Brevet FR2494014A1 — publié le 19820514

Cellule d'affichage optique et procédé pour la fabriquer La présente invention concerne une cellule d'affi- chage optique et un procédé pour la fabriquer, la cellule étant du type à cristaux liquides avec des substrats parallèles dont au moins un peut être pénétré par la lumiè- re, et avec une couche intercalaire de cristaux liquides, un dispositif d'étanchéité approprié entre les substrats, et comprenant des connexions électriques destinées à des confi- gurations de conduits sur les substrats pour établir sélec- tivement des champs électriques destinés à exciter des zones définies prédéterminées de la couche. Dans la fabrication de cellules d'affichage optique, une exigence très importante est le parallélisme des deux substrats dans la cellule d'affichage. Dans la fabrication de cellules d'affichage dont le grand côté a une longueur jusqu'à 20 fois 30 mm, le dispositif d'étanchéité qui est utilisé entre les substrats le long du pourtour des subs- trats est suffisant pour maintenir le parallélisme des subs- trats. Par ailleurs, la résistance mécanique des substrats eux-mêmes, dans cet ordre de grandeur, sera suffisante pour maintenir le parallélisme requis également sur toutes les surfaces des substrats. Plusieurs procédés sont connus pour rendre étanche l'espace compris entre les substrats et pour rendre fixe la distance qui les sépare, et en même temps plusieurs publications révèlent également des procédés per- mettant de garnir de cristaux liquides l'espace créé par les dispositifs d'étanchéité et les substrats. Dans les cellules d'affichage optique dont l'ordre de grandeur excède celle qui est mentionnée ci-dessus, deux grandes difficultés sont liées au maintien du parallélisme entre les substrats par étanchéification de leurs pourtours. Des valeurs types pour la distance entre les substrats dans les cellules d'affichage à cristaux liquides peuvent être de mm + 5 %. Cette distance est tout à fait cruciale pour le rendement optique de la cellule d'affichage. La fabrication de cellules d'affichage optique de plus grandes dimensions s'est donc trouvée entravée. L'utilisation de cellules d'affichage optique dont les dimensions sont de l'ordre de 8 à 10 cm et plus, peut être parfaitement envisagée et peut être très répandue aux termi- nus d'aéroport et d'autobus, sur les autobus et les tram- ways, dans les gares de chemin de fer et de métro, etc... Des cellules d'affichage optique d'un tel ordre de grandeur trouveront également des applications dans l'information par des textes changeants, d a n s 1 a visualisation d'informations,ainsi que dans les services de télévision par câble. Pour parvenir au parallélisme entre les substrats. dans les cellules d'affichage optique de plus grande dimension, un moyen de liaison entre les substrats est exigé pour main- tenir les substrats à une distance bien déterminée l'un de l'autre. Dans la cellule d'affichage optique selon l'inven- tion, ce problème est résolu par une répartition homogène et séparée de petites particules monodispersées sphériques sur toute la surface du substrat, la dimension de la couche de cristaux liquides devant être introduite ultérieurement entre les substrats étant ainsi déterminée par le diamètre des particules monodispersées sphériques, les particules étant homogènes. La fabrication d'une cellule d'affichage optique selon l'invention se fait en disposant un premier substrat approprié dans une enceinte isolée de la poussière et des particules étrangères au moyen d'un gaz sous pression pour créer une ambiance turbulente en forme de nuage de poussière avec des particules monodispersées sphériques dans cette en- ceinte, les particules étant ainsi réparties, pendant un laps de temps approprié, de manière homogène sur toute la surface du substrat, et en réglant la répartition et la den- sité des particules sur le substrat au moyen de jets créa- teurs de turbulence en vue d'une émission réglée du gaz sous pression. On dispose ensuite d'un second substrat contre les particules du premier substrat, on rend étanche le pourtour des substrats et on garnit de cristaux liquides l'espace ainsi créé entre le dispositif d'étanchéité et les subs- trats, l'espace ouvert compris entre les particules étant ainsi totalement occupé par des cristaux liquides. Sur les dessins, la figure 1 représente une coupe d'une enceinte fermée permettant de répartir les particules sur un substrat, et la figure 2 représente une coupe d'une cellule d'affichage optique avec les substrats, le disposi- tif d'étanchéité, les particules et les cristaux liquides. Selon le procédé de fabrication d'un ensemble compor- tant deux couches parallèles, on dispose tout d'abord un premier substrat approprié 1 dans une enceinte 6, isolée de la poussière et des particules étrangères. Au moment o ils sont placés dans