Brevet FR2644596A1 — publié le 19900921

264459e PANNEAU A CRISTAL LIOUIDE FERRO-ELECTRIOUE La présente invention porte sur un dispositif indicateur à cristal liquide ou panneau à cristal liquide utilisé pour un système obturateur, etc., utilisé pour une tête d'impression, plus particulièrement, sur un panneau à cristal liquide ferro-électrique utilisant un cristal liquide ferro-électrique. Un panneau à cristal liquide utilisant un cristal liquide ferroélectrique, connu dans la technique antérieure, comprend une cellule à cristal liquide contenant un cristal liquide enfermé hermétiquement, par exemple, entre deux substrats de verre comme un panneau à cristal liquide utilisant un cristal liquide nématique ordinaire, et il fonctionne en tant que panneau d'affichage ou obturateur optique par application d'une tension de commande à travers des électrodes transparentes disposées à l'intérieur des substrats de verre. Cependant, le cristal liquide ferroélectrique présente une constante diélectrique élevée et est différent d'un cristal liquide nématique par le fait qu'il est commandé par un courant continu pour mettre en position MARCHE et ARRET, selon le sens (positif ou négatif) du champ électrique appliqué. De plus, ses caractéristiques de tension-transmittance ne sont pas complètement connues. Par conséquent, pour afficher le panneau dans un ton intermédiaire, il est nécessaire de faire varier le rapport MARCHE/ARRET avec une vitesse de réponse élevée ou de modifier le rapport de surface de MARCHE/ARRET. Etant donné que le panneau à cristal liquide ferro-électrique connu dans la technique antérieure est commandé par un courant continu comme décrit ci-dessus, la cellule à cristal liquide se détériore prématurément et lorsque l'affichage est commandé dans un ton intermédiaire, etc., la tension de courant continu appliquée aux pixels d'affichage devient irrégulière en fonction des données à afficher. De plus, les pixels diminuent de façon irrégulière, ce qui conduit au problème qu'il est difficile de commander le panneau de façon stable. - La présente invention a été accomplie afin de résoudre un tel problème, tout en visant à empêcher la détérioration d'une cellule à cristal liquide et à proposer un panneau à cristal liquide ferro-électrique capable de commander un panneau de façon stable. Un panneau à cristal liquide ferro-électrique selon la présente invention comprend deux couches de cellules à cristal liquide, dont chacune comprend un cristal liquide ferro-électrique enfermé hermétiquement entre deux substrats, puis est appliquée sur l'autre pour former ensemble un stratifié, I'une desdites cellules à cristal liquide étant destinée à fonctionner en tant que cellule à cristal liquide de commande du panneau, et l'autre cellule à cristal liquide étant destinée à fonctionner en tant que cellule de compensation optique, et les deux cellules à cristal liquide étant commandées par des signaux de courant alternatif en forme d'ondes rectangulaires Conformément à un autre aspect de la présente invention, le panneau à cristal liquide ferro- électrique est agencé pour être commandé dans un ton intermédiaire en faisant varier les phases desdits signaux de courant alternatif en forme d'ondes rectangulaires appliqués aux cellules à cristal liquide des première et seconde couches. Avec un panneau à cristal liquide ferro- électrique selon la présente invention, deux couches de cellules à cristal liquide sont superposées, chacune d'elles étant commandée par un signal de courant alternatif en forme d'ondes rectangulaires. Par conséquent, on empêche efficacement la détérioration des cellules à cristal liquide tout en permettant également d'afficher dans un ton intermédiaire. Pour mieux illustrer l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après, à titre indicatif et non limitatif, des modes de réalisation particuliers, en référence au dessin annexé. Sur ce dessin: - la Figure 1 est une vue structurale qui montre le schéma d'un mode de réalisation du panneau à cristal liquide ferro-électrique de la présente invention; - les Figures 2 (a) et (b) sont des vues descriptives de la composition détaillée de chaque cellule à cristal liquide représentée sur la Figure 1; - la Figure 3 est une vue de la forme des ondes, afin de montrer le fonctionnement du panneau à cristal liquide de la Figure 1; et - les Figures 4 (a) et (b) représentent une vue structurale de la cellule à cristal liquide dans laquelle l'axe de Loving est rendu parallèle à l'axe de polarisation. La Figure 1 