Brevet FR2067010A1 — publié le 19710813

La présente invention se rapporte à des dispositifs à cristal liquide et concerne plus particulièrement un nouveau miroir utilisant un tel cristal . Dans certaines applications et, notamment , dans 5 l'automobile , on utilise des rétroviseurs dont le pouvoir réfléchissant peut être commuté entre un degré de réflexion élevé et un degré de réflexion relativement bas . Ainsi, pendant le jour, on utilise le miroir dans son état de réflexion élevé afin de disposer d'une luminosité et d'une visibilité optimales 10 des objets réfléchis . Par contre, la nuit, on utilise le miroir dans son état de réflexion réduit, diminuant ainsi la luminosité des images réfléchies afin d'éviter que l'observateur * soit aveuglé par des lumières trop vives , par exemple , par les phares d'une automobile qui le suit . 15 Par la technique antérieure et, notamment par les brevets américains U° 3.198.070 du 3 Août 1965 et 3^259»017 du 5 Juillet 1966, on connaît un miroir qui comprend une surface réfléchissante antérieure et une surface réfléchissante postérieure ayant respectivement un degré de réflexion faible et 20 élevé , ces deux surfaces étant disposées en parallèle , à une certaine distance l'une de l'autre , la surface antérieure étant pratiquement transparente . Un réservoir contenant un liquide opaque est prévu et est associé à des moyens pour introduire et évacuer ce liquide de l'espace compris entre les deux surfaces. 25 Quand cet espace est rempli avec le liquide opaque, la surface arrière devient invisible et, ainsi, seule la surface antérieure dont le pouvoir réfléchissant est faible , constitue la surface -active du miroir . Par contre, quand on évacue le liquide contenu dans l'espace compris entre les deux surfaces ou quand on 30 réduit l'épaisseur de la pellicule, la surface arrière redevient visible à travers la première surface , qui est transparente , de sorte que l'image beaucoup plus lumineuse , réfléchie par la surface arrière , devient visible . L'un des inconvénients de ce système est qu'il exige 35 l'utilisation d'une installation hydraulique et de pièces mobiles . La complexité et le coût élevé qui en découlent a empêché une utilisation industrielle étendue de ce système . On va décrire maintenant un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention, en référence au dessin annexé dans 40 lequel : 70 39760 2 2067010 - la Fig.1 est une vue de face d'un miroir conforme à l'invention ; - la Fig.2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig.1; et, 5 - la Fig-3 est une vue arrière de la cellule à cristal liquide du miroir de la Fig.1 . En se référant au dessin, on voit un miroir à cristal liquide 10 qui comprend un organe de support 12 sur lequel est montée, au moyen d'une rotule 14, une enveloppe 16 . 10 Dans l'enveloppe 16 est montée, par exemple , en la serrant entre une partie antérieure et une partie postérieure de celle-ci , une cellule à cristal liquide qui comprend un substrat de verre rectangulaire avant et arrière 22, les deux substrats ayant , par exemple , une épaisseur d'environ 3 mm. Le substrat 15 avant 20 est transparent et est constitué par un verre sodico- calciaue ayant une transparence supérieure à 95% • Les deux substrats 20 et 22 sont maintenus espacés au moyen d'une cale 24 de matière isolante , par exemple , de mica . Une mince pellicule 30* par exemple , de 12-13/u. 20 d'épaisseur , d'un cristal liquide est disposée entre les substrats 20 et 22 et est maintenue entre ceux-ci par la cale 24, ainsi que par un joint 26 constitué , par exemple , par une fritte de verre , s'étendant autour de la périphérie des substrats 20 et 22. Dans le présent mode de réalisation, on utilise 25 un cristal liquide nématique présentant un mouvement turbulent lors du passage du courant , par exemple , de 1'anisylidène-p-aminophénylacétate renfermant ion excès d'ions mobiles . La pellicule de cristal liquide 30 est normalement transparente à 1a- lumière . Toutefois, quand on applique 30 aux bornes de celle-ci un champ électrique ayant une intensité suffisante , m courant s'établit à travers celle-ci. Oe courant provoque une turbulence dans la pellicule et place le cristal liquide dans un état de diffusion de la lumière c'est à dire, dans un état où elle diffuse vers l'avant la lumière qui la 35 frappe-. Cette diffusion disperse complètement la lumière incidente et empêche qu'elle soit transmise par la pellicule 30 . Quand on supprime le champ électrique, le cristal liquide retourne à son état de transparence . La tension de seuil nécessaire pour placer le 40 cristal liquide dans son état de diffusion est généralement de 70 39760 3 2067010- il - 4 l'ordre de 0,5 . 