Brevet FR2331110A1 — publié le 19770603

La préseite inventIon concerne l'affichage par cristaux liquides, et se rapporte plus particulièrement à un dispositif d'affichage comprenant un dépolariseur. les affichages . opto-électriques sont largement utilisés à lthaure actuelle pour une représentation alphanumérique ou autre , au moyen de l'association d'un matériau électro-sensible et de polariseurs. Un exemple d'un tel affichage est celui connu sous le nom d'affichage par cristaux liquides à effet de champ. Selon l'affichage à effet de champ, un liquide nématique est inséré entre deux lames de verre dont les faces internes en vis-à- vis sont pourvues d'électrodes transparentes sos forme de couches à surfaces unidirectioríelleE réalisées par polissage par exemple, ou par tout autre moyen. Par conséquent, lorsque les surfaces unidirectionnelles des lames sont alignées et orientées à 900 yune de l'autre, et qu'elles sont ensuite placées en contact avec le cirstal liquide, les molécules du liquide nématique viennent en alignement avec elles, et le plan optique de polarisation de la lumière traversant le dispositif est tourné de 900.Le dispositif comprend donc des polariseurs croisés, montés sur les surfaces ex térieures destames, et comporte en outre, lorsque l'on désire un affichage par réflexion, un réflecteur de lumière relié au dos du polariseur arrière. Cela pernet une visualisation à la lumière am- biante normale. Toutefois, avec un tel affichage la lumière ambiante que laisse entrer le dispositif est polarisée, par réflexion, dans la direction du polariseur avant. I1 est maintenant de pratique courante de construire des affichages de ce genre pour orienter le polariseur avant, encore appelé premier polariseur, de façon que le plan de polarisation de la lumière de sortie soit dans le sens vertical. On veut par cela éviter la non-visuelleation de l'image lumineuse émise, au cas où l'affichage est vu à travers un second polariseur vertical, tel que la lentille d'un pare-soleil à polarisation ou d'un pare-brise d'automobile. I1 a été prouvé que la construction de l'affichage de ce genre n'élimine pas complètement cette caractéristique indésirable, étant donné qu'elle n'est pas complètement remddiée par cette précauticll. A moins que llaffichage-$oit lu carrément, clest-à-dire sans rotation du plan de polarisation du pare-soleil par rapport au pblari- seur avant vertical, une certaine extinction persistera évidemment. Des problèmes de cette nature seront particulièrement susceptibles d'être rencontrés dansle cas où l'affichage est utilisé pour la lecture, de tels cas se présentant par exemple pour les montresbracelet, Ig,horloges, les récepteurs de radio et de télévision, les calculateurs et analogues. kn outre, des problèmes d'une plus grande acuité peuvent se produire dans le cas où l'affichage doit etre utilisé pour la signalisation de voies publiques et comme indicateurs de direction, etc. C'est un objet de la présente invention de remédier aux in convénients de la technique antérieure relative aux affichages par cristaux liquides du type à effet de champ et autres affichages opto-électriques . à polarisation de lumière, en ajoutant un élément dépolarisant à l'affichage pour éliminer l'orientation polarisée de la lumière sortant de l'affichage. C'est encore un autre objet de l'invention de former un dépolariseur optique proche de la face frontale ou avant d'un affichage opto-électyique à polarisation de lumière dans l'intention de polariser circulairement la lumière sortant de 1' affichage, de manière que celui-ci puisse être vu par 'importe quelle direction radiale par une personne regardant a' travers une lentille polarisante, également. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description faite en référence à la figure unique des dessins, qui représente une vue en perspective éclatée d'un dispositif d'affichage opto-électrique à réflexion utilisant un dépolariseur conformément à l'invention. En référence à la figure 1, un affichage par cristaux liquides du type à effet de champ 10 est globalement illustré, incluant un élément dépolarisant conçu conformément à la présente invention. I1 devra etre observé que, outre les affichages par cristaux liquides, l'élément dépolarisant décrit pourrait etre utilisé avec tout autre affichage opto-électrique à polarisation de lumière dans lequel il est souhaitable de voir l'affichage au travers d'une lentille polarisante extérieure. Il est à noter aussi que l'affichage 10 est schématiquement illustré, et qu'il n'est destiné qu'à illustrer un exemple de réalisation conforme à l'invention, s'appliquant å un affichage typique par cristaux liquides à réflexion du type à effet de champ ou nématique en hélice. Iedispositif 10 comprend une cellule 12 formée de deux lames de verre opposées 14, 15 comportant chacune un film conducteur transparent 16, 17 formé sur la face interne de ces lames de chaque côté d'un volume 19 schématiquement indiqué pour représenter le volume destiné à recevoir un liquide nématique approprié. Comme illustré, les surfaces en vs-à-vis des conducteurs 16 et 17 sont préparées, tel que par polissage ou