Brevet FR2209946A1 — publié le 19740705

La présente invention concerne un composant â cristaux liquides fonctionnant par réflexion lumineuse, et notamment un composant dans lequel effet de dispersion dynamique de cristaux liquides nématiques sert à l'affichage de chiffres, de signes ou de symboles, et qui travaille par reflexion lumineuse, cWest-à-dire qui peut s'utiliser avec un éclairage ambiant. De tels composants se composent essentiellement de deux plaques de support de substrat, l'une au moins de ces plaques étant transparente du point de vue optique. Cette plaque est généralement en verre. L'autre plaque est généralement munie d'une couche très réfléchissante, par exemple en aluminium ou en argent. La plaque de Support de substrat est revêtue préalablement d'une couche formant électrode, telle que par exemple du SnO2, également transparent à la lumière. Cette couche formant électrode a la forme du ou des symboles à représenter. Comme électrode arrière, on peut utiliser la couche de réflexion ou également une couche de SnO2 et, dans ce cas, il faut prévoir une couche réfléchissante supplémentaire. Entre les électrodes, on place une couche de cristaux liquides dispersant la lumière lorsqu'on applique un champ electrique à ces cristaux liquides. On peut ainsi afficher des chiffres, des signes ou des symboles. La couche réfléchis sante a pour but de s'assurer que la lumière incidente traversant l'électrode avant transparente se réfléchit puis se disperse, ce qui permet de réaliser un affichage clair et contrasté. Il est en outre connu, pour augmenter encore plus la clarté de l'affichage, de réaliser la plaque de verre arrière sous la forme de lentilles semi-circulaires et de donner à la couche réfléchissante la forme de miroirs creux placés sur la face arrière. De cette façon, on focalise les rayons lumineux réfléchis, ce qui augmente la clarté pour l'observateur. Un inconvénient de cette solution est que le miroir concave présente, au centre du composant à cristaux liquides, une distance relativement grande par rapport aux zones de dispersion, ce qui entraîne la formation d'images doubles du fait de la parallaxe, dans le cas d'une observation en biais. En résumé, tous les composants à cristaux liquides connus, qu'ils comportent une surface réfléchissante plane ou en forme de miroirs concaves, présentent l'inconvénient que, dans des conditions d'éclairage défavorables, par exemple lorsqu'unie source lumineuse est réfléchie par la couche réfléchissante dans les yeux de l'observateur, cela réduit la détection des zones de dispersion car il y a réflexion de lumière dispersée et de lumière non dispersée, et les zones n'assurant pas de dispersion apparaissent également claires. La présente invention a pour but de. créer des composants à cristaux liquides dont la lecture des chiffres, signes ou symboles soit améliorée même lorsque les conditions d'éclairage sont défavorables. A cet effet, l'invention se propose de créer des composants à cristaux liquides comportant des couches réfléchissantes, de façon que ces éléments présentent une très grande différence de clarté entre les zones qui dispersent la lumière incidente et celles qui ne la dispersent pas. A cet effet, l'invention concerne un-composant à cristaux liquides du type indiqué ci-dessus, caractérisé en ce que la face intérieure de la plaque arrière de support de substrat, qui est par exemple une matière synthétique, est déformée de façon qu'auprès revêtement a' l'aide d'une couche de revêtement réfléchissante. on obtienne une succession dense d'éléments optiques permettant de réfléchir la lumière incidente vers la source qui l'a émise ou de focaliser cette lumière en un point ou dans une zone déterminée. Ces éléments optiques peuvent être deys miroirs triples suffisamment petits pour ne pas détériorer la définition de limage parvenant à l'observateur. Dans ce cas, la lumière envoyée par une source lumineuse dans des zones non dispersantes est toujours réfléchie vers la source lumineuse.et l'oeil de l'observateur ne reçoit que la lumière qui. a été réfléchie par son visage dans le composant à cristaux liquides. Au niveau des zones de dispersion des cristaux liquides, ce fonctionnement n'existe pas, de sorte que les zones de dispersion apparaissent comme étant aussi claires pour l'observateur que s'il vagissait d'une couche réfléchissante plane. -Les éléments optiques peuvent être des miroirs concaves cylindriques ou sphériques. A leur foyer ou suivant leur ligne focale, ces éléments optiques comportent des surfaces absorbant la lumière. Ces surfaces sont soit linéaires, soit ponctuelles. Ces surfaces absorbant la lumière se trouvent sur la plaque de support de substrat avant, située du côté de l'observateur, cette plaque passant par les lignes focales ou les foyers des miroirs concaves de la plaque de substrat arrière. Ces miroirs concaves sont suffisamment petits pour ne pas gêner l'observateur. Les zones n'assurant pas de dispers ion lumineuse sont toujours sombres pour un observateur qui regarde le composant suivant une direction perpendiculaire à la surface du composant, puisque la lumière réfléchie par les miroirs concaves est absorbée par les surfaces absorbantes placées sur la plaque de substrat avant. Pour ne pas réduire considérablement la clarté des zones de dispersion, il faut que les surfaces d'absorption lumineuse soient de petites dimensions. Toutefois, si l'on augmente la dimension de ces surfaces, on peut augmenter l'angle d'observation par rapport à la perpendiculaire et la surface observée. Les miroirs creux ou miroirs triples, ou les surfaces d'absorption lumineuse, peuvent également être des matériaux conducteurs d'électricité et, dans ce cas, ils constituent les électrodes de commande des cristaux liquides. Toutefois, on peut également coller un verre mince sur le revêtement réfléchissant, ce verre contenant un revêtement-conducteur transparent à la lumière et qui forme l'électrode arrière. Pour certaines applications, il peut être avantageux de relier la structure non plane du revêtement réfléchissant à la plaque de substrat avant du composant, en plaçant la plaque de substrat avant directement sur les lignes de contact des miroirs concaves adjacents. De cette façon, on peut assurer une distance exacte à l'aide de moyens technologiques simples, tout en augmentant la solidité des composants présentant des surfaces importantes. Les avantages de la solution selon l'invention résident dans le fait que, dans ces composants, seules les zones de dispersion lumineuse apparaissent comme des zones claires, ce qui permet un affichage brillant et lisible. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide de deux exemples de réalisation représentés schématiquement dans les dessins annexés, dans lesquels - La figure 1 représente une vue en coupe d'une cellule a' cristaux liquides munie d'une couche réfléchissante formée par des miroirs concaves; - La figure 2 représente une cellule à cristaux liquides selon la figure 1, sans dispositif d'écartement particulier. La cellule à cristaux liquides se compose d'une plaque de support de substrat avant 1 et arrière 2. Dans l'exemple choisi ici, il s'agit de plaques 1, 2 en verre Sur la face intérieure de la plaque de verre avant 1 se trouve une couche d'électrode 3 optiquement transparente. Cette couche 3 est par exemple une couche de bioxyde de zinc dont la forme correspond au symbole à afficher. Pour l'affichage de chiffres, on utilise généralement une structure classique à 7 segments, chaque segment pouvant être relié à un montage extérieur de commande non représenté, suivant le chiffre que l'on veut afficher. La plaque de verre arrière 2 se présente sous la forme d'un grand nombre de miroirs concaves adjacents, et se trouve munie d'une couche conductrice de reve- tement 4 très réfléchissante. Cette couche de revêtement 4 est par exemple de l'aluminium qui sert en même temps d'électrode arrière et peut également être reliée à un circuit de commande. Le revêtement 4 peut être formé par-une couche de SnO2 et, dans ce cas, la couche réflé chissante est appliquée sur le côté arrière de la plaque de verre 2, laquelle peut être une plaque de verre mince. Lorsqu'on utilise du verre mince comme plaque de support de substrat arrière 2, cette plaque peut être collée sur une plaque de verre plus épaisse pour augmenter sa solidité. Cette plaque épaisse n'est pas représentée. Sur la plaque de support de substrat avant 1, on-dispose, sur la face intérieure, desbandes 5 d'absorption lumineuse. Le nombre des bandes 5 correspond au nombre des miroirs concaves. Les bandes 5 se trouvent sur l'axe optique des miroirs concaves à une distance correspondant à la distance focale f. Cette distance entre les miroirs concaves et les bandes absorbantes 5 est maintenue par un organe d'écar- tement 6 constitué par exemple par une feuille de matière synthétique. Dans l'espace ainsi formé entre les plaques de support de substrat 1, 2, on place les cristaux liquides 7. Dans les zones sans commande de dispersion, c'est-à-dire dans les zones qui ne sont soumises à aucun champ électrique, les rayons lumineux qui traversent la p-laque de support de substrat avant 1 et la couche d'électrode 3s pour arriver sur le revêtement réfléchissant 4s sont réfléchis par les miroirs concaves de façon à tomber sur les bandes absorbantes 5. I1 en résulte que ces zones apparaissent comme étant pratiquement sombres pour un observateur. Au niveau des zones de dispersion, c'est-à-dire des zones qui sont soumises à une tension électrique, cet effet n'existe pas. La lumière est dispersée par les cristaux liquides 7 au niveau des parties dlélectrode de commande. La lumière sort après réflexion sur le revêtement 4, ce qui assure l'affichage d'un chiffre ou plus généralement d'un symbole. Grâce à la différence entre les zones non dispersantes qui sont pratiquement complètement sombres et la clarté des zones de dispersion, on obtient un contraste très net pour l'observateur, de sorte que l'affichage est très brillant même dans des conditions d'éclairage défavorables. A la figure 2, on a représenté un mode due réalisation d'un composant selon l'invention sans dispositif d'écartement particulier. Dans ce cas, la plaque de support de substrat avant 1 est reliée directement à la plaque de support de substrat arrière 2 formant les miroirs concaves. De cette façon, on obtient des distances précises par des moyens technologiques simples. Bien entendu, l'invention nsest pas limitée aux exemples de réalisation cizdessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d-autres modes et dautres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVNDICATIO~NS 10) Composant à cristaux liquides travaillant par réflexion lumineuse, comprenant des cristaux liquides placés entre deux plaques de support de substrat, l'une des plaques par exemple la plaque avantS étant optiquement transparente et la plaque arrière étant munie d*un revêtement à réflexion irrégulière 9 composant caractérisé en ce que la face intérieure de la plaque de support de substrat arrière (2) est déformée de façon qu'après revêtement par un revêtement réfléchissant (4) on obtienne une succession dense de tels éléments optiques permettant de réfléchir vers la source lumineuse ou de concentrer en un endroit donné la lumière incidente. 20) Composant à cristaux liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément optique est un miroir triple. 30) Composant à cristaux liquides selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément optique est formé par des miroirs concaves dont les foyers sont-occultés par une surface d9absorption lumineuse (5) placée sur l'électrode avant (3). 40) Composant à cristaux liquides selon l'une quelconque des.revendications 1 à 3, caractérisé en ce.que le revêtement réfléchissant (4) et/ou les surfaces d'absorption lumineuse (5) sont conducteure d'électricité. 50) Composant à cristaux liquides selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la plaque de support de substrat arrière (2) munie drune couche de revêtement réfléchissante (4) est munie dgune couche de verre mince comportant un revêtement conducteur d'électricité transparent du point de vue optique. 60) Composant à cristaux liquides selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 > caractérisé en ce que la plaque de support de substrat avant (1) est-prévue directement sur les lignes de contact des miroirs concaves cylindriques adjacents.