Brevet FR2568690A1 — publié le 19860207

La présente invention concerne un miroir non éblouis- sant, et notamment un miroir de ce type à cristaux liquides, par exemple pour les miroirs domestiques, etc ou dans les véhicules tels que les automobiles. Il existe déjà des miroirs non éblouissants à cris- taux liquides dans lesquels une matière-cristalline liquide du type fondamental-auxiliaire est placée entre une base formant une électrode transparente et une base formant une électrode réfléchissante. On sait que ces miroirs présen- tent un défaut du fait de la présence de franges d'interfé- rence. De telles franges n'apparaissent pas très souvent dans le cas des sources lumineuses ayant une large plage de longueurs d'onde, par exemple dans le cas de la lumière solaire, mais elles sont très fréquentes en présence de sources monochromatiques telles que les lampes à vapeurs de sodium utilisées dans les tunnels et sur les autoroutes, les lampes à vapeursde mercure utilisées sur les autoroutes, ou les lampes à halogène utilisées dans les automobiles. En conséquence, l'invention concerne un miroir non éblouissant à cristaux liquides qui ne présente pas le défaut précité. Plus précisément, elle concerne un tel miroir non éblouissant à cristaux liquides comprenant une matière cristalline liquide du type fondamentalauxiliaire, une base formant une électrode transparente et une base formant une électrode réfléchissante, dans lequel les directions de frottement des deux bases des électrodes, entre lesquel- les est placée la matière cristalline liquide, ne sont pas parallèles, et l'angle de torsion de la matière cristal- line liquide est d'environ 360 0 Le traitement d'orientation des deux bases est destiné à donner une orientation homogène. De préférence, un substrat avant de la base d'électrode transparente peut avoir une surface possédant une rugosité microscopique et le substrat inférieur de la base d'élec- trode réfléchissante peut avoir une excellente planéité. L'invention concerne aussi un miroir non éblouissant à cristaux liquides qui comporte une matière cristalline liquide placée entre une base d'électrode transparente et une base réfléchissante, dans lequel la base d'électrode transparente est composée d'une électrode transparente formée d'un film d'oxyde d'indium et d'étain, d'une couche isolante de nitrure de silicium et d'une couche d'orientation formée d'un polyimide. Le substrat réfléchissant du miroir non éblouissant précédent peut être de préférence formé d'une électrode transparente constituée d'un film d'oxyde d'indium et d'étain, de la couche isolante de nitrure de silicium et de la couche d'orientation de polyimide. Le substrat avant de la base d'électrode transparente peut avoir une surface à rugosité microscopique et le substrat inférieur de la base d'électrode réfléchissante peut avoir une excellente planéité. D'autres caractéristiques et avantages.de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe représentant la construc- tion d'un miroir selon l'invention; les figures 2 et 3 représentent schématiquement la relation entre l'angle O formé par les directions de frottement des deux bases et l'angle de torsion $ de la matière cristalline liquide; la figure 4 est une coupe schématique illustrant la mise en oeuvre d'un verre particulier constituant le substrat avant et le substrat inférieur; la figure 5 est une coupe représentant schématique- ment un autre mode de réalisation de miroir selon l'inven- tion; la figure 6 est une coupe représentant schématique- ment le miroir non éblouissant dans lequel la base d'élec- trode réfléchissante a la même construction que la base d'électrode transparente; et la figure 7 est une coupe représentant schématique- ment un mode de réalisation plus perfectionné de la pré- sente invention. Selon l'invention, le miroir non éblouissant est composé d'une base d'électrode transparente, de la matière cristalline liquide et de la base d'électrode réfléchissante. La matière cristalline liquide est placée entre les bases d'électrode transparente et d'électrode réfléchissante. La matière cristalline liquide est habituellement du type fondamental-auxiliaire qui comprend une matière cristalline liquide nématique, chiralnématique ou cholestérique combinée à une matièrecolorante. La base d'électrode transparente est habituellement