WO2006021675A1 - Dispositif afficheur a cristal liquide comprenant des moyens perfectionnes de commutation a la peripherie de l'afficheur - Google Patents

Dispositif afficheur a cristal liquide comprenant des moyens perfectionnes de commutation a la peripherie de l'afficheur Download PDF

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liquid crystal
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Zaccharia Zenati
Jacques Angele
Nicolas Bollenbach
Sylvain Lallemant
Bertrand Pecout
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Nemoptic
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    • G02F1/133784—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by rubbing

Definitions

  • the present invention relates to the field of liquid crystal displays.
  • the present invention relates to nematic liquid crystal bistable displays.
  • the present invention is particularly applicable to bistable nematic liquid crystal displays having an anchoring fracture of which two stable textures differ by a twist of about 180 °.
  • the object of the present invention is to improve the performance of bistable display devices.
  • the object of the invention is to improve, by the use of new means, the state switching at the edges of
  • liquid crystal displays use a nematic type liquid crystal. They consist of two glass substrates on which
  • a conductive electrode and an alignment layer are deposited. Between the two substrates a layer of liquid crystal is injected. The thickness of the cell is kept constant using balls distributed throughout the cell, whose diameter is equal to the desired thickness (typically 2 to 6 microns).
  • nematic displays twisted nematic (TN), supertordus (STN), electrically controlled birefringence (ECB), vertically aligned nematic (VAN), etc.
  • TN twisted nematic
  • STN supertordus
  • EOB electrically controlled birefringence
  • VAN vertically aligned nematic
  • these displays can be addressed directly (very low resolution), in multiplex mode (medium resolution) or in active mode (high resolution).
  • the BINEM ® bistable display (documents [1], [2] and [3]) is shown schematically in Figure 1. It uses two textures, one uniform or slightly twisted U (shown on the left of Figure 1 ) in which the molecules are substantially parallel to each other and the other T (illustrated on the right of Figure 1) which differs from the first by a twist of about +/- 180 °.
  • the liquid crystal layer 30 is placed between two substrates 10, 20, respectively the master blade 20, which comprises an alignment layer 24 making a strong anchoring of the liquid crystal and a "pretilt” or pre-inclination with respect to the surface of the substrate, of a conventional value around 5 °, and the slave blade 10, which comprises an alignment layer 14 providing a weak anchorage of the liquid crystal and a "pretilt” ⁇ very low ( ⁇ "1 ° [4] ).
  • the two pretilts are in the same direction, that is to say that the liquid crystal molecules remain inclined at the same sign of inclination over the entire thickness of the cell.
  • Transparent electrodes 12, 22 deposited on the two blades or substrates 10, 20 make it possible to apply an electric field perpendicular to the substrates.
  • the U and T textures are optically different, and a BiNem cell placed between crossed or parallel polarizers allows modulation of light in black (blocking state) and white (on state).
  • the nematic is chiralised with a spontaneous pitch po, chosen close to four times the thickness d of the cell, to equalize the energies of the two aforementioned textures.
  • the ratio between cell thickness d and po spontaneous pitch, d / po, is therefore about 0.25 +/- 0.1. Without a field, these are the states of minimum energy: the cell is bistable.
  • the texture U is obtained by elastic coupling, aided by the possible inclination of the weak anchorage.
  • switching of a screen element
  • BiNem does this for the liquid crystal molecules to go through the homeotropic state H (anchoring break), then to evolve towards one of the two bistable U or T textures, or a combination of the two textures, at the cutoff of the electric field.
  • the hydrodynamic coupling [5] between the slave blade 10 and the master blade 20 is related to the viscosity of the liquid crystal.
  • the return to equilibrium of the molecules anchored on the master blade 20 creates a flow near it.
  • the viscosity causes this flow to diffuse throughout the thickness of the cell in less than a microsecond. If the flow is strong enough near the slave blade 10, it inclines the molecules in the direction that induces the texture T. The molecules turn in opposite directions on the two blades 10, 20.
  • the return to the equilibrium of the molecules close to the slave blade 10 is a second motor of the flow, it reinforces it and helps the homogeneous passage of the pixel in texture T.
  • the elastic coupling between the two blades 10, 20 gives a very slight inclination of the molecules near the slave blade 10, in the texture H under field, even if the applied field tends to orient them perpendicularly to the blades 10, 20. Indeed the steep anchoring of the master blade 20 maintains inclined adjacent molecules.
  • the inclination near the master blade 20 is transmitted by the elasticity of orientation of the liquid crystal to the slave blade 10. On it the force of the anchoring and a possible inclination thereof amplifies the inclination of molecules [6].
  • the hydrodynamic coupling is insufficient to fight against the residual inclination of the molecules near the slave blade 10, the molecules near the two blades 10, 20 return to equilibrium by rotating in the same direction : the texture U is obtained. These two rotations are simultaneous they induce flows in the opposite direction which are opposed. The total flow is zero. There is therefore no overall displacement of the liquid crystal during the passage of the texture H to the texture U.
  • the switching U or T pixel is therefore directly a function of the intensity of the hydrodynamic flow in the vicinity of the master blade 20.
  • an electric field pulse flank of steep descent for example a niche type signal.
  • a slow descent-side electric field pulse generating a very small hydrodynamic flow is necessary, for example a gentle slope descent or in successive trays [7], [8].
  • Another important parameter for switching a BiNem cell is the value of the pretilt ⁇ .
  • Document [4] indicates that it must be very weak ("1 °). It must also remain between two values ⁇ l and ⁇ 2 so that the two switches to U and to T can be made: if ⁇ ⁇ l switching to U becomes difficult and impossible, if ⁇ > ⁇ 2 T switching becomes difficult and impossible .
  • This important sensitivity to the pretilt value is specific to the operation of a BiNem cell, the classical modes such as TN and STN, for example, using strong anchors, do not have this behavior.
  • the 3 addressing modes developed for standard liquid crystal can be used for the BiNem display.
  • the most common addressing mode for the BiNem display is multiplex addressing, it is simple because it has no active element and allows, thanks to the bistability of the display, to address a lot of lines.
  • the BiNem display is a matrix screen formed of nxm screen elements called pixels, made at the intersection of perpendicular conductive strips respectively deposited on the master and slave substrates 10 (see FIG. 3). The area between two adjacent conductive strips carried by the same substrate is called interpixel space. Outside the display zone or active zone delimited by all the addressed pixels, these conductive strips are transformed into tracks which make the connection to the control circuits called drivers located for example on flexible connection elements welded to the screen.
  • FIG. 4 A schematic diagram of the design of known electrodes formed on the two glass substrates 10, 20 of a conventional display according to the state of the art is illustrated in FIG. 4.
  • the conductive electrodes are made with a transparent conductor called ITO (mixed oxide of Indium and tin). But when the display is reflective, the electrodes located opposite to the observer do not have the transparency constraint, they can be made with an opaque conductive material, for example aluminum.
  • a thin electrode layer is deposited on the two glass substrates 10, 20 and then etched in the desired conformation for the electrodes.
