FR2760542A1 - Affichage a cristaux liquides a cavite fermee - Google Patents
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Abstract
Affichage à cristaux liquides à cavité fermée, ayant un large angle de présentation et comprenant : une couche isolante (100) présentant une pluralité de cavités, remplies par un matériau à cristaux liquides ; un premier substrat (10) , placé sur une face de la couche isolante, une première électrode formée sur une face du premier substrat près de la couche isolante ; et un deuxième substrat (20) , placé sur l'autre face de la couche isolante, une deuxième électrode étant formée sur une face du deuxième substrat près de la couche isolante, de sorte que les première et deuxième électrodes sont utilisées pour commander et faire varier l'alignement des molécules de cristaux liquides dans la pluralité de cavités.
Description
La présente invention concerne généralement un affichage a cristaux liquides. En particulier, la présente invention concerne un affichage à cristaux liquides ayant un large angle de présentation, et plus particulièrement un affichage à cristaux liquides à cavité fermée.
Les affichages à cristaux liquides (LCD) sont utilisés largement comme affichages pour des ordinateurs portables et des télévisions, étant donné que ces affichages sont légers, minces et consomment peu d'énergie. Actuellement, les LCD commerciaux les plus populaires sont les affichages à cristaux liquides torsadés nématiques (abrégés ci-dessous en TN) et les affichages à cristaux liquides torsadés super nématiques (STN). L'angle de torsion total des molécules est normalement de 90 degrés pour les LCD TN, et est égal ou supérieur à 180 degrés pour les LCD STN. Ces types de LCD sont appropriés pour être utilisés en tant qu'affichages à niveaux de gris noir/blanc. Toutefois, l'utilisation de ces LCD comme affichages à niveaux de gris multiples ou en couleur est la cause d'un grave problème de dépendance de l'angle de présentation. Cela est dû au fait que les chemins optiques de la lumière incidente sont différents pour des angles d'entrée différents, c'est-à-dire que l'indice de réflexion des cristaux liquides varie avec la variation de l'angle d'entrée. En référence à la Figure la, qui illustre une section transversale d'un LCD TN, tandis qu'une tension de polarisation est appliquée, les molécules 5 de cristaux liquides s'inclinent selon un angle d'inclinaison+. L'indice de réflexion correspondant est n ou nl, tandis que l'angle d'entrée est e ou -e.
Les indices de réflexion différents créent des chemins optiques différents ; en conséquence, les facteurs de transmission optiques sont différents. Le contraste est différent pour les mêmes angles d'inclinaison (+o). En outre, tandis que l'on regarde le panneau d'affichage suivant une direction d'inclinaison, l'endroit qui devrait être foncé a une fuite de lumière et donc le contraste est dégradé. En outre, le noir et le blanc des niveaux de gris intermédiaires sont inversés. Ainsi l'image ne peut pas être réellement reproduite. Ce problème devient plus aigu si l'on regarde l'affichage suivant sa direction verticale. L'angle de présentation total dans ce cas, sans inversion de niveau de gris, n'est que d'environ 40 degrés.
Pour résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus, on prévoit un mode d'affichage de domaine divisé ou de multidomaines de molécules à cristaux liquides dans un pixel, pour lequel on a constaté qu'il a un angle de présentation plus de deux fois supérieur à celui du LCD
TN. En référence à la Figure lb, qui illustre la section transversale d'un LCD à multidomaines comportant deux domaines dans un pixel, tandis qu'il y a une tension de polarisation, les angles d'inclinaison des molécules de cristaux liquides dans les deux domaines sont respectivement et -. Lorsque la lumière est incidente en a avec un angle d'inclinaison e, l'indice de réfraction effective des cristaux liquides est n..
TN. En référence à la Figure lb, qui illustre la section transversale d'un LCD à multidomaines comportant deux domaines dans un pixel, tandis qu'il y a une tension de polarisation, les angles d'inclinaison des molécules de cristaux liquides dans les deux domaines sont respectivement et -. Lorsque la lumière est incidente en a avec un angle d'inclinaison e, l'indice de réfraction effective des cristaux liquides est n..
Lorsque la lumière est incidence en b avec l'angle d'inclinaison e, l'indice de réfraction effective du cristal liquide est nl. Lorsque la lumière est incidente en a', avec un angle d'inclinaison -e, 1 l'indice de réfraction effective du cristal liquide est nl. Lorsque la lumière est incidente en b' avec un angle de réfraction -e, l'indice de réfraction effective du cristal liquide est n... En conséquence, l'intensité moyenne de la lumière incidente à l'angle e est identique à celle de la lumière incidente à l'angle -e, c'est-àdire que les contrastes sont identiques à l'angle d'inclinaison e et à l'angle d'inclinaison -e. Ainsi, l'angle de présentation est élargi. Toutefois, lors de la fabrication de ces affichages à cristaux liquides à multidomaines, il faut utiliser un processus photolithographique pour diviser les multiples domaines.
Chaque domaine doit être traité par frottement suivant une direction différente. Toutefois, ce processus de frottement introduit des impuretés dans les cellules LCD, et détériore les propriétés du LCD. L'électricité statique produite par le frottement du substrat a tendance à endommager les dispositifs tels que les transistors à couches minces, et donc à réduire le rendement.
Une autre technique antérieure connue est le microdomaine aligné symétrique axialement (appelée ci-dessous
ASM) qui est décrit dans "Axially Symmetric Aligned
Microcell (ASM) Mode : Electro-Optical Characteristics of
New Display Mode with Excellent Wide Viewing Angle" par
N. Yamada, Sokohzaki, F. Funada, K. Awane, dans SID 95'
Digest, p. 575. L'angle de présentation sans inversion des niveaux de gris est d'environ +600 pour un affichage à cristaux liquides ASM. Voir la Figure lc, qui illustre la structure d'un affichage à cristaux liquides ASM. La fabrication d'un affichage à cristaux liquides ASM est réalisée en faisant séparer par le polymère 4 les cristaux liquides 3 en chaque pixel suivant la séparation de phase du polymère et des cristaux liquides. Comme représenté sur la figure ld, un ensemble de polariseurs dont les axes de transmission sont l'axe X et l'axe Y, respectivement, est utilisé pour mesurer le contraste à chaque angle de présentation. En conséquence, l'angle de présentation e n'est que de 400 lorsque l'angle azimutal Ç est de 450, 1350, 2250 ou 3150. En outre, il est difficile de fabriquer un affichage à cristaux liquides
ASM du fait que son électrode supérieure et son électrode inférieure doivent être précisément alignées pour que le cristal liquide puisse séparer chaque pixel.
ASM) qui est décrit dans "Axially Symmetric Aligned
Microcell (ASM) Mode : Electro-Optical Characteristics of
New Display Mode with Excellent Wide Viewing Angle" par
N. Yamada, Sokohzaki, F. Funada, K. Awane, dans SID 95'
Digest, p. 575. L'angle de présentation sans inversion des niveaux de gris est d'environ +600 pour un affichage à cristaux liquides ASM. Voir la Figure lc, qui illustre la structure d'un affichage à cristaux liquides ASM. La fabrication d'un affichage à cristaux liquides ASM est réalisée en faisant séparer par le polymère 4 les cristaux liquides 3 en chaque pixel suivant la séparation de phase du polymère et des cristaux liquides. Comme représenté sur la figure ld, un ensemble de polariseurs dont les axes de transmission sont l'axe X et l'axe Y, respectivement, est utilisé pour mesurer le contraste à chaque angle de présentation. En conséquence, l'angle de présentation e n'est que de 400 lorsque l'angle azimutal Ç est de 450, 1350, 2250 ou 3150. En outre, il est difficile de fabriquer un affichage à cristaux liquides
ASM du fait que son électrode supérieure et son électrode inférieure doivent être précisément alignées pour que le cristal liquide puisse séparer chaque pixel.
