EP0400007A1 - Ecran a cristal liquide ferroelectrique, a electrodes opacifiees dans la zone non commutable de l'ecran et procedes d'obtention d'espaceurs et de traitement de cet ecran - Google Patents

Ecran a cristal liquide ferroelectrique, a electrodes opacifiees dans la zone non commutable de l'ecran et procedes d'obtention d'espaceurs et de traitement de cet ecran

Info

Publication number
EP0400007A1
EP0400007A1 EP88907009A EP88907009A EP0400007A1 EP 0400007 A1 EP0400007 A1 EP 0400007A1 EP 88907009 A EP88907009 A EP 88907009A EP 88907009 A EP88907009 A EP 88907009A EP 0400007 A1 EP0400007 A1 EP 0400007A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
screen
electrodes
liquid crystal
electrode
width
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP88907009A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean Dijon
Christine Ebel
Aimé Perrin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP0400007A1 publication Critical patent/EP0400007A1/fr
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G02F1/13394Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers regularly patterned on the cell subtrate, e.g. walls, pillars
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133512Light shielding layers, e.g. black matrix
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/141Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent using ferroelectric liquid crystals
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G02F1/13392Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers dispersed on the cell substrate, e.g. spherical particles, microfibres

Definitions

  • the present invention relates to a ferroelectric liquid crystal screen, with electrodes opacified in the non-switchable region of the screen as well as a method for obtaining spacers for this screen and a method for processing the screen. It applies to the display of information (images, characters,
  • the invention is for example achievable with the chiral smectic liquid crystals C, I, F, G or H inclined (tilted according to English terminology), and in particular with the liquid crystals with chiral smectic phase C.
  • a display device is described, the electrooptic display material of which is a liquid crystal with chiral smectic phase C.
  • This display device shown diagrammatically in longitudinal section in FIG. 1, comprises a first linear polarizer 2 and a second crossed linear polarizer 4, between which is inserted a waterproof display cell 6.
  • This display cell operating in transmission is formed by two walls, or plates, electrically insulating and transparent 10 and 12, generally made of glass. These walls, parallel to each other, are made integral by their edges by means of a bonding 14 serving as a seal.
  • the walls 10 and 12 are covered respectively with an electrode 16 and a counter-electrode 18 of a shape suitable for display, made of a transparent conductive material.
  • the electrode and the counter electrode may each be formed of parallel conductive strips, The strips of the electrode, which can be called “column electrodes”, and the strips of the counter electrode, which can be called “line electrodes”, being crossed, that is to say perpendicular.
  • the electrode and the counter-electrode make it possible to apply to the terminals of a liquid crystal film 20 with chiral smectic phase C, contained in cell 6, an electric field continuous whose direction or value can be changed.
  • the electrode 16 and the counter electrode 18 are connected, by means of an inverter 22, to a source of continuous electrical power 24.
  • a molecular scale shows the structure of a smectic phase C liquid crystal film when it is contained in the display cell 6.
  • the lower wall 12 constitutes for example a reference plane containing the two axes X and Y of an orthogonal XYZ coordinate system.
  • the smectic liquid crystal film C is composed of molecules 26 of elongated shape, having a longitudinal axis 28 and arranged in layers 30. These molecules each have a permanent dipole moment perpendicular to their Longitudinal axis 28.
  • the smectic layers 30 are all mutually parallel and oriented perpendicular to the walls 10 and 12 of the cell.
  • the solid lines have been represented molecules 26 of the liquid crystal in a first orientation A 1 (state 1) forming an angle - ⁇ with respect to the direction X, the dipole moments being oriented perpendicular to the walls 10 and 12 of the cell and in the direction of the electric field going from the wall 10 towards the wall 12.
  • the change of polarity of the electric field allows the tilting of the dipole moments in the opposite direction (from wall 12 to wall
  • FIG. 2 also shows the respective polarization directions P and P 'of the straight polarizers Lines 2 and 4.
  • Liquid crystals with a chiral smectic C phase, oriented correctly can therefore be used as display materials. They are likely, in addition to their bistability, to present interesting properties such as a rapid response or switching time, of the order of a microsecond, for low voltages applied to the electrodes (a few volts) and a wide response. electrooptical.
  • the thickness of Liquid crystal must be extremely small, of the order of 2 micrometers for example.
  • the spacing of the walls 10 and 12 leading to such a thickness is generally obtained by means of spacers made up of calibrated plastic balls.
  • FIG. 3 there is shown very schematically and in top view a liquid crystal display screen which comprises line electrodes 32 transparent and parallel to each other and transparent column electrodes 34, parallel to each other and perpendicular to the line electrodes.
  • This contrast is defined by the ratio of the intensity transmitted in the white state IB to the intensity transmitted in the black state IN.
  • the intensity of the black state corresponding for example to state 1 of the device described with reference to FIGS. 1 and 2, the white state then corresponding to state 2, is as low as possible, so as to have a large IB / IN ratio.
  • the non-switchable zone 36 of the screen - it is recalled that the switchable zone, referenced 38 in FIG. 3, corresponds to all of the "overlaps" of the electrodes 32 and 34 (in top view) and that the non-switchable area (or non-addressable area) corresponds to the rest of the screen - contains substantially equal densities of states 1 and states 2.
  • the surface treatments which allow the orientation of the liquid crystal are such that the two states are equiprobable in the non-switchable zone.
  • This non-switchable zone 36 therefore appears gray when an appropriate electrical voltage is established between the electrodes 32 and 34 and that straight line polarizers are suitably arranged on either side of the assembly, or cell, comprising the electrodes 32, 34 (respectively arranged on electrically insulating plates generally glass) and the layer of liquid crystal.
  • non-switchable area cannot be reduced significantly, since in particular for large, complex screens, the yields of the etchings necessary for their manufacture impose a size limit on the non-switchable area.
  • This problem relating to the gray appearance of the non-switchable zone is also encountered with screens using other liquid crystals.
  • the problem in question is then resolved by placing between the line electrodes and between the column electrodes a screen opaque to light.
  • This screen generally consists of an electrically insulating colored material, the thickness of which must be of the order of a few microns, 1 to 2 microns for example, so that the insulating material is sufficiently absorbent.
  • Such a thickness is incompatible with screens using a ferroelectric liquid crystal. Indeed, the thickness of the layer of this Liquid crystal does not allow the crossing of layers of colored insulating material, arranged in the intervals separating the electrodes-lines and of layers of this same material, arranged in the intervals separating the electrodes- columns.
  • the density of these defects depends on the liquid crystal used and on the surface treatments carried out on the plates between which this liquid crystal is located.
  • One of the possible surface treatments consists in placing on each of these plates a layer of an appropriate material and rubbing the layers of this material either parallel to the line electrodes or parallel to the column electrodes.
  • the object of the present invention is to improve the contrast of a ferroelectric liquid crystal screen, for example of a screen using a chiral smectic liquid crystal inclined C, by opacifying in a particular way the non-switchable zone of the screen. and allowing to push back the defects zig-zag in the non-switchable area of the screen or in the vicinity of this area.
  • the present invention firstly relates to a ferroelectric liquid crystal screen comprising an assembly comprising a layer of ferroelectric liquid crystal capable of exhibiting zigzag defects, this layer being between a group of electrodes -transparent lines, parallel and separate from each other and a group of transparent column electrodes, parallel, separate from each other and perpendicular to the line electrodes, said groups of electrodes being respectively arranged on two electrically insulating and transparent plates , screen characterized in that it further comprises, on each part of each row electrode, facing an interval separating two column electrodes, and on each part of each column electrode, facing a gap separating two electrodes -lines, an element intended to prevent the crossing of the screen by an incoming light ant on this screen in the direction of this element, and in that the elements which are arranged on the row electrodes or the elements which are arranged on the column electrodes are further provided to allow spacing, without electrical connection between the row electrodes and column electrodes, of the screen plates and have dimensions which, counted parallel to these plates, allow the
  • said elements are therefore arranged in the non-switchable zone of the screen, which makes it possible to suppress the gray appearance of this zone, mentioned above, the technique used in the present invention to make the non-zone opaque. switchable screen remaining compatible with the extreme thinness of the ferroelectric liquid crystal layer used.
  • the thickness of this layer which in fact depends on the liquid crystal used, is generally of the order of 1.5 micrometers to 2 micrometers. Furthermore, because the elements allowing the spacing of the plates, and thus having the function of spacers, are placed in the non-switchable area of the screen, the zig-zag defects are no longer hampered in the switchable area of the screen and, after a more or less long time of use (of addressing) of the screen, these faults will end up abutting against the elements allowing the spacing of the plates, in the opaque non-switchable zone or in the vicinity thereof.
  • the screen generally also comprises two polarization means located on either side of said assembly.
  • These polarization means can consist of two crossed rectilinear polarizers.
  • each element comprises an opaque layer which covers the electrode part on which this element is disposed and each element allowing the spacing of the plates comprises, in addition to this opaque layer, an electrically insulating spacer which is placed on the latter.
  • the width of the opaque layer is greater than the width of the interval separating two electrodes and facing the part which is covered by this opaque layer, in particular to favor the positioning of the opaque layers situated on a plate relative to the corresponding interelectrode spaces, located on the other plate and mask the edge of the electrodes which are opposite the opaque layers, this edge being liable to exhibit imperfect switching.
  • each spacer has an elongated shape transverse to the electrode on which the element comprising this spacer is disposed. This increases in particular the rigidity of the screen compared to that of known screens, using balls as spacers.
  • the width of each spacer may be greater than the width of the gap separating two electrodes and facing the part on which the element comprising this spacer is placed.
  • the width of each spacer is less, for example by half, than the width of the gap separating two electrodes and facing the part on which the element comprising this element is placed. spacer. Indeed, in some cases considered below, it is preferable to have such a small width. as possible for the spacers in order to best conceal the zig-zag defects.
  • this screen further comprising two crossed line recti polarizers, on either side of said assembly, each element allowing the spacing of the plates is an electrically insulating spacer which has an elongated shape transversely to the electrode on which this element is disposed and a width greater than the width of the gap separating two electrodes and facing the electrode part on which the element is disposed, this element is made of an optically isotropic material and each element preventing said passage of the screen by light without allowing the spacing of the plates is made of an opaque layer which covers the electrode part on which the latter element is disposed.
  • the optically isotropic material can be a photosensitive, optically isotropic resin.
  • This material can be transparent or opaque.
  • said plates being further coated with orientation layers of the liquid crystal which are made anisotropic in a direction parallel to the electrodes of one of the two groups of electrodes, the elements allowing the spacing of the plates are arranged on the electrodes of this group.
  • the zig-zag defects are parallel to the direction of the spacers - we mean by this, the direction which is parallel to the length of these spacers - and in such a case, it is preferable that the width of the spacers is less - of preferably much lower - than that of the inter-electrode interval relative to the other group of electrodes, in order to be able to repel the zig-zag faults in the non-switchable zone of the screen.
  • said plates being further coated with orientation layers of the liquid crystal which are made anisotropic in a direction parallel to the electrodes of one of the two groups of electrodes, the elements allowing the spacing of the plates are arranged on the electrodes of the other group.