  • Figure 4a illustrates the mask for engraving the so-called upper blade 20, in our example the columns.
  • Figure 4b illustrates the mask for engraving the electrodes on the so-called lower blade 10, in our example the lines.
  • FIGS. 4a and 4b refer to 50, 52 the column and line electrode strips for addressing the useful area and 54, 56 to the tracks connecting the aforementioned bands to the drivers.
  • FIG. 5a illustrates the mask of the upper plate 20, in our example the columns
  • FIG. 5b the mask of the lower blade 10, in our example the lines.
  • the actual dimensions of the display may vary over a wide range.
  • the display has an active area of 160 ⁇ 160 square pixels of size 350 ⁇ m ⁇ 350 ⁇ m, ie an active area of 56 ⁇ 56 mm, with a interpixel space of 10 ⁇ m. Due to the very small size of the pixels, the ITO structure is not visible to scale.
  • An enlargement of an edge of the active zone, referenced VI in FIG. 5, is given in FIG. 6.
  • FIG. 6a illustrates the mask of the upper blade 20, in our example the columns
  • FIG. 6b the mask of the lower blade. 10, in our example the lines.
  • the two areas illustrated in Figures 6a and 6b are superimposed during assembly and sealing of the cell.
  • the zone outside the active zone is called the non-active zone.
  • Figure 7 illustrates these switching faults.
  • the entire cell first receives an electrical signal by multiplexing
  • the "periphery effect" is a U or T switching problem located on the edges of the active zone, over a distance of a few millimeters.
  • the edges of the active zone correspond to the location where the junction between the substrate zone on which PITO (rough) has been deposited for the formation of electrodes and that where the glass of the substrate is free of ITO.
  • the material used to make the weak anchoring layer 14, which completely covers the substrate 10, including electrodes 12, may be for example that described in document [9]. Once deposited, it is relatively soft compared to the polyimide type layers conventionally used for strong anchoring layers.
  • the brushing roller 70 whose contact surface with the substrate is about ten millimeters, arrives at the glass junction (non-active zone) - ITO (edge of active zone), it first presses the material 14 deposited on the smooth glass 10.
  • the disturbed area is a few millimeters in the direction of brushing.
  • the bristles of the roll 75 the direction of rotation of the roll, 76 the direction of movement of the roll, 77 the area of crushing of the roll, 78 the beginning of the active zone represented by a ITO layer 12 and 79 the disturbed area.
  • the roll 70 arrives at the ITO-glass interface, the reasoning is the same except that the material "driven out” by the poor adhesion on the glass makes a turn on the roll 70 before to be redeposited on the layer of ITO 12.
  • the roller 70 moving about 1 mm / turn, a few millimeters of the active area will also be disturbed.
  • the disturbed zone 60 corresponds to the edges of the active zone which extend perpendicular to the brushing direction 40 (a few millimeters on each edge).
  • This very important sensitivity to the conditions of brushing, related to the narrow window ⁇ for the value of the pretilt ⁇ on the weak anchoring layer 14, is specific to the switching mode of the bistable display anchor break, it does not does not exist for standard liquid crystal displays of type TN or STN, for example.
  • the present invention proposes a liquid crystal display device comprising two substrates provided with respective electrodes, and located on either side of a layer of liquid crystal molecules, the electrodes provided on at least one of the two substrates being covered with an anchoring layer defining a weak zenith anchorage allowing an anchoring break and switching between two textures of liquid crystal molecules whose torsion differs from the order of +/- 180 °, by hydrodynamic coupling between the two substrates, characterized in that it comprises on at least one of the two substrates patterns which have a thickness at least substantially identical to that of the electrodes and which have adhesion characteristics with respect to said anchoring layer, substantially identical to those of the electrodes, these patterns not contributing to the addressing of the display, and located in the non-active area thereof, adjacent to a active zone at least on both sides of an active zone perpendicular to the direction of brushing and the direction of the hydrodynamic flow, which is parallel to the direction of brushing.
  • the above-mentioned units consist of the same material used to constitute the electrodes of the display.
  • the switching between the two textures at the edge of the active zone is performed under the same conditions as the switching between the two textures in the center of the active area of the display.
  • said patterns which do not contribute to the addressing of the display, in the non-active area are electrically isolated.
  • FIG. 1 previously described schematically represents the switching principle of a BiNem type display
  • FIG. 2 previously described schematically represents a hydrodynamic flow during a sudden electric field interruption in a BiNem type device
  • FIG. 3 previously described represents the basic diagram of the operation of a conventional matrix screen
  • FIGS. 4a and 4b previously described represent the schematic diagram of the drawing of the known electrodes intended to be formed respectively on the two substrates,
  • FIGS. 5a and 5b previously described represent examples of masks for the formation of these electrodes
  • FIGS. 6a and 6b previously described represent enlarged views of an edge of the masks illustrated in FIGS. 5a and 5b,
  • FIG. 7 previously described represents the photograph of the active zone of a BiNem display according to the state of the art, more specifically FIG. 7a shows the whole of the display in a first switched state in T (black), while Figure 7b shows the same display in a second U-switched state (white),
  • FIG. 8 previously described schematically represents the disturbance of the anchoring properties at the edge of the active zone caused by the brushing on a weak anchoring layer of a BiNem device
  • FIG. 9 schematically represents the principle underlying the invention of adding patterns in the non-active zone adjacent to an active zone
  • FIG. 10 represents a plan view of "neutral" patterns (here of the ITO) according to the present invention positioned on the two sides of an active zone perpendicular to the brushing direction, respectively for the two blades of a display in Figures 10a and 10b,
  • FIG. 11 represents a variant of such "neutral" patterns (here of the ITO) according to the present invention positioned all around a non-active zone which adjoins an active zone, respectively for the two blades of a display in Figures 11a and 1b1,
  • FIG. 12 represents another variant of "neutral" patterns (here of the ITO) according to the invention broken up into small individual blocks, respectively for the two blades of a display in FIGS. 12a and 12b
  • FIG. 13 represents an enlarged view of an edge of the active zone of a display blade according to the present invention and more precisely illustrates a dense paving of "neutral” grounds (here of the ITO) in a non active adjacent to the active area
  • FIG. 14 respectively represent in FIGS. 14a and 14b two series of patterns (here of the ITO) "neutral" strictly superimposable once the two blades are facing each other for sealing the cell, and
  • FIG. 15 represents a photograph of the active zone of a BiNem display according to the present invention, FIG. 15a showing the active zone of the display after it has received an electrical signal intended to switch all the pixels. in state T (off state or black), while FIG. 15b represents the same active zone of the display after it has received an electrical signal intended to switch it to the U state (on state or White).
  • the means for suppressing the disruptive effect of brushing at the edge of the active zone consists in adding patterns 120, the thickness and adhesion characteristics of which are in relation to the layer 14 of low zenith anchoring energy, are substantially equivalent to those of the electrodes 12, 22 of the display, in the non-active zone which adjoins the active zone, as illustrated in FIG. thickness of blocks 120 does not differ by more than 10% from that of electrodes
  • the upper surface of the blocks 120 is at least substantially coplanar with the upper surface of the electrodes 12, 22.
