Brevet FR2139041A1 — publié le 19730105

La présente invention se rapporte à des agencements d'affichage ou présentation à cristaux liquides, et plus particulièrement, elle concerne de tels agencements du type dans lequel on prévoit une cellule à cristaux liquides ayant des éléments requis pour être sélectivement adressés afin de fournir n'importe lequel de plusieurs changements op'tiq'ues -lo'calisés dans le matériau en cristaux liquides dans ladite cellule. Un agencement d'affichage à cristaux liquides du type mentionné est constitué par un premier ensemble d'éléments sous forme de bandes conductrices' agencé sur un côté d'une couche de cristaux liquides, un second ensemble d'éléments sous forme de bandes conductrices agencé sur l'autre coté de la couche de cristaux liquides, les électrodes du premier ensemble intersectant les électrodes du second ensemble pQur former une matrice, de sorte qu'en adressant les éléments sélectifs pour chaque ensemble des champs électriques peuvent être établis à n'importe lequel de plusieurs points de croisement dans la-matrice pour fournir un changement optique localisé dans le matériau en cristaux liquides.Cependant, de tels agencements tels que connus présentement, présentent l'in- convénient suivant, à savoir que, du fait de l'impédance relativement élevée du dispositif, une fuite suffisante tend à se produire entre les éléments individuels de sorte qu'une rangée ou une colonne complète de la matrice tend à être activée oú excitée lorsque uniquement un point de croisement est adressé. ,Jusqu'ii, des essais ont été faits pour surmonter cet inconvénient et ces essais consistaient en l'introduction de l'élément non linéaire en série avec les éléments du matériau en cristaux liquides afin de produire un seuil de tension convenable.Non seulement les agencements de la technique antérieure suggérés pour résoudre ce problème étaient compliqués, mais puisque la réalisation pratique d'un tel agencement à elle seule implique des techniques de circuits intégrés à grande surface compliquées, dans lesquels les éléments actifs et passifssont associés avec chaque point de croisement, la cellule d'affichage à crit'a':; liquides deviens prohiDi-vivemenv on-reuse à produire. La présente invent'on cherche à prévoir des agencement d'affichage à cristaux liquides perfectionnés du type mentionné dans lesquels l'inconvénient précédemment mentionné est au moins réduit sans appliquer des changements de structure.compliqués et onéreux pour la cellule à cristaux liquides. Conformément à la présente invention un agencement d'affichage à cristaux liquides comprenant une cellule à cristaux liquides ayant des éléments requis pour être sélectivement adressés afin de fournir n'importe lequel de plusieurs changements optiques localisés dans le matériau en cristaux liquides dans cette cellule comprend des moyens pour appliquer aux éléments qui ne sont pas sélectivement adressés à tout instant une tension en courant alternatif provenant d'une source de tension alternative, ayant une fréquence supérieure à celle à laquelle le matériau en cristaux liquides fonctionnera. Conformément à une. carac.téristique- de la présente invention, un agencement d'affichage à -cristaux liquides comprend une cellule à cristaux liquides ayant un premier ensemble d'éléments sous forme de bandes conductrices agencé sur un côté d'une couche de cristaux liquides, un second ensemble d'éléments sous forme de bandés conductrices agencé sur l'autre côté de la couche de cristaux liquides, les.élec-trodes du premier ensemble croisant les électrodes du second ensemble pour former.une matrice, des moyens pour adresser des éléments individuels dans chaque ensemble afin d'établir un champ électrique à un ou-plusieurs points de croisement dans la matrice et des moyens pour appliquer aux éléments sous forme de bandes non adressés à un moment quelconque une tension en courant alternatif provenant d'une source de tension. alternative ayant une fréquence supérieure à laquelle le matériau en cristaux li- quides fonctionnera. De préférence, uniquement les éléments sous forme de bandes dans le second de ces ensembles sont connectés pour que leur soit appliquée la tension alternative lorsqu'ils ne sont pas adressés. De préférence également, les éléments dans le premier ensemble sont connectés par l'intermédiaire de commutateurs individuels à un point de potentiel commun, les éléments du second ensemble sont connectés par l'intermédiaire de commutateurs individuels à une source de polarisation en courant continu ou à une source de tension alternative à basse fréquence avec laquelle fonctionnera le matériau en- cristaux liquides et des moyens sont prévus pour appliquer cette première tension en courant alternatif