FR2561423A1 - Dispositif de visualisation a commande electrique - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION SE RAPPORTE A UN DISPOSITIF DE VISUALISATION QUI UTILISE UNE VARISTANCE COMME ELEMENT DE COMMUTATION POUR COMMANDER UNE COUCHE D'UN MATERIAU ELECTROOPTIQUE. L'INVENTION A POUR OBJET DE FOURNIR UNE STRUCTURE COMPORTANT UNE LAME DE SUBSTRAT 2 SUR LAQUELLE SONT DEPOSES, SUR LA MEME FACE 20 EN CONTACT AVEC LE MATERIAU ELECTROOPTIQUE 3, DES CONDUCTEURS DE COLONNE 22, DES ELECTRODES DE COLONNE 21 ET DES PLOTS DE VARISTANCE 4 COUPLANT CONDUCTEURS DE COLONNE 22 ET ELECTRODES DE COLONNE 21. L'INVENTION S'APPLIQUE A LA VISUALISATION D'IMAGES TRANSMISES SOUS FORME D'UN SIGNAL VIDEO. ELLE FOURNIT UN ECRAN D'AFFICHAGE PRESENTANT UNE BONNE RIGIDITE, MEME FABRIQUE EN GRANDES DIMENSIONS, CE QUI PERMETTRA SON UTILISATION COMME PANNEAU PUBLICITAIRE OU D'INFORMATIONS.
Description
DISPOSITIF DE VISUALISATION A CON MANDE ELECTRIQUE
La présente invention concerne un dispositif de visualisation à commande électrique. Elle est applicable notam ment à un écran à accès matriciel qui permet de représenter une figure en la décomposant en un ensemble de points ou élé m ents dont L'aspect varie en fonction de signaux de commande appliqués à des électrodes délimitant ces éléments Cet écran utilise un matériau dont les propriétés optiques peuvent être modulées électrique ment. Les signaux de commande sont appliqués aux électrodes des cellules élémentaires via des résistances non linéaires en fonction de la tension et jouant le rôle d'élé ments de commutation.
La présente invention concerne un dispositif de visualisation à commande électrique. Elle est applicable notam ment à un écran à accès matriciel qui permet de représenter une figure en la décomposant en un ensemble de points ou élé m ents dont L'aspect varie en fonction de signaux de commande appliqués à des électrodes délimitant ces éléments Cet écran utilise un matériau dont les propriétés optiques peuvent être modulées électrique ment. Les signaux de commande sont appliqués aux électrodes des cellules élémentaires via des résistances non linéaires en fonction de la tension et jouant le rôle d'élé ments de commutation.
Le principale de L'écran plat est la décomposition de 'écran en éléments identiques, généralement carrés ou rectangulaires. Ces éléments peuvent etrt adressés individuellement. La définition de L'écran est fonction du nombre de points susceptibles de recevoir une information. Chaque point doit donc être soumis à un champ électrique. Ceci est facilement concevable pour un écran for mé de quelques dizaines de points. Pour des écrans à forte défin@tion (densité de points supérieure à 1,5.104), ou pour des écrans de grande dimension, l'accès direct, avec un fil à chaque élément, pose des problèmes de câblage. Pour cette raison on a imaginé un affichage de type matriciel facilement rèalisable.Chaque élément de l'écran est alors défini par l'intersection de deux réseaux de conducteurs orthogonaux, appelés con@ucteurs de lignes en nombre égal à M et conducteurs de colonnes en nombre égal à N : le nombre de connexions passe de M.N à M+N. Pour un écran à forte résolution le gain en nombre de connexions est considérable.
L'adressage du élément de L'écran au moyen de tensions de conmande appliquées au conducteur de Ligne et au conducteur de coLonne qui Le concernent n'a pas besoin d'être maintenu Si l'on adopte une technique de multiplexage temporel permettant par récurrence de rafraîchir l'état de
L'écran. Cette technique se fonde sur un effet de persistance qui peut etre physiclogique ou disponible au sein de L'élément de l'écran. Dans le cas de dispositifs d'affichage à cristaux liquides, on peut assimiler la cellule élémentaire à un condensateur dont La constante de temps est suffisante pour maintenir La charge entre deux adressages transitoires successifs.Pour appliquer La tension de com mande pendant La durée d'adressage dune ligne de
L'écran en un temps bref, on monte on série avec La cellule capacitive une résistance non Linéaire, c'est-à-dire un élément du type varistance qui est pratique ment isoLant en deça d'un seuil de tension et qui devient de pLus en plus conducteur au-derå de ce seuiL Les propriétés et Les applications des cristaux Liquides en affichage des données sont bien connues D e même Les remarquables propriétés non-linéaires des varistances ont trouvé des appLi @ations dans la commande des éléments d'un écran d'affichage.Les varis tances sont utilisées soit sous forme massive mise en oeuvre dans une pièce de céramique frittée), soit sous forme de couches sérigraphiées sur des supports en verre, quartz ou céra niques. La de mande de brevet déposée sous le numéro 83 04480 le 18 mars 1983 écrit un élément de résistance non linéaire en fonction de la tension et explique le fonctionnement d'un tel élément.
