de préinclinaison correspondantes.
R \142t1, 14-'41)XX' - 27 dc $br)t6 - 32/42
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