composée d'un substrat avant, d'une électrode transparente et d'une couche d'orientation. La base d'électrode réfléchis- sante est habituellement composée d'un substrat inférieur, d'une électrode réfléchissante et d'une autre couche d'orien- tation. L'électrode réfléchissante peut être habituellement formée d'une combinaison d'une électrode transparente et d'une couche métallique assurant la réflexion. Le substrat avant et le substrat inférieur sont habituellement formés d'un verre sodé, d'un verre borosilicate, d'un film de matière plastique ou analogue. L'électrode transparente est formée d'un film d'oxyde d'indium et d'étain. La couche d'orientation est habituellement constituée d'une matière organique ou minérale, par exemple d'un polyimide ou analogue. Dans le premier mode de réalisation, le traitement d'orientation est destiné à assurer un alignement homogène et les directions de frottement des deux bases ne sont pas parallèles. L'angle de torsion de la matière cristalline liquide est de 360 ou à peu près. Dans ce mode de réali- sation, une plaque de verre ayant une surface possédant une rugosité microscopique peut être utilisée avantageuse- ment comme substrat avant et une plaque de verre qui a une excellente planéité peut être utilisée comme substrat inférieur. Ces plaques de verre donnent une meilleure pro- priété de suppression des franges d'interférence ainsi que de la déformation de l'image réfléchie. Dans le second mode de réalisation, une couche d'isolement formée de nitrure de silicium est disposée entre l'électrode transparente et la couche d'orientation afin qu'elle forme une base d'électrode transparente. La cons- truction de cette électrode de base transparente peut être avantageusement utilisée comme base d'électrode réfléchis- sante. La disposition de la couche d'isolement de nitrure de silicium réduit la lumière réfléchie par la base d'élec- trode transparente ou la base d'électrode réfléchissante, évitant ainsi le phénomène des franges d'interférence. La réduction de la quantité de lumière réfléchie augmente aussi la différence des coefficients de réflexion entre la présence et l'absence de champ électrique. La couche d'orientation, en particulier une couche de polyimide, est très molle si bien qu'une matière conductrice de l'élec- tricité contenue dans les couches peut fuir lorsque la couche d'orientation de polyimide est directement formée sur l'électrode. Cependant, la disposition de la couche d'isolement de nitrure de silicium peut aussi empêcher efficacement une telle fuite. Dans un troisième mode de réalisation, les plaques ou lames particulières de verre indiquées dans le premier mode de réalisation peuvent être utilisées comme substrat avant et substrat arrière et en conséquence elles donnent une meilleure propriété de suppression des franges d'inter- férence. L'invention est maintenant décrite en référence à des exemples particuliers de mise en oeuvre. Exemple 1 Sur la figure 1, une base d'électrode transparente 1 est formée d'un substrat avant 11, d'une électrode trans- parente 12 et d'une couche d'orientation 13, l'électrode transparente 12 étant placée entre le substrat avant 11 et la couche 13 d'orientation. La matière cristalline liquide 14 qui a été placée entre la base 1 d'électrode transparente et une base 2 d'électrode réfléchissante, était une matière cristalline liquide du type fondamental-auxiliaire à transi- tion de phase, pouvant s'aligner de manière homogène sous l'action des couches d'orientation 13 et 15. La base d'électrode réfléchissante 2 était formée d'un substrat inférieur 17, d'une électrode réfléchissante 16 et de l'autre couche d'orientation 15, l'électrode réflé- chissante 16 étant placée entre le substrat inférieur 17 et l'autre couche 15 d'orientation. Cette dernière a contribué à l'orientation de la matière cristalline liquide 14. Dans la construction précédente, l'angle O est formé par les directions de frottement des deux bases 1 et 2, et l'angle c désigne un angle de torsion de la matière cristalline liquide qui a une texture spiralée comme repré- senté sur la figure 2. L'anisotropie de l'intensité des franges d'interfé- rence et l'intensité des franges d'interférence ont été mesurées avec les variations des angles 0 et. Les résul- tats figurent dans le tableau I. TABLEAU I 0 = 90 0 = 0 e = 0 = 180 0 = 40 = 90 = 180 = 360 = 360 _.270 Anisotropie de 1 ' inten- sité des n'existe existe existe existe n'existe franges pas -pas d 'interfé- rence Intensité assez faible dan faible dans des fran- assez faible dans une direc- une direc- forte ges d'in- faible une direc- tion par- tion par- terférence tion par- culière ticulière ticulière __ Ces résultats indiquent que l'intensité des franges d'interférence, lorsqu'elle a été mesurée avec une lampe à vapeurs de sodium, était réduite pour 4 = 360 dans une direction particulière. En conséquence, on a constaté que si cette direction particulière était tournée vers les yeux du conducteur et réduisait le phénomène des franges d'interférence, l'orientation dumiroir(O = 0 et = 360 ) ne convenait pas du fait d'un embrumement de la matière cristalline liquide lorsque le champ électrique a été sup- primé. En conséquence, 6 a été rendu égal à 180 , c'est- à-dire que les directions de frottement des deux basesne doivent pas être parallèles. Cette direction particulière est décrite en réfé- rence à la figure 3. Lorsque la matière cristalline liquide est dextro- rotatoire, comme le chlorure cholestérique, la direction dans laquelle le phénomène des franges d'interférence de- vient invisible est telle que q = + 10 à + 500. Cette direction est indiquée par la flèche large de la figure 3 et q désigne l'angle positif formé avec la direction perpen- diculaire à la direction de frottement (représentée par une flèche mince). D'autre part, lorsque la matière cristal- line liquide est lévorotatoire, comme le nonanate cholesté- rique, la plage des directions est telle que q varie entre - 20 et + 20 . Exemple 2 Dans un miroir non éblouissant ayant une matière cristalline liquide du type fondamental-auxiliaire à tran- sition de phase, un substrat avant d'une base d'électrode transparente et un substrat inférieur d'une base d'électrode réfléchissante ont été modifiés par utilisation des matières suivantes: (1) Verre sodocalcique de type "Colburn". (2) Verre sodocalcique flotté. (3) Verre borosilicate fondu. Les miroirs obtenus ont été soumis à un essai de détermination du degré d'apparition des franges d'interfé- rence et du degré de déformation de l'image réfléchie. Les résultats figurent dans le tableau II. TABLEAU II A B C D Substrat avant - (1) (2) ou (3) (1) (2) ou (3) Substrat inférieur (1) (2) ou (3) (2) ou (3) (1) Degré d'ap- parition de franges d'in- férence O X O X Degré de déformation de l'image réfléchie X O O X Comme l'indique le tableau II, la combinaison C con- venait le mieux comme un miroir non éblouissant. Des détails de la combinaison C sont décrits en référence à la figure 4. Sur la figure 4, la base d'électrode transparente 1 était composée du substrat avant 21, d'une électrode transparente 22 et d'une couche d'orientation 23 formée d'un polyimide, l'électrode transparente 22 étant placée entre le substrat avant et la couche d'orientation 23. Le substrat avant était formé de verre sodocalcique "Colburn" qui avait une rugosité microscopique à sa face interne. La couche 23 d'orientation de polyimide a contribué à l'orien- tation homogène des molécules cristallines liquides. La couche cristalline liquide 24 a été placée entre la couche d'orientation 3 et l'autre couche d'orientation 25 qui a aussi contribué à l'orientation des molécules de la matière cristalline liquide. Une électrode réfléchissante 26 a été formée sur la couche 25 d'orientation et le substrat inférieur 27 a été placé sur l'électrode réfléchissante 26, avec formation de cette manière du substrat 2 d'élec- trode réfléchissante. Le substrat inférieur était formé d'un verre sodocalcique flotté ou d'un verre borosilicate fondu dont la surface avait une excellente planéité. Des électrodes ont été frottées dans une direction particulière. Exemple 3 Cet exemple correspond à un miroir non éblouissant ayant une couche de nitrure de silicium entre une électrode transparente et une couche d'orientation. La construction de ce miroir est décrite en référence à la figure 5. Sur la figure 5, une base d'électrode transparente 1 a été formée à l'aide d'un substrat avant 30, de l'élec- trode transparente 31, de la couche d'isolement 32 et d'une couche 33 d'orientation de polyimide, placées dans cet ordre. D'autre part, une base d'électrode réfléchissante 2 a été formée