L'écran. Cette technique se fonde sur un effet de persistance qui peut etre physiclogique ou disponible au sein de L'élément de l'écran. Dans le cas de dispositifs d'affichage à cristaux liquides, on peut assimiler la cellule élémentaire à un condensateur dont La constante de temps est suffisante pour maintenir La charge entre deux adressages transitoires successifs.Pour appliquer La tension de com mande pendant La durée d'adressage dune ligne de
L'écran en un temps bref, on monte on série avec La cellule capacitive une résistance non Linéaire, c'est-à-dire un élément du type varistance qui est pratique ment isoLant en deça d'un seuil de tension et qui devient de pLus en plus conducteur au-derå de ce seuiL Les propriétés et Les applications des cristaux Liquides en affichage des données sont bien connues D e même Les remarquables propriétés non-linéaires des varistances ont trouvé des appLi @ations dans la commande des éléments d'un écran d'affichage.Les varis tances sont utilisées soit sous forme massive mise en oeuvre dans une pièce de céramique frittée), soit sous forme de couches sérigraphiées sur des supports en verre, quartz ou céra niques. La de mande de brevet déposée sous le numéro 83 04480 le 18 mars 1983 écrit un élément de résistance non linéaire en fonction de la tension et explique le fonctionnement d'un tel élément.
Dans cette de mande de brevet est égale ment décrit Le comportement en courant-tension non linéaire requis pour le fonctionne in ont d'un écran comportant des points images à cristaux Liquides, à savoir: La tension de seuil dune varistance, le coefficient de non-linéarité au voisinage de cette tension, le niveau du courant de fuite à faibLe tension (état éteint).
La nature des compositions des pates de sérigraphie utilisées et Les différentes technoLogies de dépôt et de cuisson sont rigoureusement identi- ques à celles décrites dans La demande de brevet français numéro 2 512 578.
De plus dans La demande de brevet numéro 83 04480 déjà citée, est expose un mode de réalisation d'une cellule d'affichage à cristaux Liquides où la matrice de varistances est obtenue simplement par dépôt uniforme d'une couche épaisse sur te substrat de verre portant un réseau de conducteurs de colonnes. La varistance est définie par la surface d'électrode évaporée sur La face Libre de La couche épaisse. Un reseau d'électrodes de colonnes est ensuite déposé sur La couche de varistance, en vis à vis des conducteurs de colonne. Le cristal liquide est directement déposé sur ta surface Libre de couche épaisse (en contact avec Le réseau d'électrodes de colonne).Les électrodes minces de colonne constituent des électrodes arrieres des cellules images à cristal Liquide. Un réseau d'éLectrodes minces semiconductrices transparentes sur Le verre face avant complète la cellule.
Ce type de structure permet d'afficher des images ou caracteres mais présente en général des contrastes optiques faibles du fait de la nature
même de La couche épaisse: rugosite de surface d'une fraction non négli- geabLe de L'épaisseur de cristal Liquide (entre 10 % et 50 %), porosité ouverte importante de la couche (20 à 40 % dans certains cas) pouvant conduire à des absorptions du cristal liquide et du colorant.
même de La couche épaisse: rugosite de surface d'une fraction non négli- geabLe de L'épaisseur de cristal Liquide (entre 10 % et 50 %), porosité ouverte importante de la couche (20 à 40 % dans certains cas) pouvant conduire à des absorptions du cristal liquide et du colorant.