En conséquence, un objet de la présente invention est de fournir un type à cavité fermée de dispositif à affichage à cristaux liquides, qui est un affichage à cristaux liquides présentant un contraste élevé, une grande qualité d'image, un large angle de présentation et une capacité de niveaux de gris (ou d'image en couleur).
Pour atteindre cet objet, une cavité fermée de cellule de cristaux liquides (CCLC) de la présente invention est réalisée en introduisant des cristaux liquides dans une cavité formée dans une couche isolante, dans laquelle la cavité présente une couche d'alignement sur son pourtour intérieur, et en positionnant deux substrats transparents sur le fond et sur le dessus de la cavité.
Le pourtour intérieur de la cavité est traité de manière que les molécules de cristaux liquides soient alignées dans celle-ci. La fabrication d'un CCLC peut être réalisée par un processus connu de photolithographie et un processus d'attaque chimique, et en introduisant ensuite du matériau à cristaux liquides dans le CCLC. Le
CCLC peut être combiné avec d'autres dispositifs optiques tel qu'un polariseur, un compensateur et un réflecteur, ou similaires, pour afficher des images.
CCLC peut être combiné avec d'autres dispositifs optiques tel qu'un polariseur, un compensateur et un réflecteur, ou similaires, pour afficher des images.
Une caractéristique du CCLC suivant la présente invention est que l'alignement des molécules de cristaux liquides est très affecté par la forme de la cavité et le matériau appliqué sur le pourtour intérieur de la cavité.
Prenons par exemple une cavité cylindrique ayant une couche d'alignement homéotropique formée sur son pourtour intérieur. Les directeurs de cristaux liquides sont alignés radialement dans une telle cavité cylindrique. En conséquence, l'angle de présentation d'un affichage réalisé à partir de tels CCLC est large et est indépendant de l'angle azimutal.
Plus précisement, l'invention concerne un affichage à cristaux liquides à cavité fermée comprenant
un premier substrat sur lequel une couche isolante présentant une pluralité de cavités est placée, et une première électrode est formée sur un côté de la couche isolante.
un premier substrat sur lequel une couche isolante présentant une pluralité de cavités est placée, et une première électrode est formée sur un côté de la couche isolante.
un deuxième substrat placé sur l'autre face du premier substrat près de la couche isolante, dans lequel une deuxième électrode est formée sur un côté du deuxième substrat, près de la couche isolante
une matière à cristaux liquides qui remplit la pluralité de cavités et l'interstice formé entre le premier substrat et le deuxième substrat, de sorte que la première électrode et la deuxième électrode sont utilisées pour commander et faire varier l'alignement de molécules à cristaux liquides dans la pluralité de cavités et l'interstice.
une matière à cristaux liquides qui remplit la pluralité de cavités et l'interstice formé entre le premier substrat et le deuxième substrat, de sorte que la première électrode et la deuxième électrode sont utilisées pour commander et faire varier l'alignement de molécules à cristaux liquides dans la pluralité de cavités et l'interstice.
Cet affichage peut comporter en outre un réflecteur placé entre la couche isolante et le deuxième substrat ou un premier polariseur placé sur l'autre face du premier substrat, et un deuxième polariseur placé sur l'autre face du deuxième substrat, dans lequel l'axe d'absorption du deuxième substrat est perpendiculaire à celui du premier substrat.
Dans le premier cas, l'affichage peut comporter un polariseur placé sur le premier substrat.
Dans le deuxième cas, l'affichage peut comprendre également un compensateur placé entre le premier substrat et le polariseur ou entre le deuxième substrat et le deuxième polariseur. Il peut en outre comprendre un réflecteur placé sur une face du deuxième polariseur.
Dans le cas où le compensateur est placé entre le premier substrat et le premier polariseur, on peut prévoir un réflecteur placé sur une face du deuxième polariseur.
En outre, dans le cas où le compensateur est placé entre le deuxième substrat et le deuxième polariseur, on peut prévoir un réflecteur placé sur un côté du premier polariseur.
Dans les deux cas, le compensateur peut être réalisé à partir de matériaux à biréfringence uniaxe négative sur le plan optique ; ou à partir de matériau à biréfringence biaxe dont les axes optiques sont perpendiculaires l'un à l'autre.
Suivant un autre mode de réalisation, le compensateur est réalisé à partir de matériaux comprenant des couches uniaxiales vrillées.
La couche isolante peut être composée d'une matière polymère ou peut comprendre soit de l'oxyde, soit du nitrure, soit une combinaison d'oxyde et de nitrure.
La pluralité de cavités formées dans la couche isolante sont des cavités cylindriques ou coniques ou en forme de cuve.
Le matériau à cristaux liquides remplissant la pluralité de cavités comprend un dopant chiral présentant une rotation optique ; ou un colorant.
Les molécules du matériau à cristaux liquides remplissant la pluralité de cavités peuvent être en alignement homéotropique, homogène ou incliné.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une cavité fermée d'affichage à cristaux liquides, comprenant les étapes consistant à
(1) former une première électrode sur un premier substrat et former une couche isolante sur une face de la première électrode
(2) former une pluralité de cavités dans la couche isolante ;
(3) former une deuxième électrode sur une face d'un deuxième substrat
(4) appliquer une couche d'alignement sur le premier substrat, le deuxième substrat et le pourtour intérieur de la pluralité de cavités formées dans la couche isolante ; et
(5) remplir de matériau à cristaux liquides la pluralité de cavités, et recouvrir la couche isolante du deuxième substrat pour former une pluralité de cavités fermées remplies du matériau à cristaux liquides.
(1) former une première électrode sur un premier substrat et former une couche isolante sur une face de la première électrode
(2) former une pluralité de cavités dans la couche isolante ;
(3) former une deuxième électrode sur une face d'un deuxième substrat
(4) appliquer une couche d'alignement sur le premier substrat, le deuxième substrat et le pourtour intérieur de la pluralité de cavités formées dans la couche isolante ; et
(5) remplir de matériau à cristaux liquides la pluralité de cavités, et recouvrir la couche isolante du deuxième substrat pour former une pluralité de cavités fermées remplies du matériau à cristaux liquides.
Ce procédé comporte en outre l'étape consistant à placer un premier polariseur sur l'autre face du premier substrat, et placer un deuxième polariseur sur l'autre face du deuxième substrat.
Ce procédé peut en outre comprendre l'une des étapes suivantes
- placer un compensateur entre le premier substrat et le premier polariseur
- placer un réflecteur sur l'autre face du premier substrat et éventuellement placer un deuxième polariseur sur l'autre face du deuxième substrat
- former un réflecteur sur le premier substrat avant la formation de la première électrode, puis former la première électrode sur le réflecteur.
- placer un compensateur entre le premier substrat et le premier polariseur
- placer un réflecteur sur l'autre face du premier substrat et éventuellement placer un deuxième polariseur sur l'autre face du deuxième substrat
- former un réflecteur sur le premier substrat avant la formation de la première électrode, puis former la première électrode sur le réflecteur.
