Brevet FR2472200A1 — publié le 19810626

La présente invention a pour objet un procé- dé de fabrication d'une cellule d'affichage électrochro- mique comportant un couvercle soudé à chaud au substrat. L'invention a également pour objet une cel- lule d'affichage électrochromique. Du fait de leur faible consommation de cou- rant, les cellules d'affichage électrochromiques sont particulièrement bien adaptées à un emploi dans des appareils portatifs alimentés par une pile de faible capacité, tels que, par exemple, les montres électroni- ques. La fixation du couvercle ou capot de ces cel- lules s'effectue par soudage à chaud, par exemple au moyen de l'eutectique étain-plomb, le couvercle étant métallique et le substrat, en verre, comportant un ca- dre de scellement métallisé. C'est actuellement le mode de fixation du couvercle qui donne les meilleurs résul- tats en ce qui concerne l'étanchéité du scellement vis-à- vis de l'oxygène et de la vapeur d'eau. L'inconvénient de cette méthode réside dans le fait que le contact entre la soudure et le conduc- teur ionique de la cellule peut provoquer des réactions chimiques conduisant à la contamination du conducteur io- nique et à la corrosion de la soudure. Le but de la pré- sente invention est de remédier à cet inconvénient. Ce but est atteint grâce à un procédé de fabrication d'une cellule d'affichage îlectrochromique comportant la fixation d'un couvercle à un substrat par le chauffa- ge d'une zone annulaire de soudure, caractérisé par le fait qu'il consiste à placer un cadre de protection en matière thermofusible à l'intérieur de ladite zone, à exercer une pression sur ledit cadre par l'intermédiaire du couvercle pendant ledit chauffage, et à chauffer lo- calement ledit cadre par conduction thermique dans au moins un des éléments - substrat et couvercle -, ladite pression et ledit chauffage du cadre ayant pour effet de faire fondre partiellement ledit cadre et de le faire adhérer de façon étanche audit élément, et à une cellule d'affichage électrochromique comportant un substrat, un couvercle fixé au substrat par une zone annulaire de soudure, et un conducteur ionique déposé sur le substrat, caractérisée par le fait que ladite cellule comporte en outre un cadre de protection, in- terposé entre le conducteur ionique et la soudure et adhérant de façon étanche au couvercle et au substrat. Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention. La figure 1 est une coupe axiale d'une cellule d'affichage électrochromique, représentée schématiquement, et La figure 2 est une coupe,également schéma- tique, de cette cellule en cours de fabrication. La cellule représentée comporte un substrat 1, formé d'une plaque transparente et isolante, en verre par exemple, sur laquelle est disposé un réseau d'élec- trodes de commande transparentes la. Le substrat est muni à sa périphérie d'un cadre isolant 2 recouvert d'une couche métallique 2a à laquelle est soudé un couvercle ou capot métallique 3. Le substrat comporte en outre une couche de matériau électrochromique 8, qui peut tre de l'oxyde de tungstène (W03), déposée sur les électrodes la aux endroits correspondant aux motifs à afficher. Le reste du réseau d'électrodes, à l'exception des contacts de connexion de la cellule situés à la périphérie du substrat, est recouvert d'une couche de protection dié- lectrique 9, en oxyde de silicium (SiOx avec 1 par exemple. Un conducteur ionique 4, consistant par exem- ple en un polymère ionique aqueux, remplit l'espace déli- mité par le substrat 1, le couvercle 3 et un cadre 5 en matériau thermofusible, par exemple une résine de polya- mine telle que le VERALEN ou 1'EURELON (marques déposées de la maison SCHERING en Allemagne). 