est une vue structurale montrant le schéma d'un mode de réalisation du panneau à cristal liquide ferro-électrique selon la présente invention. Ce panneau à cristal liquide comprend deux couches superposées de cellules à cristal liquide, dans lesquelles les cristaux liquides ferro-électriques sont enfermés hermétiquement entre des substrats de verre supérieur et inférieur. L'une d'elles fonctionne en tant que cellule à cristal liquide de commande d'indication du panneau, alors que l'autre fonctionne en tant que cellule à cristal liquide de compensation optique. D'une manière plus explicite, le chiffre de référence 1 de la figure désigne ladite cellule à cristal liquide de compensation optique, alors que le chiffre de référence 2 désigne une cellule à cristal liquide de commande de l'indication du panneau. A l'intérieur des substrats de verre supérieur et inférieur de chacune desdites cellules à cristal liquide 1 et 2, sont disposés des électrodes transparentes ainsi que des films orientés de cristaux liquides ferroélectriques. Chaque cellule à cristal liquide 1 ou 2 est commandée par un signal en forme d'ondes rectangulaires (courant alternatif). Les chiffres de référence 3, 4 désignent des plaques de polarisation disposées à l'extérieur des cellules à cristal liquide 1, 2. Les Figures 2 (a), (b) représentent les structures détaillées de chacune desdites cellules à cristal liquide 1 ou 2. La cellule de compensation optique 1 est dotée d'électrodes transparentes totalement plates Eal et Ea2, qui sont disposées parallèlement et anti-parallèlement à l'axe de Loving Ca par rapport à la direction de Loving des substrats de verre supérieur et inférieur. Les angles entre la direction des molécules des cristaux liquides (axe) et l'axe de Loving Ca, lorsque des champs électriques E ou -E sont appliqués à la cellule à cristal liquide 1, sont définis par respectivement Ga ou -Sa. Ensuite, l'angle de l'axe de polarisation Pa de la plaque de polarisation 3 collée au côté supérieur de la cellule à cristal liquide 1 et dudit axe de Loving Ca est également de -Sa. La cellule à cristal liquide 2 de commande de l'indication du panneau est également dotée d'électrodes transparentes à motifs d'affichage Ebl et Eb2, tout en considérant les mêmes relations de Loving parallèle et antiparallèle avec les substrats de verre supérieur et inférieur que ladite cellule à cristal liquide 1 de compensation optique. Les axes de Loving Ca et Cb de ces cellules sont tous orthogonaux. Les angles entre la direction moléculaire des cristaux liquides et l'axe de Loving Cb lorsque des champs électriques E et -E sont appliqués à la cellule à cristal liquide 2, sont définis comme étant de Ob et -eb. L'axe de polarisation Pb de la plaque de polarisation inférieure 4 de ladite cellule à cristal liquide 2 prend alors un angle de -eb par rapport à l'axe de Loving Cb. On va maintenant décrire dans ce qui suit le fonctionnement de ce mode de réalisation. Avec un panneau à cristal liquide ayant la structure ci-dessus, les cellules à cristal liquide 1, 2, à deux couches, sont supposées être réalisées avec le même cristal liquide et la même épaisseur de cellule. La relation suivante est alors valable: a! Ob -0a -Ob (a) -Pa I Pb De plus, par application d'un signal en forme d'ondes rectangulaires représenté sur la Figure 3 entre les électrodes de chaque cristal liquide 1 ou 2, des motifs préférés, incluant ceux dans un ton intermédiaire, peuvent être affichés. Plus exactement, on applique tout d'abord à la cellule à cristal liquide supérieure 1 un signal en forme d'ondes rectangulaires Sal compris entre les champs électriques E et -E représentés sur la Figure 3, tout en appliquant à la cellule à cristal liquide inférieure 2 un signal en forme d'ondes rectangulaires Sbl en phase avec le signal en forme d'ondes rectangulaires Sal. A ce moment, les molécules de cristal liquide dans les cellules à cristal liquide 1 et 2 sont combinées suivant (Ga, Ob), (- Sa, -Gb), (Ga, Ob), (-Sa, -Gb), etc. Selon la relation (a) ci-dessus, la lumière n'est pas transmise parce que la double réfraction est annulée avec (Sa, Ob). La lumière n'est pas non plus transmise avec (-8a, -Ob), bien que le panneau est à l'état ARRET avec une quantité de transmission lumineuse T par la suite de 0, étant donné que la polarisation de la lumière est en concordance avec les axes de polarisation Pa, Pb des plaques de polarisation 3, 4. Ensuite, on applique à l'unité d'indication de la cellule à cristal liquide 2, un signal en forme d'ondes