  • the zigzag defects are perpendicular to the direction of the spacers and in such a case, it is preferable that the length of each spacer is substantially equal to the width of the electrode which carries this spacer, in order to confine the zig-zag faults in the non-switchable area of the screen, whereas in the case considered above, this length may be less than or equal to this electrode width.
  • this length of spacer is of the order of the width of the electrode in question in order to obtain a screen of good rigidity.
  • the width of these spacers is less than or equal to that of the corresponding opaque layers.
  • Each opaque layer can advantageously be an opaque metallic layer. Indeed, the metal layers are opaque at low thicknesses which are compatible with the low thickness of liquid crystal used in the present invention.
  • a layer of chromium can be used and this layer of chromium can have a thickness of between approximately 30 nm and approximately 200 nm.
  • the liquid crystal can be chosen from the group comprising the chiral smectic liquid crystals C, I, F, 6, H inclined.
  • the present invention also relates to a process for obtaining the spacers of the particular embodiment mentioned above, an embodiment in which the spacers are on opaque layers, this process being characterized in that it comprises:
  • the present invention also relates to a method for processing the screen which is the subject of the invention.
  • This method is characterized in that it comprises the application, between the row electrodes and the column electrodes, of an alternating electric voltage, while maintaining the screen at a temperature close to the phase transition temperature ferroelectric smectic to the immediately higher phase (from the point of view of temperature) of the liquid crystal, in order to locate the zigzag faults of the liquid crystal in the vicinity of the non-switchable area of the screen.
  • FIG. 3 is a schematic view of the row electrodes and the column electrodes of a liquid crystal display screen
  • FIGS. 4 and 5 are schematic and partial views of a screen according to the invention.
  • FIG. 6 is a top view of part of the screen shown in Figure 5
  • FIG. 7 and 7A are schematic and partial views of other screens according to the invention.
  • FIGS. 8A to 8E schematically illustrate different steps of a method for producing a screen according to the invention
  • FIG. 9 schematically illustrates a step of a variant implementation of this method
  • FIGS. 10A and 10B schematically and partially represent a screen according to the invention.
  • FIG. 11 shows schematically and partially another screen according to the invention.
  • FIG. 4 schematically and partially illustrates a particular embodiment of the invention: a layer 40 (respectively 42) of an opaque material, of thickness compatible with the thickness of the layer of ferroelectric liquid crystal used, is formed on each line electrode 32 (respectively column 34) in the form of a strip (see FIG. 3), opposite each of the intervals separating the column electrodes (respectively-lines).
  • a layer of chromium is used, the thickness of which is a few tens of nanometers, for example, which is enough to make this layer opaque.
  • the chromium layer is etched so as to remain only on the electrodes 32, 34 and more precisely on the parts of these, which are opposite the intervals in question, to form on each electrode-line 32 (respectively - column 34) a succession of rectangular patterns whose width is equal - or, preferably, greater - than that of the interval between two column electrodes (respectively -lines) and whose length is equal to the width of the row electrodes (respectively - columns).
  • the interval between two patterns corresponding to the row electrodes is equal - or preferably, less - to the width of the column-electrode electrodes (respectively -lines).
  • the relative positioning of the glass plates 44 and 46 respectively carrying the row electrodes and the column electrodes then makes it possible to cause said patterns to optically close off the greater part of the non-switchable zone: the patterns produced on the row electrode (respectively - columns) face the intervals separating the column electrodes (respectively - lines).
  • the non-switchable zone made opaque is used as explained above, seeking to locate the faults in this zone or in the vicinity of this one.
  • a zig-zag defect (generally in the form of a line) sees its migration stopped by its encounter with a dust or a spacer.
  • a dust or a spacer sees its migration stopped by its encounter with a dust or a spacer.
  • plastic balls as spacers, these balls being distributed randomly over a pixel, is unacceptable.
  • spacers 50 such as photosensitive resin pads are produced in the non-switchable region 36 made opaque of the screen (FIG. 6). In this way, the switchable area of the screen has no spacer capable of hindering the migration of faults.
  • These spacers are respectively arranged either on the opaque patterns which are found on the line electrodes (FIG. 6) or on the opaque patterns which are found on the column electrodes (case of FIG. 7 where the spacers bear the reference 52).
  • Each spacer has the shape of a parallelepiped block, the width of which may be less, for example by half, than that of the inter-electrode space which faces it, that is to say the space separating two electrodes- columns (respectively -lines) if the spacers are on the row electrodes (respectively -columns).
  • the length of the block is less than or equal to the width of the electrode on which it is located.
  • FIGS. 5 to 7A it is known that these orientation layers must be given an anisotropy direction, for example by rubbing.
  • the defects are placed perpendicular to this direction of anisotropy (which can be either parallel to the row electrodes or parallel to the column electrodes).
  • We can therefore orient the spacers (in the direction of their length) perpendicular to the intended direction of friction D1 ( Figure 6) and give them a width less than that of the corresponding opaque patterns (which is the case for the screen of the Figure 6), so that the zig-zag defects, which are then parallel to the spacers, can be blocked in the non-switchable zone, the length of the spacers being less than or equal to the length of the electrodes on which they are arranged.
  • the spacers can be oriented parallel to the intended rubbing direction (case of FIG. 7 where this direction bears the reference D2) and give them a length equal to the width of the electrodes on which they are located (the column electrodes in the case of FIG. 7), so that the zigzag defects ZZ, which are then perpendicular to the spacers, can be blocked in the non-switchable zone of the screen, the width of the spacers then being equal to the width of the opaque material, or less than this width and in the latter case, it is preferably either less than or greater than the width of the opposite interelectrode space.
  • FIG. 7A an embodiment of the invention is shown which is identical to that of FIG. 7, except that the width of each spacer is greater than that of the inter-electrode space which faces it.
  • ITO indium tin oxide
  • a layer of positive photosensitive resin 58 is then spread over the chromium layer 56, the thickness of which is equal to that which is provided for the spacers, ie a thickness of between approximately 1.5 and 2 micrometers for liquid crystals of the type Inclined smectic chirals (Figure 8B).
  • the resin is first exposed through the mask used to define the electrode-lines 32 (respectively -columns 34), the resin is developed and then the layers of chromium 56 and ITO 54 are etched, which defines line electrodes 32 (respectively -columns 34), coated with the chromium layer (FIG. 8C).
  • the resin is exposed a second time through an appropriate mask, to define the patterns of chromium 40 (respectively 42), the resin is developed and the chromium remaining unprotected by the resin is removed by etching ( Figure 8D). so that there remain the row electrodes (respectively - columns) provided with chrome patterns which correspond to them and which are surmounted by a calibrated resin layer, these patterns having a width at least equal to the inter-electrode space - column (respectively -line).
  • the resin is annealed at 200 ° C. for approximately one hour so that the spacers 50 thus produced by these layers of resin do not deform.
  • the plate 46 carrying the column electrodes its resin is removed (so as not to prevent the subsequent introduction of liquid crystal between the plates 44, 46 combined).
  • this resin is removed after the step comprising the second exposure of said resin, its development and etching allowing the definition of chromium patterns (FIG. 8D), after which a layer 60 of positive resin is spread whose thickness is calibrated and corresponds to that which is provided for the spacers (FIG. 9 ) and this layer 60 is exposed through the glass plate in question, so that the chrome patterns serve as a mask (FIG. 9). Then, the resin is developed and annealed for one hour at 200 ° C.
  • each spacer covers the entire pattern of corresponding chrome 40 or 42.
  • the defects in the form of lines are located at the edge of the pixels (after for example heating and application of the electric voltage -see above), this which is visually embarrassing.
  • It is nevertheless possible to completely locate the faults in the non-switchable zone by making spacers which each occupy a smaller surface (FIG. 6), each spacer, seen in section parallel to the plates 44, 46, having for example the shape of a rectangle whose width is less than the length and width of the corresponding pattern.
  • an additional suitable mask is used to expose the layer 60 or 50 (52) of resin.
  • orientation layers are used. These are, for example, produced in the following manner: a layer 62 of silica, 60 nanometers thick for example, is deposited in the vapor phase on the face of each plate 44, 46 which carries the electrodes, and is formed on this silica layer an alignment layer 64 of nylon 6 (R) or polyamide 6, of thickness 150 nanometers for example, in a manner known in the state of the art. This layer 64 is then annealed for one hour at 120 ° C. and then rubbed in a known manner in a chosen direction which. is either parallel or perpendicular to the electrodes on which the spacers are located and in one and / or the other direction relative to this direction.
  • R nylon 6
  • polyamide 6 polyamide 6
  • the screen is then heated to 120oC and therefore the liquid crystal so that it is in its isotropic phase and, at this temperature, an alternating voltage of the order of 30V is applied between each row electrode and each column electrode to bring the zigzag defects in the vicinity of the spacers.
  • the resin is that which is marketed by the company SHIPLEY under the reference 1350J; it is developed, with the developer
  • the liquid crystal is for example either the mixture A indicated below, or this mixture A doped with 0 to 35% by volume of the compound B also indicated below.
  • line 66 and 68 polarizers (FIG. 5) are put in place on either side of the sealed cell obtained, so that their respective directions of polarization are perpendicular and the polarizer first encountered by the light allowing 'Illuminating the screen has its direction of polarization parallel to one of the two directions A1 or A2 of orientation of the ferroelectric liquid crystal molecules.
  • FIG. 5 also shows conventional control means 70 for the row electrodes and column electrodes and the liquid crystal layer is referenced 72.
  • the mixture A is composed, by volume, of:
  • This phenol is 4- (4-heptyloxy-3-bromobenzoyloxy) - biphenyl-4'-ol of formula:
  • the cooled solution is then acidified with a 10% HCl solution by volume in water and extracted 3 times with ether (30 ml).
  • the precipitate obtained is filtered.
  • the solution is taken up in 25 ml of methylene chloride and washed with: - 3 x 15 ml of H 2 O,
  • the aqueous phases are taken up twice with 25 ml of methylene chloride.
  • the transition temperatures of the final product are:
  • K represents the solid state, Se a smectic structure C, * a chiral structure, N a nematic structure, I an isotropic structure.
  • the spacers are on the line electrodes 32 and the rubbing direction D1 is parallel to these electrodes.
  • the electrodes are made of ITO and have a width of 300 micrometers.
  • the opaque patterns are in chrome, have a thickness of 100 nanometers and a width of 60 micrometers while the inter-electrode-column spaces are only 40 micrometers wide.
  • Each spacer surmounting a chrome motif is made of photosensitive resin, has a width of 20 micrometers, a length of 300 micrometers and a height of 1.6 micrometers.
  • FIG. 11 Another example is schematically and partially shown, in perspective, in FIG. 11.
  • the opaque patterns, in chrome, do not carry any spacer and are all placed on the electrodes of the same group of electrodes (either the line electrodes, or the column electrodes) and the spacers 52a (electrically insulating) are carried directly by the electrodes of the other group.
  • the chrome patterns are carried by the column electrodes and the spacers by the row electrodes.
  • the rubbing direction D2 is parallel to the spacers, the length of which is equal to the width of the electrodes which carry them so as to be able to confine the zigzag defects ZZ in the non-switchable zone.
  • the spacers can be opaque or transparent and have a width greater than that of the inter-electrode gap facing them. They must be optically isotropic so that, even if they are transparent, they cooperate with the crossed line recti polarizers 66, 68 with which the screen of FIG. 11 is provided, to stop the light falling on the screen in the direction of spacers. In the example shown in FIG.
  • the electrodes have a width of 300 micrometers and the interelectrode space has a width of 40 micrometers;
  • the chrome patterns have a thickness of 0.1 micrometers and a width of 60 micrometers;
  • the spacers 52a are made of photosensitive resin, have a thickness of 1.5 micrometers, a length equal to the width of the electrodes which carry them and a width of 60 micrometers.