mentionnée à tous les éléments dans le second ensemble en même temps, l'agencement étant tel que, lorsque n'importe quel élément dans le second ensemble est adressé en actionnant le commutateur associé à cet é- - lément, la première tension .en courant alternatif mentionnée appli quée à cet éléments ramenée au potentiel commun par l'intermédiaire de l'impédance relativement faible d'une source de tension connectée pour alimenter la tension de polarisation en courant continu Qu la tension alternative à basse fréquence, suivant le cas. La présente invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en relation avec les dessins cijoints, dans lesquels La figure 1 est une vue en perspective partiellement découpée d'une cellule à cristaux liquides du type dans lequel deux ensembles d'éléments sous forme de bandes sont prévus, un sur chaque coté de la couche de matériau en cristaux liquides pour former une matrice adressable ; et La figure 2 est un diagramme de circuit très schématique d'un agencement d'affichage à cristaux liquides conformément à la présente invention. Comme le montre la figure 1, un premier ensemble d' élé- monts conducteurs la, lb, lc, etc... est formé sur un c8té 'un substrat en verre 2. Un second ensemble d'éléments conducteurs 3a à 3e est formé sur un second substrat en verre 4. Les deux ensembles d'éléments sont séparés par un organe d'espacement ou entretoise 5 et un matériau en cristaux liquides est prévu dans l'espace formé entre les deux ensembles.Le matériau en cristaux liquides dans cet exemple particulier est un mélange des produits suivants 70 % de p-méthoxybenzylidène-p'-butylaniline CCH3O.C6H4. CH = N.C6.C4H9) et 30 % de p-éthoxybenzylidène-p'-butylaniline (C2H5O.C6H4. CH = N.C6H4.C4H9) donnant un intervalle nématique de 0-60 C. L'effet optique produit par ce matériau en cristaux liquides est un changement de capacité par suite de l'application d'un champ continu ou d'un champ alternatif à basse fréquence. Comme le montre maintenant la figure 2, la cellule à cristaux liquides représentée dans la figure I est représentée à l'intérieur du bloc en pointillés 6. La matrice représentée dans la figure 2 est une matrice simple 4 x 4 donnant 16 points de croisement pour plus de facilité d'explication. Naturellement, en pratique, il y aurait probablement beaucoup plus de points de croisement, et des matrices de 7 x 5 donnant 35 points de croisement seraient plus convenables là, où, par exemple, il serait nécessaire que la cellule fournisse un affichage alpha-numérique.Si, comme cela semble probable, les cellules à cristaux liquides trouvent une application en tant qu 'écran d'affichage pour des récepteurs de télévision, le nombre de points de croisement augmenterait de façon importante Les éléments conducteurs la, lb, lc et ld formant le premier ensemble d'éléments conducteurs sont chacun connectés par l'intermédiaire d'un commu-tateur électronique 7a, 7b, 7c et 7d respectivement à un potentiel commun. Ainsi, en rendant conducteur n1 importe lequel des commutateurs 7a à 7d, des éléments choisis parmi les éléments conducteurs la à ld peuvent être amenés à présenter ce potentiel commun.Les éléments conducteurs 3a, 3b, 3c et 3d formant le second ensemble sont chacun connectés respectivement par l'intermédfaire d'un commutateur 8a, 8b, 8c et 8d à un point 9 de potentiel de polarisation, en courant continu dans cet exemple. Ainsi en actionnant n'importe lequel des commutateurs 8a à 8d le potentiel de polarisation peut Etre appliqué à n'importe lequel des éléments conducteurs 3a à 3d. Ainsi, un champ électrique peut être établi à n'importe lequel des points de croisement entre les élé- ments conducteurs dans les deux ensembles d'éléments conducteurs en actionnant de manière convenable, les commutateurs 8a à 8d et 7a à 7d. Une source Il de tension alternative de fréquence supérieure à celle à laquelle le matériau en cristaux liquides fonctionne, en pratique communément située entre 500 et 50 Hz est connectée par l'intermédiaire de condensateurs 10 pour appliquer une tension en courant alternatif à chacun des éléments conducteurs 3e à d dans le second ensemble.Quand n' importe lequel des commutateurs 8a à 8d est rendu conducteur pour adresser ltélément correspondant parmi les éléments conducteurs 3a à 3d, la tension alternative apparaissant sur cet élément conducteur est ramenée au potentiel commun par l'intermédiaire de l'impédance relativement faible de la source de potentiel en courant continu connectée entre la borne 9 et le potentiel commun. L'effet obtenu dans le fonctionnement est en fait d'empê- cher que ces régions du matériau en cristaux liquides autres que celles se trouvant à un point de croisement adressé présentent un changement optique. S'il est