Brevet FR2477730A1 — publié le 19810911

La présente invention se rapporte aux procédés de fabrication d'une électrode transparente qui permettent de former sur un substrat lui-même transparent une electrode destinée à recevoir une tension électrique et permettant le passage des rayons lumineux. Elle concerne également les électrodes transparentes fabriquées selon ce procédé, et les cellules à cristal liquide dans lesquelles on utilise de telles électrodes transparentes pour visualiser des informations. Il est connu de réaliser une cellule à cristal liquide en enfermant entre deux lames de verre une couche mince de cristal liquide en phase smectique. Pour inscrire les informations dans cette couche de cristal liquide on utilise un effet thermo-optique qui consiste à chauffer localement le cristal liquide au point que l'on désire inscrire pour le porter dans la phase liquide isotrope. En refroidissant ensuite brutalement ces emplacements ainsi chauffés, le cristal liquide repasse dans la phase smectique mais prend alors une structure diffusante dite en conique focale. Pour effacer ensuite les informations ainsi inscrites on soumet le cristal liquide à un champ électrique suffisant par I1 intermédiaire de deux électrodes déposées sur les faces internes des lames de verre qui contiennent le cristal liquide.L'une au moins de ces électrodes, si l'on travaille par réflexion, et éventuellement les deux, si l'on travaille par transmission, doivent être transparentes au rayonnement lumineux utilisé par la visualisation, et de préférence à l'ensemble du spectre lumineux visible. Pour obtenir ce chauffage local de la couche de cristal liquide, on utilise le plus souvent un laser dont on défléchit le faisceau de sortie pour balayer la cellule selon le motif à inscrire. Ce laser émet de préférence dans l'infra-rouge et est par exemple un laser YAG de longueur d'onde 1,05 microns, ou un laser semiconducteur du type Gazas de longueur d'onde 0,85 microns. Le chauffage s'effectue par absorption du faisceau infra-rouge dans la cellule aux endroits balayés. Comme les éléments de cette cellule sont transparents pour les besoins de la visualisation, l'absorption lumineuse est relativement faible même dans le proche infra-rouge. On est donc amené à utiliser un laser de grande puissance, et éventuellement un balayage de faible vitesse, pour obtenir un chauffage suffisant en utilisant la faible absorption existante. La plus grande partie de l'énergie fournie par ce laser est donc perdue, et le laser est fortement surdîmensionné par rapport à ce qui serait necessaire si on pouvait absorber une fraction plus importante de son flux lumineux. Pour obtenir une électrode qui soit à la fois transparente dans le visible, et absorbante dans l'infra-rouge, l'invention propose un procédé de fabrication d'une électrode transparente, du type consistant à déposer sur un substrat une couche conductrice transparente, et à lui faire subir un recuit, principale caractérisé en ce que ce recuit s'effectue sous atmosphère d'azote. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront clairement dans la description suivante présentée à titre d'exemple non limitatif -notamment quant aux valeurs numériques citées. La première étape de la fabrication consiste à déposer un alliage conducteur transparent sous une épaisseur convenable sur le substrat choisi. Pour cela on procède à la pulvérisation cathodique d'un mélange d'indium et d'étain en parties sensiblement égales sur un substrat en verre. L'atmosphère de enceinte de pulvérisation est un mélange d'argon et d'oxygène avec des pressions partielles dans un rapport 15/1 et une pression totale d'environ 10 Torrs. En alimentant le dispositif de pulvérisation sous une puissance de 900 watts, et en le laissant fonctionner pendant 15 minutes, on obtient une couche d'une épaisseur d'environ 0,9 microns. Pour stabiliser la couche ainsi obtenue et avoir des caractéristiques électriques bien déterminées, il est nécessaire de proce- der ensuite à un recuit. Les caractéristiques obtenues sont variables en fonction de ce recuit et les meilleurs résultats ont jusqu'ici été obtenus en procédant à un recuit simple dans l'atmosphère ambiante à une température de 4000 Celsius pendant 2 heures. Après ce traitement la couche presente une résistivité de surface égale à 120 ohms - carré, une couleur jaunâtre, et un#coeffi- dent de transmission sensiblement constant et égal à 85% pour des longueurs d'onde de la lumière comprises entre 0,4 microns et 1,2 microns. Selon l'invention on effectue le traitement thermique sous azote. Pour cela le substrat recouvert de la couche précédemment obtenue par pulvérisation cathodique est placé dans une enceinte parcourue par un courant d'azote à la pression atmosphèrique. Après avoir maintenu un débit initial assez important pour obtenir une bonne purge de cette enceinte, ce débit est réduit à quelques litres par heure de manière à simplement entrainer les quelques résidus de dégazage éventuels et à ne pas laisser rentrer d'autres gaz. Cette enceinte est placée dans un four et on fait croitre la température depuis l'ambiante jusque environ 4000 Celsius, et ceci en une durée d'environ 30 minutes. Dès que cette température de 4000 Celsius est atteinte, on procéde à un refroidissement relativement long qui peut durer environ 1 heure. Les caractéristiques de la couche après ce traitement sont profondement différentes de celles obtenues après le recuit à l'air. La résistivité de surface est tombée aux environs de la dizaine d'ohms-carré. Elle varie sensiblement de 5 à 15 ohms-carré selon la durée du recuit en augmentant lorsque le temps de recuit augmente de 1 à 3 heures. La couleur de la couche est gris verdâtre et sa transmission est toujours sensiblement constante et égale à 85%, mais seulement dans une gamme de 0,4 à 0,7 microns de longueur d'onde, c'est à dire sensiblement dans la gamme des lumières visibles. A partir de 0,7 microns, cette transmission chute et atteint une valeur de 50% pour une longueur d'onde de 1,06microns. L'indice de la couche est relativement élevé puisqu'il atteint la valeur n 1 2,30. On constate donc qu'une telle couche permet d'absorber à son niveau 502 des radiations lumineuses fournies par un laser du type YANG. Compte-tenu de l'absorption dans le restant de la cellule, qui n'est pas négligeable, et de l'éventuelle traversée de deux électrodes, on arrive ainsi à absorber nettement plus de la moitié de l'énergie du laser dans une cellule d'affichage à cristal liquide. Ceci permet de construire des dispositifs d'affichage à cristal liquide par adressage avec un laser de petite taille et donc très intéressants. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une électrode transparente, du type consistant à déposer sur un substrat une couche conductrice transparente, et à lui faire subir un recuit, caractérisé en ce que ce recuit s'effectue sous atmosphère d'azote. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche conductrice est formée d'un mélange d'indium et d'étain. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ce mélange est sensiblement en parties égales. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dépôt est obtenu par pulvérisation cathodique sous pression réduite d'argon en présence résiduelle d'oxygene. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la température de recuit est de sensiblement 4000 Celsius. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la montée en température s'effectue en sensiblement 30 minutes. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le refroidissement s'effectue en une durée comprise entre 1 et 3 heures. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le refroidissement s'effectue en sensiblement 1 heure. 9. Electrode transparente, caractériséeence qu'elle est obtenue par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. 10. Cellule à cristal liquide, du type comprenant une couche de cristal liquide insérée entre deux substrats supportant chacun au moins une électrode, l'une de ces électrodes au moins étant transparente, caractériséeen ce que cette électrode transparente est une électrode selon la revendication 9.