Suivant un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de fabrication pour une cavité fermée d'affichage à cristaux liquides, comprenant les étapes consistant à :
(1) former une première électrode sur un premier substrat et former une couche isolante sur une face de la première électrode ;
(2) former une pluralité de cavités dans la couche isolante
(3) former une deuxième électrode sur une face d'un deuxième substrat
(4) appliquer une couche d'alignement sur le premier substrat, le deuxième substrat et le pourtour intérieur de la pluralité de cavités formées dans la couche isolante
(5) répartir des éléments d'écartement sur la surface de la deuxième électrode du deuxième substrat, placer le premier substrat sur le deuxième substrat avec la première électrode et la deuxième électrode à l'intérieur, et sceller partiellement le bord pour former une cellule ; et
(6) remplir la cellule avec le matériau à cristaux liquides pour former une pluralité de cavités fermées remplies de matériau à cristaux liquides.
(1) former une première électrode sur un premier substrat et former une couche isolante sur une face de la première électrode ;
(2) former une pluralité de cavités dans la couche isolante
(3) former une deuxième électrode sur une face d'un deuxième substrat
(4) appliquer une couche d'alignement sur le premier substrat, le deuxième substrat et le pourtour intérieur de la pluralité de cavités formées dans la couche isolante
(5) répartir des éléments d'écartement sur la surface de la deuxième électrode du deuxième substrat, placer le premier substrat sur le deuxième substrat avec la première électrode et la deuxième électrode à l'intérieur, et sceller partiellement le bord pour former une cellule ; et
(6) remplir la cellule avec le matériau à cristaux liquides pour former une pluralité de cavités fermées remplies de matériau à cristaux liquides.
Suivant encore un autre mode de réalisation, le procédé de fabrication pour une cavité fermée d'affichage à cristaux liquides comprend les étapes consistant à
(1) former une couche isolante sur un premier substrat et former une pluralité de cavités dans la couche isolante
(2) former une première électrode sur une face de la couche isolante et le pourtour de la pluralité de cavités formées dans la couche isolante
(3) former une deuxième électrode sur une face d'un deuxième substrat
(4) appliquer une couche d'alignement sur le premier substrat, le deuxième substrat et le pourtour intérieur de la pluralité de cavités formées dans la couche isolante ;
(5) répartir des éléments d'écartement sur la surface de la deuxième électrode du deuxième substrat, placer le premier substrat sur le deuxième substrat avec la première électrode et la deuxième électrode à l'intérieur, et sceller partiellement le bord pour former une cellule ; et
(6) remplir la cellule de matière à cristaux liquides pour former une pluralité de cavités fermées remplies de la matière à cristaux liquides.
(1) former une couche isolante sur un premier substrat et former une pluralité de cavités dans la couche isolante
(2) former une première électrode sur une face de la couche isolante et le pourtour de la pluralité de cavités formées dans la couche isolante
(3) former une deuxième électrode sur une face d'un deuxième substrat
(4) appliquer une couche d'alignement sur le premier substrat, le deuxième substrat et le pourtour intérieur de la pluralité de cavités formées dans la couche isolante ;
(5) répartir des éléments d'écartement sur la surface de la deuxième électrode du deuxième substrat, placer le premier substrat sur le deuxième substrat avec la première électrode et la deuxième électrode à l'intérieur, et sceller partiellement le bord pour former une cellule ; et
(6) remplir la cellule de matière à cristaux liquides pour former une pluralité de cavités fermées remplies de la matière à cristaux liquides.
Dans ces deux modes de réalisation, le procédé comprend en outre l'étape consistant à
- placer un premier polariseur sur l'autre face du premier substrat, et placer un deuxième polariseur sur l'autre face du deuxième substrat et éventuellement placer un compensateur entre le premier substrat et le premier polariseur ; ou
- former un réflecteur sur le premier substrat avant la formation de la première électrode, puis former la première électrode sur le réflecteur et éventuellement placer un deuxième polariseur sur l'autre face du deuxième substrat.
- placer un premier polariseur sur l'autre face du premier substrat, et placer un deuxième polariseur sur l'autre face du deuxième substrat et éventuellement placer un compensateur entre le premier substrat et le premier polariseur ; ou
- former un réflecteur sur le premier substrat avant la formation de la première électrode, puis former la première électrode sur le réflecteur et éventuellement placer un deuxième polariseur sur l'autre face du deuxième substrat.
La description détaillée qui suit, donnée à titre d'exemple et sans intention de limiter l'invention uniquement aux modes de réalisation décrits ici, sera mieux comprise en faisant référence aux dessins joints, sur lesquels
la Figure la est un schéma en coupe transversale illustrant la répartition de molécules de cristaux liquides torsadés nématiques, avec un champ électrique appliqué
la Figure lb est un schéma en coupe transversale illustrant la répartition de molécules de cristaux liquides en deux domaines, auxquels a été appliqué un champ électrique ;
la figure lc est un schéma illustrant la structure d'un affichage à cristaux liquides ASM
la Figure ld est un schéma illustrant la coordonnée pour définir l'angle de présentation
la Figure 2a est un schéma en coupe transversale illustrant un mode de réalisation préféré de CCLC suivant la présente invention
la Figure 2b est un schéma illustrant la structure du mode de réalisation préféré de la Figure 2a
la Figure 2c est un schéma en coupe transversale illustrant la structure géométrique d'un CCLC de la figure 2a
la Figure 2d est un schéma illustrant la répartition des molécules de cristaux liquides le long de l'axe $ dans le CCLC de la Figure 2a, alors que la tension de polarisation est de 2,7 volts
la Figure 2e est un schéma illustrant la répartition des molécules de cristaux liquides le long de l'axe z dans le CCLC de la Figure 2a, alors que la tension de polarisation est de 2,7 volts
la Figure 2f est un schéma illustrant la répartition des molécules de cristaux liquides le long de l'axe + dans le CCLC de la Figure 2a, alors que la tension de polarisation est de 5,4 volts ;
la Figure 2g est un schéma illustrant la répartition des molécules de cristaux liquides le long de l'axe z dans le CCLC de la Figure 2a, alors que la tension de polarisation est de 5,4 volts
la Figure 2h est un schéma illustrant la relation entre la transmission et l'angle d'entrée du CCLC de la
Figure 2a à des tensions de polarisation différentes ;
la Figure 3a est un schéma en coupe transversale illustrant un autre mode de réalisation préféré du CCLC suivant la présente invention
la Figure 3b est un schéma en coupe transversale illustrant la structure géométrique d'un CCLC de la
Figure 3a
la Figure 3c est un schéma illustrant la répartition des molécules de cristaux liquides le long de l'axe t dans le CCLC de la Figure 3a, alors que la tension de polarisation est de 4 volts
la Figure 3d est un schéma illustrant la répartition des molécules de cristaux liquides le long de l'axe z dans le CCLC de la Figure 3a, alors que la tension de polarisation est de 4 volts ;
la Figure 3e est un schéma illustrant la répartition des molécules de cristaux liquides le long de l'axe + dans le CCLC de la figure 3a, tandis que la tension de polarisation est de 5 volts
la Figure 3f est un schéma illustrant la répartition des molécules de cristaux liquides le long de l'axe z dans le CCLC de la Figure 3a, alors que la tension de polarisation est de 5 volts
la Figure 3g est un schéma illustrant la relation entre la transmission et l'angle d'entrée du CCLC de la
Figure 3a, à des tensions de polarisation différentes ;
la Figure 4a est un schéma en coupe transversale illustrant un mode de réalisation préféré utilisant le
CCLC suivant la présente invention
la Figure 4b est un schéma illustrant l'ellipsoïde d'indice pour les cristaux liquides
la Figure 4c est un schéma illustrant l'ellipsoïde d'indice pour le compensateur
la Figure 4d est un schéma illustrant la relation entre l'angle de présentation et la transmission du CCLC avec et sans compensateur;
la Figure 5a est un schéma en coupe transversale illustrant un autre mode de réalisation préféré utilisant le CCLC suivant la présente invention
la Figure 5b est un schéma en coupe transversale illustrant un autre mode de réalisation préféré utilisant le CCLC suivant la présente invention
la Figure 5c est un schéma en coupe transversale illustrant un autre mode de réalisation préféré utilisant le CCLC suivant la présente invention
les Figures 6a et 6b sont des schémas en coupe transversale illustrant un autre mode de réalisation préféré utilisant le CCLC suivant la présente invention
la Figure 6c est un schéma illustrant la relation entre la transmission et l'angle d'entrée du CCLC de la
Figure 6a à des tensions de polarisation différentes
les Figures 7a et 7b sont des schémas en coupe transversale illustrant un autre mode de réalisation préféré utilisant le CCLC suivant la présente invention et
les Figures 8a et 8b sont des schémas en coupe transversale illustrant un autre mode de réalisation préféré utilisant le CCLC suivant la présente invention.
