Brevet FR2246007A1 — publié le 19750425

L'invention concerne une cellule écran d'affichage à cristal liquide, en particulier pour des dispositifs indicateurs à grande surface, mais aussi pour des écrans d'image plats, avec une couche de cristal liquide entre deux plaques de support en un matériau électriquement isolant, en particulier le verre, parallèles l'une à l'autre et délimitant un espace d'action réciproque, plaques dont l'une au moins est transparente et qui sont toutes deux munies d'une configuration d'électrodes sur leurs faces en regard et qui sont hermétiquement fermées par rapport à l'extérieur dans les zones marginales (bords) à ltexception d'au moins une ouverture qui est fermée séparément, au moyen de soudure de verre ou similaire. De semblables cellules-écrans d'affichage sont connus sous un grand nombre de normes de réalisation différentes, par exemple-d'après la demande de brevet allemand publiée avant-examen sous le nO 2 028 089. Ils servent en particulier pour l'affichage analogique et numérique, en une ou en plusieurs couleurs, sous la forme de dispositifs indicateurs minces, le cas échéant avec un système de mémoire d'affichage. Avec de semblables écrans d'affichage à cristal liquide, il importe essentiellement, tant pour la qualité de la reproduction que pour une longévité-prolongée, que l'isolement, par rapport à l'extérieur, de la couche de cristal liquide contenue dans l'espace d'action réciproque soit d'une part effectivement hermétique, eu égard à la possibilité de pénétration d'éléments contenus dans l'atmosphère et d'humidité et, d'autre part, soit effectué avec des moyens d'étanchéité tels qu'il ne puisse se produire aucune réaction du cristal liquide avec des substances organiques ou d'autres matières facilement réactives. Pour ltétanchéification des zones marginales, les meilleurs résultats ont été obtenus avec une soudure de verre à point de ramollissement approprié, car il est nécessaire d'éviter le chauffage intense qu' exigerait un processus de fusion, à cause de la destruction qui serait alors à craindre des électrodes en couche mince. Pour le fonctionnement du dispositif d'affichage à cristal liquide lui-méme, l'écart entre les deux électrodes, c'est-à-dire l'épaisseur de la couche de cristal liquide est surtout déterminant. Un écart excessif, par exem ple supérieur à 15 entre les électrodes qui sont ordinairement ap-liquées sur les surfaces de verre des plaques de support parallèles entre elles sous forme d'électrodes en couche mince en SnO2, Ion203 ou un mélange de ces deux substances, exerce un effet défavorable sur le cours du processus d'affichage.C'est ainsi par exemple que la constante de temps d'allumage entre autres, pour une tension appliquée fixe, est fonction de l'intensité du ehamp et, par suite, de la distance entre les électrodes. rar contre, un écart trop petit entre électrodes, par exemple inférieur à 10 , augmente le risque de courtcircuit, car il est notoire que les surfaces des plaques de verre présentent constamment, dans les limites des tolérances admissibles, des écarts par rapport à la planéité (surfaces planes). C'est pourquoi, dans le cas de dispositifs d'affichage à cristal liquide ayant une surface de quelques dizaines de cm2 dans l'espace d'action réciproque, ou bien on donne à la distance entre électrodes des dimensions plus grandes que d'habitude, par exemple 20 , ou bien on intercale sur toute la surface, en les répartissant dans l'espace d'action réciproque, par exemple de petits fragments de mica de 12 P d'épaisseur environ, qui ont pour rôle de réduire ou de supprimer le risque de courtcircuit, notamment dans le cas de dispositifs d'affichage à grande surface. irais ces deux mesures offrent des inconvénients majeurs, en ce sens que le comportement temporel est défavorable au total ou le comportement temporel du dispositif d'affichage varie localement, c'est-à-dire qu'il se distribue différemment sur l'étendue du dispositif. Certes, l'introduction des fragments de feuille isolante (mica) empêche en général un court-circuit, mais cette mesure est inefficace en ce qui concerne le comportement temporel défavorable du dispositif d'affichage si les plaques de verre sont séparées, sur la majeure partie de leurs surfaces et en raison de leurs inégalités inévitables, par une distance plus grande que l'épaisseur des fragments de feuille mince à intercaler. De plus, la distance entre électrodes dans l'espace d'action réciproque est alors le plus souvent différente en plusieurs points, si bien que les différents segments des électrodes du dispositif indicateur présentent-un comportement temporel différent.En outre, l'in- troduction des fragments de feuille mince en des points isolés de l'espace d'action réciproque est une opération tout à fait anti-économique dans le cadre d'une fabrication en grande série. On connaît, d'après le brevet allemand n0 2 159 165, une cellule d'affichage à cristal liquide dans laquelle, pour maintenir la distance entre les plaques de verre de support, on place entre celles-ci une épaisseur d'une seule couche de grains transparents ayant approximativement le même indice de réfraction que le cristal liquide. Les grains qui doivent être formés par criblage, par exemple au moyen d'écrans de sérigraphie, font partie d'une fraction granulométrique dont la grandeur peut s'écarter jusqu'à 25 de la limite