rectangulaires Sb2 en opposition de phase par rapport audit signal en forme d'ondes rectangulaires Sal, tout en maintenant la cellule de cristal liquide 1 telle qu'elle est. Les molécules de cristal liquide des cellules 1 et 2 sont alors combinées suivant (ea, -6b), (-Ga, Ob), (6a, - Ob), (-8a, 8b), etc. Avec (Sa, -Gb), une double réfraction a lieu dans la cellule à cristal liquide 1 à un angle de 0a permettant à la lumière d'être transmise. Dans la cellule à cristal liquide 2, il ne se produit pas de double réfraction, étant donné que la direction des molécules de cristal liquide devient parallèle à l'axe de polarisation Pb de la plaque de polarisation 4 à un angle de -Ob. En conséquence, la lumière ne peut être transmise que dans la cellule à cristal liquide 1. Avec (-Oa, Gb), la lumière ne peut être transmise qu'à travers la cellule à cristal liquide 2 selon des principes analogues. Il en résulte qu'à condition que les spécifications des cellules à cristal liquide 1 et 2 soient les mêmes, l'état MARCHE du panneau a lieu. Un autre signal en forme d'ondes rectangulaires Sb3, dont la phase est légèrement décalée par rapport au signal en forme d'ondes rectangulaires Sal, est appliqué ensuite à la cellule à cristal liquide 2. A ce moment, le rapport de la lumière transmise à la lumière arrêtée peut être modifié selon le rapport de la composante en phase à la composante en opposition de phase du signal de courant alternatif en forme d'ondes rectangulaires Sb3. On peut également mettre en oeuvre l'affichage dans un ton intermédiaire en faisant de telle sorte que cet état puisse varier avec une vitesse de réponse élevée. De cette manière, un panneau à cristal liquide utilisant un cristal liquide ferro-électrique peut être commandé par un signal de courant alternatif en forme d'ondes rectangulaires, ce qui permet d'empêcher la détérioration des cellules à cristal liquide et de maintenir une commande stabilisée du panneau. Un autre mode de réalisation de la présente invention est représenté sur les Figures 4 (a) et (b), sur lesquelles l'axe de Loving Ca d'une cellule à cristal liquide 1 de compensation optique est aligné parallèlement à l'axe de polarisation Pa d'une plaque de polarisation 3, tout en rendant l'axe de Loving Cb d'une cellule à cristal liquide 2 de commande de l'indication du panneau, parallèle à l'axe de polarisation Pb d'une plaque de polarisation 4. Ce mode de réalisation peut également fournir le même effet que celui présenté par le premier mode de réalisation, dans les mêmes conditions de cellule que sur la Figure 2. Le panneau à cristal liquide selon la présente invention peut être appliqué à des systèmes obturateurs optiques pour des têtes d'impression et autres obturateurs optiques, ainsi que pour le dispositif indicateur à cristal liquide représenté dans les modes de réalisation. Conformément à la présente invention, une cellule à cristal liquide de commande du panneau et une cellule à cristal liquide de compensation optique sont appliquées l'une sur l'autre pour former un stratifié de cellules à cristal liquide à deux couches, chaque cellule à cristal liquide pouvant être commandée par un signal de courant alternatif en forme d'ondes rectangulaires. Ainsi, on peut empêcher la détérioration des cellules à cristal liquide, tout en commandant le panneau dans des conditions stabilisées. De plus, on peut également activer l'affichage dans un ton intermédiaire en faisant varier la phase du signal de courant alternatif en forme d'ondes rectangulaires. REVENDICATIONS 1 - Panneau à cristal liquide ferro-électrique caractérisé par le fait qu'il comprend deux couches de cellules à cristal liquide, dont chacune comprend un cristal liquide ferro-électrique enfermé hermétiquement entre deux substrats, puis est appliquée sur l'autre pour former ensemble un stratifié, l'une (2) desdites cellules à cristal liquide étant destinée à fonctionner en tant que cellule à cristal liquide de commande du panneau, et l'autre cellule à cristal liquide (1) étant destinée à fonctionner en tant que cellule de compensation optique, et les deux cellules à cristal liquide étant commandées individuellement par des signaux de courant alternatif en forme d'ondes rectangulaires. 2 - Panneau à cristal liquide ferro-électrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est commandé dans un ton intermédiaire en faisant varier les phases desdits signaux de courant alternatif en forme d'ondes rectangulaires appliqués aux cellules à cristal liquide des première et seconde couches.