à l'aide d'un substrat inférieur 39, d'une couche 38 de Cr, d'une électrode réfléchissante 37, d'une couche isolante 36 de nitrure de silicium et de l'autre couche d'orientation de polyimide 35, placées dans cet ordre. La couche de chrome était destinées à accroître l'adhérence, mais une construction ne comprenant pas une telle couche de chrome peut être utilisée. Une matière cristalline liquide 34 du type fondamental-auxiliaire a été placée entre les deux couches précitées d'orientation et 33. Des miroirs non réfléchissants ayant la construction précitée mais des épaisseurs différentes pour les couches ont été soumis à un essai de détermination du degré d'appa- rition des franges d'interférence et du coefficient de réflexion. A titre comparatif, le substrat d'électrode transparente ne comportant pas la couche isolante 13 de nitrure de silicium a aussi subi les mêmes essais. Les résultats figurent dans le tableau IIIX TABLEAU III A1 B2 C3 Contraste4 Degré d'appari- très très très tion de franges fb ab faible d'inerféence faible faible faible d'interférence Coefficient de Coefficient de 15/40 15/40 15/40 15/38 réflexion5 1 (Substrat d'électrode transparente) couche d'oxyde d'indium et d'étain (200 )-couche de silicium (500 A)-couche d'orientation de polyimide (700 A) (Substrat d'électrode réfléchissante) OO couche Al (1500 A) ou couche Cr (300 A) + couche Al (1200 {)-couche de nitrure de silicium (400 A)- couche d'orientation de polyimide (600-700 ) 2 (Substrat d'électrode transparente) couche d'oxyde d'indium et d'étain (300 )-couche de nitrure de silicium (400 A)-couche d'orientation de polyimide (700 A) (Substrat d'électrode réfléchissante) comme précédemment en 1 3 (Substrat d'électrode transparente) couche d'oxyde d'indium et d'étain (400 A)couche de nitrure o de silicium (300 A)-couche d'orientation de polyimide (700 ) (Substrat d'électrode réfléchissante) comme précédemment en 1 4 (Substrat d'électrode transparente) couche d'oxyde d'indium et d'étain (200 A)couche d'orientation (1100 À) (Substrat d'électrode réfléchissante) comme précédemment en 1 Coefficient de réflexion: les deux chiffres représentent successivement le coefficient de réflexion (%) lorsque le champ électrique est présent et lorsque le champ électrique n'est pas présent. Comme l'indique le tableau III, l'apparition des franges d'interférence est très faible dans le miroir selon l'invention. Dans le mode de réalisation précédent, l'épaisseur totale de la couche d'oxyde d'indium et d'étain et de la O couche de nitrure de silicium est de 700 A, mais elle est de préférence comprise entre 500 et 1000 À. Dans les modes de réalisation qui précèdent, la couche de nitrure de silicium a été placée entre l'électrode réfléchissante et la couche d'orientation de polyimide, mais elle peut être éliminée. Exemple 4 Cet exemple se rapporte à un miroir non éblouissant ayant dans les deux bases d'électrode une couche de nitrure de silicium entre une électrode transparente et une couche d'orientation. La construction de ce miroir est décrite en référence à la figure 6. Sur la figure 6, une base d'électrode transparente i a été formée d'un substrat avant 40, d'une électrode transparente 41, d'une couche isolante 42 et d'une couche d'orientation de polyimide 43, dans cet ordre. D'autre part, une base d'électrode réfléchissante 2 a été formée de même à partir d'un substrat inférieur 48, d'une électrode transparente 47, d'une couche d'isolement de nitrure de silicium 46 et d'une autre couche 45 d'orientation de poly- imide, dans cet ordre. Une matière cristalline 44 du type fondamentalauxiliaire a été disposée entre les couches précédentes d'orientation 45 et 43. La référence 49 désigne une couche réfléchissante formée de l'autre côté du substrat inférieur 48 et qui était constituée d'un film d'aluminium ou d'un film déposé d'aluminium, d'un film déposé de SiO2 et d'une couche de résine. Des miroirs non réfléchissants ayant la construction précédente mais des épaisseurs différentes de couches ont été soumis à un essai de détermination du degré d'apparition des franges d'interférence et du coefficient de réflexion. A titre comparatif, un miroir ayant la base d'électrode transparente mais sans la couche isolante 43 et 46 de nitrure de silicium, l'autre miroir ayant une couche de SiO2 à la place de la couche de