  • the material of the low anchoring alignment layer 14 is thus homogeneously deposited, with good adhesion to all the patterns 12 (forming the electrodes in the active zone 64) and 120 (located in the non-active zone 62).
  • the scrubbing roller 70 passes from the non-active area 62 to the active area 64 and vice versa, the material 14 is not "driven out" of the non-active portion 64 to the active portion 62 and the brushing parameter defining the pretilt is not disturbed.
  • patterns 120 are not electrically connected. They are not intended to address a liquid crystal area. They are intended to ensure the continuity of the brushing parameters at the edge of active zone 64. These patterns 120 added according to the invention are called patterns
  • the "neutral" patterns according to the invention may consist of the same material as that constituting the conductive electrode of the display.
  • This material may be, for example, TITO, generally used as a transparent electrode in liquid crystal displays.
  • neutral units according to the invention are preferably deposited on the two substrates of the display, so as to ensure a good homogeneity of the thickness of the cell.
  • neutral patterns 120 may be provided on a single substrate, it is then preferably the substrate 10 which carries the anchoring layer 14 defining a low zenith anchoring energy.
  • FIG. 10 A first variant illustrated in FIG. 10 consists in positioning the "neutral patterns" 120 according to the invention on both sides of an active zone 64 perpendicular to the brushing direction 40.
  • FIG. 10a illustrates ITO 120 patterns on the said blade. upper 20, in our example the columns
  • Figure 10b illustrates ITO patterns 120 on the lower blade 10, in our example lines.
  • a third variant consists of splitting the "neutral" ITO patterns 120, for example into small rectangular blocks or of any other appropriate form, rather than using continuous blocks.
  • the aforementioned pavers may have identical shapes to each other or to various shapes.
  • FIG. 12a illustrates ITO patterns 120 on the upper blade 20, in our example the columns
  • FIG. 12b illustrates ITO patterns 120 on the lower blade 10, in our example the lines.
  • a fourth variant consists in carrying out a paving as dense as possible of "neutral" ITO patterns 120 in the non-active zone 62 adjoining an active zone 64 as illustrated in FIG. 13.
  • a fifth variant consists in producing on each strip strictly superposable patterns 120 once the two blades 10, 20 facing each other. sealing of the cell.
  • FIG. 14 represents an enlargement of an edge of the active area of a 160x160 pixel display as described above, incorporating the fourth and fifth variants of the invention.
  • FIG. 14a illustrates ITO patterns 120 on the upper blade 20, in our example the columns
  • FIG. 14b illustrates ITO patterns 120 on the lower blade 10, in our example the lines.
  • FIG. 15 shows the active zone 64 of a 160x160 display according to the invention, incorporating variants 4 and 5 of the invention. Switching is carried out under the same conditions as those described in the paragraph entitled
  • edge effect firstly the entire display is switched to T (black figure 15a). Then the entire display is switched to U
  • the "neutral" ITO patterns 120 are preferably shaped to conform to the contour of the electrodes 12 formed in the active zone 64. In other words, the gap between The "neutral" ITOs 120 and the active electrodes 12 are reduced to the minimum width to provide the required electrical insulation between these electrically conductive pads.
  • the distance (referenced d1 in FIG. 9) separating the neutral ITO units 120 and the adjacent active electrodes 12 is between 1 and 500 ⁇ m, very preferably between 5 and 50 ⁇ m. Moreover, in the context of the present invention, preferably the distance separating the neutral ITO units 120 from each other is also between 1 and 500 ⁇ m, very preferably between 5 and 50 ⁇ m.
  • the present description of the invention relates to a bypass liquid crystal display device with multiplexed or direct passive addressing.
  • the invention can also be applied to a liquid crystal display device bistable active addressing using transistors deposited on glass to control the switching of the pixels, as described for example in document [8].
  • the two textures that differ by about 180 ° are not necessarily one uniform or slightly twisted (ie a twist close to 0 °) and the other close to the half turn (ie a twist close to 180 °). Indeed, in the context of the present invention, it is possible to provide different twists for these two textures, for example 45 ° and 225 °, the important thing being that the twists between the two textures differ by an angle of about 180 ° C. °.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif afficheur à cristal liquide comprenant deux substrats (10, 20) munis d'électrodes respectives (12, 22), et situés de part et d'autre d'une couche de molécules de cristal liquide (30), les électrodes prévues sur l'un au moins des deux substrats (10, 20) étant recouvertes d'une couche d'ancrage (14, 24) définissant un ancrage zénithal faible permettant une cassure d'ancrage et une commutation entre deux textures de molécules de cristal liquide dont la torsion diffère de l'ordre de +/- 180°, par couplage hydrodynamique entre les deux substrats, caractérisé par le fait qu'il comprend sur l'un au moins des deux substrats (10, 20) des motifs (120) qui possèdent une épaisseur au moins sensiblement identique à celle des électrodes (12, 22) et qui possèdent des caractéristiques d'adhésion vis à vis de ladite couche d'ancrage (14, 24), sensiblement identiques à celles des électrodes (12, 22), ces motifs (120) ne contribuant pas à l'adressage de l'afficheur, et situés dans la zone non active (62) de celui-ci, jouxtant une zone active (64) au moins sur les deux côtés d'une zone active (64) perpendiculairement à la direction de brossage (40) et à la direction du flux hydrodynamique, laquelle est parallèle à la direction de brossage.

Description

DISPOSITIF AFFICHEUR A CRISTAL LIQUIDE COMPRENANT DES MOYENS PERFECTIONNES DE CO MMUTATION A LA PERIPHERIE DE L'AFFICHEUR
DOMAINE TECHNIQUE
5 La présente invention concerne le domaine des afficheurs à cristaux liquides.
Plus précisément la présente invention concerne les afficheurs bistables à cristaux liquides nématiques. La présente invention s'applique en particulier aux afficheurs bistables à cristaux liquides nématiques, à cassure d'ancrage dont deux 10 textures stables diffèrent par une torsion d'environ 180°.
BUT DE L'INVENTION
Le but de la présente invention est d'améliorer les performances des dispositifs d'affichage bistables. En particulier l'invention a pour but d'améliorer, par l'utilisation de nouveaux moyens, la commutation d'état au niveau des bords de
15 la zone d'affichage de l'afficheur appelée « zone active». ETAT DE LA TECHNIQUE Afficheurs LCD classiques
Les afficheurs à cristaux liquides les plus répandus utilisent un cristal liquide de type nématique. Ils sont constitués de deux substrats de verre sur lesquels
20 une électrode conductrice puis une couche d'alignement sont déposées. Entre les deux substrats une couche de cristal liquide est injectée. L'épaisseur de la cellule est maintenue constante à l'aide de billes réparties dans l'ensemble de la cellule, dont le diamètre est égal à l'épaisseur souhaitée (typiquement de 2 à 6 μm).