l'enceinte, les substrats sont totalement dépourvus de poussière. Le substrat peut éventuellement être placé initialement dans un "pavillon". Dans l'enceinte 6, des injecteurs 7 sont disposés en vue de l'injection d'un gaz. Ce gaz peut être de l'air ou un autre gaz approprié, par exemple l'azote ou un gaz inerte. L'injecteur ou les injecteurs 7 sont ainsi disposés que le gaz fait tourbillon- ner une quantité de particules telle que celles-ci créent un nuage de poussière qui se dépose sur le substrat 1, en se répartissant de manière homogène sur toute la surface du substrat. Après qu'une quantité suffisante de particules 5 s'est déposée sur le substrat 1, on retire le substrat de l'enceinte 6, on dispose un autre substrat contre les parti- cules 5 sur le substrat 1, et on dispose un dispositif d'étanchéité 4 sur le pourtour des substrats 1 et 2. On met ensuite sous vide l'interstice entre les substrats 1 et 2 et on garnit de cristaux liquides l'espace compris entre les particules séparées 5. On a au préalable imprimé sur les substrats des configurations de conduits électriques, par un procédé selon la technique antérieure, d'une manière telle que l'on peut exciter des zones bien définies de la couche de cristaux liquides en créant un champ électrique. Les particules monodispersées sphériques 5 peuvent également être envoyées dans l'enceinte 6 par des injecteurs 7 créateurs de turbulence, pour créer et entretenir une ambiance turbulente en forme de nuage de poussière avec des particules monodispersées sphériques 5 à l'intérieur de l'enceinte 6. Une cellule d'affichage optique selon l'invention comprend deux substrats 1 et 2, reliés l'un à l'autre par un dispositif d'étanchéité 4 et maintenus parallèles par des particules monodispersées sphériques 5, disposées contre les surfaces de chacun des deux substrats, la distance qui sépare les substrats 1 et 2 étant ainsi uniforme sur toute la surface des substrats, car les particules sont homogènes. A mesure que les particules 5 sont réparties de manière homogène et séparément sur toute la surface du substrat, il est possible de disposer des cristaux liquides 5 de dimen- sion constante dans l'espace 3 compris entre les particules isolées 5. On peut régler la répartition et la densité des parti- cules 5 en agissant sur le laps de temps pendant lequel le substrat est maintenu dans l'ambiance turbulente avec des particules monodispersées sphériques 5. REVENDICATIONS 1. Cellule d'affichage optique du type à cristaux liquides, comportant des substrats parallèles (1, 2) dont un au moins peut être pénétré par la lumière, et une couche intercalaire (3) de cristaux liquides, un dispositif d'étan- chéité approprié (4) entre les substrats (1, 2), et compre- nant des connexions électriques pour des configurations de conduits sur les substrats afin d'établir sélectivement des champs électriques destinés à exciter des zones définies et déterminées de la couche, caractérisée en ce que les substrats (1, 2) sont reliés entre eux et maintenus parallèles au moyen d'un grand nombre de particules monodispersées sphériques (5), toutes appli- quées contre chacun des deux substrats (1, 2), et détermi- nant ainsi la distance entre les substrats, les particules (5) étant réparties de manière homogène et séparément sur toute la surface des substrats (1, 2), la dimension de la couche (3) de cristaux liquides étant ainsi déterminée par le diamètre des particules monodispersées sphériques. 2. Procédé de fabrication d'un ensemble à deux cou- ches parallèles séparées par une très petite distance, notamment un ensemble comprenant une cellule d'affichage optique du type à cristaux liquides avec deux substrats parallèles (1, 2) dont l'un au moins peut être pénétré par la lumière et avec une couche intermédiaire (3) de cristaux liquides, un dispositif d'étanchéité approprié (4) entre les substrats, et des connexions électriques pour des configura- tions de conduits sur les substrats afin d'établir sélecti- vement des champs électriques d'excitation de zones prédé- terminées de la couche (3), caractérisé en ce qu'on dispose un premier substrat appro- prié (1) dans une enceinte (6) qui est isolée de la pous- sière et des particules étrangères au moyen d'un gaz sous pression, de façon à créer une ambiance turbulente en forme de nuage de poussière avec des particules monodispersées sphériques (5) dans l'enceinte, les particules étant ainsi réparties pendant un laps de temps approprié, de manière homogène sur toute la surface du substrat (1), pour régler la répartition et la densité des particules (5) sur le subs- trat (1) par émission réglée et déterminée du gaz sous pres- sion dans l'enceinte (6), on dispose un second substrat (2) contre les particules (5) sur le premier substrat (1), et on rend étanche le pourtour des substrats à l'aide d'un dispo- sitif d'étanchéité approprié.