Abstract

Sur chaque partie de chaque électrode-ligne (-colonne) de l'écran, faisant face à un intervalle séparant deux électrodes-colonnes (-lignes) est disposé un élément (40, 50) empêchant la traversée de l'écran par une lumière arrivant sur celui-ci en direction de l'élément. Les éléments disposés sur les électrodes-lignes (32) ou ceux disposés sur les électrodes-colonnes (34) permettent en outre l'espacement, sans liaison électrique, des plaques de l'écran et la localisation des défauts de zig-zag que peut avoir le cristal liquide, dans ou au voisinage de la zone non commutable de l'écran. Quant au traitement, l'écran est chauffé de façon appropriée et une tension électrique alternative est appliquée entre les électrodes afin de localiser les défauts de zig-zag du cristal liquide au voisinage des éléments d'espacement. Pour obtenir ceux-ci, on peut insoler une couche de résine positive, à travers la plaque destinée à porter ces éléments et préalablement munie de couches opaques sur les parties correspondant à ces éléments. Application à l'affichage d'informations.

Description

ECRAN A CRISTAL LIQUIDE FERROELECTRIQUE, A ELECTRODES
OPACIFIEES DANS LA ZONE NON COMMUTABLE DE L'ECRAN ET PROCEDES
D'OBTENTION D'ESPACEURS ET DE TRAITEMENT DE CET ECRAN
La présente invention concerne un écran à cristal liquide ferroélectrique, à électrodes opacifiées dans la zone non commutable de l'écran ainsi qu'un procédé d'obtention d'espaceurs pour cet écran et un procédé de traitement de l'écran. Elle s'applique à l'affichage d'informations (images, caractères,
L'invention est par exemple réalisable avec les cristaux liquides chiraux smectiques C, I, F, G ou H inclinés (tilted selon la terminologie anglo-saxonne), et en particulier avec Les cristaux liquides à phase smectique C chirale.
Dans Le document EP-A-O 032 362, est décrit un dispositif d'affichage dont Le matériau d'affichage électrooptique est un cristal liquide à phase smectique C chirale. Ce dispositif d'affichage, représenté schématiquement en coupe Longitudinale sur la figure 1, comporte un premier polariseur Linéaire 2 et un second polariseur Linéaire 4 croisés, entre Lesquels est intercalée une cellule d'affichage 6, étanche. Une source de Lumière 8, située en dessous du polariseur 4, permet un éclairage de la cellule 6.
Cette cellule d'affichage fonctionnant en transmission est formée de deux parois, ou plaques, électriquement isolantes et transparentes 10 et 12, généralement en verre. Ces parois, parallèles entre elles, sont rendues solidaires par Leurs bords au moyen d'un collage 14 servant de joint d'étanchéité.
Les parois 10 et 12 sont recouvertes respectivement d'une électrode 16 et d'une contre-électrode 18 de forme appropriée à l'affichage, réalisées en un matériau conducteur transparent. L'électrode et la contre-électrode peuvent être formées chacune de bandes conductrices parallèles, Les bandes de l'électrode, que l'on peut appeler "électrodes-colonnes", et les bandes de la contre-électrode, que l'on peut appeler "électrodeslignes", étant croisées c'est-à-dire perpendiculaires.
L'électrode et la contre-électrode permettent d'appliquer aux bornes d'un film de cristal Liquide 20 à phase smectique C chirale, contenu dans la cellule 6, un champ électrique continu dont on peut modifier le sens ou la valeur. A cet effet, l'électrode 16 et la contre-électrode 18 sont reliées, par l'intermédiaire d'un inverseur 22, à une source d'alimentation électrique continue 24.
Sur la figure 2, on a représenté, à l'échelle moléculaire, la structure d'un film de cristal liquide à phase smectique C, lorsque celui-ci est contenu dans la cellule d'affichage 6. En vue de simplifier cette figure 2, on n'a représenté que les parois 10 et 12 de La cellule. La paroi inférieure 12 constitue par exemple un plan de référence contenant les deux axes X et Y d'un repère XYZ orthogonal.
Le film de cristal liquide smectique C est composé de molécules 26 de forme allongée, présentant un axe longitudinal 28 et disposées en couches 30. Ces molécules ont chacune un momentdipolaire permanent perpendiculaire à Leur axe Longitudinal 28.
Dans le cas idéal, représenté sur la figure 2, Les couches smectiques 30 sont toutes parallèles entre elles et orientées perpendiculairement aux parois 10 et 12 de la cellule.
Lorsque L'on applique un champ électrique à un tel cristal Liquide, on obtient un fort couplage entre l'orientation moléculaire Caxe longitudinal 28 des molécules) et ce champ électrique du fait de La présence du dipôle permanent. Ce couplage est de type polaire car le dipôle électrique s'oriente préférentiellement selon une direction parallèle au champ électrique. Le changement de polarité du champ électrique permet donc de changer l'orientation du dipôle électrique et donc l'orientation des molécules 26. Sur la figure 2, on a représenté en traits pleins les molécules 26 du cristal liquide selon une première orientation A1 (état 1) formant un angle -θ par rapport à la direction X, les moments dipolaires étant orientes perpendiculairement aux parois 10 et 12 de la cellule et dans le sens du champ électrique allant de la paroi 10 vers La paroi 12. Le changement de polarité du champ électrique permet le basculement des moments dipolaires dans le sens contraire (de la paroi 12 vers La paroi
10), entraînant un pivotement des molécules autour de l'axe Z d'un angle de 2θ. La seconde orientation A2 des molécules (état 2) est symbolisée en traits mixtes. Elle forme un angle +θ par rapport à la direction X.
Les molécules passent de la première à La seconde orientation, et inversement, en décrivant un cône d'angle au sommet 2θ caractéristique du matériau (typiquement θ=22,5º). Sur la figure 2, on a aussi représenté Les directions de polarisation P et P' respectives des polariseurs recti Lignes 2 et 4.
Lorsque ces deux polariseurs sont croisés et Lorsque dans L'état 1 les molécules 26 du cristal liquide sont parallèles à la direction de polarisation P' du polariseur 4, L'état optique 1 du cristal liquide correspond à l'absorption de la Lumière provenant de la source 8 et l'état optique 2 à La transmission de cette même lumière.
Les cristaux liquides à phase smectique C chirale, orientés convenablement (figure 2), peuvent donc être utilisés comme matériaux d'affichage. Ils sont susceptibles, en plus de Leur bistabilité, de présenter des propriétés intéressantes telles qu'un temps de réponse ou de commutation rapide, de l'ordre de la microseconde, pour des tensions faibles appliquées aux électrodes (quelques volts) et une large réponse électrooptique.
Pour que le dispositif représenté sur la figure 1 fonctionne correctement, l'épaisseur de cristal Liquide doit être extrêmement petite, de L'ordre de 2 micromètres par exemple. L'espacement des parois 10 et 12 conduisant à une telle épaisseur est généralement obtenue au moyen d'espaceurs constitués de billes de plastique calibrées.
Ces billes utilisées en tant qu'espaceurs sont disposées de façon aléatoire entre les parois 10 et 12. Sur la figure 3, on a représenté très schématiquement et en vue de dessus un écran d'affichage à cristal liquide qui comprend des électrodes-lignes 32 transparentes et parallèles entre elles et des électrodes-colonnes 34 transparentes, parallèles entre elles et perpendiculaires aux électrodes-lignes. L'un des paramètres importants de cet écran est le contraste obtenu entre l'état noir affiché N et L'état blanc B. Ce contraste est défini par le rapport de l'intensité transmise dans l'état blanc IB à l'intensité transmise dans l'état noir IN. Pour obtenir un contraste important, il est nécessaire que l'intensité de l'état noir, correspondant par exemple à l'état 1 du dispositif décrit en référence aux figures 1 et 2, l'état blanc correspondant alors à l'état 2, soit la plus faible possible, de façon à avoir un grand rapport IB/IN.
Lorsque l'écran représenté sur la figure 3 utilise un cristal liquide ferroélectrique bistable, à phase smectique C chirale par exemple, la zone non commutable 36 de l'écran - on rappelle que la zone commutable, référencée 38 sur la figure 3, correspond à l'ensemble des "recouvrements" des électrodes 32 et 34 (en vue de dessus) et que la zone non commutable (ou zone non adressable) correspond au reste de l'écran - contient des densités sensiblement égales d'états 1 et d'états 2. En effet, pour obtenir une bonne bistabilité, les traitements de surface qui permettent l'orientation du cristal liquide sont tels que les deux états soient équiprobables dans la zone non commutable. Cette zone non commutable 36 apparaît donc grise lorsqu'une tension électrique appropriée est établie entre les électrodes 32 et 34 et que des polariseurs recti Lignes sont convenablement disposés de part et d'autre de l'ensemble, ou cellule, comprenant Les électrodes 32, 34 (respectivement disposées sur des plaques électriquement isolantes généralement en verre) et la couche de cristal liquide.
Le fait que la zone non commutable apparaisse grise est très préjudiciable au contraste, même si l'effet électro-optique utilisé permet d'obtenir un excellent état noir au niveau de la zone commutable 38.
Les dimensions de la zone non commutable ne peuvent être réduites de façon importante, car notamment pour des écrans complexes de grande dimension, les rendements des gravures nécessaires à Leur fabrication imposent une taille limite à la zone non commutable.
Ce problème relatif à l'apparence grise de la zone non commutable se rencontre également avec des écrans utilisant d'autres cristaux liquides. Le problème en question est alors résolu en disposant entre les électrodes-lignes et entre Les électrodes-colonnes un écran opaque à la Lumière. Cet écran est généralement constitué d'une matière électriquement isolante colorée dont l'épaisseur est obligatoirement de L'ordre de quelques microns, 1 à 2 microns par exemple, pour que la matière isolante soit suffisamment absorbante. Une telle épaisseur est incompatible avec les écrans utilisant un cristal liquide ferroélectrique. En effet, L'épaisseur de la couche de ce cristal Liquide ne permet pas Le croisement de couches de matière isolante colorée, disposées dans les intervalles séparant les électrodes-Lignes et de couches de cette même matière, disposées dans Les intervalles séparant les électrodes-colonnes.
Certes, on pourrait imaginer de recouvrir l'ensemble des électrodes-Lignes et -colonnes d'un isolant électrique d'épaisseur convenable, qui serait transparent dans la zone commutable et opaque dans la zone non commutable afin de résoudre le problème en question.
