Brevet FR2758401A1 — publié le 19980717

Etat de la technique La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une cellule à cristaux liquides selon lequel on relie une première plaque de substrat et une seconde plaque de substrat ainsi qu'un organe d'écartement placé entre elles, pour former un dispositif que l'on divise suivant des lignes de séparation. Actuellement les cellules à cristaux liquides s'utilisent dans un grand nombre d'affichages différents à cristaux liquides. Une cellule à cristaux liquides se compose de deux plaques planes de verre maintenues écartées en général à une faible distance définie de manière précise par des organes d'écartement. Entre les deux plaques de verre se trouve le cristal liquide. Souvent, la surface des plaques de verre mouillée par le cristal liquide comporte des électrodes nécessaires pour appliquer un champ électrique au cristal liquide et si possible également un filtre de couleur. Selon l'état de la technique, on fabrique en une seule fois un grand nombre de cellules à cristaux liquides. Pour cela on applique des organes d'écartement à des endroits appropriés d'une première plaque de verre. Puis, on place une seconde plaque de verre sur les organes d'écartement et on la colle à la première plaque de verre. A l'aide d'un diamant, on réalise une entaille dans la première plaque de verre le long de la ligne limite fictive entre les différents cristaux liquides. Puis, on réalise une entaille dans la face opposée de la seconde plaque de verre et enfin on casse les différentes cellules à cristaux liquides du substrat. A travers une petite découpe dans la colle, on introduit le cristal liquide, puis on ferme de nouveau cette ouverture. I1 est en outre connu selon l'état de la technique d'utiliser des plaques de matière plastique ou des feuilles de matière plastique à la place de plaques de verre. Dans ce cas, la fabrication des cellules à cristaux liquides consiste à découper tout d'abord séparément les différentes plaques de matière plastique, puis de fabriquer chaque cellule séparément en collant. Toutefois selon le premier état de la technique ainsi décrit, il n'est pas possible de fabriquer des cellules à cristaux liquides ayant d'un côté une plaque de verre et de l'autre côté une plaque de matière plastique. Dans ce cas, il est difficile de séparer les cellules, car lorsqu'on coupe la plaque de matière plastique, on risque d'abîmer les chemins conducteurs du côté mouillé de la plaque de verre et par ailleurs on ne peut pas casser le verre avant d'avoir couper la matière plastique. Avantages de l'invention : La présente invention concerne un procédé du type défini ci-dessus permettant de remédier aux inconvénients des procédés connus et caractérisé à cet effet en ce que pour la première plaque de substrat on utilise une matière à résistance élevée aux chocs par exemple une matière plastique, on munit la première plaque de substrat de cavités avant de la relier à la seconde plaque de substrat, les cavités étant disposées le long des lignes de séparation, on choisit pour la seconde plaque de substrat, une matière ayant une résistance aux chocs moindre, notamment du verre, on entaille la seconde plaque de substrat le long de lignes de séparation zn divise le dispositif en cassant le long des lignes de séparation. Le procédé selon l'invention offre l'avantage de permettre de fabriquer simultanément plusieurs cellules à cristaux liquides avec une plaque de substrat en matière plastique. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention on entaille la seconde plaque de substrat après avoir réalisé la liaison, on réalise les cavités pour qu'elles traversent toute l'épaisseur de la première plaque de substrat, on réalise les cavités pour qu'elles recouvrent la plus grande partie des lignes de séparation, sur la face de la seconde plaque de substrat tournée vers la première plaque de substrat, on applique un réseau cruciforme de lignes et, en chaque point d'intersection, on applique un transistor en film mince, sur la face de la seconde plaque de substrat tournée vers la première plaque de substrat, on applique des électrodes, sur la face de la première plaque de substrat tournée vers la première plaque de substrat, on applique des électrodes, sur la face de la première plaque de substrat tournée vers la seconde plaque de substrat, on applique un filtre de couleur. I1 est particulièrement avantageux d'entailler la seconde plaque de substrat après avoir réalisé la liaison pour qu'ainsi la seconde plaque de substrat présente une plus grande stabilité de structure pendant la liaison et soit plus facile à manipuler. La séparation en cellules distinctes est particulièrement simple si les entailles traversent la première plaque de substrat dans toute son épaisseur. Si les entailles sont réalisées pour recouvrir la, plus grande partie des lignes de séparation, il ne subsiste que de faibles entretoises de matière plastique de la première plaque de substrat qui peuvent être séparées en exerçant une force particulièrement faible. La très faible force qu'il faut appliquer se traduit par un risque plus faible d'endommager les différentes cellules à cristaux liquides lorsqu'on les sépare. I1 est particulièrement avantageux d'utiliser ce procédé de fabrication d'une cellule à cristaux liquides dont la première plaque de substrat comporte un réseau