Brevet FR2342567A1 — publié le 19770923

La présente invention concerne un procédé de production de ponts de contact électrique entre des conducteurs en regard dans deux plans, une cellule à cristal liquide produite selon ce procédé et l'utilisation de ladite cellule comme élément d'affichage, en particulier avec commande multiplex. La production rationnelle et sûre de ponts de contact électrique de faibles dimensions est un problème qui se pose sans cesse dans la construc tion d'éléments d'affichage et en microélectronique (technologie des couches épaisses). Divers procédés sont connus pour la production de ponts de contact électrique entre les connexions d'électrode de cellules à cristal liquide par exemple. La demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le n0 2 058 104 décrit comment des fils métalliques, d'or par exemple, fixes en des points appropriés entre les électrodes, servent simultanément de ponts de contact et d'entretoise entre les plaques de la cellule. La demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le n0 2 201 267 décrit une autre méthode, dans laquelle une couche métallique est fixée par chauffage inductif local sur la plaque support, également ramollie. L'invention a pour objet un procédé de production de ponts de contact électrique entre conducteurs en regard, dont le pas de grille, ctest-à- dire la distance entre conducteurs voisins, est grand par rapport à l'écartement des conducteurs en regard à relier. Le procédé doit permettre une fabrication rationnelle en grande série de ponts de contact dans des cellules à cristal liquide, et notamment des cellules destinées à la com mande multiplex. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, des particules métalliques, dont la dimension maximale est au moins sensiblement égale à l'ecartement des conducteurs en regard, sont mélangées à une soudure ou un liant non-metallique. Le procédé selon l'invention présente l'avantage de permettre la production de ponts de contact au cours d'une opération déjà nécessaire, telle que la mise en place d'un ligament obturateur pendant la fabrica tion de la cellule à cristal liquide L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective de deux plaques de cellule, dont les faces visibles portant les électrodes doivent être mises en regard; la figure 2 est la coupe simplifiée d'un affichage à cristal liquide sans tension appliquée; la figure 3 représente le schéma de principe d'un pont de contact selon l'invention, entre deux connexions d'électrode en regard; et les figures 4a et 4b représentent des formes d'électrode et des connexions schéma- tisées d'une cellule à cristal liquide, destinée à une commande multiplex. Sur la figure 1, les plaques 1, 2 de la cellule en verre portent des électrodes 3, 4, 5 et une croix d'ajustage 9. L'électrode 3 est segmentée pour l'affichage numérique et comporte, outre les huit connexions 6 prévues à cet effet, une connexion 6' supplémentaire pour une électrode de contact 4 marginale. L'électrode 5 est constituée par des parties reliées électriquement et une connexion 5'. Le brevet suisse n0 557 071 décrit la production de telles plaques de cellule, ainsi que d'autres phases opératoires, relatives à la production de cellules à cristal liquide et notamment au soudage du verre. La figure 2 illustre le fonctionnement d'une cellule à cristal liquide, réalisée sous forme de cellule nématique. Les plaques 1, 2 de la cellule portent les électrodes 3, 5, munies chacune d'une couche constituant la paroi d'orientation 11. Une impression de verre de soudure 10, représentée à une échelle très exagérée, constitue la délimitation frontale de la cellule. La coupe de la cellule à cristal liquide représentée à la figure 2 correspond à l'état de repos. L'alignement des molécules du cristal liquide dans les couches limites des plaques 1, 2 est produit par la paroi d'orientation 11, de sorte qu'il en résulte une structure d'ensemble hélicoïdale. L'application d'une tension entre les électrodes produit l'alignement de la majorité des molécules suivant la direction du champ. La figure 3 représente de nouveau les plaques 1, 2 de la cellule avec les connexions d'électrode 5', 6' en regard, mais sur une vue partielle d'une cellule à cristal liquide montée. Une impression de verre de soudure 10 sert de nouveau d'entretoise entre les plaques. Des particules métalliques 20, constituées par des grains d'argent, sont mélangées à l'impression de verre de soudure 10, à raison de 10 #o en poids du mélange total. L'impression de verre de soudure 10 assume une double fonction. Elle assure d'une part l'étanchéité le long des bords extérieurs des plaques 1, 2 et sert d'autre part de liant isolant pour les particules métalliques 20. Ces dernières, dont la dimension maximale est de 10 pm, constituent des ponts de contact (suivant la direction y) entre les con nexions d'électrode 5' et 6' déposées sur les plaques 1, 2 et en regard dans deux plans. Par suite d'un aussi faible pourcentage de particules métalliques dans le mélange total, plusieurs de ces particules sont rarement en contact, de sorte qu'il n'y a pas de conductibilité électrique suivant la direction x. il est ainsi possible de produire les ponts de contact requis entre les connexions d'électrode 5', 6' en mélangeant simplement de l'or, de l'argent ou d'autres particules métalliques bonnes conductrices à la pâte de verre de soudure constituant l'impression 10. Le procédé connu (brevet suisse n0 557 071) n'exige aucune opération supplémentaire. L'impression 10 est soudée pendant un processus de soudure du verre, à une température d'environ 400 OC et pendant 1 heure environ. Il en résulte la condition suivante pour les particules métalliques 20 : point de fusion supérieur à 400 OC et faible tendance à l'oxydation. L'utilisation de métaux précieux pour les ponts de contact est par suite indiquée. Une question se pose simultanément : le procédé précédem- ment décrit est-il applica#ble aussi à d'autres