Cependant, une telle technique serait très défavorable du point de vue du fonctionnement de L'écran car une grande partie de L'énergie électrique nécessaire à la commutation du cristal liquide serait perdue dans l'isolant dont l'épaisseur serait comparable à l'épaisseur "active" du cristal liquide. Un autre problème résultant de l'utilisation d'un cristal liquide ferroélectrique, par exemple un cristal Liquide à phase smectique C chirale, notamment pour réaliser un écran de grandes dimensions tient à la présence de défauts d'alignement caractéristiques qu'est susceptible de présenter un tel cristal liquide. Ces défauts sont connus sous le nom de "zig-zag" et sont notamment mentionnés dans l'article de M.A. HANDSCHY et al., publié dans la revue Ferroelectrics, 1984, vol.59, p.69 à 116.
Ces défauts, qui se présentent sous la forme de lignes, réduisent le contraste. En outre, leur distribution peut être inhomogène sur la surface de l'écran, ee qui produit un aspect inhomogène de l'image affichée par cet écran, aspect qui est défavorable à l'obtention d'un écran de bonne qualité.
La densité de ces défauts dépend du cristal liquide utilisé et des traitements de surface effectués sur les plaques entre lesquelles se trouve ce cristal liquide. L'un des traitements de surface possibles consiste à disposer sur chacune de ces plaques une couche d'un matériau approprié et à frotter les couches de ce matériau soit parallèlement aux électrodeslignes soit parallèlement aux électrodes-colonnes.
Il est très difficile de mettre en place le cristal liquide entre des surfaces de plusieurs dm2 sans qu'il en résulte quelques défauts en zig-zag. Ces défauts se disposent perpendiculairement à la direction de frottage des parois et ont tendance à s'accrocher sur les billes servant d'espaceurs qui arrêtent ces défauts. Or, ces billes sont réparties de façon aléatoire entre les plaques de L'écran et notamment dans La zone commutable de celui-ci, d'où un contraste mauvais, de façon durable, pour un tel écran connu à cristal liquide ferroélectrique.
La présente invention a pour but d'améliorer le contraste d'un écran à cristal liquide ferroélectrique, par exemple d'un écran utilisant un cristal liquide chiral smectique incliné C, en opacifiant d'une manière particulière La zone non commutable de l'écran et en permettant de repousser les défauts de zig-zag dans La zone non commutable de l'écran ou au voisinage de cette zone.
De façon précise, La présente invention a tout d'abord pour objet un écran à cristal liquide ferroélectrique comprenant un ensemble comportant une couche de cristal liquide ferroélectrique susceptible de présenter des défauts de zig-zag, cette couche étant comprise entre un groupe d'électrodes-lignes transparentes, parallèles et séparées Les unes des autres et un groupe d'électrodes-colonnes transparentes, parallèles, séparées les unes des autres et perpendiculaires aux électrodes-lignes, Lesdits groupes d'électrodes étant respectivement disposés sur deux plaques électriquement isolantes et transparentes, écran caractérisé en ce qu'il comprend en outre, sur chaque partie de chaque électrode-ligne, faisant face à un intervalle séparant deux électrodes-colonnes, et sur chaque partie de chaque électrode-colonne, faisant face à un intervalle séparant deux électrodes-lignes, un élément prévu pour empêcher la traversée de l'écran par une lumière arrivant sur cet écran en direction de cet élément, et en ce que Les éléments qui sont disposés sur les électrodes-lignes ou Les éléments qui sont disposés sur les électrodes-colonnes sont en outre prévus pour permettre l'espacement, sans liaison électrique entre les électrodes-lignes et les électrodes-colonnes, des plaques de l'écran et ont des dimensions qui, comptées parallèlement à ces plaques, permettent la Localisation des défauts de zig-zag au voisinage de la zone non commutable de l'écran ou dans cette zone.
Selon la présente invention, lesdits éléments sont donc disposés dans la zone non commutable de l'écran, ce qui permet de supprimer l'apparence grise de cette zone, mentionnée plus haut, la technique utilisée dans la présente invention pour rendre opaque la zone non commutable de l'écran restant compatible avec l'extrême minceur de la couche de cristal liquide ferroélectrique utilisée.
On indique à ce propos que l'épaisseur de cette couche, qui dépend en fait du cristal liquide utilisé, est généralement de l'ordre de 1,5 micromètre à 2 micromètres. Par ailleurs, du fait que les éléments permettant l'espacement des plaques, et ayant ainsi une fonction d'espaceurs, sont placés dans la zone non commutable de l'écran, les défauts de zig-zag ne sont plus entravés dans la zone commutable de L'écran et, après un temps plus ou moins long d'utilisation (d'adressage) de L'écran, ces défauts vont finir par aller en butée contre les éléments permettant l'espacement des plaques, dans la zone non commutable opacifiée ou au voisinage de celle-ci.
On obtient ainsi une amélioration du contraste visuel sans dégradation des autres propriétés électro-optiques de l'écran (temps de commutation, temps d'adressage, ...).
L'écran comprend généralement en outre deux moyens de polarisation situés de part et d'autre dudit ensemble. Ces moyens de polarisation peuvent consister en deux polariseurs rectilignes croisés.
Selon un mode de réalisation particulier de l'écran objet de l'invention, chaque élément comporte une couche opaque qui recouvre la partie d'électrode sur laquelle est- disposé cet élément et chaque élément permettant l'espacement des plaques comporte, en plus de cette couche opaque, un espaceur électriquement isolant qui est placé sur cette dernière.
De préférence, la largeur de la couche opaque est supérieure à la largeur de l'intervalle séparant deux électrodes et faisant face à La partie qui est recouverte par cette couche opaque, pour favoriser notamment le positionnement des couches opaques situées sur une plaque par rapport aux espaces interélectrodes correspondants, situés sur l'autre plaque et masquer le bord des électrodes qui sont en regard des couches opaques, ce bord étant susceptible de présenter une commutation imparfaite.
De préférence également, chaque espaceur a une forme allongée transversalement à l'électrode sur laquelle est disposé l'élément comportant cet espaceur. On augmente ainsi en particulier la rigidité de l'écran par rapport à celle des écrans connus, utilisant des billes comme espaceurs.
Pour ne pas avoir de problème de positionnement d ' une plaque de L'écran par rapport à l'autre, la largeur de chaque espaceur peut être supérieure à la largeur de l'intervalle séparant deux électrodes et faisant face à la partie sur laquelle est disposé l'élément comportant cet espaceur. Cependant, de préférence, pour ne pas avoir ce problème, la largeur de chaque espaceur est inférieure, par exemple de moitié, à la largeur de l'intervalle séparant deux électrodes et faisant face à la partie sur laquelle est disposé l'élément comportant cet espaceur. En effet, dans certains cas envisagés plus loin, il est préférable d'avoir une largeur aussi faible . que possible pour lés espaceurs afin de dissimuler au mieux les défauts de zig-zag.
Selon un autre mode de réalisation particulier de l'écran objet de l'invention, cet écran comprenant en outre deux polariseurs recti lignes croisés, de part et d'autre dudit ensemble, chaque élément permettant l'espacement des plaques est un espaceur électriquement isolant qui a une forme allongée transversalement à l'électrode sur laquelle est disposé cet élément et une largeur supérieure à la largeur de l'intervalle séparant deux électrodes et faisant face à la partie d'électrode sur laquelle est disposé l'élément, cet élément est fait d'un matériau optiquement isotrope et chaque élément empêchant ladite traversée de l'écran par la lumière sans permettre l'espacement des plaques est fait d'une couche opaque qui recouvre la partie d'électrode sur laquelle est disposé ce dernier élément.
Le matériau optiquement isotrope peut être une résine photosensible, optiquement isotrope.
Ce matériau peut être transparent ou opaque.
Dans une réalisation particulière de l'écran objet de l'invention, lesdites plaques étant en outre revêtues de couches d'orientation du cristal liquide qui sont rendues anisotropes suivant une direction parallèle aux électrodes de l'un des deux groupes d'électrodes, les éléments permettant l'espacement des plaques sont disposés sur les électrodes de ce groupe. Alors, les défauts de zig-zag sont parallèles à la direction des espaceurs - on entend par là, la direction qui est parallèle à la longueur de ces espaceurs - et dans un tel cas, il est préférable que la largeur des espaceurs soit inférieure - de préférence très inférieure - à celle de l'intervalle interélectrode relatif à l'autre groupe d'électrodes, afin de pouvoir repousser les défauts de zig-zag dans la zone non commutable de l'écran. Dans une autre réalisation particulière, lesdites plaques étant en outre revêtues de couches d'orientation du cristal liquide qui sont rendues anisotropes suivant une direction parallèle aux électrodes de l ' un des deux groupes d' électrodes, les éléments permettant l'espacement des plaques sont disposés sur les électrodes de l'autre groupe.
Alors, les défauts de zig-zag sont perpendiculaires à la direction des espaceurs et dans un tel cas, il est préférable que la longueur de chaque espaceur soit sensiblement égale à la largeur de l'électrode qui porte cet espaceur, afin de confi ner les défauts de zig-zag dans la zone non commutable de l'écran, alors que dans le cas considéré précédemment, cette longueur peut être inférieure ou égale à cette largeur d'électrode. Toutefois, d'une manière générale, il est préférable que cette longueur d'espaceur soit de l'ordre de la largeur d'électrode en question pour obtenir un écran de bonne rigidité. Par ailleurs, dans le cas considéré ci-dessus conduisant à des défauts perpendiculaires à la direction des espaceurs, la largeur de ces espaceurs est inférieure ou égale à celle des couches opaques correspondantes.
Chaque couche opaque peut être avantageusement une couche métallique opaque. En effet, les couches métalliques sont opaques à de faibles épaisseurs qui sont compatibles avec la faible épaisseur de cristal liquide utilisé dans la présente invention.
Ainsi peut-on utiliser une couche de chrome et cette couche de chrome peut avoir une épaisseur comprise entre environ 30 nm et environ 200 nm.