la Figure la est un schéma en coupe transversale illustrant la répartition de molécules de cristaux liquides torsadés nématiques, avec un champ électrique appliqué
la Figure lb est un schéma en coupe transversale illustrant la répartition de molécules de cristaux liquides en deux domaines, auxquels a été appliqué un champ électrique ;
la figure lc est un schéma illustrant la structure d'un affichage à cristaux liquides ASM
la Figure ld est un schéma illustrant la coordonnée pour définir l'angle de présentation
la Figure 2a est un schéma en coupe transversale illustrant un mode de réalisation préféré de CCLC suivant la présente invention
la Figure 2b est un schéma illustrant la structure du mode de réalisation préféré de la Figure 2a
la Figure 2c est un schéma en coupe transversale illustrant la structure géométrique d'un CCLC de la figure 2a
la Figure 2d est un schéma illustrant la répartition des molécules de cristaux liquides le long de l'axe $ dans le CCLC de la Figure 2a, alors que la tension de polarisation est de 2,7 volts
la Figure 2e est un schéma illustrant la répartition des molécules de cristaux liquides le long de l'axe z dans le CCLC de la Figure 2a, alors que la tension de polarisation est de 2,7 volts
la Figure 2f est un schéma illustrant la répartition des molécules de cristaux liquides le long de l'axe + dans le CCLC de la Figure 2a, alors que la tension de polarisation est de 5,4 volts ;
la Figure 2g est un schéma illustrant la répartition des molécules de cristaux liquides le long de l'axe z dans le CCLC de la Figure 2a, alors que la tension de polarisation est de 5,4 volts
la Figure 2h est un schéma illustrant la relation entre la transmission et l'angle d'entrée du CCLC de la
Figure 2a à des tensions de polarisation différentes ;
la Figure 3a est un schéma en coupe transversale illustrant un autre mode de réalisation préféré du CCLC suivant la présente invention
la Figure 3b est un schéma en coupe transversale illustrant la structure géométrique d'un CCLC de la
Figure 3a
la Figure 3c est un schéma illustrant la répartition des molécules de cristaux liquides le long de l'axe t dans le CCLC de la Figure 3a, alors que la tension de polarisation est de 4 volts
la Figure 3d est un schéma illustrant la répartition des molécules de cristaux liquides le long de l'axe z dans le CCLC de la Figure 3a, alors que la tension de polarisation est de 4 volts ;
la Figure 3e est un schéma illustrant la répartition des molécules de cristaux liquides le long de l'axe + dans le CCLC de la figure 3a, tandis que la tension de polarisation est de 5 volts
la Figure 3f est un schéma illustrant la répartition des molécules de cristaux liquides le long de l'axe z dans le CCLC de la Figure 3a, alors que la tension de polarisation est de 5 volts
la Figure 3g est un schéma illustrant la relation entre la transmission et l'angle d'entrée du CCLC de la
Figure 3a, à des tensions de polarisation différentes ;
la Figure 4a est un schéma en coupe transversale illustrant un mode de réalisation préféré utilisant le
CCLC suivant la présente invention
la Figure 4b est un schéma illustrant l'ellipsoïde d'indice pour les cristaux liquides
la Figure 4c est un schéma illustrant l'ellipsoïde d'indice pour le compensateur
la Figure 4d est un schéma illustrant la relation entre l'angle de présentation et la transmission du CCLC avec et sans compensateur;
la Figure 5a est un schéma en coupe transversale illustrant un autre mode de réalisation préféré utilisant le CCLC suivant la présente invention
la Figure 5b est un schéma en coupe transversale illustrant un autre mode de réalisation préféré utilisant le CCLC suivant la présente invention
la Figure 5c est un schéma en coupe transversale illustrant un autre mode de réalisation préféré utilisant le CCLC suivant la présente invention
les Figures 6a et 6b sont des schémas en coupe transversale illustrant un autre mode de réalisation préféré utilisant le CCLC suivant la présente invention
la Figure 6c est un schéma illustrant la relation entre la transmission et l'angle d'entrée du CCLC de la
Figure 6a à des tensions de polarisation différentes
les Figures 7a et 7b sont des schémas en coupe transversale illustrant un autre mode de réalisation préféré utilisant le CCLC suivant la présente invention et
les Figures 8a et 8b sont des schémas en coupe transversale illustrant un autre mode de réalisation préféré utilisant le CCLC suivant la présente invention.
Les mêmes numéros de référence sont utilisés pour désigner les mêmes composants ou dispositifs.
De nombreuses variantes de l'affichage à cristaux liquides à cavité fermée de la présente invention peuvent être réalisées suivant la forme de la cavité, les positions du polariseur et du réflecteur, le nombre de compensateurs de phase, l'alignement des molécules de cristaux liquides et la constante diélectrique des cristaux liquides anisotropiques. Des exemples sont donnés ci-dessous.
Mode de réalisation n"l
En référence à la Figure 2a, le dispositif d'affichage CCLC de la présente invention comprend : une couche isolante 100, sur laquelle une pluralité de cavités cylindriques 9 remplies de cristaux liquides sont formées ; un premier substrat 10, placé sur un côté de la couche isolante 100, et muni d'une électrode transparente 13 sur un de ses côtés, près de la couche isolante 100 et un deuxième substrat 20, placé sur l'autre côté de la couche isolante 100, et muni d'une électrode transparente 23 sur un de ses côtés près de la couche isolante 100, de sorte que les électrodes transparentes 13 et 23 peuvent commander et modifier l'alignement des molécules de cristaux liquides dans les cavités 9.
En référence à la Figure 2a, le dispositif d'affichage CCLC de la présente invention comprend : une couche isolante 100, sur laquelle une pluralité de cavités cylindriques 9 remplies de cristaux liquides sont formées ; un premier substrat 10, placé sur un côté de la couche isolante 100, et muni d'une électrode transparente 13 sur un de ses côtés, près de la couche isolante 100 et un deuxième substrat 20, placé sur l'autre côté de la couche isolante 100, et muni d'une électrode transparente 23 sur un de ses côtés près de la couche isolante 100, de sorte que les électrodes transparentes 13 et 23 peuvent commander et modifier l'alignement des molécules de cristaux liquides dans les cavités 9.