La plupart des dispositifs à base de cristaux liquides proposés et réalisés à ce
25 jour sont monostables. En absence de champ électrique, une seule texture est réalisée dans le dispositif. Elle correspond à un minimum absolu de l'énergie totale de la cellule. Sous champ électrique, cette texture est déformée continûment et ses propriétés optiques varient en fonction de la tension appliquée. A la coupure du champ, le nématique revient à nouveau dans la seule texture monostable. L'homme
30 de l'art reconnaîtra parmi ces systèmes les modes de fonctionnement les plus répandus des afficheurs nématiques : nématiques tordus (TN), supertordus (STN), à biréfringence électriquement contrôlée (ECB), nématiques verticalement alignés (VAN), etc. Au niveau de l'adressage, ces afficheurs peuvent être adressés directement (très faible résolution), en mode multiplexe (résolution moyenne) ou en mode actif (haute résolution).
Etat de la technologie BiNem
Une nouvelle génération d'afficheurs nématiques, dits "bistables", est apparue depuis quelques années : ils fonctionnent par commutation entre deux états stables en l'absence de champ électrique. Le champ électrique externe n'est appliqué que pendant le temps nécessaire pour faire commuter d'un état à l'autre la texture du cristal liquide. En l'absence de signal électrique de commande, l'afficheur reste en l'état obtenu. Par son principe de fonc+ionnement, ce type d'afficheur consomme une énergie proportionnelle au nombre de changements d'images. Ainsi, quand leur fréquence diminue, la puissance nécessaire pour le fonctionnement de l'afficheur tend vers zéro. Principe de fonctionnement
L'afficheur bistable BINEM® (documents [1], [2] et [3]) est présenté schématiquement sur la figure 1. Il utilise deux textures, l'une uniforme ou faiblement tordue U (illustrée sur la gauche de la figure 1) dans laquelle les molécules sont sensiblement parallèles entre elles et l'autre T (illustrée sur la droite de la figure 1) qui diffère de la première par une torsion d'environ +/- 180°. La couche de cristal liquide 30 est placée entre 2 substrats 10, 20, respectivement la lame maître 20, qui comporte une couche d'alignement 24 réalisant un ancrage fort du cristal liquide et un « prétilt » ou pré-inclinaison par rapport à la surface du substrat, d'une valeur classique autour de 5°, et la lame esclave 10, qui comporte un couche d'alignement 14 réalisant un ancrage faible du cristal liquide et un « prétilt » ψ très faible (ψ « 1° [4]). Les deux prétilts sont dans le même sens, c'est à dire que les molécules de cristal liquide restent inclinées selon le même signe d'inclinaison sur toute l'épaisseur de la cellule. Des électrodes transparentes 12, 22 déposées sur les deux lames ou substrats 10, 20 permettent d'appliquer un champ électrique perpendiculaire aux substrats.
Les textures U et T sont optiquement différentes, et une cellule BiNem placée entre polariseurs croisés ou parallèles permet une modulation de la lumière en noir (état bloquant) et blanc (état passant). Le nématique est chiralisé avec un pas spontané po, choisi proche de quatre fois l'épaisseur d de la cellule, pour égaliser les énergies des deux textures précitées. Le rapport entre l'épaisseur d de la cellule et le pas spontané po, soit d/po, est donc environ égal à 0,25 +/- 0,1. Sans champ, ce sont les états d'énergie minimale : la cellule est bistable.
Sous fort champ électrique une texture presque homéotrope dénommée H et
• illustrée au milieu de la figure 1 est obtenue. Sur la surface esclave 10, les molécules sont normales à la plaque au voisinage de sa surface, l'ancrage est dit
« cassé »: à la coupure du champ électrique, la cellule évolue vers l'une ou l'autre des textures bistables U et T (voir figure 1). Lorsque les signaux de commande utilisés induisent un fort écoulement du cristal liquide au voisinage de la lame maître 20, le couplage hydrodynamique entre la lame maître 20 et la lame esclave
10 induit la texture T. Dans le cas contraire, la texture U est obtenue par couplage élastique, aidé par l'inclinaison éventuelle de l'ancrage faible. Dans la suite on désignera par « commutation » d'un élément d'écran
BiNem le fait pour les molécules de cristal liquide de passer par l'état homéotrope H (cassure d'ancrage), puis d'évoluer ensuite vers une des deux textures bistables U ou T, ou une combinaison des deux textures, à la coupure du champ électrique.
Le couplage hydrodynamique [5] entre lame esclave 10 et lame maître 20 est lié à la viscosité du cristal liquide. A l'arrêt du champ, le retour à l'équilibre des molécules ancrées sur la lame maître 20 crée un écoulement près de celle-ci. La viscosité fait diffuser cet écoulement dans toute l'épaisseur de la cellule en moins d'une microseconde. Si l'écoulement est assez fort près de la lame esclave 10, il y incline les molécules dans la direction qui induit la texture T. Les molécules tournent en sens inverse sur les deux lames 10, 20. Le retour à l'équilibre des molécules près de la lame esclave 10 est un deuxième moteur de l'écoulement, il le renforce et aide au passage homogène du pixel en texture T. Ainsi le passage de la texture H sous champ à la texture T est obtenu grâce à un écoulement donc un déplacement du cristal liquide dans la direction où est incliné l'ancrage des molécules sur la lame maître 20 (voir figure 2). Cette direction est parallèle à la direction de brossage laquelle est référencée 40 sur la figure 2.
Le couplage élastique entre les deux lames 10, 20 donne une très légère inclinaison des molécules près de la lame esclave 10, dans la texture H sous champ, même si le champ appliqué tend à les orienter perpendiculairement aux lames 10, 20. En effet l'ancrage fort incliné de la lame maître 20 maintient inclinées les molécules adjacentes. L'inclinaison près de la lame maître 20 est transmise par l'élasticité d'orientation du cristal liquide jusqu'à la lame esclave 10. Sur celle-ci la force de l'ancrage et une éventuelle inclinaison de celui-ci amplifie l'inclinaison des molécules [6]. Quand, à l'arrêt du champ, le couplage hydrodynamique est insuffisant pour lutter contre l'inclinaison résiduelle des molécules près de la lame esclave 10, les molécules près des deux lames 10, 20 reviennent à l'équilibre en tournant dans le même sens : la texture U est obtenue. Ces deux rotations sont simultanées elles induisent des écoulements en sens inverse qui se contrarient. Le débit total est nul. Il n'y a donc pas de déplacement global du cristal liquide pendant le passage de la texture H à la texture U.
La commutation en U ou en T du pixel est donc directement fonction de l'intensité du flux hydrodynamique au voisinage de la lame maître 20. Pour obtenir un écoulement hydrodynamique important induisant la texture T, il faut appliquer une impulsion de champ électrique à flanc de descente raide, par exemple un signal de type créneau. Pour obtenir la texture U, une impulsion de champ électrique à flanc de descente lente générant un très faible écoulement hydrodynamique est nécessaire , par exemple une descente en pente douce ou en plateaux successifs [7] , [8].