10 à 1 . 10 V/cm d'épaisseur . Le lecteur trouvera d'autres exemples de cristaux liquides et d'autres détails concernant leur utilisation dans le brevet américain 5-322.485 de H. Williams . 5 La face intérieure 34 du substrat antérieur 20 est couverte d'une mince couche transparente de matière conduc- O trice , par exemple , d'une couche de 1000 A d'épaisseur d'oxyde d'étain . La surface intérieure 38 du substrat arrière 22 est pourvue d'une première couche 40 de matière conductrice, par 10 exemple, une couche de 2000 Â d'épaisseur d'aluminium, ayant une surface spéculaire 42 et'une seconde couche relativement mince 44 d'une matière isolante, par exemple d'une "couche de 5000 X. d'épaisseur d'oxyde d'aluminium, couvrant la première couché 40. Une couche isolante d'oxyde d'aluminium 44 peut, par 15 exemple , être produite en chauffant le substrat 22, revêtu -d'aluminium , dans de l'eau bouillante . - - - - D'une manière générale , la" matière isolante qui peut être utilisée dans les dispositifs à cïistal liquide selon l'invention ést l'une des nombreuses matières diélectri-20 ques utilisées dans les dispositifs semiconducteurs, les condensateurs etc.. Comme exemples , on peut citer l'oxyde' d'aluminium , le monoxyde de silicium , le bioxyde de silicium et le nitrure de silicium . Les moyens pour appliquer ces matières en minces couches sont connus dans la technique . De plus , la 25 matière isolante peut être constituée par une feuille discrète d'une matière appropriée , par exemple , de mica, de matière plastique, etc.. interposée entre l'un et/ou l'autre des substrats 20 et 22 et le cristal liquide . Parmi les propriétés exigées de cette matière isolante , il convient de souligner 30 qu'elle ne doit pas être nuisible pour le cristal liquide avec lequel elle est au contact et qu'elle doit avoir une conductibilité électrique relativement faible , inférieure d'un ordre de grandeur à celle du cristal liquide avec lequel elle ést utilisée. 35 Une autre condition exigée de la couche de ma tière isolante 44 est qu'elle soit pratiquement transparente , afin de ne pas diminuer sensiblement- le pouvoir réfléchissant de la surface spéculaire 42 . Pour permettre d'accéder à la couche conductri-40 ce 36 afin détablir deux connexions "électriques espacées dont 70 39760 4 2067010 l'utilité sera expliquée plus loin, deux encoches 46 (Fig.3) sont prévues dans la périphérie du substrat 22 de façon à exposer deux parties du substrat 20 et de la couche 36 qu'il porte. Deux conducteurs 48 et 49 sont connectés.respectivement 5 aux parties exposées de la couche 36, par.exemple , au moyen d'un ciment conducteur-à base, d'argent et de résine époxyde. Les conducteurs 48 et 49 sortent.à travers 1'enveloppe 16 et à travers l'organe de support 12o Un conducteur 52 est connecté de la même façon '10 à la couche conductrice 40 du. substrat 22, à travers une encoche périphérique 54 du substrat 20 . Pour"permettre le contact entre le conducteur 52 et ia couche 40, une ouverture est ménagée dans là couche isolante 44, pendant sa formation, par des techniques de masquage bien connues , de sorte qu'une partie de 15 la couche conductrice 40 n'est pas couverte par la couche 44 et reste nue. Une encoche 53 est également prévue dans le bord du substrat 22 pour permettre le passage du conducteur 52 vers ■ l'arrière dé celui-ci . - ■' ' . - : - c Comme mentionné, la couche. 40 comporte une sur-20 face spéculaire 42. De préférence , la surface 42 est hautement réfléchissante et constitue un excellent'miroir . Le substrat 20, bien qu'en verre transparent , a un indice de réfraction différent de celui de l'air, de sorte que la face frontale 64 du substrat 20 constitue un réflecteur , bien que ce soit un 25 réflecteur médiocre • " ' Le fonctionnement du miroir 10 est le suivant : quand on désire réduire la luminosité ou atténuer 1'image du miroir, par exemple , pendant la huit, on applique une tension fluctuante , par exemple , une tension alternative ou line ten-30 sion continue puisée, entre les couches conductrices 36 et 40 au moyen des conducteurs 48 et 52, afin de placer le cristal liquide de la pellicule 30 dans son état de diffusion dynamique. Cette tension fluctuante est transmise à la pellicule par capacité , à travers la couche de matière isolante 44, induisant 35 ainsi un courant dans la pellicule . Dans ces conditions , la pellicule de cristal liquide devient pratiquement opaque, ce qui rend invisible la surface spéculaire 42 „ Dans ces conditions, les images ne sont réfléchies que par la surface extérieure 64 du substrat 20. En raison du faible