Comme on l'a déjà indiqué, le cristal liquide peut être choisi dans le groupe comprenant les cristaux liquides chiraux smectiques C, I, F, 6, H inclinés. La présente invention concerne aussi un procédé d'obtention des espaceurs de la réalisation particulière mentionnée plus haut, réalisation dans laquelle les espaceurs sont sur des couches opaques, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend :
- un dépôt d'une couche de résine photosensible positive sur la plaque portant les électrodes et les couches opaques sur lesquelles sont destinés à se trouver les espaceurs,
- une insolation de la résine à travers cette plaque disposée de façon que les couches opaques portées par cette plaque servent de masque au cours de l'insolation, et
- une élimination de la résine insolée.
Enfin, la présente invention concerne également un procédé de traitement de l'écran objet de l'invention. Ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend l'application, entre les électrodes-lignes et les électrodes-colonnes, d'une tension électrique alternative, tout en maintenant l'écran à une température voisine de la température de transition de la phase smectique ferroélectrique à la phase immédiatement supérieure (du point de vue de la température) du cristal liquide, afin de localiser les défauts de zig-zag du cristal liquide au voisinage de la zone non commutable de l'écran ou dans cette zone.
On peut également localiser ainsi les défauts en faisant fonctionner suffisamment longtemps l'écran en continu par l'application d'une tension électrique alternative entre les électrodes-lignes et les électrodes-colonnes, comme on l'a déjà indiqué plus haut. la présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, d'exemples de réalisation donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés sur Lesquels :
- la figure 1, déjà décrite, est une vue schématique d'un dispositif d'affichage utilisant un cristal liquide à phase smectique C chirale, - la figure 2, déjà décrite, représente à l'échelle moléculaire, la structure de ce cristal liquide dans le dispositif,
- la figure 3, déjà décrite, est une vue schématique des électrodes-lignes et des électrodes-colonnes d'un écran d'affichage à cristal liquide,
- les figures 4 et 5 sont des vues schématiques et partielles d'un écran conforme à l'invention,
- la figure 6 est une vue de dessus d'une partie de L'écran représenté sur la figure 5, - les figures 7 et 7A sont des vues schématiques et partielles d'autres écrans conformes à l'invention,
- les figures 8A à 8E illustrent schématiquement différentes étapes d'un procédé de réalisation d'un écran conforme à l'invention, - la figure 9 illustre schématiquement une étape d'une variante de mise en oeuvre de ce procédé,
- les figures 10A et 10B représentent schématiquement et partiellement un écran conforme à l'invention, et
- la figure 11 représente schématiquement et partiellement un autre écran conforme à l'invention.
La figure 4 illustre schématiquement et partiellement un mode de réalisation particulier de l'invention : une couche 40 (respectivement 42) d'un matériau opaque, d'épaisseur compatible avec l'épaisseur de la couche de cristal Liquide ferroélectrique utilisée, est formée sur chaque électrode-ligne 32 (respectivement -colonne 34) en forme de bande (voir figure 3), en regard de chacun des intervalles séparant les électrodes- colonnes (respectivement -lignes).
On utilise à cet effet par exemple une couche de chrome dont l'épaisseur est de quelques dizaines de nanomètres par exemple, ce qui suffit à rendre cette couche opaque. la couche de chrome est gravée de façon à ne subsister que sur les é lectrodes 32, 34 et plus précisément sur les parties de celles-ci, qui sont en regard des intervalles en question, pour former sur chaque électrode-ligne 32 (respectivement -colonne 34) une succession de motifs rectangulaires dont la largeur est égale - ou, de préférence, supérieure - à celle de l'intervalle entre deux électrodes-colonnes (respectivement -lignes) et dont la longueur est égale à la largeur des électrodes-lignes (respectivement - colonnes).
L'intervalle entre deux motifs correspondant aux électrodes-lignes (respectivement -colonnes) est égal - ou de préférence, inféri eur - à la largeur des élect rodes-colonnes (respectivement -lignes). Le positionnement relatif des plaques de verre 44 et 46 portant respectivement les électrodes-lignes et les électrodes- colonnes permet alors d'amener lesdits motifs à obturer optiquement la plus grande partie de la zone non commutable : les motifs réalisés sur les élect rodes-lignes (respectivement - colonnes) font face aux intervalles séparant les électrodescolonnes (respectivement -lignes).
Ceci est visible en perspective sur la figure 5 et en vue de dessus sur la figure 6. On observe que seules subsistent en tant que domaines non commutables et non opaques. les parties 48 de la zone non commutable qui correspondent aux "intersections" (en vue de dessus) des intervalles interélectrodes-lignes et des intervalles inter-électrodes-colonnes. la réalisation d'une largeur inter-électrodes minimale, en tenant compte du procédé de fabrication décrit par la suite, permet de minimiser ces parties non commutables et non opaques.
Pour remédier à l'inconvénient associé aux défauts de zig-zag relatifs aux cristaux liquides ferroélectriques, on utilise la zone non commutable rendue opaque comme on l'a expliqué ci-dessus, en cherchant à localiser les défauts dans cette zone ou au voisinage de celle-ci.
Pour ce faire, on utilise par exemple une propriété non connue dans l'état de la technique, à savoir qu'une tension électrique alternative appliquée entre les électrodes-lignes et les électrodes-colonnes à une température proche de la température de transition de la phase smectique ferroélectrique à la phase immédiatement supérieure (vis-à-vis de la température) du cristal liquide, tend à déplacer les défauts de zig-zag qui se localisent alors dans la zone non commutable, zone qui n'est pas soumise au champ électrique alternatif résultant de la tension alternative. Par exemple, pour un cristal liquide chiral smectique C incliné on chauffe ce dernier à une température proche de la température de transition de la phase C à la phase A de ce cristal liquide.
Un défaut de zig-zag (généralement en forme de ligne) voit sa migration arrêtée par sa rencontre avec une poussière ou un espaceur. Ainsi, comme on l'a vu, l'utilisation de billes de plastique en tant qu'espaceurs, ces billes étant réparties de façon aléatoire sur un pixel, est rédhibitoire.
On utilise alors la propriété découverte de la façon suivante : on réalise des espaceurs 50 tels que des plots de résine photosensible dans la zone non commutable 36 rendue opaque de l'écran (figure 6). De cette manière, la zone commutable de l'écran ne comporte aucun espaceur susceptible d'entraver la migration des défauts. Ces espaceurs sont respectivement disposés soit sur les motifs opaques qui se trouvent sur les électrodeslignes (figure 6) soit sur les motifs opaques qui se trouvent sur les électrodes-colonnes (cas de la figure 7 où les espaceurs portent la référence 52). Chaque espaceur a la forme d'un bloc parallélépipédique dont la largeur peut être inférieure, par exemple de moitié, à celle de l'espace inter-électrodes qui lui fait face, c'est-à-dire l'espace séparant deux électrodes- colonnes (respectivement -lignes) si les espaceurs sont sur les électrodes-lignes (respectivement -colonnes). La longueur du bloc est inférieure ou égale à la largeur de l'électrode sur laquelle il se trouve.
En outre, les plaques 44 et 46 (figure 5) étant munies de couches d 'orientation du cristal li quide (non représentées sur
Les figures 5 à 7A), on sait que l'on doit donner à ces couches d'orientation une direction d'anisotropie, par frottage par exemple. Or, les défauts se placent perpendiculairement à cette direction d'anisotropie (qui peut être soit parallèle aux électrodes-lignes, soit parallèle aux électrodes-colonnes). On peut donc orienter les espaceurs (dans le sens de leur longueur) perpendiculairement à la direction de frottage prévue D1 (figure 6) et leur donner une largeur inférieure à celle des motifs opaques correspondants (ce qui est le cas pour l'écran de la figure 6), pour que les défauts de zig-zag, qui sont alors parallèles aux espaceurs, puissent être bloqués dans la zone non commutable, la longueur des espaceurs étant inférieure ou égale à la longueur des électrodes sur lesquelles ils sont disposés.
Inversement, on peut orienter les espaceurs parallèlement à la direction de frottage prévue (cas de la figure 7 où cette direction porte la référence D2) et leur donner une longueur égale à la largeur des électrodes sur lesquelles ils se trouvent (les électrodes-colonnes dans le cas de la figure 7), pour que les défauts de zig-zag ZZ, qui sont alors perpendiculaires aux espaceurs, puissent être bloqués dans la zone non commutable de l'écran, la largeur des espaceurs étant alors soit égale à la largeur du matériau opaque, soit inférieure à cette largeur et dans ce dernier cas, elle est de préférence soit inférieure, soit supérieure à la largeur de l'espace interélectrode en regard.
Sur la figure 7A, on a représenté un mode de réalisation de l'invention identique à celui de la figure 7, excepté que la largeur de chaque espaceur est supérieure à celle de l'espace inter-électrodes qui lui fait face.
On indique ci-après différents exemples de réalisation d'un écran conforme à l'invention.
On commence par former sur chaque plaque ou lame de verre 44, 46 une couche 54 d'oxyde d'indium et d'étain (ITO) transparente puis on dépose sur cette couche 54, par évaporation sous vide, une couche de chrome 56 d'épaisseur 50 nanomètres par exemple (figure 8A).
On étend alors sur la couche de chrome 56, une couche de résine photosensible positive 58 dont l'épaisseur est égale à celle qui est prévue pour les espaceurs, soit une épaisseur comprise entre environ 1,5 et 2 micromètres pour les cristaux liquides de type chiraux smectiques inclinés (figure 8B). On réalise une première insolation de la résine à travers le masque servant à la définition des électrodes-lignes 32 (respectivement -colonnes 34), on développe la résine puis l'on grave les couches de chrome 56 et d'ITO 54, ce qui définit des électrodes-lignes 32 (respectivement -colonnes 34), revêtues de la couche de chrome (figure 8C).
On insole une seconde fois la résine à travers un masque approprié, pour définir les motifs de chrome 40 (respectivement 42), on développe la résine et l'on élimine par gravure le chrome restant non protégé par la résine (figure 8D), de sorte qu'il subsiste les électrodes-lignes (respectivement - colonnes) munies des motifs de chrome qui leurs correspondent et qui sont surmontés d'une couche de résine calibrée, ces motifs ayant une largeur au moins égale à l'espace inter-électrode -colonne (respectivement -ligne).