nécessaire d'obtenir un effet d'emmagasinage, ceci peut être réalisé en additionnant au matériau en cristaux liquides nématique spécifié précédemment une quantité de matériau en cristaux liquides cholestérique. ta durée d'emmagasinage obtenue dépend de la quantité de matériau cholestérique ajoutée. On doit noter que l'effet d'ammagasinage produit peut être supprimé en permettant à une tension en courant alternatif provenant d'une source 11 de rester sur tous les éléments conducteurs a à Dd. Un matériau liquide cholestérique utilisé en pratique est le nonanoate de choles térol. Comme mentionné précédemment, le matériau en cristaux li quides nématique auquel-l'on s'est référé précédemment, même lors qu'4l est modifié pour présenter un effet d'.emmagasinage, produit un changement dans sa capacité par suite de lrapplication d'un champ continu ou d'un champ alternatif..à basse fréquence.S'il est néces saire d'avoir une cellule à cristaux liquides dans laquelle le chan gement-optique est l'un des changements decouleur, un matériau en cristaux liquides convenable destiné à être utilisé dans la cellu le d cristaux liquides, est un-matériau dont la composition est 27,3 s de chlorure de cholestéryle, )8,2 % de carbonate d'oléyle et .de cholestéryle et 34,5 ffi de nonanoate de cholestérol. Bien qu'il ne soit pas représenté, le niveau de tension de polarisation en courant continu de la source de tension de pola risation connectée à la borne 9 peut être rendu variable pour obte nir-un "effet d'échelle de gris" dans le cas d'un matériau en cris taux liquides dutype qui présente un changement d'opacité ou un effet d'échelle de couleurs correspondant dans le cas d'un matériau en cristaux liquides cholestérique comme cela est-bien connu dans la technique. Da présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire sus ceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'hom- me de l'art. REVENDICATIONS 1 - Agencement d'~afficháge à cristaux liquides caractérisé en ce qu'il comprend une cellule à cristaux liquides comportant des éléments requis pour être sélectivement adressés afin de fournir n'importe lequel de plusieurs changements optiques localisés dans le matériau en cristaux liquides dans cette cellule, cet agencement comprenant des moyens pour appliquer aux éléments qui ne sont pas sélectivement adressés, à n'importe quel moment une tension en courant alternatif provenant d'une source de tension alternative de fréquence supérieure à celle à laquelle le matériau en cristaux liquides fonctionnera. 2 - Agencement d'affichage à cristaux liquides caractérisé en ce qu'il comprend une cellule à cristaux liquides ayant un premier ensemble éléments sous forme de bandes conductrices agencé sur un côté d'une couche de cristaux liquides, un second ensemble d'éléments sous forme de bandes conductrices, agencé sur l'autre côté de la couche de cristaux liquides, les électrodes du premier ensemble croisant les électrodes du second ensemble pour former une matrice, des moyens pour adresser les éléments individuels dans chaque ensemble afin d'établir un champ électrique à au moins un point de croisement dans la matrice, et des moyens pour appliquer aux éléments sous forme de bandes qui ne sont pas adressés à un moment quelconque, une tension en courant alternatif provenant d'une source de tension alternative de fréquence supérieure à celle à laquelle le matériau en cristaux liquides fonctionnera. 5 - Agencement selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'uniquement les éléments sous forme de bandes dans le second des ensembles sont connectés pour que leur soit appliquée une tension en courant alternatif lorsqu'ils ne sont pas adressés. 4 - Agencement selon l'une quelconque des revendications 2 ou 5, caractérisé en ce que les éléments du premier ensemble sont connectés par l'intermédiaire de commutateurs individuels à un point de potentiel commun, les éléments du second ensemble sont connectés par l'intermédiaire de commutateurs individuels à une source de polarisation alternative ou une source de tension alternative à basse fréquence avec laquelle le matériau en cristaux liquides fonctionnera et des moyens sont prévus pour appliquer ladite première tension alternative mentionnée à tous les éléments dans le second ensemble au même moment, l'agencement étant tel que, lorsque n'importe quel élément dans le second ensemble est adressé en actionnant le commutateur associé à cet élément, la première tension alternative mentionnée appliquée à cet élément est ramenée au potentiel commun par l'intermédiaire de l'impédance relativement basse d'une source de tension connectée pour alimenter la tension de polarisation en courant continu ou la tension alternative à basse fréquence suivant le cas.