Un autre paramètre important pour la commutation d'une cellule BiNem est la valeur du prétilt ψ. Le document [4] indique qu'il doit être très faible («1°). Il doit également rester entre deux valeurs ψl et ψ2 pour que les deux commutations vers U et vers T puissent s'effectuer : si ψ<ψl la commutation en U devient difficile puis impossible, si ψ>ψ2 la commutation en T devient difficile puis impossible. L'intervalle de valeurs de ψ ou fenêtre Δψ=ψ2-ψl pour laquelle les deux commutations peuvent s'effectuer est réduite, typiquement de l'ordre de 0.5°. Cette importante sensibilité à la valeur du prétilt est spécifique au fonctionnement d'une cellule BiNem, les modes classiques tels que le TN et STN par exemple, utilisant des ancrages forts, n'ont pas ce comportement. Adressage Les 3 modes d'adressage développés pour les cristaux liquides standards peuvent être utilisés pour l'afficheur BiNem. Le mode d'adressage le plus commun pour l'afficheur BiNem est l'adressage multiplexe, il est simple car il ne comporte pas d'élément actif et il permet, grâce à la bistabilité de l'afficheur, d'adresser jusqu'à un grand nombre de lignes. Dans ce mode, l'afficheur BiNem est un écran matriciel formé de n x m éléments d'écran appelés pixels, réalisés à l'intersection de bandes conductrices perpendiculaires déposées respectivement sur les substrats maître 20 et esclave 10 (voir figure 3). La zone située entre deux bandes conductrices adjacentes portées par un même substrat est appelée espace interpixel. En dehors de la zone d'affichage ou zone active délimitée par l'ensemble des pixels adressés, ces bandes conductrices se transforment en pistes qui réalisent la connexion aux circuits de commande appelés drivers situés par exemple sur des éléments de connexion flexibles soudés à l'écran. Sur la figure 3 on a référencé 42 les électrodes de colonne placées sur un premier substrat, par exemple le substrat supérieur 20 et on a référencé 44 les électrodes de lignes placées sur le second substrat, par exemple le substrat esclave inférieur 10. Pour afficher le pixel de coordonnées N, M, on applique un signal colonne sur la colonne M et un signal ligne sur la ligne N.
Un schéma de principe du dessin d'électrodes connues formées sur les deux substrats de verre 10, 20 d'un afficheur classique conforme à l'état de la technique est illustré figure 4. Généralement, les électrodes conductrices sont réalisées avec un conducteur transparent appelé ITO (Oxyde mixte d'Indium et d'Etain). Mais lorsque l'afficheur est réflectif, les électrodes situées côté opposé à l'observateur n'ont pas la contrainte de transparence, elles peuvent être réalisées avec un matériau conducteur opaque, par exemple de l'aluminium. Une couche mince d'électrode est déposée sur les deux substrats de verre 10, 20 puis gravée selon la conformation recherchée pour les électrodes. La figure 4a illustre le masque permettant de graver la lame dite supérieure 20, dans notre exemple les colonnes. La figure 4b illustre le masque permettant de graver les électrodes sur la lame dite inférieure 10, dans notre exemple les lignes. Sur les figures 4a et 4b on a référencé 50, 52 les bandes d'électrode colonnes et lignes assurant l'adressage de la zone utile et 54, 56 les pistes assurant la connexion des bandes précitées aux drivers. l'l'
Dans ce qui suit, on choisit une électrode en ITO, mais cet exemple n'est en aucun cas limitatif quant au matériau dont l'électrode est constituée. Un exemple de masque représentant la structure des électrodes transparentes en ITO d'un écran BiNem multiplexe selon l'état de la technique est donné figure 5. La figure 5a illustre le masque de la lame supérieure 20, dans notre exemple les colonnes, la figure 5b le masque de la lame inférieure 10, dans notre exemple les lignes.
Les dimensions réelles de l'afficheur peuvent évoluer dans une large plage.
Sur l'exemple de la figure 5, l'afficheur possède une zone active de 16O x 160 pixels carrés de dimension 350 μm x 350 μm soit une zone active de 56 mm x 56 mm, avec un espace interpixel de 10 μm. Du fait de la très petite taille des pixels la structure de ITO n'est pas visible à l'échelle. Un agrandissement d'un bord de la zone active, référencé VI sur la figure 5, est donné figure 6. LU figure 6a illustre le masque de la lame supérieure 20, dans notre exemple les colonnes, la figure 6b le masque de la lame inférieure 10, dans notre exemple les lignes. Les deux zones illustrées sur les figures 6a et 6b sont superposées lors de l'assemblage et du scellement de la cellule.
La zone en dehors de la zone active est appelée zone non active.
LIMITATIONS PRESENTEES PAR LES AFFICHEURS BiNem REALISES
SELON LΕTAT DE LA TECHNIQUE : « EFFET DE PERIPHERIE » Lorsque l'on adresse un écran BiNem réalisé selon l'état de la technique avec le dessin de ITO décrit dans le paragraphe précédent, on constate parfois, dans les bords de la zone active, des problèmes de commutation vers la texture U.
La figure 7 illustre ces défauts de commutation. La zone active d'un afficheur
BiNem réalisé selon le masque de la figure 5 est représentée sur la figure 7. Lorsque l'afficheur est monté en mode transmissif, la texture T correspond à l'état non passant ou noir, tandis que la texture U correspond à l 'état passant ou blanc.
L'ensemble de la cellule reçoit tout d'abord un signal électrique par multiplexage
(comme décrit dans le document [7]) destiné à commuter les pixels en T soit en noir
(figure 7a). Puis l'ensemble de la cellule reçoit un signal électrique par multiplexage (comme décrit dans le document [7]) destiné à commuter les pixels en
U soit à l'état passant en blanc (figure 7b). Sur la figure 7b on remarque sur les bords de la zone active des endroits restés noirs, c'est à dire des zones ou la commutation en U ne s'est pas effectuée et ces zones sont restées en texture T (état non passant ou noir). Ces zones sont appelées zones perturbées. Elles sont référencées 60 sur la figure 7b. Sur les figures 7a et 7b on a référencé 40 la direction de brossage et de l'écoulement hydrodynamique.
La commutation en U n'a pas été effectuée pour ces pixels situés sur les zones perturbées 60. Les zones perturbées 60 de la figure 7 montrent ainsi une différence de comportement au niveau de la commutation par rapport au reste de la cellule. D'autres cellules BiNem, réalisées dans des conditions légèrement différentes, montrent le même défaut mais pour la commutation en T.
Ce type de défaut, correspondant à une non commutation vers une des textures en bord de zone active, est appelé « effet de périphérie ». ORIGINE DE L' « EFFET DE PERIPHERIE »
Les analyses conduites par les inventeurs tendent à expliciter cet « effet de périphérie », comme suit.
L' « effet de périphérie » est un problème de commutation en U ou en T localisé sur les bords de la zone active, sur une distance de quelques millimètres.