Ensuite, pour la plaque 44 portant les électrodeslignes on recuit la résine à 200ºC pendant environ une heure pour que les espaceurs 50 ainsi réalisés par ces couches de résine ne se déforment pas. En revanche, quant à la plaque 46 portant les électrodes-colonnes, sa résine est enlevée (afin de ne pas empêcher l'introduction ultérieure de cristal liquide entre les plaques 44, 46 réunies).
Bien entendu, on pourrait au contraire recuire la résine de la plaque 46 pour durcir les espaceurs 52 réalisés et enlever la résine de la plaque 44.
Dans une variante de réalisation relative à la plaque de verre sur laquelle on veut réaliser les espaceurs, afin d'éviter une dégradation de la résine du fait de toutes les étapes de gravure, on enlève cette résine après l'étape comprenant la seconde insolation de ladite résine, son développement et la gravure permettant la définition .des motifs de chrome (figure 8D), après quoi on étale une couche 60 de résine positive dont l'épaisseur est calibrée et correspond à celle qui est prévue pour les espaceurs (figure 9) et l'on insole cette couche 60 à travers la plaque de verre considérée, de sorte que les motifs de chrome servent de masque (figure 9). Ensuite, on développe la résine et on la recuit pendant une heure à 200°C.
On obtient ainsi des espaceurs "auto-alignés" sur la plaque de verre en question.
Dans les exemples relatifs aux figures 8A à 8D et 9, chaque espaceur recouvre tout le motif de chrome 40 ou 42 correspondant. Avec de tels espaceurs et dans le cas où la direction de frottage est perpendiculaire à ces derniers, les défauts en forme de lignes se trouvent localisés en bordure des pixels (après par exemple chauffage et application de la tension électrique -voir plus haut), ce qui est peu gênant visuellement parlant. On peut néanmoins localiser complètement les défauts dans la zone non commutable en réalisant des espaceurs qui occupent chacun une surface plus petite (figure 6), chaque espaceur, vu en coupe parallèle aux plaques 44, 46, ayant par exemple la forme d'un rectangle dont la largeur est inférieure à la longueur et à la largeur du motif correspondant. Pour ce faire, on utilise un masque approprié supplémentaire pour insoler la couche 60 ou 50(52) de résine.
Une fois les espaceurs réalisés, on met en oeuvre des couches d'orientation. Celles-ci sont par exemple réalisées de la façon suivante : on dépose en phase vapeur sur la face de chaque plaque 44, 46 qui porte les électrodes, une couche 62 de silice de 60 nanomètres d'épaisseur par exemple et l'on forme sur cette couche de silice une couche d'alignement 64 en nylon 6(R) ou en polyamide 6, d'épaisseur 150 nanomètres par exemple, d'une façon connue dans l'état de la technique. Cette couche 64 est ensuite recuite pendant une heure à 120°C puis frottée de façon connue dans une direction choisie qui. est soit parallèle, soit perpendiculaire aux électrodes sur lesquelles sont les espaceurs et dans l'un et/ou l'autre sens relatif à cette direction.
Ensuite on dépose par sérigraphie sur l'une des plaques un joint de colle qui va servir au scellement. Après assemblage des plaques, l'ensemble est porté par exemple à 160°C pendant 2 heures pour permettre la polymérisation de la colle, puis on remplit de façon connue, d'un cristal liquide approprié -voir les exemples donnés plus loin- l'espace compris entre les plaques 44 et 46.
En considérant par exemple le cas d'un cristal liquide chiral smectique C incliné on chauffe alors à 120ºC l'écran et donc le cristal liquide pour que ce dernier se trouve dans sa phase isotrope et, à cette température, on applique une tension alternative de l'ordre de 30V entre chaque électrode-ligne et chaque électrode-colonne pour amener les défauts en zig-zag au voisinage des espaceurs. A titre purement indicatif et nullement limitatif, la résine est celle qui est commercialisée par la société SHIPLEY sous la référence 1350J ; elle est développée, avec le développeur
Microposit 351 de la même société ; le chrome est gravé à l'aide d'une solution Cr etched commercialisée par la société SOPRELEC ; l'oxyde d'indium et d'étain est gravé au moyen d'une solution contenant deux volumes d'acide chlorhydrique pour un volume de chlorure ferrique. le cristal liquide est par exemple soit le mélange A indiqué plus loin, soit ce mélange A dopé avec 0 à 35% en volume du composé B également indiqué plus loin.
On met ensuite en place des polariseurs recti Lignes 66 et 68 (figure 5) de part et d'autre de la cellule scellée obtenue, de façon que leurs directions de polarisation respectives soient perpendiculaires et que le polariseur rencontré en premier par la lumière permettant d'éclairer l'écran ait sa direction de polarisation parallèle à l'une des deux directions A1 ou A2 d'orientation des molécules de cristal liquide ferroélectrique.
Sur la figure 5, on a également représenté des moyens de commande classiques 70 des électrodes-lignes et des électrodes-colonnes et la couche de cristal liquide est référencée 72.
Le mélange A est composé, en volume, de :
On donne ci-après le procédé de fabrication du 4-(4- heptyloxy-3-bromo-benzoyloxy)-4'-((2S,3S)-3-méthyl-2-chloropentanoyloxy)-biphényle (composé B) : a) - Synthèse du phénol substitué nécessaire à l'obtention de B qui est un ester biphénylique
Ce phénol est le 4-(4-heptyloxy-3-bromobenzoyloxy)- biphényl-4'-ol de formule :
et est obtenu selon le schéma réactionnel suivant :
Dans un Erlen-Meyer de 10 ml, on ajoute : 205 mg d'acide -4-heptyloxy-3-bromo-benzoιque de formule (V), 0,7ml de chlorure de thionyle (SOCI2 ) et 2,2 ml de benzène. On porte la solution à reflux pendant 4 heures. le chlorure de thionyle en excès et le benzène sont distillés sous pression réduite. Au chlorure d'acide brut obtenu, on ajoute 145 mg de 4-4'-dihydroxybiphényle de formule (VI) dans 3 ml de pyridine. La solution est agitée deux jours avec un très léger chauffage.
La solution refroidie est alors acidifiée avec une solution de HCl à 10% en volume dans l'eau et extraite 3 fois à l'éther (30 ml).
Les phases organiques obtenues sont lavées avec des solutions aqueuses :
3 x 25 ml d'HCL-H2 O à 10% en volume d'acide, 3 x 25 ml de NaHCO3 à 5% en poids, 3 x 25 ml de NaOH à 10% en poids,
3 x 25 ml d'HCl à 10% en volume,
2 x 25 ml de NaCl saturé.
Puis, les phases organiques sont rassemblées, séchées sur du sulfate de sodium et évaporées. On chromatographie le mélange organique lavé sur silice avec comme éluant un mélange chloroforme-éther de composition 80-20% en volume. On obtient alors 74 mg de
4-(4-heptyloxy-3-bromo-benzoyloxy)-biphény1-4'-ol. le rendement de La réaction est de 23%. Caractéristiques du produit obtenu :
- dans l'infrarouge, on a une bande OH à 3470 nm et une bande C=O à 1715 nm,
- le point de clarification est à 186ºC, et
- le coefficient Rf de chromatographie est égal à 0,7. b)- Synthèse du 4-(-4-heptyloxy-3-bromo-benzoyloxy)-4'-((2S,3S)- 3-méthyl-2-chloropentanoyloxy)biphényle par réaction du phénol (VII) obtenu en a) avec un acide optiquement actif selon le schéma réaetionnel : y
27,3 mg d'acide (2S,3S)-3-méthyl-2-chloropentanoιque de formule (VIII), 58,7 mg de 4-(4-heptyloxy-3-bromobenzoyloxy)biphényl-4'-ol, 26 mg de N, N'-dicyclohexylcarbodiimide de formule C6H11 -N=C=N-C6 H11, 2,2 mg de 4- pyrrolidinopyridine de formule C4 H8 N-C5H4 N et 2 ml de chlorure de méthylène de formule CH2 Cl2 sec sont agités à température ambiante pendant au moins 12 heures.
Le précipité obtenu est filtré. La solution est reprise dans 25 ml de chlorure de méthylène et lavée avec : - 3 x 15 ml d'H2O,
- 3 x 15 ml d'acide acétique à 5% dans l'eau,
- 2 x 15 ml d'une solution saturée de chlorure de sodium dans l'eau.
Les phases aqueuses sont reprises 2 fois avec 25 ml de chlorure de méthylène.
Les phases organiques sont rassemblées, et séchées sur du sulfate de sodium puis évaporées au rotovapeur. le solide obtenu est chromatographie sur 25 g de silice avec comme éluant CH2 Cl2 -éther de pétrole dans un rapport 60/40% en volume. On obtient alors 58 mg d'un produit blanc qu'on recristallise dans l'éther de pétrole.
Les températures de transition du produit final sont :
K représente l'état solide, Se une structure C smectique, * une structure chirale, N une structure nématique, I une structure isotrope.
Un autre exemple d'écran conforme à l'invention est schématiquement et partiellement représenté sur les figures 10A (en vue de dessus) et 10B (en coupe). Les espaceurs sont sur les électrodes-lignes 32 et la direction de frottage D1 est parallèle à ces électrodes. les électrodes sont en ITO et ont une largeur de 300 micromètres. les motifs opaques sont en chrome, ont une épaisseur de 100 nanomètres et une largeur de 60 micromètres alors que les espaces inter-électrodes-colonnes n'ont qu'une largeur de 40 micromètres. Chaque espaceur surmontant un motif de chrome est en résine photosensible, a une largeur de 20 micromètres, une longueur de 300 micromètres et une hauteur de 1,6 micromètre.
Un autre exemple est schématiquement et partiellement représenté, en perspective, sur la figure 11. les motifs opaques, en chrome, ne portent aucun espaceur et sont tous placés sur les électrodes d'un même groupe d'électrodes (soit les électrodeslignes, soit les électrodes-colonnes) et les espaceurs 52a (électriquement isolants) sont portés directement par les électrodes de l'autre groupe. Dans le cas de la figure 11, les motifs de chrome sont portés par les électrodes-colonnes et les espaceurs par les électrodes-lignes. la direction de frottage D2 est parallèle aux espaceurs, dont la longueur est égale à la largeur des électrodes qui les portent de façon à pouvoir confiner les défauts de zig-zag ZZ dans la zone non commutable. les espaceurs peuvent être opaques ou transparents et ont une largeur supérieure à celle de l'intervalle inter-électrodes leur faisant face. Ils doivent être optiquement isotropes de sorte que, même s'ils sont transparents, ils coopèrent avec les polariseurs recti lignes croisés 66, 68 dont est muni l'écran de la figure 11, pour arrêter la lumière tombant sur l'écran en direction des espaceurs. Dans l'exemple représenté sur la figure 11, les électrodes ont une largeur de 300 micromètres et l'espace interélectrodes a une largeur de 40 micromètres ; les motifs de chrome ont une épaisseur de 0,1 micromètre et une largeur de 60 micromètres ; les espaceurs 52a sont en résine photosensible, ont une épaiseur de 1,5 micromètre, une longueur égale à la largeur des électrodes qui les portent et une largeur de 60 micromètres.