Un tel dispositif d'affichage à CCLC peut comprendre en outre : un premier polariseur linéaire 30 placé sur un autre côté du premier substrat 10 ; et un deuxième polariseur linéaire 40 placé sur un autre côté du deuxième substrat 20, dans lequel l'axe d'absorption du second polariseur linéaire 40 est perpendiculaire à celui du premier polariseur linéaire 30.
En référence à la Figure 2b, la couche isolante 100 est une pellicule solide et peut être faite d'oxyde, de nitrure, d'oxyde et de nitrure, ou de polymère. Une pluralité de cavités cylindriques 9 sont formées dans la pellicule solide, et sont intercalées entre le premier substrat 10 et le deuxième substrat 20 pour former une pluralité de cavités fermées. Comme représentées sur la
Figure 2a, les couches d'alignement 6, 7 et 8 sont revêtues sur les faces intérieures du haut, du fond et du pourtour des cavités fermées pour commander l'alignement des molécules à cristaux liquides qui sont introduites dans les cavités fermées. Chaque pixel de l'affichage peut correspondre à une ou plusieurs cavités fermées.
Figure 2a, les couches d'alignement 6, 7 et 8 sont revêtues sur les faces intérieures du haut, du fond et du pourtour des cavités fermées pour commander l'alignement des molécules à cristaux liquides qui sont introduites dans les cavités fermées. Chaque pixel de l'affichage peut correspondre à une ou plusieurs cavités fermées.
En ce qui concerne le procédé de fabrication du dispositif d'affichage CCLC de la présente invention, on peut prévoir une grande variété de mises en oeuvre, par exemple, le procédé de fabrication peut comprendre les étapes consistant à : (1) appliquer des couches conductrices transparentes respectivement sur le premier substrat 10 et le deuxième substrat 20, et appliquer un motif sur les couches conductrices transparentes pour former les électrodes de commande 13 et 23, par attaque chimique ; (2) déposer une couche isolante 100 ayant une épaisseur comprise entre environ 0,2 et 10 ssm sur le premier substrat 10 par dépôt chimique en phase vapeur activé au plasma (PECVD) ; (3) former une pluralité de cavités 9 dans la couche isolante 100 par un processus photolithographique et un processus d'attaque chimique (4) tremper le deuxième substrat 20 et le premier substrat 10 présentant la couche isolante 100 pour les recouvrir d'une couche d'alignement ; (5) remplir la pluralité de cavités avec les cristaux liquides et recouvrir la couche isolante 100 par le deuxième substrat 20 pour confiner les cristaux liquides dans les cavités.
Beaucoup d'autres processus peuvent être utilisés dans le procédé de fabrication mentionné ci-dessus ; par exemple à l'étape (2), au lieu d'utiliser le PECVD pour former la couche isolante 100, on peut utiliser le dépôt chimique en phase vapeur à pression atmosphérique (APCVD), le dépôt chimique en phase vapeur à basse pression (LPCVD), ou le dépôt chimique en phase vapeur organo-métallique (MOCVD) pour former une couche isolante. Le processus d'attaque chimique peut être une attaque à sec ou une attaque en milieu humide, à l'étape (3). La forme de la cavité peut être circulaire, elliptique, rectangulaire, hexagonale ou multilatérale, et la cavité peut être une cavité montée sur colonnettes ou une cavité conique. En outre, la couche d'alignement appliquée sur le premier substrat, le deuxième substrat et le pourtour intérieur des cavités peut être le même agent d'alignement ou un agent d'alignement différent.
Dans le mode de réalisation préféré précédent, l'agent d'alignement homéotropique DMOAP est utilisé, et un matériau à cristaux liquides nématiques négatif ( Be < 0) remplit les cavités à l'étape (5). En conséquence, l'alignement des molécules de cristaux liquides est une suite verticale par rapport à la limite, à l'exception de l'anneau unique.
En référence à la Figure 2c, qui illustre une représentation en coupe transversale d'une structure de
CCLC cylindrique et les coordonnés, étant donné que la cavité est symétrique à l'axe z et que le matériau à cristaux liquides est homéotropique par rapport au pourtour, l'alignement des cristaux liquides dans la cavité est symétrique de façon circulaire. En référence aux Figures 2d et 2e, qui illustrent l'alignement des molécules de cristaux liquides dans la cavité cylindrique avec une tension de polarisation de 2,7 volts dans le présent mode de réalisation, la Figure 2d représentant l'alignement des molécules à cristaux liquides dans la première partie du plan (Y ) à z = O, et la Figure 2e représentant l'alignement des molécules de cristaux liquides dans le plan ( T , z) il est à noter que des points uniques existent en > = O et z = O, et toutes les molécules de cristaux liquides sont situées dans le plan (g, z) sans composant 9
En référence aux Figures 2f et 2g, alors que la tension de polarisation est de 5,4 volts, les molécules de cristaux liquides sont situées dans le plan ()5, z) avec un composant , c'est-à-dire que l'alignement des molécules de cristaux liquides est vrillé. Toutefois, l'alignement est toujours symétrique, de manière circulaire, par rapport à l'axe z. En d'autres termes, l'alignement des molécules de cristaux liquides est une fonction de ( T , z). La lumière traversant la cavité fermée est donc symétrique de manière circulaire. En conséquence, l'angle de représentation est indépendant de l'angle azimutal. De plus, l'angle de présentation peut être agrandi, étant donné que les molécules de cristaux liquides sont symétriques au plan où z = 0. En référence à la Figure 2h, qui illustre la relation entre l'angle de présentation et le facteur de transmission, la courbe A représente le fait qu'aucune tension n'est appliquée, la courbe B représente une tension de polarisation de 2,6 volts, la courbe C représente une tension de polarisation de 2,7 volts, la courbe D représente une tension de polarisation de 5,3 volts, et la courbe E représente une tension de polarisation de 5,4 volts. Le facteur de transmission dépend légèrement des angles d'entrée divers. Les courbes correspondant aux différentes tensions de polarisation n'ont pas d'intersection. Ainsi, la plage de l'angle de présentation sans inversion de niveaux de gris peut être agrandie.
CCLC cylindrique et les coordonnés, étant donné que la cavité est symétrique à l'axe z et que le matériau à cristaux liquides est homéotropique par rapport au pourtour, l'alignement des cristaux liquides dans la cavité est symétrique de façon circulaire. En référence aux Figures 2d et 2e, qui illustrent l'alignement des molécules de cristaux liquides dans la cavité cylindrique avec une tension de polarisation de 2,7 volts dans le présent mode de réalisation, la Figure 2d représentant l'alignement des molécules à cristaux liquides dans la première partie du plan (Y ) à z = O, et la Figure 2e représentant l'alignement des molécules de cristaux liquides dans le plan ( T , z) il est à noter que des points uniques existent en > = O et z = O, et toutes les molécules de cristaux liquides sont situées dans le plan (g, z) sans composant 9
En référence aux Figures 2f et 2g, alors que la tension de polarisation est de 5,4 volts, les molécules de cristaux liquides sont situées dans le plan ()5, z) avec un composant , c'est-à-dire que l'alignement des molécules de cristaux liquides est vrillé. Toutefois, l'alignement est toujours symétrique, de manière circulaire, par rapport à l'axe z. En d'autres termes, l'alignement des molécules de cristaux liquides est une fonction de ( T , z). La lumière traversant la cavité fermée est donc symétrique de manière circulaire. En conséquence, l'angle de représentation est indépendant de l'angle azimutal. De plus, l'angle de présentation peut être agrandi, étant donné que les molécules de cristaux liquides sont symétriques au plan où z = 0. En référence à la Figure 2h, qui illustre la relation entre l'angle de présentation et le facteur de transmission, la courbe A représente le fait qu'aucune tension n'est appliquée, la courbe B représente une tension de polarisation de 2,6 volts, la courbe C représente une tension de polarisation de 2,7 volts, la courbe D représente une tension de polarisation de 5,3 volts, et la courbe E représente une tension de polarisation de 5,4 volts. Le facteur de transmission dépend légèrement des angles d'entrée divers. Les courbes correspondant aux différentes tensions de polarisation n'ont pas d'intersection. Ainsi, la plage de l'angle de présentation sans inversion de niveaux de gris peut être agrandie.