nitrure de silicium, ont aussi été soumis aux mêmes essais. Les résultats figurent dans le tableau IV. TABLEAU IV A1 2 C3 con-4 con- 4 traste traste Degré d'appa- rition de très très très fbl fbl franges d'in- faible faible faible a e a e terférence Coefficient6 Cde rflexion6 15/40 15/40 15/40 15/38 15/36 de réflexion 1 (Substrat d'électrode transparente) couche d'oxyde d'indium et d'étain (200 A)-couche de nitrure de silicium (500 A)-couche d'orientation de polyimide (700 A) 2 (Substrat d'électrode transparente) couche d'oxyde d'indium et d'étain (300 A)-couche de nitrure de silicium (400 A)-couche d'orientation de polyimide (700 t) 3 (Substrat d'électrode transparente) couche d'oxyde d'indium et d'étain (400 )-couche de nitrure de silicium (300 A)-couche d'orientation de polyimide (700 A) 4 (Substrat d'électrode transparente) couche d'oxyde d'indium et d'étain (200 A)-couche d'orientation de polyimide (1100 A) (Substrat d'électrode transparente) couche d'oxyde d'indium et d'étain (200-A)-couche de Si02 (500 A) -couche d'orientation de polyimide (700 -A) 6 (Coefficient de réflexion) les deux chiffres indi- quent les coefficients de réflexion (%) lorsque le champ électrique estprésent et lorsqu'il n'est pas présent. Comme l'indique le tableau IV, l'apparition des franges d'interférence est très faible dans le miroir selon l'invention. Dans le mode de réalisation précédent, l'épaisseur totale de la couche d'oxyde d'indium et d'étain et de la couche de nitrure de silicium, et de la couche d'orientation de polyimide, était de 700 À respectivement, mais elle O de préférence comprise entre 500 et 1000 A. Exemple 5 Cet exemple correspond à un autre mode de réalisation de l'invention. La construction de ce miroir est représentée sur la figure 7. Sur la figure 7, une base d'électrode transparente 1 a été formée d'un substrat avant 50, d'une électrode transparente 51, d'une couche d'isolement 52 et d'une couche d'orientation de polyimide 53, placées dans cet ordre. D'autre part, un substrat d'électrode réfléchissante 2 a été formé de même avec un substrat inférieur 58, une électrode transparente 57, une couche 56 d'isolement de nitrure de silicium et l'autre couche d'orientation de polyimide 55, placées dans cet ordre. Une matière cristalline liquide 54 du type fondamental-auxiliaire a été placée entre les couches d'orientation précitées 55 et 53. La référence 54 désigne une couche réfléchissante qui a été formée à la face inférieure de l'électrode transparente 57 et qui était constituée d'un film d'aluminium ou d'un film déposé d'aluminium, d'un film déposé de SiO2 et d'une couche de résine. Une couche 60 de protection a été formée sur la couche réfléchissante 59. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux miroirs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Miroir non réfléchissant à cristaux liquides, comprenant une matière cristalline liquide du type fondamen- tal-auxiliaire placée entre une base d'électrode transpa- rente et une base d'électrode réfléchissante, caractérisé en ce que les deux bases (1, 2) dont les directions de frottement ne sont pas parallèles, sont soumises à un trai- tement d'alignement homogène et l'angle de torsion de la matière cristalline liquide est d'environ 360 . 2. Miroir selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat avant (11) de la base d'électrode transparente (1) a une surface possédant une rugosité mi- croscopique, et le substrat inférieur (17) de la base d'élec- trode réfléchissante (2) possède une excellente planéité. 3. Miroir non éblouissant à cristaux liquides du type qui comprend un matière cristalline liquide (14) du type fondamental-auxiliaire entre un substrat d'électrode transparente (11) et un substrat d'électrode réfléchissante (17), caractérisé en ce que la base d'électrode transparente (1) ou la base d'électrode réfléchissante (2) au moins est composée d'une électrode transparente, d'une couche d'isolement de nitrure de silicium et d'une couche d'orien- tation de polyimide, placées dans cet ordre. 4. Miroir non éblouissant selon la revendication 3, caractérisé en ce que le substrat avant (11) de la base d'électrode transparente (1) a une surface possédant une rugosité microscopique, et le substrat inférieur (17) de la base d'électrode réfléchissante (2) possède une excel- lente planéité.