Claims

REVENDICATIONS 1. Ecran à cristal liquide ferroélectrique comprenant un ensemble comportant une couche de cristal liquide (72) ferroélectrique susceptible dé présenter des défauts de zig-zag, cette couche étant comprise entre un groupe d'électrodes-lignes (32) transparentes, parallèles et séparées les unes des autres et un groupe d'électrodes-colonnes (34) transparentes, parallèles, séparées les unes des autres et perpendiculaires aux électrodeslignes, lesdits groupes d'électrodes étant respectivement disposés sur deux plaques (44, 46) électriquement isolantes et transparentes, écran caractérisé en ce qu'il comprend en outre, sur chaque partie de chaque électrode-ligne, faisant face à un intervalle séparant deux électrodes-colonnes, et sur chaque partie de chaque électrode-colonne, faisant face à un intervalle séparant deux électrodes-lignes, un élément (40, 50 - 42, 52 - 52a) prévu pour empêcher la traversée de l'écran par une lumière arrivant sur cet écran en direction de cet élément, et en ce que les éléments qui sont disposés sur les électrodes-lignes ou les éléments qui sont disposés sur les électrodes-colonnes sont en outre prévus pour permettre l'espacement, sans liaison électrique entre les électrodes-lignes et les électrodescolonnes, des plaques de l'écran et ont des dimensions qui, comptées parallèlement à ces plaques, permettent la localisation des défauts de zig-zag au voisinage de la zone non commutable de l'écran ou dans cette zone.
2. Ecran selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément comporte une couche opaque (40, 42) qui recouvre la partie d'électrode sur laquelle est disposé cet élément et en ce que chaque élément permettant l'espacement des plaques comporte, en plus de cette couche opaque, un espaceur électriquement isolant (50, 52) qui est placé sur cette dernière.
3. Ecran selon la revendication 2, caractérisé en ce que la largeur de la couche opaque est supérieure à la largeur de l'intervalle séparant, deux électrodes et faisant face à la partie qui est recouverte par cette couche opaque.
4. Ecran selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que chaque espaceur a une forme allongée transversalement à l'électrode sur laquelle est disposé l'élément comportant cet espaceur.
5. Ecran selon la revendication 4, caractérisé en ce que la largeur de chaque espaceur est supérieure à la largeur de l'intervalle séparant deux électrodes et faisant face à la partie sur laquelle est disposé l'élément comportant cet espaceur.
6. Ecran selon la revendication 4, caractérisé en ce que la largeur de chaque espaceur est inférieure à la largeur de l'intervalle séparant deux électrodes et faisant face à la partie sur laquelle est disposé l'élément comportant cet espaceur.
7. Ecran selon la revendication 1, caractérisé en ce que, cet écran comprenant en outre deux polariseurs rectilignes croisés (66, 68), de part et d'autre dudit ensemble, chaque élément permettant l'espacement des plaques est un espaceur électriquement isolant (52a) qui a une forme allongée transversalement à l'électrode sur laquelle est disposé cet élément et une largeur supérieure à la largeur de l'intervalle séparant deux électrodes et faisant face à la partie d'électrode sur laquelle est disposé l'élément, en ce que cet élément est fait d'un matériau optiquement isotrope et en ce que chaque élément empêchant ladite traversée de l'écran par la lumière sans permettre l'espacement des plaques est fait d'une couche opaque qui recouvre la partie d'électrode sur laquelle est disposé ce dernier élément.
8. Ecran selon la revendication 7, caractérisé en ce que le matériau optiquement isotrope est une résine photosensible optiquement isotrope.
9. Ecran selon l'une quelconque des revendications 1 à
8, caractérisé en ce que, lesdits plaques étant en outre revêtues de couches (62) d'orientation du cristal liquide qui sont rendues anisotropes suivant une direction (D1) parallèle aux électrodes de l'un des deux groupes d'électrodes, les éléments permettant l'espacement des plaques sont disposés sur les électrodes de ce groupe.
10. Ecran selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, lesdits plaques étant en outre revêtues de couches (62) d'orientation du cristal liquide qui sont rendues anisotropes suivant une direction (D2) parallèle aux é lect rodes de l'un des deux groupes d'électrodes, les éléments permettant l'espacement des plaques sont disposés sur Les électrodes de l'autre groupe.
11. Ecran selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que la longueur de chaque espaceur est sensiblement égale à la largeur de l'électrode portant cet espaceur.
12. Ecran selon l'une quelconque des revendications 2 à
11, caractérisé en ce que chaque couche opaque est une couche métallique opaque.
13. Ecran selon l'une quelconque des revendications 1 à
12, caractérisé en ce que le cristal liquide ferroélectrique est choisi dans le groupe comprenant les cristaux liquides chiraux smectiques C, I, F, G, H inclinés.
14. Procédé d'obtention des espaceurs de l'écran selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un dépôt d'une couche de résine (60) photosensible positive sur la plaque portant les électrodes et les couches opaques sur lesquelles sont destinés à se trouver les espaceurs, - une insolation de la résine à travers cette plaque disposée de façon que les couches opaques portées par cette plaque servent de masque au cours de l'insolation, et
- une élimination de la résine insolée.
15. Procédé de traitement de l'écran selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend l'application, entre les électrodes-lignes (32) et les électrodes-colonnes (34) d'une tension électrique alternative, tout en maintenant l'écran à une température voisine de la température de transition de la phase smectique ferroélectrique à la phase immédiatement supérieure du cristal liquide, afin de localiser les défauts de zig-zag du-cristal liguide au voisinage de la zone non commutable de l'écran ou dans cette zone.
EP88907009A 1987-07-20 1988-07-20 Ecran a cristal liquide ferroelectrique, a electrodes opacifiees dans la zone non commutable de l'ecran et procedes d'obtention d'espaceurs et de traitement de cet ecran Ceased EP0400007A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8710215A FR2618587B1 (fr) 1987-07-20 1987-07-20 Ecran a cristal liquide, a electrodes opacifiees dans la zone non commutable de l'ecran et procedes d'obtention d'espaceurs et de traitement de cet ecran
FR8710215 1987-07-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0400007A1 true EP0400007A1 (fr) 1990-12-05