Mode de réalisation n"2
En référence à la Figure 3a, un autre mode de réalisation de l'affichage à CCLC suivant la présente invention comprend : une couche isolante 101, dans laquelle une pluralité de cavités 9, montées sur colonnettes, remplies de cristaux liquides sont formées ; un premier substrat 10, placé sur un côté de la couche isolante 101, et muni d'une électrode transparente 13 sur un de ses côtés près de la couche isolante 101 ; et un deuxième substrat 20, placé sur un autre côté de la couche isolante 101, et également muni d'une électrode transparente 23 sur un de ses côtés ; un premier polariseur linéaire 30 placé sur un autre côté du premier substrat 10 ; et un deuxième polariseur linéaire 40 placé sur un autre côté du deuxième substrat 20, dans lequel l'axe d'absorption du deuxième polariseur linéaire 40 est perpendiculaire à celui du premier polariseur linéaire 30.
En référence à la Figure 3a, un autre mode de réalisation de l'affichage à CCLC suivant la présente invention comprend : une couche isolante 101, dans laquelle une pluralité de cavités 9, montées sur colonnettes, remplies de cristaux liquides sont formées ; un premier substrat 10, placé sur un côté de la couche isolante 101, et muni d'une électrode transparente 13 sur un de ses côtés près de la couche isolante 101 ; et un deuxième substrat 20, placé sur un autre côté de la couche isolante 101, et également muni d'une électrode transparente 23 sur un de ses côtés ; un premier polariseur linéaire 30 placé sur un autre côté du premier substrat 10 ; et un deuxième polariseur linéaire 40 placé sur un autre côté du deuxième substrat 20, dans lequel l'axe d'absorption du deuxième polariseur linéaire 40 est perpendiculaire à celui du premier polariseur linéaire 30.
Ce mode de réalisation comprend les mêmes composants que dans le premier mode de réalisation, à l'exception du fait que la cavité fermée est conique dans le présent mode de réalisation. C'est-à-dire que la couche isolante est attaquée chimiquement pour former des cavités, par attaque chimique en milieu humide dans le présent mode de réalisation.
Il est fait référence à la structure d'une cavité conique et à la coordonnée représentée sur la Figure 3b, ladite coordonnée étant toujours symétrique par rapport à l'axe z. Etant donné que la forme de la cavité fermée est différente de celle du premier mode de réalisation, l'alignement des molécules de cristaux liquides est différent dans les cavités fermées du premier mode de réalisation et du deuxième mode de réalisation. Les
Figures 3c et 3d illustrent l'alignement des molécules de cristaux liquides, alors que la tension de polarisation est de 4 volts. L'alignement des molécules de cristaux liquides est vrillé dans le plan (f , ), et n'a pas de point unique dans le plan (, z) ou (, , +). Les Figures 3e et 3f illustrent l'alignement des molécules de cristaux liquides, alors que la tension de polarisation est de 5 volts. L'alignement des molécules de cristaux liquides est toujours vrillé dans le plan (1 , +), et présente un point unique dans le plan (Y, z), où t = 0.
Figures 3c et 3d illustrent l'alignement des molécules de cristaux liquides, alors que la tension de polarisation est de 4 volts. L'alignement des molécules de cristaux liquides est vrillé dans le plan (f , ), et n'a pas de point unique dans le plan (, z) ou (, , +). Les Figures 3e et 3f illustrent l'alignement des molécules de cristaux liquides, alors que la tension de polarisation est de 5 volts. L'alignement des molécules de cristaux liquides est toujours vrillé dans le plan (1 , +), et présente un point unique dans le plan (Y, z), où t = 0.
En outre, un anneau unique existe dans la position où l'angle obtus de la cavité conique est formé. Toutefois, étant donné que les molécules de cristaux liquides sont toujours symétriques par rapport à l'axe z, l'angle de présentation pour une cavité conique est indépendan
Mode de réalisation n"3
Il est fait maintenant référence à la Figure 4a, qui illustre la vue transversale du troisième mode de réalisation suivant la présente invention. L'affichage à
CCLC du présent mode de réalisation a une configuration similaire à celle du deuxième mode de réalisation, à l'exception du fait qu'un autre compensateur de phase 50 est placé entre le premier substrat 10 et le premier polariseur linéaire 30 pour augmenter le contraste de l'affichage à CCLC de la présente invention. En référence à la Figure 4b, l'indice de réfraction parallèle ç'1,est plus grand que l'indice de réfraction perpendiculaire nl dans l'ellipsoïde d'indice. L'anisotropie optique fait que les affichages à CCLC des premier et deuxième modes de réalisation de la présente invention ont un facteur de transmission qui augmente au fur et à mesure que l'angle de présentation augmente alors que la tension de polarisation est de 0 volt. Comme représenté par la courbe A" sur la Figure 4d, le contraste se détériore progressivement au fur et à mesure que l'angle de présentation augmente. Pour améliorer le contraste de l'affichage à CCLC de la présente invention, et pour annuler la dépendance du facteur de transmission par rapport à l'angle de présentation alors que la tension de polarisation est de 0 volt, un compensateur de phase négative 50, dans lequel l'indice de réfraction parallèle n est inférieur à l'indice de réfraction perpendiculaire ni dans l'ellipsoïde d'indice comme représenté sur la
Figure 4c, peut être prévu sur le premier substrat 10.
Il est fait maintenant référence à la Figure 4a, qui illustre la vue transversale du troisième mode de réalisation suivant la présente invention. L'affichage à
CCLC du présent mode de réalisation a une configuration similaire à celle du deuxième mode de réalisation, à l'exception du fait qu'un autre compensateur de phase 50 est placé entre le premier substrat 10 et le premier polariseur linéaire 30 pour augmenter le contraste de l'affichage à CCLC de la présente invention. En référence à la Figure 4b, l'indice de réfraction parallèle ç'1,est plus grand que l'indice de réfraction perpendiculaire nl dans l'ellipsoïde d'indice. L'anisotropie optique fait que les affichages à CCLC des premier et deuxième modes de réalisation de la présente invention ont un facteur de transmission qui augmente au fur et à mesure que l'angle de présentation augmente alors que la tension de polarisation est de 0 volt. Comme représenté par la courbe A" sur la Figure 4d, le contraste se détériore progressivement au fur et à mesure que l'angle de présentation augmente. Pour améliorer le contraste de l'affichage à CCLC de la présente invention, et pour annuler la dépendance du facteur de transmission par rapport à l'angle de présentation alors que la tension de polarisation est de 0 volt, un compensateur de phase négative 50, dans lequel l'indice de réfraction parallèle n est inférieur à l'indice de réfraction perpendiculaire ni dans l'ellipsoïde d'indice comme représenté sur la
Figure 4c, peut être prévu sur le premier substrat 10.
Après montage du compensateur, la relation entre le facteur de transmission et l'angle de présentation est représentée par la courbe B" de la Figure 4d.