2472200. Ce cadre 5 adhère de façon étanche à la fois au couvercle 3 et au substrat 1 de sorte qu'il sépare le conducteur ionique 4 de la zone annulaire de souda- ge du couvercle au substrat et empêche ainsi toute réaction chimique entre le conducteur ionique et la soudure. Lors de la fabrication de la cellule, un cordon 6a de soudure, constitué par exemple par un eutectique étain-plomb, est déposé sur la couche métal- lique 2a qui recouvre le cadre isolant 2. Un autre cor- don de soudure 6b, de même nature que le cordon 6a, est déposé sur le rebord 3a du couvercle 3. Après la mise en place du conducteur ionique 4 et du cadre de protection 5 sur le substrat 1 muni du réseau d'électrodes, de la couche électrochromique a et de la couche diélectrique 9, le couvercle 3 est sou- dé à la couche métallique 2a. Pour réaliser ce soudage, le rebord 3a est chauffé localement et, simultanément, une force axiale, indiquée par les flèches 7 de la figu- re 2, est appliquée. Le chauffage du rebord 3a du cou- vercle 3 peut être assuré par l'outil servant à exercer la force 7, qui est porté à la température voulue, ou par application d'ultra-sons, ou par tout autre moyen. Ce chauffage provoque la fusion des cordons de soudure 6a et 6b et, par conduction thermique, l'élé- vation de la température du couvercle 3 et du substrat 1, ce qui fait fondre, légèrement, la matière du cadre 5 en contact avec ces éléments. Le cadre 5 se déforme, ce qui permet au couvercle 3 de se placer dans la position représentée à la figure 1 dans laquelle les deux cordons de soudure 6a et 6b ont fusionné, ce qui assure, après refroidissement, un scellement parfaitement étanche du couvercle 3 sur le substrat 1. La matière du cadre 5 qui a fondu adhère de façon étanche au substrat 1 et au cou- vercle 3, ce qui sépare parfaitement le conducteur ioni- que 4 de la soudure 6 et empêche toute réaction de l'un sur l'autre. En variante, on pourra tout d'abord fixer le cadre 5 au substrat 1, le cas échéant au couvercle 3, par collage à chaud, par l'application d'ultra-sons ou autres, puis assurer l'adhérence de ce cadre à l'autre élément, en l'occurence le couvercle ou le substrat, lors du soudage à chaud du couvercle sur le substrat. Lorsque le cadre 5 est préfixé sur le substrat 1, il pourra servir d'enceinte pour l'application du con- ducteur ionique 4, celui-ci étant alors placé sur le substrat après le cadre, à l'intérieur de celui-ci. On peut également réaliser la garniture d'étanchéité entre le conducteur ionique et la zone de soudage du couvercle à l'aide d'un matériau semi- liquide,appliqué sur le substrat, par sérigraphie par exemple, séché, puis partiellement fondu lors du soudage du couvercle de façon à adhérer à celui-ci. 2472200.1 REVENDICATIONS 1- Procédé de fabrication d'une cellule d'affichage électrochromique comportant la fixation d'un couvercle à un substrat par le chauffage d'une zone annulaire de soudure, caractérisé par le fait qu'il consiste à placer un cadre de protection en matière thermofu- sible (5) à l'intérieur de ladite zone, à exercer une pression sur ledit cadre par l'intermédiaire du couver- cle (3) pendant ledit chauffage, et à chauffer locale- ment ledit cadre par conduction thermique dans au moins un des éléments substrat (1) et couvercle-, ladite pression et ledit chauffage du cadre ayant pour effet de faire fondre partiellement ledit cadre et de le faire adhérer de façon étanche audit élément. 2- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il consiste à poser ledit cadre sur le substrat et à chauffer ledit cadre par conduction thermique dans le couvercle et dans le substrat. 3- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il consiste à fixer ledit cadre à l'un des- dits éléments avant le soudage, et à chauffer ledit cadre par conduction thermique dans l'autre desdits éléments. 4- Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il consiste à fixer à chaud ledit cadre audit élément. - Procédé salon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il consiste à placer ledit cadre par dépôt d'une matière à l'état semi-liquide sur le substrat, à laisser durcir ladite matière et à chauffer ledit cadre par conduction thermique dans le couvercle. 6- Procédé selon la revendication 5, caractérisé par la fait qu'il consiste à déposer ledit cadre par sérigra- phie. 7- Cellule d'affichage électrochromique comportant un substrat, un couvercle fixé au substrat par une zone annulaire de soudure, et un conducteur ionique déposé. sur le substrat, caractérisé par le fait que ladite cellule comporte en outre un cadre de protection, inter- posé entre le conducteur ionique et la soudure et adhé- rant de façon étanche au couvercle et au substrat.