tout autre manière bien connue, pour former des surfaces unidirectionnelles orientées à 980 l'une de l'autre. les moyens d'orientation peuvent comprendre des sillons ou gorges formés sur les surfaces, ou des arêtes et nervures parallèles surélevées, telles que des arêtes formées par dépôt sélectif de matière. Drune manière bien connue, lorsque le liquide nématique est confiné dans le volume 19 en contact avec la surface des électrodes 1S, 17, les molécules en forme de filament à la surface des électrodes tendent à s'aligner avec la direction d'orientation des gorges ou sillons polis. Par conséquent, quand la cellule est au repos, une rotation de 900 existe dans l'orientation des axes de la molécule à l'intérieur du liquide. Cela se traduit par une rotation de 900 dans le plan de la lumière traversant la cellule de l'avant vers l'arrière ou de l'arrière vers l'avant. Par ailleurs, la eellule comporte des moyens tels qu'une source de tension 21 connectée aux bornes des électrodes en vis-àvis de la cellule, destinée à exciter sélectivement ces électrodes. Celles-ci peuvent être formées en segments disposés pour la représentation de caractères d'affichage désirés, et lorsque des parties de ces électrodes sont sélectivement excitées, les champs électriques correspondanX engendrés dans la cellule changent l'orientation ou la rotation relative des molécules du liquide nématique qu'elle contient. Par conséquegt, ies molécules à l'intérieur de ces parties de la cellule qui sont affectées par le champ appliqué tendent à changer d'orientation, de sorte que les polariseurs tendent à empecher la lumière de traverser la cellule dans de telles parties. D.es polariVeurs 24, 25 sont aussi prévus, avant chacun un plan de polarisation orienté, comme illustré, à 900 l'un de l'autre. Dans la cellule usuelle à effet de champ, les polariseurs sont fixés par des moyens appropriés sur les surfaces frontales et arrière- de la cellule. Dans l'exemple décrit, le polariseur 24 est orienté avec son plan de polarisation parallèle à la direction d'orientation de la surface conductrice de la lame 14, tandis que le plan de polarisation du polariseur 25 est de la même façon parallèle à la direction d'orientation dut conducteur sur la lame 15. Un réflecteur 30 est prévu, aussi fixé au dos de la cellule, -adjaca-rt jazz polariseur 25.Un élément dépolariseur 35 est aussi prévu, illustré schématiquement dans une position en avant du polariseur avant ou frontal 24. Il est préférable que l'élément dSpolariseur comprenne une plaque de retard fixée sur la face avant de l'affichage. Toutefois, cette plaque n'est pas nécessaire, et peut être très bien remplacée par tout autre moyen de dépolarisation approprié, pour autant que la lumière sortant du polariseur avant soit dépolarisée. Une plaque de retard appropriée est diffusée par "Polaroid", cette plaque tonnant un retard de 1/4 longueur d'onde pour une longueur d'onde de 560 millimicrons. En fonctionnement, la lumière non polarisée est admise dans la cellule comme représenté par le trajet d'entrée 41. La lumière passe la plaque de retard quart d'onde sans extinction et est ensuite polarisée dans le sens vertical par le polariseur 24 comme représenté. La lumière traversa ensuite la cellule d'affichage et est tournée de 900 à l'intérieur de la cellule, de façon à sortir de la callule et traverser le polariseur 25, également sans extinction. La lumière est ensuite réfléchie par le réflecteur 30, retraverse le polariseur 25, est encore tournée de 900 par le liquide nématique de la cellule et reprend donc par la suite une polarisation verticale. La lumière traverse ensuite le polariseur 24, encore sans extinction, puis est polarisée circulairement lorsqu'elle traverse le dbolariseur 35.La lumière polarisée circulairement peut être alors vue par un observateur sans extinction appréciable, soit sans intermédiaire, soit au travers d'une lentille polarisante telle que celle que l'on trouve dans les pare -soleil et quelquefois dans les pare -brise d'automobile . L'appseence de l'image visualisée est par la suite inchangée aux yeux d'un tel observateur, et la présence de la plaque de retard n'atténue ni ne modifie de manière significative l'apparence dé l'affichage ou la qualité de l'image. Bien entendu, 1' invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré, mais comprend au contraire tous les équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V B N D I C A ? I O N S REVENDICATIONS 1 - Affichage opto-électrique à polarisation,qui normalement ne pourrait pas être vu par un observateur sans extinction au travers d'une lentille polarisante extérieure, caractérisé en ce qu'il comporte un élément dépolariseur de-lumière positionné au voisinage d'une face de visualisation pour permettre la visualisation d'une image d'affichage au travers de lentilles polarisantes sans extinction de l'image. 2 - Affichage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de dépolariseur précité comprend une plaque de retard. 3 - Affichage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la plaque de retard donne un retard quart d'onde pour une longueur d'onde de 560 millimicrons.