Mode de réalisation n04
La caractéristique de la configuration du quatrième mode de réalisation préféré suivant la présente invention est qu'un réflecteur 60, qui peut également être appliqué aux modes de réalisation précédents comme représenté sur les Figure 5a, 5b et 5c, est placé sur le premier substrat 10. L'électrode 13, sur la face intérieure du substrat 10, doit être composée d'un matériau conducteur transparent tel que de l'TTO (oxyde d'étain dopé à l'indium) pour permettre à la lumière incidente de traverser le premier substrat 10. Etant donné que le chemin optique du présent mode de réalisation est similaire à celui qui traverse une fois les molécules à cristaux liquides, représenté sur la Figure 2g, ou à un passage aller-retour traversant les molécules à cristaux liquides représenté sur la Figure 3d, l'affichage à CCLC du présent mode de réalisation peut fournir une propriété optique similaire aux précédents modes de réalisation.
La caractéristique de la configuration du quatrième mode de réalisation préféré suivant la présente invention est qu'un réflecteur 60, qui peut également être appliqué aux modes de réalisation précédents comme représenté sur les Figure 5a, 5b et 5c, est placé sur le premier substrat 10. L'électrode 13, sur la face intérieure du substrat 10, doit être composée d'un matériau conducteur transparent tel que de l'TTO (oxyde d'étain dopé à l'indium) pour permettre à la lumière incidente de traverser le premier substrat 10. Etant donné que le chemin optique du présent mode de réalisation est similaire à celui qui traverse une fois les molécules à cristaux liquides, représenté sur la Figure 2g, ou à un passage aller-retour traversant les molécules à cristaux liquides représenté sur la Figure 3d, l'affichage à CCLC du présent mode de réalisation peut fournir une propriété optique similaire aux précédents modes de réalisation.
Mode de réalisation n"5
En référence aux Figures 6a et 6b, l'affichage à
CCLC du présent mode de réalisation est réalisé en ajoutant à la structure un réflecteur 60 comme représenté sur la Figure 3a. Le réflecteur 60 est placé entre le premier substrat 10 et l'électrode transparente 13. Selon une autre possibilité, une pellicule réfléchissante métallique peut être utilisée pour remplacer l'électrode transparente et le réflecteur, pour assurer les fonctions de conduction électrique et de réflexion optique simultanément. La propriété optique de l'affichage à CCLC du présent mode de réalisation est comme illustrée sur la
Figure 6c, sur laquelle la courbe A"' représente le fait qu'aucune tension n'est appliquée, la courbe B''' représente une tension de polarisation de 3,3 volts, la courbe C"' représente une tension de polarisation de 3,8 volts, la courbe D''' représente une tension de polarisation de 4,3 volts, la courbe E''' représente une tension de polarisation de 4,8 volts, et la Courbe F"' représente une tension de polarisation de 5,4 volts. Le contraste maximal peut être supérieur à 50 %, et l'angle de présentation total est supérieur à 1200.
En référence aux Figures 6a et 6b, l'affichage à
CCLC du présent mode de réalisation est réalisé en ajoutant à la structure un réflecteur 60 comme représenté sur la Figure 3a. Le réflecteur 60 est placé entre le premier substrat 10 et l'électrode transparente 13. Selon une autre possibilité, une pellicule réfléchissante métallique peut être utilisée pour remplacer l'électrode transparente et le réflecteur, pour assurer les fonctions de conduction électrique et de réflexion optique simultanément. La propriété optique de l'affichage à CCLC du présent mode de réalisation est comme illustrée sur la
Figure 6c, sur laquelle la courbe A"' représente le fait qu'aucune tension n'est appliquée, la courbe B''' représente une tension de polarisation de 3,3 volts, la courbe C"' représente une tension de polarisation de 3,8 volts, la courbe D''' représente une tension de polarisation de 4,3 volts, la courbe E''' représente une tension de polarisation de 4,8 volts, et la Courbe F"' représente une tension de polarisation de 5,4 volts. Le contraste maximal peut être supérieur à 50 %, et l'angle de présentation total est supérieur à 1200.
Mode de réalisation n06
Dans les modes de réalisation précédents, seuls des affichages à cristaux liquides à cavités fermées cylindriques et coniques sont décrits. En fait, la cavité fermée peut être une cavité conique, en forme de cuve ou cylindrique, de forme circulaire, elliptique, rectangulaire, hexagonale ou multilatérale. En référence aux Figures 7a, 7b et 8a , 8b, la formation d'une cavité en forme de cuve est réalisée en stratifiant le deuxième substrat sur la couche isolante du premier substrat, tout en laissant un interstice entre deux substrats adjacents.
Dans les modes de réalisation précédents, seuls des affichages à cristaux liquides à cavités fermées cylindriques et coniques sont décrits. En fait, la cavité fermée peut être une cavité conique, en forme de cuve ou cylindrique, de forme circulaire, elliptique, rectangulaire, hexagonale ou multilatérale. En référence aux Figures 7a, 7b et 8a , 8b, la formation d'une cavité en forme de cuve est réalisée en stratifiant le deuxième substrat sur la couche isolante du premier substrat, tout en laissant un interstice entre deux substrats adjacents.
L'interstice entre deux substrats peut être ajusté par des pièces d'écartement 70 et 71, qui peuvent être constituées par une sphère en plastique, une fibre de verre ou la même matière que la couche isolante 102 ou 103. En outre, comme illustré sur les Figures 8a et 8b, les électrodes transparentes 81 et 82 peuvent être appliquées sur la surface supérieure des couches isolantes 102 et 103, respectivement. En outre, le matériau de cristaux liquides utilisé dans les modes de réalisation précédents peut comprendre un dopant chiral présentant une rotation optique, ou un colorant.
Le procédé de fabrication des affichages à CCLC suivant les modes de réalisation précédents est similaire. Toutefois, le procédé utilisé pour appliquer un motif sur la couche isolante pour former une pluralité de cavités, outre la photolithographie, peut être l'impression, le transfert de motifs, ou la séparation de phase. En outre, le compensateur utilisé dans les modes de réalisation précédents peut être constitué de matériaux uniaxes sur le plan optique, avec une biréfringence négative, de deux matériaux à biréfringence biaxe dont les axes optiques sont perpendiculaires l'un à l'autre, ou de matériaux comprenant des couches uniaxiales vrillées.
Claims (36)
1. Affichage à cristaux liquides à cavité fermée comprenant
un premier substrat (10) sur lequel une couche isolante (100, 101) présentant une pluralité de cavités (9) est placée, et une première électrode (13) est formée sur un côté de la couche isolante.
une matière à cristaux liquides qui remplit la pluralité de cavités et l'interstice formé entre le premier substrat et le deuxième substrat, de sorte que la première électrode et la deuxième électrode sont utilisées pour commander et faire varier l'alignement de molécules à cristaux liquides dans la pluralité de cavités et l'interstice.
un deuxième substrat (20) placé sur l'autre face du premier substrat près de la couche isolante, dans lequel une deuxième électrode (23) est formée sur un côté du deuxième substrat, près de la couche isolante
2. Affichage à cristaux liquides suivant la revendication 1, comprenant en outre
un premier polariseur (30) placé sur l'autre face du premier substrat, et un deuxième polariseur (40) placé sur l'autre face du deuxième substrat, dans lequel l'axe d'absorption du deuxième substrat est perpendiculaire à celui du premier substrat.
3. Affichage à cristaux liquides suivant la revendication 1, comprenant en outre un réflecteur placé entre la couche isolante et le deuxième substrat.