supérieure, c'est-à-dire jusqu'à 6 F pour une limite supérieure de 25 F environ.Du fait de l'inégalité additionnelle inévitable des plaques de verre, mime dans- la plage de tolérance admissible, on ne peut pas éviter qu'unie partie des grains n'entre pas en contact avec les plaques de verre lorsque celles-ci sont pressées l'une sur l'autre avec chauffage simultané dans le cadre de la eonfection de la fermeture des bords et qu'en conséquence -ces grains se déplacent librement dans l'espace d'action réciproque, ce qui peut donner lieu à des perturbations. Mis à part le fait que cette mesure est conteuse et ne se prote pas à une fabrication en grande série, elle aboutit à des résultats irréguliers. On connaît par ailleurs, d'après la demande de brevet allemand publiée avant examen sous le no 2 103 591, un écran d'affichage à cristal liquide, notamment à grande surface, dans lequel la couche de cristal liquide elle-même se trouve divisée dans lesxévidements d'un masque perforé en matière synthétique ou à l'intérieur des intervalles formés par deux feuilles minces de support en matière synthétique, soudées en des points équidistants ou le long de lignes équidistantes. Une semblable disposition entrain un surcroît de prix notable et elle-offre-avant tout cet inconvénient treks grave - que la longévité du dispositif d'affichage liquide ou du cristal liquide est fortement abaissée par la présence de la matière synthétique en question. L'invention a pour but d'éviter les difficultés et inconvénients mentionnés des-dispositifs connus. D'après l'invention, dans un écran d1affi- chage à cristal liquide du type défini au début du présent mé moire, en particulier pour des dispositifs indicateurs à grande surface, ce résultat est obtenu grâce au fait que les plaques de support sont maintenues à distance constante en étant reliées mécaniquement à l'intérieur de l'espace d'action réciproque au moyen de colonnes, entretoises ou similaires de soudure de verre, formées par exemple pas une technique sérigraphique, séparément en des points ou lignes équidistants. D'autres détails de l'invention seront expliqués à l'aide de l'exemple de réalisation qui est représenté de manière purement sehématique sur les dessins. Sur ces dessins, les éléments qui ne sont pas absolument nécessaires pour faire comprendre l'invention ont été omis ou n'ont pas été désignés. Sur les figures i et 2, qui sont respectivement une élévation et une coupe-élévation latérale d'un écran d'affichage à cristal liquide, les plaques de support en verre, parmi lesquelles la plaque supérieure est désignée par 1 et la plaque inférieure par 2, sont munies sur leurs surfaces situées en regard l'une de l'autre, d'électrodes-ou segments en cou che mince 4 et 5 appropriés.Le cristal liquide F c'est-à-dire la couche 7 de cristal liquide, est placé entre les plaques de support 1 et 2 ou les électrodes 4 et 5, ctest-à-dire à l'intérieur de l'espace d'action réciproque proprement dit et une fermeture hermétique par rapport à I'extérieur est constituée par la liaison aux bords entre les plaques de support 1 et 2, liaison qui est établie par le cadre 6 de soudure de verre. Pour maintenir un écart constant défini, il est prPvu entre les plaques de support en verre, à l'intérieur de l'es- pace d'action réciproque, des colonnes ou entretoises 8 de soudure de verre disposées par points ou par lignes séparés de manière à former en particulier et additionnellement des liaisons mécaniques solides.Les colonnes ou entretoises de soudure de verre nécessaires à cette fin sont formées, par exemple par une technique sérigraphique, sur l'une des plaques de support en verre en même temps que le cadre dessoudure de verre sur les bords pour- le scellement hermétique et, dans ces conditions, l'écart défini est établi en exerçant des efforts sur les plaques de support en verre placées l'une sur l'autre selon un diagramme température-temps en fonction des efforts. Xar rapport aux dispositifs connus déjà mentionnés, cette disposition est particulièrement avantageuse du fait que l'écart, caractéristique essentielle qui détermine l'épaisseur de la coche de cristal liquide, peut être réglé effectivement de manière optimale et du fait qu'il ne se trouve, dans l'espace d'action réciproque, aucune substance additionnelle qui abaisserait fortement la longévité du cristal liquide REVEiDICATION Cellule écran d'affichage à cristal liquide, en particulier pour des dispositifs indicateurs à grande surface, comportant une couche de cristal liquide entre deux plaques de support en un matériau électriquement isolant, en particulier le verre, parallèles l'une à l'autre et délimitant un espace d'action réciproque, plaques dont l'une au moins est transparente et qui sont toutes deux munies d'une configuration d'électrodes sur leurs faces situées en regard l'une de l'autre et qui sont hermétiquement-fermées dans leurs zones marginales (bords), par rapport à l'extérieur, à l'exception d'au moins une ouverture qui est fermée séparément, au moyen de soudure de verre ou similaire, caractérisé en ce que les plaques de support (1, 2) sont maintenues à distance constante et reliées mécani- quement à l'intérieur de tout l'espace d'action réciproque (7) au moyen de colonnes, entretoises ou similaires de soudure de verre (8), formées par exemple par une technique sérigraphique, en des points ou des lignes équidistants séparés.