Les bords de la zone active correspondent à l'endroit où est située la jonction entre la zone du substrat sur laquelle on a déposé de PITO (rugueux) pour la formation d'électrodes et celle où le verre du substrat est dépourvu d'ITO. Le matériau utilisé pour réaliser la couche d'ancrage faible 14, qui recouvre intégralement le substrat 10, électrodes 12 comprises, peut être par exemple celui décrit dans le document [9]. Une fois déposé, il est relativement mou par rapport aux couches de type polyimide classiquement utilisées pour les couches à ancrage fort. Lorsque le rouleau de brossage 70, dont la surface de contact avec le substrat est d'environ une dizaine de millimètres arrive à la jonction verre (zone non active) - ITO ( bord de zone active), il appuie tout d'abord sur le matériau 14 déposé sur le verre lisse 10. L'adhésion de ce matériau 14 sur le verre lisse 10 n'est pas aussi forte que sur PITO 12, et le rouleau 70 déplace, « chasse », une partie du matériau 14 déposé, du verre 10 vers la couche d'ITO 12 marquant le début de la zone active (ce déplacement de matériau 14, par le rouleau 70, est schématisé 72 sur la figure 8), créant localement à cet endroit une perturbation du brossage et donc des propriétés d'ancrage du matériau. La commutation du BiNem étant très sensible à la valeur du prétilt sur la couche d'ancrage faible 14 (fenêtre Δψ), la commutation en U ou en T peut être rendue difficile voir impossible dans la zone perturbée. Le l'
rouleau se déplaçant d'environ lmm / tour, la zone perturbée est de quelques millimètre dans le sens du brossage.
Sur la figure 8 on a par ailleurs référencés 74 les poils du rouleau, 75 le sens de rotation du rouleau, 76 le sens de déplacement du rouleau, 77 la zone d'écrasement du rouleau, 78 le début de la zone active matérialisée par une couche d'ITO 12 et 79 la zone perturbée.
Lorsque de l'autre côté de la cellule le rouleau 70 arrive à l'interface ITO - verre, le raisonnement est le même sauf que le matériau « chassé » par la mauvaise adhésion sur le verre effectue un tour sur le rouleau 70 avant d'être redéposé sur la couche d'ITO 12. Le rouleau 70 se déplaçant de lmm / tour environ, quelques millimètres de la zone active seront également perturbés.
On constate sur la figure 7 que la zone perturbée 60 correspond bien aux bords de la zone active qui s'étendent perpendiculairement au sens de brossage 40 (quelques millimètres sur chaque bord). Cette sensibilité très importante aux conditions de brossage, liée à la fenêtre étroite Δψ pour la valeur du prétilt ψ sur la couche d'ancrage faible 14, est spécifique au mode de commutation de l'afficheur bistable à cassure d'ancrage, il n'existe pas pour les afficheurs à cristaux liquides standards de type TN ou STN par exemple. DESCRIPTION DE L'INVENTION
Pour pallier les inconvénients inhérents à l'état de la technique tels que « effet de périphérie », la présente invention propose un dispositif afficheur à cristal liquide comprenant deux substrats munis d'électrodes respectives, et situés de part et d'autre d'une couche de molécules de cristal liquide, les électrodes prévues sur l'un au moins des deux substrats étant recouvertes d'une couche d'ancrage définissant un ancrage zénithal faible permettant une cassure d'ancrage et une commutation entre deux textures de molécules de cristal liquide dont la torsion diffère de l'ordre de +/- 180°, par couplage hydrodynamique entre les deux substrats, caractérisé par le fait qu'il comprend sur l'un au moins des deux substrats des motifs qui possèdent une épaisseur au moins sensiblement identique à celle des électrodes et qui possèdent des caractéristiques d'adhésion vis à vis de ladite couche d'ancrage, sensiblement identiques à celles des électrodes, ces motifs ne contribuant pas à l'adressage de l'afficheur, et situés dans la zone non active de celui-ci, jouxtant une zone active au moins sur les deux côtés d'une zone active perpendiculairement à la direction de brossage et à la direction du flux hydrodynamique, laquelle est parallèle à la direction de brossage.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, les motifs précités sont constitués dans le même matériau que celui utilisé pour constituer les électrodes de l'afficheur.
Ainsi grâce à la présente invention, la commutation entre les deux textures en bord de zone active s'effectue dans les mêmes conditions que la commutation entre les deux textures au centre de la zone active de l'afficheur. Selon une caractéristique avantageuse de la présente invention, lesdits motifs qui ne contribuent pas à l'adressage de l'afficheur, dans la zone non active, sont isolés électriquement. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
D'autres caractéristiques buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : . la figure 1 précédemment décrite représente schématiquement le principe de commutation d'un afficheur de type BiNem,
. la figure 2 précédemment décrite représente schématiquement un écoulement hydrodynamique lors d'une coupure brutale du champ électrique dans un dispositif de type BiNem,
. la figure 3 précédemment décrite représente le schéma de principe du fonctionnement d'un écran matriciel classique,
. les figures 4a et 4b précédemment décrites représentent le schéma de principe du dessin des électrodes connues destinées à être formées respectivement sur les deux substrats,
. les figures 5a et 5b précédemment décrites représentent des exemples de masques pour la formation de ces électrodes,
. les figures 6a et 6b précédemment décrites représentent des vues agrandies d'un bord des masques illustrés sur les figures 5a et 5b,
. la figure 7 précédemment décrite représente la photographie de la zone active d'un afficheur BiNem selon l'état de la technique, plus précisément la figure 7a représente l'ensemble de l'afficheur dans un premier état commuté en T (noir), tandis que la figure 7b représente le même afficheur dans un second état commuté en U (blanc),
. la figure 8 précédemment décrite représente schématiquement la perturbation des propriétés d'ancrage en bord de zone active occasionnée par le brossage sur une couche d'ancrage faible d'un dispositif BiNem,
. la figure 9 représente schématiquement le principe à la base de l'invention consistant à rajouter des motifs dans la zone non active jouxtant une zone active, . la figure 10 représente une vue en plan de motifs « neutres » (ici de l'ITO) conformes à la présente invention positionnés sur les deux côtés d'une zone active perpendiculaires au sens de brossage, respectivement pour les deux lames d'un afficheur sur les figures 10a et 10b,
. la figure 11 représente une variante de tels motifs « neutres » (ici de l'ITO) conformes à la présente invention positionnés sur tout le pourtour d'une zone non active qui jouxte une zone active, respectivement pour les deux lames d'un afficheur sur les figures 11 a et 1 Ib,
. la figure 12 représente une autre variante de motifs « neutres » (ici de l'ITO) selon l'invention morcelés en petits pavés individuels, respectivement pour les deux lames d'un afficheur sur les figures 12a et 12b, . la figure 13 représente une vue agrandie d'un bord de la zone active d'une lame d'afficheur conforme à la présente invention et illustre plus précisément un pavage dense de motifs (ici de l'ITO) « neutres » dans une zone non active jouxtant la zone active,
. la figure 14 représentent respectivement sur les figures 14a et 14b deux séries de motifs (ici de l'ITO) « neutres » strictement superposables une fois les deux lames en regard pour le scellement de la cellule, et
. la figure 15 représente une photographie de la zone active d'un afficheur BiNem conforme à la présente invention, la figure 15a représentant la zone active de l'afficheur après que celui-ci ait reçu un signal électrique destiné à commuter l'ensemble des pixels à l'état T (état non passant ou noir), tandis que la figure 15b représente la même zone active de l'afficheur après que celui-ci ait reçu un signal électrique destiné à le commuter à l'état U (état passant ou blanc).