4. Affichage à cristaux liquides suivant la revendication 2, comprenant en outre un compensateur placé entre le premier substrat et le premier polariseur.
5. Affichage à cristaux liquides suivant la revendication 2, comprenant en outre un compensateur placé entre le deuxième substrat et le deuxième polariseur.
6. Affichage à cristaux liquides suivant la revendication 2, comprenant en outre un réflecteur placé sur une face du deuxième polariseur.
7. Affichage à cristaux liquides suivant la revendication 3, comprenant en outre un polariseur placé sur le premier substrat.
8. Affichage à cristaux liquides suivant la revendication 4, comprenant en outre un réflecteur placé sur une face du deuxième polariseur.
9. Affichage à cristaux liquides suivant la revendication 5, comprenant en outre un réflecteur placé sur un côté du premier polariseur.
10. Affichage à cristaux liquides suivant la revendication 4 ou 5, dans lequel le compensateur est réalisé à partir de matériaux à biréfringence uniaxe négative sur le plan optique.
11. Affichage à cristaux liquides suivant la revendication 4 ou 5, dans lequel le compensateur est réalisé à partir de matériaux à biréfringence biaxe dont les axes optiques sont perpendiculaires l'un à l'autre.
12. Affichage à cristaux liquides suivant la revendication 4 ou 5, dans lequel le compensateur est réalisé à partir de matériaux comprenant des couches uniaxiales vrillées.
13. Affichage à cristaux liquides suivant la revendication 1, dans lequel la couche isolante comprend soit de l'oxyde, soit du nitrure, soit une combinaison d'oxyde et de nitrure.
14. Affichage à cristaux liquides suivant la revendication 1, dans lequel la couche isolante peut être composée d'une matière polymère.
15. Affichage à cristaux liquides suivant la revendication 1, dans lequel la pluralité de cavités formées dans la couche isolante sont des cavités cylindriques.
16. Affichage à cristaux liquides suivant la revendication 1, dans lequel la pluralité de cavités formées dans la couche isolante sont des cavités coniques.
17. Affichage à cristaux liquides suivant la revendication 1, dans lequel la pluralité de cavités formées dans la couche isolante sont des cavités en forme de cuve.
18. Affichage à cristaux liquides suivant la revendication 1, dans lequel le matériau à cristaux liquides remplissant la pluralité de cavités comprend un dopant chiral présentant une rotation optique.
19. Affichage à cristaux liquides suivant la revendication 1, dans lequel le matériau à cristaux liquides remplissant la pluralité de cavités comprend un colorant.
20. Affichage à cristaux liquides suivant la revendication 1, dans lequel les molécules du matériau à cristaux liquides remplissant la pluralité de cavités peuvent être en alignement homéotropique, homogène ou incliné.
21. Procédé de fabrication d'une cavité fermée d'affichage à cristaux liquides, comprenant les étapes consistant à
(1) former une première électrode sur un premier substrat et former une couche isolante sur une face de la première électrode
(2) former une pluralité de cavités dans la couche isolante ;
(3) former une deuxième électrode sur une face d'un deuxième substrat
(4) appliquer une couche d'alignement sur le premier substrat, le deuxième substrat et le pourtour intérieur de la pluralité de cavités formées dans la couche isolante ; et
(5) remplir de matériau à cristaux liquides la pluralité de cavités, et recouvrir la couche isolante du deuxième substrat pour former une pluralité de cavités fermées remplies du matériau à cristaux liquides.
22. Procédé de fabrication suivant la revendication 21, comprenant en outre l'étape consistant à placer un premier polariseur sur l'autre face du premier substrat, et placer un deuxième polariseur sur l'autre face du deuxième substrat.
23. Procédé de fabrication suivant la revendication 22, comprenant en outre l'étape consistant à placer un compensateur entre le premier substrat et le premier polariseur.
24. Procédé de fabrication suivant la revendication 21, comprenant en outre l'étape consistant à placer un réflecteur sur l'autre face du premier substrat.
25. Procédé de fabrication suivant la revendication 21, comprenant en outre l'étape consistant à former un réflecteur sur le premier substrat avant la formation de la première électrode, puis former la première électrode sur le réflecteur.
26. Procédé de fabrication suivant la revendication 24, comprenant en outre l'étape consistant à placer un deuxième polariseur sur l'autre face du deuxième substrat.
27. Procédé de fabrication pour une cavité fermée d'affichage à cristaux liquides, comprenant les étapes consistant à :
(1) former une première électrode sur un premier substrat et former une couche isolante sur une face de la première électrode
(2) former une pluralité de cavités dans la couche isolante
(3) former une deuxième électrode sur une face d'un deuxième substrat ;
(4) appliquer une couche d'alignement sur le premier substrat, le deuxième substrat et le pourtour intérieur de la pluralité de cavités formées dans la couche isolante ;
(5) répartir des éléments d'écartement sur la surface de la deuxième électrode du deuxième substrat, placer le premier substrat sur le deuxième substrat avec la première électrode et la deuxième électrode à l'intérieur, et sceller partiellement le bord pour former une cellule ; et
(6) remplir la cellule avec le matériau à cristaux liquides pour former une pluralité de cavités fermées remplies de matériau à cristaux liquides.
28. Procédé de fabrication suivant la revendication 27, comprenant en outre l'étape consistant à placer un premier polariseur sur l'autre face du premier substrat, et placer un deuxième polariseur sur l'autre face du deuxième substrat.
29. Procédé de fabrication suivant la revendication 28, comprenant en outre l'étape consistant à placer un compensateur entre le premier substrat et le premier polariseur.
30. Procédé de fabrication suivant la revendication 27, comprenant en outre l'étape consistant à former un réflecteur sur le premier substrat avant la formation de la première électrode, puis former la première électrode sur le réflecteur.
31. Procédé de fabrication suivant la revendication 30, comprenant en outre l'étape consistant à placer un deuxième polariseur sur l'autre face du deuxième substrat.
32. Procédé de fabrication pour une cavité fermée d'affichage à cristaux liquides comprenant les étapes consistant à
(1) former une couche isolante sur un premier substrat et former une pluralité de cavités dans la couche isolante
(2) former une première électrode sur une face de la couche isolante et le pourtour de la pluralité de cavités formées dans la couche isolante
(3) former une deuxième électrode sur une face d'un deuxième substrat
(4) appliquer une couche d'alignement sur le premier substrat, le deuxième substrat et le pourtour intérieur de la pluralité de cavités formées dans la couche isolante
(5) répartir des éléments d'écartement sur la surface de la deuxième électrode du deuxième substrat, placer le premier substrat sur le deuxième substrat avec la première électrode et la deuxième électrode à l'intérieur, et sceller partiellement le bord pour former une cellule ; et
(6) remplir la cellule de matière à cristaux liquides pour former une pluralité de cavités fermées remplies de la matière à cristaux liquides.
33. Procédé de fabrication suivant la revendication 32, comprenant en outre l'étape consistant à placer un premier polariseur sur l'autre face du premier substrat, et placer un deuxième polariseur sur l'autre face du deuxième substrat.
34. Procédé de fabrication suivant la revendication 33, comprenant en outre l'étape consistant à placer un compensateur entre le premier substrat et le premier polariseur.
35. Procédé de fabrication suivant la revendication 32, comprenant en outre l'étape consistant à former un réflecteur sur le premier substrat avant la formation de la première électrode, puis former la première électrode sur le réflecteur.
36. Procédé de fabrication suivant la revendication 35, comprenant en outre l'étape consistant à placer un deuxième polariseur sur l'autre face du deuxième substrat.
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