Brevet FR2319916A1 — publié le 19770225

L'invention concerne un procédé pour l'inscription et la mémorisation d'informations, dans un domaine contenant des cristaux liquides, en la phase smectique-A, l'information étant représentée par une modification des propriétés optiques du cristal liquide, ce procédé étant valable pour tous les cristaux liquides ayant une phase smectique-A et une phase nématique. Les cristaux liquides sont bien connus de la technique et de nombreux procédés de mémorisation d'informations ont déjà eété décrits. Le brevet français n0 2 207 758 décrit quelques types de cristaux liquides et un procédé de mémorisation d'informations, constant pour l'inscription, en un chauffage de ltétat smectique-A, en ltétat nématique (ou isotrope), puis un refroidissement brusque en smectique-A, ce qui permet de creer des défauts, alors que l'efface- ment steffectue en chauffant de Ilétat smectique-A en ltétat nématique, puis en refroidissant lentement.Un champ électrique peut être utilisé de manière à réorienter les molécules, lors de l'effacement des inscriptions, ce qui permet de diminuer le temps nécessaire au refroidissement. L'échauffement se fait généralement à partir d'un faisceau laser, ce qui nécessite des dispositifs encombrants et coûteux, L'invention vise d fournir un procédé d'inscription électrique, donc plus souple d'emploi. Conformément à l'invention, ce procédé est caractérisé en ce qutun champ électrique, dit d'inscription, est utilisé pour modifier l'arrangement des molécules du cristal liquide, de manière à modifier ses propriétés optiques. La description suivante en regard des dessins annexés, fera bien comprendre comment l'invention peut etre réalisée. La figure 1 est un schéma synoptique, représentant les procédés d'inscription et d'effacement suivant l'Art antérieur. La figure 2 est un schéma synoptique, représentant les procédés d'inscription et d'effacement suivant l'invention. Dans ces diverses figures, les cercles représentent des états de la matière, tels que ltétat smectique-A transparent (S1), état smectique-A diffusant (S2), et ltétat nématique (N), alors que les flèches représentent des actions physiques, telles que le chauffage (C), le refroidissement lent (R1), le refroidissement brusque (R2),-et l'action d'un champ électrique (E). Le schéma synoptique de la figure 1 représente les procédés d'inscription et d'effacement suivant l'Art antérieur. Le cristal liquide, initialement à ltétat smectique-A transparent (S1), est chauffé (C) par exemple par un faisceau laser, jusqu'à ltétat nématique (N), puis est refroidi brusquement (R2), en l'état smectique-A (S2), représentant un état d'inscription d'informations. L'effacement de ladite inscription s'effectue en chauffant (C) jusqu'à l'état nématique (N), puis en refroidissant lentement (R1). Un champ électrique peut être utilisé, pendant ledit refroidissement lent de manière à favoriser le réalignement des molécules. Ce champ électrique agit comme un champ orientant. L'état smectique-A transparent et l'état smectique-A diffusant se différencient par la présence de défauts de structure. Le procédé connu permet ltobtention de défauts dans la structure du cristal liquide, par un refroidissement brusque ("trempe"), de ltétat nématique, donc plus désordonné, jusqu'à l'état smectique-A. Le schéma synoptique de la figure 2 représente les procédés d'inscription et d'effacement suivant l'invention. Le cristal liquide initialement à l'état smectique-A transparent (S1), est soumis à l'action d'un champ électrique (E), de manière à désorienter les molécules dudit cristal liquide, ce qui l'amène, pour une intensité de champ électrique convenable, à l'état smectique-A diffusant qui persiste après coupure dudit champ électrique. L'effacement s'effectue en chauffant (C), jusqu'à l'état nématique (N), puis en refroidissant lentement (R1), jusqu'à l'état smectique-A transparent. Il est aisé de comprendre l'action du champ électrique (E). Le cristal liquide est placé entre les deux armatures d'un condensateur plan, formé de deux électrodes transparentes, et l'orientation initiale des molécules dudit smectique-A dépend du signe de l'anisotropie diélectrique. L'anisotropie diélectrique est la différence entre la permittivité mesurée lorsque la direction d'alignement des