cruciforme de ligne avec à chaque point d'intersection un transistor en film mince et sur la première plaque de substrat, un filtre de couleur, car d'une part le filtre de couleur est réalisable d'une manière particulièrement simple en matière plastique et d'autre part les conducteurs et le transistor en film mince nécessitent des températures élevées pour leur fabrication, c'est pourquoi le verre convient beaucoup mieux que la matière plastique ; le procédé selon l'invention permet ainsi de fabriquer rationnellement de telles cellules. Enfin, il est particulièrement avantageux que la face de la seconde plaque de substrat tournée vers la première plaque de substrat comporte des électrodes, ce qui permet de minimiser les erreurs de parallaxe lorsqu'on utilise les cellules à cristaux liquides pour un affichage à cristaux liquides. Dessins Un exemple de réalisation de l'invention est représenté dans les dessins et sera décrit ci-après de manière plus détaillée. Ainsi - la figure 1 est une coupe transversale de la partie d'une cellule à cristaux liquides selon l'état de la technique, - la figure 2 montre en coupe transversale plusieurs cellules à cristaux liquides, réunies, comme à la figure 1, avant qu'elles ne soient séparées, - la figure 3 est une vue d'une première plaque de substrat, - la figure 4 montre en coupe transversale plusieurs cellules à cristaux liquides encore réunies avant qu'elles ne soient séparées. Description La figure 1 est une coupe transversale d'une cellule à cristaux liquides. La cellule à cristaux liquides se compose d'une première plaque 2 et d'une seconde plaque 1 ; ces deux plaques sont des plaques de verre, planes. La première plaque de substrat 2 et la seconde plaque de substrat 1 sont disposées parallèlement l'une au-dessus de l'autre. La distance entre les plaques est définie par des organes d'écartement, intermédiaires constitués par exemple par de courts morceaux de fibres de verre. La première plaque de substrat 2 et la seconde plaque de substrat 1 sont réunies avec de la colle 14. La coupe représentée à la figure 1 montre que la colle n'est prévue que d'un côté, dans une cellule à cristaux liquides, fonctionnelle, mais la colle 14 forme avec la première plaque 2 et la seconde plaque 1, une cavité fermée de manière étanche vis-à-vis de l'air et de l'humidité et dans laquelle se trouve le cristal liquide 20. A la fois la première plaque 2 et la seconde plaque 1 sont munies de revêtements de structure. Sur la seconde plaque de substrat 1 se trouve une électrode inférieure 13 réalisée comme couche mince structurée en oxyde d'indiumzinc. I1 s'agit de conducteurs électriques transparents. Sur le côté opposé de la première plaque de support 2 se trouve l'électrode supérieure 12 également constituée par une mince couche d'oxyde d'indium-zinc. A un coin de l'électrode inférieure 13, il y a un transistor en film mince 9 nécessaire à la commande de l'électrode 13 et ainsi à la génération d'un champ électrique déterminé entre l'électrode inférieure 13 et l'électrode supérieure 12. Les lignes d'alimentation du transistor en film mince 9 ont été supprimées à la figure 1 dans un but de simplification. Sur la première plaque de support 2, sensiblement au-dessus du transistor en film mince 9 se trouve un revêtement noir 21. Le revêtement noir 21 de dimensions identiques légèrement supérieures à celles du transistor en film mince 9 est transparent à la lumière. L'électrode supérieure 12 est revêtue dans l'exemple de réalisation choisi, en outre d'un filtre de couleur 3. La fabrication d'un grand nombre de cellules à cristaux liquides selon l'état de la technique sera décrite ci-après à l'aide de la figure 2 ; les mêmes références que celles de la figure 1 désignent les mêmes pièces. Une première plaque de support 2 et une seconde plaque de support 1 sont reliées avec de la colle 14. Entre la première plaque de support 2 et la seconde plaque de support 1, on a introduit des organes d'écartement qui n'apparaissent toutefois pas à la figure 2. I1 se forme ainsi une cavité 22 entre les deux plaques de support 1, 2. La cavité 22 représentée n'est pas encore remplie par le cristal liquide. Le dispositif représenté à la figure 2 se compose de trois cellules complètes à cristaux liquides encore réunies selon les lignes de séparation 30. Avant de remplir la cavité 22 avec du cristal liquide, il faut séparer les cellules à cristaux liquides. Pour cela, on entaille les plaques de substrat 1, 2 suivant les lignes de séparation 30 en utilisant un diamant de vitrier pour former les entailles 6. Puis, on peut séparer les différentes cellules à cristaux liquides en cassant le dispositif de la figure 2. La figure 3 est une vue de dessus d'une première plaque de substrat du procédé de l'invention ; plusieurs cellules à cristaux liquides doivent être obtenues en séparant le long des lignes de séparation 30. La première plaque de substrat 2 est une plaque mince transparente de matière plastique subdivisée en segments sensiblement rectangulaires par des lignes de séparation géométriques 30. La première plaque de substrat 2 comporte des cavités rectangulaires 5 réalisées sous la forme de découpes traversant la première plaque de substrat 2. Les cavités 5 sont toutes prévues le long des lignes de séparation 30 et sont alignées par leur axe longitudinal, parallèlement à la ligne de séparation 30 ; ainsi, les différents segments rectangulaires constituant les lignes de séparation 30 ne sont reliés que par un nombre réduit d'entretoises étroites 7. Au bord du segment rectangulaire 8, il y a un cordon de colle 14 ayant la forme d'un rectangle avec des coins légèrement arrondis ; ce cordon de colle est interrompu à un endroit par une ouverture 15. Quelques organes d'écartement 11 sont dispersés sur la première plaque de substrat 2. Pour fabriquer une cellule à cristaux liquides, on applique une seconde plaque de substrat sur la première plaque représentée à la figure 3. La figure 4 montre une coupe transversale du dispositif ainsi obtenu ; ce dispositif a été retourné, de sorte que la première plaque de substrat est tournée vers le haut. Des couches structurées de manière complémentaire sur les deux plaques de substrat ont été éliminées pour simplifier le dessin. Le dispositif se compose d'une seconde plaque de substrat 1 et d'une première plaque de substrat 2, ces deux plaques étant séparées d'un intervalle fixe par des organes d'écartement 11. Les deux plaques de substrat sont maintenues réunies par de la colle 14. La cavité 5 est réalisée dans la première plaque 2 suivant la ligne de séparation 30 ; l'entretoise 7 connue selon la figure 3 n'apparaît pas dans la vue choisie ici. Sur le côté inférieur de la seconde plaque de substrat 1, on a également des entailles 6. En cassant le long des entailles 6, on obtient les différentes cellules à cristaux liquides. Grâce à l'effet d'entaille, on peut casser de manière connue, la seconde plaque de substrat 1 en verre. La première plaque de substrat 2 qui est en une matière plastique résistant aux chocs, et que l'on ne pourrait pas casser par un effet d'entaille, dispose, grâce aux cavités 5, d'un point de rupture de consigne car les étroites entretoises 7 qui subsistent peuvent se casser en exerçant une force réduite. Le remplissage des différentes cellules de cristaux liquides avec du cristal liquide se fait également de manière connue, par exemple en générant une dépression entre les deux plaques de substrat pour aspirer le cristal liquide à travers l'ouverture 15 montrée à la figure 3, puis obturer l'ouverture 15 avec de la colle 14. I1 est également possible et prévu de réaliser la plaque inférieure ou même les deux plaques en matière plastique et dans ce cas on prévoit des cavités 5 dans toutes les plaques de substrat en matière plastique. I1 est également possible et prévu d'appliquer le procédé selon l'invention à la fabrication de cellules à cristaux liquides formées à partir d'autres plaques de substrat en une matière différente du verre ou de la matière plastique. Le procédé convient en particulier si l'une des deux plaques de substrat a une plus forte résistance aux chocs et/ou une résistance aux chocs après entaille que l'autre plaque. L'expression résistance aux chocs signifie pour l'homme du métier, un travail à exécuter par un seul choc pour rompre un échantillon. La résistance aux chocs après entaille désigne la même grandeur, mais après avoir entaillé l'échantillon à l'emplacement où l'échantillon sera sollicité. REVENDICATIONS 10) Procédé de fabrication d'une cellule à cristaux liquides selon lequel on relie une première plaque de substrat (2) et une seconde plaque de substrat (1) ainsi qu'un organe d'écartement (11) placé entre elles, pour former un dispositif que l'on divise suivant des lignes de séparation (30), caractérisé en ce que pour la première plaque de substrat (2), on utilise une matière à résistance élevée aux chocs par exemple une matière plastique, on munit la première plaque de substrat (2) de cavités (5) avant de la relier à la seconde plaque de substrat (1), les cavités (5) étant disposées le long des lignes de séparation (30), on choisit pour la seconde plaque de substrat (1), une matière ayant une résistance aux chocs moindre, notamment du verre, on entaille la seconde plaque de substrat (1) le long de lignes de séparation (30), on divise le dispositif en cassant le long des lignes de séparation (30). 2") Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on entaille la seconde plaque de substrat (1) après avoir réalisé la liaison. 30) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' on réalise les cavités (5) pour qu'elles traversent toute l'épaisseur de la première plaque de substrat (2). 40) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' on réalise les cavités (5) pour qu'elles recouvrent la plus grande partie des lignes de séparation (30). 50) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que sur la face de la seconde plaque de substrat (1) tournée vers la première plaque de substrat (2), on applique un réseau cruciforme de lignes et en chaque point d'intersection, on applique un transistor en film mince (9) 60) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que sur la face de la seconde plaque de substrat (1) tournée vers la première plaque de substrat (2), on applique des électrodes (13). 70) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que sur la face de la première plaque de substrat (2) tournée vers la première plaque de substrat (1), on applique des électrodes (12). 80) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que sur la face de la première plaque de substrat (2) tournée vers la seconde plaque de substrat (1), on applique un filtre de couleur (3).