modes connus de production des cellules, exigeant des températures de traitement inférieures ? Des essais ont montré que le même effet de contact peut être obtenu en mélangeant des particules métalliques 20, de laiton par exemple, au liant à base de resine époxyde, utilisé dans des cellules produites par collage. Des particules métalliques 20 sphériques par exemple, de diamètre égal à l'écartement théorique des plaques 1, 2, permettent de déterminer aussi l'écartement de ces dernières par la production des ponts de contact. Les particules métalliques 20 assument ainsi la fonction d'entretoises. Le procédé selon l'invention convient également en cas d'utilisation de liants polyester. On sait (demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le n0 2 322 616) que des cellules peuvent aussi être produites à l'aide d'une substance photopolymère - matériau du groupe polyester contenant un photosensibilisateur - par polymérisation a 150 OC environ, durcissement par insolation, puis liaison thermoplastique des plaques de la cellule. Le mélange de particules métalliques 20 à la substance photopolymère permet d'intégrer sans dépense importante la production des ponts de contact au processus de fabrication. La concentration du liant en particules métalliques 20 dépend généralement de la largeur des connexions d'électrode 6' et du pas de grille des connexions d'électrode voisines. Il est apparu que de larges connexions d'électrode 6' n'exigent qu'une faible concentration en particules métalliques 20, car la probabilité d'obtention de plusieurs ponts de contact distincts est plus grande que dans le cas de connexions 6' étroites (cf. figure 3 : ponts de contact dans le cas d'une faible concentration en particules métalliques 20). Lorsque des ponts de contact sont nécessaires entre des connexions d'électrode étroites et pour un faible pas de grille, il convient d'augmenter la concentration en particules métalliques 20 de façon qu'un pont de contact au moins se forme sur la largeur de la connexion d'électrode.La concentration en particules métalliques 20 ne doit par ailleurs pas être trop élevée; il faut éviter la formation de ponts de contact suivant la direction x. Le procédé selon l'invention offre déjà, dans le cas de cellules à cristal liquide à commande classique, l'avantage de permettre le regroupement rationnel de toutes les connexions d'électrode 6' des deux plaques 1, 2 sur une seule plaque 1 de la cellule. Cette possibilité est un avantage essentiel par rapport à l'art antérieur dans le cas de cellules à cristal liquide commandées en multiplex. Une cellule à cristal liquide convenant pour la commande multiplex comporte une vitre avant 30 et une vitre arrière 40 (figure 4). La vitre avant 30 porte des éléments d'électrode 31, reliés électriquement par des connexions 33. Toutes les connexions 33 aboutissent aux bornes a, b, c, d, e, f et g, situées d'un même côté. La vitre arrière 40 porte des électrodes arrière C1, C2 à CN. Chacune de ces électrodes arrière com porte un élément de connexion 6c , C à 6 . A ces éléments de connexion C2 CN correspondent sur la vitre avant 30 d'autres éléments de connexion 6 CI 6C2 6 - 6 . Les bornes correspondantes sont cl, c2, c3 et cN. c3 C3 cN Au cours du processus de production de ces cellules à cristal liquide, la vitre avant 30 reçoit une impression 10 de verre de soudure, contenant un pourcentage pondéral d'environ 5 #o de particules métalliques 20 sous forme de grains d'or. L'application de la vitre arrière 40 sur l'impression 10, puis le soudage du verre produisent les ponts de contact désirés entre les éléments de connexion 6c ~ 6 . Il est ainsi possible de relier ci CN toutes les connexions de cette cellule à cristal liquide dans un plan aux bornes a - cN et d'obtenir ainsi une intégration très rationnelle de la cellule dans un circuit électronique intégré. Le procédé décrit ne se limite pas à l'application aux affichages à cristal liquide. Il est également applicable aux affichages à décharge, etc., et plus généralement dans tous les cas ou des ponts de contact électrique doivent être obtenus dans des conditions d'espace similaires. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé et à son application sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Procédé de production de ponts de contact électrique entre des conducteurs en regard dans deux plans, caractérisé par le mélange à une soudure ou un liant non-métallique de particules métalliques, dont la dimension maximale est au moins sensiblement égale à l'écartement des conducteurs en regard. 2. Procédé selon revendication 1, caractérisé par l'addition à la soudure ou au liant de particules métalliques, à raison de 1 - 20 %O en poids du mélange total. 3. Procédé selon revendication 2, caractérisé par l'utilisation de verre de soudure comme soudure. 4. Procédé selon revendication 3, caractérisé par la fusion du verre de soudure à une température supérieure à 400 OC. 5. Procédé selon revendication 2, caractérisé par l'emploi d'un matériau polyester ou époxyde durcissable comme liant. 6. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par l'emploi de métaux précieux comme particules métalliques. 7. Cellule à cristal liquide, caractérisée par sa production par le procédé selon revendication 1. 8. Cellule à cristal liquide selon revendication 7, caractérisé en ce que la dimension maximale des particules métalliques est rigoureusement égale à l'écartement théorique des plaques de la cellule. 9. Cellule à cristal liquide selon revendication 7, caractérisée en ce que les particules métalliques sont au moins sensiblement sphériques, leur diamètre ou dimension maximale étant rigoureusement égal à l'écartement théorique des plaques de la cellule. 10. Cellule à cristal liquide selon revendication 7, caracterisee par son utilisation en élément d'affichage. 11. Utilisation de la cellule à cristal liquide selon revendication 10, caractérisée par la commande multiplex de l'élément d'affichage.