molécules est parallèle au champ électrique et la permittivité mesurée lorsque la direction d'alignement des molécules est perpendiculaire au champ électrique, soit alors e a s Lorsque l'anisotropie diélectrique est positive l'arrangement initial des molécules du smectique-A doit être planaire, c'està-dire parallèle entre elles et aux parois dudit condensateur.Lorsque l'anisotropie diélectrique est négative, l'arrangement initial des molécules du smectique-A doit etre homéotrope, c'est-à-dire perpendiculaire aux parois du condensateur. L'action du champ électrique (E) qui est toujours perpendiculaire aux parois du condensateur est celle d'un champ désorientant.Dans le cas de la configuration planaire, le champ électrique a tendance à orienter les molécules perpendiculairement aux parois, puisque l'anisotropie diélectrique est positive, alors que dans le cas de la configuration homéotrope, le champ électrique a tendance à orienter les molécules parallèlement aux parois du condensateur, puisque l'anisotropie diélectrique est négative. L'intensité du champ électrique désorientant (E), et la température à laquelle se produit cette désorientation, doivent avoir des valeurs convenables. En effet, pour des valeurs de champ électrique trop faibles, il nty a pas apparition de défauts. A partir d'un certain seuil, et dans une gamme de température de quelques degrés en-dessous de la température de transition smectique-A-nématique, l'action du champ électrique entraîne l'apparition d'un réseau de dislocations, qui évolue lorsque le champ électrique est coupé en une structure diffusante A titre d'exemple, dans la réalisation pratique de l'invention, le champ électrique (E) était un champ alternatif de fréquence 5 kHs, produit dans une cellule de 22,um d'épaisseur, sous une tension de 40 volts, cette tension étant convenable pour provoquer une structure diffusante. Dans le cas d'une configuration initiale planaire, et pour des valeurs de champ électrique plus importantes, l'action du champ électrique amène les molécules dans la configuration homéotrope, qui évolue en une structure diffusante Cependant pour des températures plus basses, cette configuration homéotrope persiste après coupure du champ électrique. L'exploitation de cet effet nécessite l'emploi de deux polariseurs croisés, à 450 de la direction d'alignement des molécules. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'inscription et la mémorisation d'informations, dans un domaine contenant des cristaux liquides, en la phase smectique-A, l'information étant représentée par une modification des propriétés optiques du cristal liquide, ce procédé étant valable pour tous les cristaux liquides ayant une phase smectique-A et une phase nématique, et étant caractérisé en ce qu'un champ électrique, dit d'inscription, est utilisé pour modifier l'arrangement des molécules du cristal liquide, de manière à modifier ses propriétés optiques. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orientation initiale des molécules, en l'état smectique-A, dudit cristal liquide, dépend du signe de l'anisotropie diélectrique. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, pour une anisotropie diélectrique positive, l'orientation initiale des molécules, en ltétat smectique-A, est du type planaire. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, pour une anisotropie diélectrique négative, l'orientation initiale des molécules en l'état smectique-A, est du type homéotrope. 5. Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, le domaine contenant des cristaux liquides étant éclairé par un faisceau de lumière, dit de lecture, caractérisé en ce que, le champ électrique est utilisé pour induire des défauts dans le domaine à cristaux liquides, de manière à provoquer la diffusion de ce faisceau de lumière. 6. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, pour un champ électrique supérieur à une valeur dite de seuil, l'orientation finale des molécules du cristal liquide est homéotrope, cette orientation persistant lorsque ledit champ électrique est coupé. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le domaine, contenant des cristaux liquides, est compris entre deux polariseurs croisés, lesdits polariseurs étant orientés à 450 de la direction d'alignement des molécules de cristal liquide.