On va maintenant expliciter plus en détail l'invention en regard des figures 9 et suivantes. La présente invention s'applique aux afficheurs nématiques bistables de type BiNem dont la technologie générale est aujourd'hui connue de l'homme de l'art et dont les principes généraux ont été rappelés précédemment.
Dans le cas d'un afficheur à cristal liquide bistable selon l'invention, le moyen permettant de supprimer l'effet perturbateur du brossage en bord de zone active consiste à rajouter des motifs 120, dont l'épaisseur et les caractéristiques d'adhésion vis à vis de la couche 14 de faible énergie d'ancrage zénithale, sont sensiblement équivalentes à celles des électrodes 12, 22 de l'afficheur, dans la zone non active qui jouxte la zone active, tel qu'illustré figure 9. Typiquement l'épaisseur de des blocs 120 ne diffère pas de plus de 10% de celle des électrodes
12, 22. Ainsi la surface supérieure des blocs 120 est au moins sensiblement coplanaire de la surface supérieure des électrodes 12, 22.
Sur cette figure 9, on a référencé 120 un motif selon l'invention non connecté électriquement et disposé dans une zone non active 62, sur l'extérieur de la zone active 64 de l'afficheur.
Le matériau de la couche 14 d'alignement d'ancrage faible est ainsi déposé de façon homogène, avec une bonne adhésion sur l'ensemble des motifs 12 (formant les électrodes dans la zone active 64) et 120 (situés dans la zone non active 62). Lorsque le rouleau de brossage 70 passe de la zone non active 62 à la zone active 64 et réciproquement, le matériau 14 n'est pas « chassé » de la partie non active 64 à la partie active 62 et le paramètre de brossage définissant le prétilt n'est pas perturbé.
Ces motifs 120, rajoutés dans le cadre de la présente invention, ne sont pas connectés électriquement. Ils n'ont pas vocation à adresser une zone de cristal liquide. Ils sont destinés à assurer la continuité des paramètres de brossage en bord de zone active 64. Ces motifs 120 rajoutés selon l'invention sont appelés motifs
« neutres ».
De manière non limitative, les motifs « neutres » selon l'invention peuvent être constitués du même matériau que celui constituant l'électrode conductrice de l'afficheur. Ce matériau peut être par exemple de TITO, généralement utilisée en tant qu'électrode transparente dans les afficheurs à cristaux liquides.
Les motifs « neutres » selon l'invention sont préférentiellement déposés sur les deux substrats de l'afficheur, de manière à assurer une bonne homogénéité de l'épaisseur de la cellule. Cependant le cas échéant on peut prévoir de tels motifs neutres 120 sur un seul substrat, il s'agit alors de préférence du substrat 10 qui porte la couche d'ancrage 14 définissant une énergie d'ancrage zénithale faible.
Plusieurs variantes sont possibles au niveau des motifs « neutres » 120, que nous choisirons pour la suite constitués en ITO à titre d'exemple.
Une première variante illustrée figure 10 consiste à positionner les « motifs neutres » 120 selon l'invention sur les deux côtés d'une zone active 64 perpendiculaires au sens de brossage 40. La figure 10a illustre des motifs d'ITO 120 sur la lame dite supérieure 20, dans notre exemple les colonnes, la figure 10b illustre des motifs d'ITO 120 sur la lame inférieure 10, dans notre exemple les lignes.
L' « effet de périphérie », qui apparaît essentiellement selon ces deux côtés est ainsi supprimé. Mais ce design est tributaire de la direction de brossage 40 de l'afficheur. Pour rendre le dessin indépendant de la direction de brossage 40, une deuxième variante (figure 11) prévoit de positionner des motus « neutres » d'ITO 120 selon l'invention sur tout le pourtour de la zone non active 62 qui jouxte une zone active 64. La figure 1 la illustre des motifs d'ITO 120 sur la lame supérieure 20, dans notre exemple les colonnes, la figure 11b illustre des motifs d'ITO 120 sur la lame inférieure 10, dans notre exemple les lignes.
Afin d'éviter les court-circuits et les effets de champ, une troisième variante consiste à morceler les motifs d'ITO « neutres » 120 par exemple en petits pavés rectangulaires ou de toute autre forme appropriée, plutôt que d'utiliser des blocs continus, tel qu'illustré figure 12. Les pavés précités peuvent avoir des formes identiques entre eux ou des formes diverses. La figure 12a illustre des motifs d'ITO 120 sur la lame supérieure 20, dans notre exemple les colonnes, la figure 12b illustre des motifs d'ITO 120 sur la lame inférieure 10, dans notre exemple les lignes.
Une quatrième variante consiste à réaliser un pavage aussi dense que possible de motifs d'ITO « neutres » 120 dans la zone non active 62 jouxtant une zone active 64 tel qu 'illustré figure 13.
Une cinquième variante consiste à réaliser sur chaque lame des motifs 120 strictement superposables une fois les deux lames 10, 20 en regard pour le scellement de la cellule. La figure 14 représente un agrandissement d'un bord de la zone active d'un afficheur 160x160 pixels tel que décrit précédemment intégrant les quatrième et cinquième variantes de l'invention. La figure 14a illustre des motifs d'ITO 120 sur la lame supérieure 20, dans notre exemple les colonnes, la figure 14b illustre des motif d'ITO 120 sur la lame inférieure 10, dans notre exemple les lignes. Bien entendu, toutes les combinaisons entre les différentes variantes précédemment décrites sont possibles
La figure 15 montre la zone active 64 d'un afficheur 160x160 selon l'invention, intégrant les variantes 4 et 5 de l'invention. La commutation s'effectue dans les mêmes conditions que celles décrites dans le paragraphe intitulé
« Limitations présentées par les afficheurs BiNem réalisés selon l'état de la technique : « effet de périphérie » : tout d'abord l'ensemble de l'afficheur est commuté en T (noir figure 15a). Puis l'ensemble de l'afficheur est commuté en U
(blanc figure 15b). On constate sur la figure 15b, en la comparant à la figure 7b, que « l'effet de périphérie » a disparu, l'ensemble de la zone active 64 a commuté dans l'état U (blanc).
Comme on le voit sur les figures 13 et 14, les motifs d'ITO « neutres » 120 sont de préférence conformés pour épouser le contour des électrodes 12 formées dans la zone active 64. En d'autres termes l'intervalle séparant les motifs d'ITO « neutres » 120 et les électrodes actives 12 est réduit à la largeur minimale pour assurer l'isolation électrique requise entre ces plages électriquement conductrices.