pouvoir réflé 70 39760 5 2067010 chissant de cette surface, l'observateur voit des images dont la luminosité est réduite . Quand on désire que les images réfléchies aient un maximum, de luminosité , comme c'est le cas lors de 5 l'utilisation du miroir pendant le jour, on n'excite pas la pellicule de cristal liquide , laquelle reste ainsi dans son état de transparence . De ce fait, la surface spéculaire 42 est visible à travers la pellicule de cristal liquide 30 et réfléchit des images lumineuses vers l'observateur . Bien que dans 10 ce mode de fonctionnement , les images soient également réfléchies vers l'observateur par la surface réfléchissante antérieure 64- du miroir 10y la luminosité des images renvoyées par cette dernière est très inférieure à celle des images réfléchies par la surface spéculaire 4-2, de sorte que les premières 15 sont pratiquement imperceptibles . Pour chauffer la pellicule 30, quand on le désire, on applique une tension entre les deux conducteurs 4-8 et 4-9 afin de faire circuler un courant à travers la couche conductrice 36 . 20 En variante ou , en plus, on peut faire circu 1er un courant de chauffage à travers la couche conductrice 40 en connectant un conducteur supplémentaire ( non-représenté) à la couche conductrice 40 à un point espacé de celui où le conducteur 42 est relié à cette couche 40 . Dans les deux cas, 25 la couche diélectrique 44 isole la pellicule de cristal liquide de la tension appliquée le long des couches conductrices . Ainsi, la chute de tension qui se produit le long des couches conductrices n'influence pas la commutation ou l'aspect du dispositif . 30 L'un des avantages du dispositif décrit ci- contre est que la couche conductrice 36 sert à la fois d'électrode et de résistance chauffante . On obtient ainsi un chauffage rapide du dispositif à peu de frais . En outre , comme il a été mentionné plus haut 35 la durée des dispositifs à cristal liquide est, dans une certai ne mesure, affectée par les matériaux utilisés dans ceux-ci . C'est ainsi , par exemple , que des essais ont révélé que l'uti lisation de conducteurs en or, quand ils sont directement au contact des cristaux liquides, tendent à diminuer la durée ef 70 39760 6 2067010 fective de ces dispositifs , comparativement à des dispositifs identiques ayant des conducteurs d'aluminium. . Toutefois, dans certains cas, l'utilisation de conducteurs en or est souhaitable, par exemple , pour des raisons esthétiques et/ou en rai-5 son de leur faible résistance électrique . En conséquence , avec la présente invention, il est possible d'utiliser des conducteurs en or ou en un autre métal, grâce à la présence d'une matière diélectrique interposée entre le conducteur considéré et le cristal liquide . 10 Enfin, l'utilisation d'une matière diélec trique entre l'un et/ou l'autre des conducteurs et le cristal liquide évite l'injection d'électrons provenant des conducteurs dans ce dernier . Bien que l'on n'en connaisse pas les raisons, il semble qu'une telle injection d'électrons modifie la compo-15 sition chimique du cristal liquide et réduit sa durée utile . 70 39760 7 2067010 EEÏjSHDIOÂTIOHS 1 . Miroir à cristal liquide caractérisé en ce qu'il comprend une plaque frontale et une plaque arrière espacées l'une de l'autre , un cristal liquide interposé entre- les deux plaques, 5 ce cristal liquide -pouvant être commuté de façon réversible entre un état dans lequel il est transparent à la lumière et un état dans lequel il diffuse celle-ci , ladite plaque frontale étant transparente.- et portant une couche conductrice transparente sur sa .face intérieure , une. couche conductrice étant 10 apposée sur la face intérieure de la plaque arrière- des conducteurs connectés, à ces couches conductrices; pour commuter le cristal liquide de l'état dans lequel il est transparent à la lumière à celui dans lequel il diffuse celle-ci , une surface spéculaire placée sur la plaque arrière et qui est visible à 15 travers la plaque frontale quand ledit cristal liquide est dans son état transparent . 2 . Miroir à cristal liquide selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite surface spéculaire a un pouvoir de réflexion inférieur à 75 %• 20 J . Miroir à cristal liquide selon la revendication 1 caractérisé en ce que la couche transparente a une transparence à la lumière inférieure à 80 % . 4 . Miroir à cristal liquide selon la revendication 1 caractérisé en ce que la plaque frontale a une transparence à la lumiè- 25 re inférieure à 80 %. 5 . Miroir à cristal liquide selon la revendication 1 caractéri- • sé en ce que le pouvoir de réflexion spéculaire dudit miroir est compris entre 50 et 55 %•