Family

ID=9353312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP88907009A Ceased EP0400007A1 (fr) 1987-07-20 1988-07-20 Ecran a cristal liquide ferroelectrique, a electrodes opacifiees dans la zone non commutable de l'ecran et procedes d'obtention d'espaceurs et de traitement de cet ecran

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5138473A (fr)
EP (1) EP0400007A1 (fr)
JP (1) JPH03501169A (fr)
KR (1) KR890702071A (fr)
FI (1) FI900176A0 (fr)
FR (1) FR2618587B1 (fr)
NO (1) NO900301L (fr)
WO (1) WO1989000713A1 (fr)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02228629A (ja) * 1989-02-28 1990-09-11 Sharp Corp 液晶表示装置
JP2535414B2 (ja) * 1989-07-04 1996-09-18 シャープ株式会社 液晶表示装置
US5231526A (en) * 1989-07-04 1993-07-27 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device with two insulating films, the second in only non-pixel areas
JP2652072B2 (ja) * 1990-02-26 1997-09-10 キヤノン株式会社 遮光層の形成方法
US5282068A (en) * 1990-11-08 1994-01-25 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal display with opaque insulating layer and metal layer at and wider than inter-electrode gap and method of manufacturing
US5347381B1 (en) * 1991-01-25 1997-07-01 Sharp Kk Ferroelectric liquid crystal display device with molecules between hairpin and lightning defects following the lightning defects
JP2713513B2 (ja) * 1991-08-29 1998-02-16 シャープ株式会社 液晶表示装置
KR930006480A (ko) * 1991-09-11 1993-04-21 원본미기재 콘트라스트가 개선된 액정 표시판넬
US5452114A (en) * 1991-09-13 1995-09-19 Canon Kabushiki Kaisha Ferroelectric liquid crystal device with grooves between electrode on one substrate, ridges on the other
JPH05241138A (ja) * 1991-12-06 1993-09-21 Canon Inc 液晶光学素子
US5467209A (en) * 1992-01-24 1995-11-14 Canon Kabushiki Kaisha Ferroelectric liquid crystal device with particular layer thicknesses at non-pixel portions and pixel portions
DE69320073T2 (de) * 1992-01-24 1999-02-25 Canon Kk Verfahren zur Behandlung einer chiralen smektischen Flüssigkristallvorrichtung
KR950011953B1 (ko) * 1992-12-26 1995-10-12 삼성전자주식회사 액정 표시 소자와 그 제조방법
JPH0836169A (ja) * 1994-07-25 1996-02-06 Sharp Corp 液晶表示装置およびその製造方法
US5707785A (en) * 1996-01-22 1998-01-13 Industrial Technology Research Institute Spacers for liquid crystal displays
US5959710A (en) * 1996-08-26 1999-09-28 Si Diamond Technology, Inc. Display device with spacers made of carbon, graphite or diamond and method of making same
KR100728506B1 (ko) * 1998-02-04 2007-06-15 세이코 엡슨 가부시키가이샤 액정장치 및 전자기기

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0032362B1 (fr) * 1980-01-10 1984-08-22 Noel A. Clark Dispositif électro-optique comportant un cristal liquide smectique chiral et procédé pour sa fabrication
JPH0715536B2 (ja) * 1983-01-28 1995-02-22 キヤノン株式会社 表示パネル
US4763995A (en) * 1983-04-28 1988-08-16 Canon Kabushiki Kaisha Spacers with alignment effect and substrates having a weak alignment effect
JPS60249120A (ja) * 1984-05-24 1985-12-09 Citizen Watch Co Ltd 液晶表示素子
FR2557719B1 (fr) * 1984-01-03 1986-04-11 Thomson Csf Dispositif de visualisation a memoire utilisant un materiau ferroelectrique
JPS60188925A (ja) * 1984-03-09 1985-09-26 Canon Inc 光学変調素子の製造法
JPS6145224A (ja) * 1984-08-10 1986-03-05 Alps Electric Co Ltd 液晶表示素子の製造方法
US4682858A (en) * 1984-08-20 1987-07-28 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal device having reduced-pressure region in communication with ferroelectric liquid crystal
US4775225A (en) * 1985-05-16 1988-10-04 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal device having pillar spacers with small base periphery width in direction perpendicular to orientation treatment
US4725176A (en) * 1985-06-25 1988-02-16 Conn-Weld Industries, Inc. Fluid actuated nut
DE3524086A1 (de) * 1985-07-05 1987-01-08 Vdo Schindling Fluessigkristallzelle
US4904056A (en) * 1985-07-19 1990-02-27 General Electric Company Light blocking and cell spacing for liquid crystal matrix displays
US4653864A (en) * 1986-02-26 1987-03-31 Ovonic Imaging Systems, Inc. Liquid crystal matrix display having improved spacers and method of making same
US4879059A (en) * 1986-09-02 1989-11-07 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal device
JPH01271725A (ja) * 1987-07-25 1989-10-30 Alps Electric Co Ltd 液晶素子
AU606456B2 (en) * 1987-09-17 1991-02-07 Canon Kabushiki Kaisha Ferroelectric smectic liquid crystal device
JPH01179915A (ja) * 1988-01-11 1989-07-18 Canon Inc 液晶素子

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO8900713A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
NO900301D0 (no) 1990-01-22
JPH03501169A (ja) 1991-03-14
FR2618587A1 (fr) 1989-01-27
FR2618587B1 (fr) 1992-04-24
FI900176A0 (fi) 1990-01-12
US5138473A (en) 1992-08-11
KR890702071A (ko) 1989-12-22
NO900301L (no) 1990-01-22
WO1989000713A1 (fr) 1989-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0400007A1 (fr) Ecran a cristal liquide ferroelectrique, a electrodes opacifiees dans la zone non commutable de l'ecran et procedes d'obtention d'espaceurs et de traitement de cet ecran
EP0524067B1 (fr) Structure d'écran à cristal liquide, à matrice active et à haute définition
FR2764085A1 (fr) Procede de production de deux domaines au sein d'une couche de cristal liquide, et dispositif d'affichage a cristal liquide et son procede de fabrication
EP0872759B1 (fr) Dispositif d'affichage à cristaux liquides destiné notamment à former un écran d'affichage d'images en couleur
EP0317910A1 (fr) Cellule d'affichage à cristal liquide comprenant un réflecteur-diffuseur et au plus un polariseur
FR2585167A1 (fr) Structures conductrices redondantes pour affichages a cristaux liquides commandes par des transistors a effet de champ en couche mince
FR2580848A1 (fr) Ecran matriciel, son procede de fabrication et dispositif d'affichage matriciel a plusieurs nuances de couleurs, commande en tout ou rien, comportant cet ecran
FR2595157A1 (fr) Cellule a double couche de cristal liquide, utilisant l'effet de birefringence controlee electriquement et procede de fabrication d'un milieu uniaxe d'anisotropie optique negative utilisable dans cette cellule
FR2895530A1 (fr) Dispositif d'affichage a cristaux liquides et son procede de fabrication
EP0122168A1 (fr) Ecran de visualisation en couleurs à cristal liquide smectique
FR2558627A1 (fr) Dispositif a cristal liquide
TWI311677B (fr)
JPH0668589B2 (ja) 強誘電性液晶素子
FR2555789A1 (fr) Procede et dispositif pour commander l'orientation d'un cristal liquide et dispositif a cristaux liquides
FR2503903A1 (fr) Procede de fabrication d'un panneau d'affichage a cristaux liquides de type matriciel a dispositifs ayant une structure metal-isolant-metal
FR2662290A1 (fr) Procede de realisation d'un ecran d'affichage a matrice active et a condensateurs de stockage et ecran obtenu par ce procede.
TWI302624B (fr)
EP0929839A1 (fr) Ecran de visualisation a matrice active
EP0564337B1 (fr) Ecran d'affichage à masque optique et procédé de réalisation de cet écran
FR2578670A1 (fr) Dispositif et procede de modulation optique
US3966304A (en) Liquid crystal display device
FR2585162A1 (fr) Structure de maintien d'ecartement d'une cellule et de blocage de lumiere pour affichages matriciels a cristaux liquides
US3964158A (en) Method of making a liquid crystal display cell
GB1388077A (en) Manufacture of a liquid crystal device
EP0731374B1 (fr) Ecran à cristaux liquides à angle de vue amélioré

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19891220

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CH DE FR GB IT LI NL

17Q First examination report despatched

Effective date: 19920831

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 19930222