De préférence dans le cadre de la présente invention, la distance (référencée dl sur la figure 9) séparant les motifs d'ITO neutres 120 et les électrodes actives 12 adjacentes, est comprise entre 1 et 500 μm, très préférentiellement entre 5 et 50 μm. Par ailleurs dans le cadre de la présente invention, de préférence la distance séparant les motifs d'ITO neutres 120 entre eux, est également comprise entre 1 et 500 μm, très préférentiellement entre 5 et 50 μm.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits, mais s'étend à toute variante conforme à son esprit.
Par exemple, la présente description de l'invention concerne un dispositif d'affichage à cristal liquide bistable à adressage passif multiplexe ou direct. Mais l'invention peut également être appliquée à un dispositif d'affichage à cristal liquide bistable à adressage actif utilisant des transistors déposés sur verre pour contrôler la commutation des pixels, tel que décrit par exemple dans le document [8].
Dans le cadre de la présente invention, les deux textures qui différent d'environ 180° ne sont pas nécessairement l'une uniforme ou faiblement tordue (soit une torsion proche de 0°) et l'autre proche du demi tour (soit une torsion proche de 180°). En effet dans le cadre de la présente invention l'on peut prévoir des torsions différentes pour ces deux textures, par exemple 45° et 225°, l'important étant que les torsions entre les deux textures diffèrent d'un angle d'environ 180°.
Documents cités Doc [1] : FR-A-2 740 893
Doc [2] : FR-A-2 740 894
Doc [3] : US-A-6 327 017
Doc [4] :P. Martinot Lagarde et al , SPIE vol. 5003 (2003), p25-34
Doc [5] : M. Giocondo, I. Lelidis, I. Dozov, G. Durand, Eur. Phys. J. AP 5, 227 (1999)..
Doc [6] : : I. Dozov, Ph. Martinot-Lagarde, Phys. Rev. E., 58, 7442 (1998).
Doc [7] :FR-A-2 835 644
Doc [8] : FR-A-2 847 704
Doc [9] : FR-A-2 840 694

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1. Dispositif afficheur à cristal liquide comprenant deux substrats (10, 20) munis d'électrodes respectives (12, 22), et situés de part et d'autre d'une couche de molécules de cristal liquide (30), les électrodes prévues sur l'un au moins des deux substrats (10, 20) étant recouvertes d'une couche d'ancrage (14, 24) définissant un ancrage zénithal faible permettant une cassure d'ancrage et une commutation entre deux textures de molécules de cristal liquide dont la torsion diffère de l'ordre de +/- 180°, par couplage hydrodynamique entre les deux substrats, caractérisé par le fait qu'il comprend sur l'un au moins des deux substrats (10 , 20) des motifs (120) qui possèdent une épaisseur au moins sensiblement identique à celle des électrodes (12, 22) et qui possèdent des caractéristiques d'adhésion vis à vis de ladite couche d'ancrage (14, 24), sensiblement identiques à celles des électrodes (12, 22), ces motifs (120) ne contribuant pas à l'adressage de l'afficheur, et situés dans la zone non active (62) de celui-ci, jouxtant une zone active (64) au moins sur les deux côtés d'une zone active (64) perpendiculairement à la direction de brossage (40) et à la direction du flux hydrodynamique, laquelle est parallèle à la direction de brossage.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les motifs (120) sont constitués dans le même matériau que celui utilisé pour constituer les électrodes (12, 22) de l'afficheur,
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les motifs (120) sont prévus sur un substrat (10) possédant une couche d'ancrage (14) qui définit une énergie d'ancrage zénithale faible.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les motifs (120) sont prévus sur les deux substrats (10 , 20).
5. Dispositif selon l'une au moins des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend, sur l'un au moins des substrats (10, 20), des moyens d'ancrage des molécules de cristal liquide, qui autorisent une cassure d'ancrage lors de l'application d'un champ électrique approprié entre des électrodes (12, 22) prévues respectivement sur les substrats (10, 20).
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens définissant deux états stables pour les molécules de cristal liquide, en l'absence de champ électrique.
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caracférisé par le fait qu'il utilise deux textures de molécules de cristal liquide, l'une uniforme ou faiblement tordue pour laquelle les molécules sont au moins sensiblement parallèles entre elles, et l'autre qui diffère de la première par une torsion d'environ 180°.
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le rapport entre l'épaisseur d de la cellule et le pas spontané po des molécules de cristal liquide, est environ égal à 0,25 +/- 0,1.
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les motifs (120) qui ne contribuent pas à l'adressage de l'afficheur sont isolés électriquement.
10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que des motifs (120) qui ne contribuent pas à l'adressage de l'afficheur sont placés sur tout le pourtour d'une zone active (64).
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que les motifs (120) qui ne contribuent pas à l'adressage de l'afficheur sont formés de motifs pleins.
12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que les motifs (120) qui ne contribuent pas à l'adressage de l'afficheur sont morcelés.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé par le fait que la distance séparant les motifs (120) entre eux, est comprise entre 1 et 500 μm, très préférentiellement entre 5 et 50 μm
14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que les motifs (120) qui ne contribuent pas à l'adressage de l'afficheur sont formés de motifs en pavés.
15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que les motifs (120) qui ne contribuent pas à l'adressage de l'afficheur sont formés au moins en partie de motifs en pavés de géométrie quasi identique entre eux.
16. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que les motifs (120) qui ne contribuent pas à l'adressage de l'afficheur sont formés au moins en partie de motifs en pavés de formes diverses.
17. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé par le fait que les motifs (120) qui ne contribuent pas à l'adressage de l'afficheur sont formés de motifs en pavés très denses.
18. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait que les motifs (120) qui ne contribuent pas à l'adressage de l'afficheur sont conformés pour épouser le contour des électrodes (12) formées dans la zone active (64).
19. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé par le fait que l'intervalle (dl) séparant les motifs (120) qui ne contribuent pas à l'adressage de l'afficheur et les électrodes actives (12) est réduit à la largeur minimale pour assurer l'isolation électrique requise entre ces plages électriquement conductrices. 20. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé par le fait que chacun des deux substrats (10,
20) comprend respectivement des motifs (120) qui ne contribuent pas à l'adressage de l'afficheur, exactement superposables.
21. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 20, caractérisé par le fait que les motifs (120) qui ne contribuent pas à l'adressage de l'afficheur sont réalisés en ITO.
22. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 21, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens d'adressage passif multiplexe.
23. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 21, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens d'adressage passif direct.
24. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 21, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens d'adressage actif.
25. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 24, caractérisé par le fait que la distance (dl) séparant les motifs (120) et les électrodes actives (12) adjacentes, est comprise entre 2 et 500 μm, très préférentiellement entre 5 et 50 μm.
26. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 25, caractérisé par le fait que la surface supérieure des motifs (120) est au moins sensiblement coplanaire de la surface supérieure des électrodes (12, 22).
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