De tels syrte m es peuvent égale ment présenter des capacités parasites et ils doivent prévoir des dispositions pern ettant de pallier cet inconvénient. Ils peuvent présenter égale n ont, Lorsque l'élé n ent varistance est on contact avec Le cristal Liquide, selon le trajet du champ éLectrique, des imprécisions de valeur de seuiL de fonctionnement de La varistance en raison de la structure granuleuse de La varistance De plus, le dépôt en couches minces d'éléments conducteurs de commande est difficile à réaliser sur un
matériau granuleux et peut donner Lieu à des interruptions des éléments conducteurs des différentes électrodes
La présente invention se propose de remédier à ces difficultés en modifiant la structure de la matrice de varistances sur le substrat de verre de telle façon que le cristal liquide ne soit plus en contact avec la surface supérieure de la couche épaisse. De plus, l'invention propose une structure de n trice de varistances qui permet d'amétiorer La rigidité du dispositif de visualisation et assure une homogénéité d'épaisseur de l'élément électrooptique.
matériau granuleux et peut donner Lieu à des interruptions des éléments conducteurs des différentes électrodes
La présente invention se propose de remédier à ces difficultés en modifiant la structure de la matrice de varistances sur le substrat de verre de telle façon que le cristal liquide ne soit plus en contact avec la surface supérieure de la couche épaisse. De plus, l'invention propose une structure de n trice de varistances qui permet d'amétiorer La rigidité du dispositif de visualisation et assure une homogénéité d'épaisseur de l'élément électrooptique.
L'invention concerne donc un dispositif de visualisation à commande électrique de cellules d'affichage élémentaires comprenant chacune : une lame en matériau transparent comportant une face principale sur laquelle est disposée au moins une électrode de Ligne; un substrat comportant également une face principale sur laquelle est disposée au moins une éLectrode de colonne; une substance aux propriétés optiques con mandées électriquement, placée entre La face principale de ta Lame et ta face principale du substrat, Les électrodes de ligne et de de cotonne étant en vis à vis et en contact avec Ladite substance, caractérisé en ce que chaque cellule comporte, en outre un conducteur de colonne disposé sur la face principale de coLonne par un espace; ainsi qu'un plot d'un matériau à résistance non
Linéaire, placé sur La m ê n e face principale en contact avec Le conducteur de coLonne et l'électrode de coLonne de façon à coupler ceux-ci électriquement.
Linéaire, placé sur La m ê n e face principale en contact avec Le conducteur de coLonne et l'électrode de coLonne de façon à coupler ceux-ci électriquement.
L'invention sera mieux comprise au moyen de la description qui suit et des figures annexées parmi lesquelles:
- La figure 1 représente une vue de dessus d'une partie du même écran selon L'invention,
- la figure 2 représente une vue en coupe d'une partie d'un écran selon
L'invention,
- les figures 3 et 4 représentent respectivement en vue de dessus et en vue de coupe, une partie d'un écran selon une variante de L'invention,
- la figure 5 représente une vue en perspective de la plaque de substrat avec tes plots de varistance conforme à L'invention,
- ta figure 6 représente une vue en perspective écorchée de L'écran des figures 1 et 2,
- la figure 7 représente une variante de réalisation d'un électrode de colonne conforn e à L'invention,
- la figure 8 représente une vue en perspective de La pLaque de substrat avec des plots de varistance, selon une variante de L'invention,
- la figure 9 représente un exemple de réalisation d'une électrode de
Ligne de L'écran de L'invention,
- la figure 10 donne une courbe de fonctionne ment d'un plot de varistance.
- La figure 1 représente une vue de dessus d'une partie du même écran selon L'invention,
- la figure 2 représente une vue en coupe d'une partie d'un écran selon
L'invention,
- les figures 3 et 4 représentent respectivement en vue de dessus et en vue de coupe, une partie d'un écran selon une variante de L'invention,
- la figure 5 représente une vue en perspective de la plaque de substrat avec tes plots de varistance conforme à L'invention,
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- la figure 7 représente une variante de réalisation d'un électrode de colonne conforn e à L'invention,
- la figure 8 représente une vue en perspective de La pLaque de substrat avec des plots de varistance, selon une variante de L'invention,
- la figure 9 représente un exemple de réalisation d'une électrode de
Ligne de L'écran de L'invention,
- la figure 10 donne une courbe de fonctionne ment d'un plot de varistance.
La figure 11 représente un schéma électrique équivaLent de L'écran selon L'invention.
En se reportant aux figures 1 et 2 on va tout d'abord décrire un exemple de réalisation d'une partie d'écran plat conforme à l'invention.
Cet écran est arrangé sous forme matricielle en Lignes et colonnes, permettant par la commande d'une ligne et d'une colonne d'accéder à un point de croisement, com me cela a été décrit précédez ment.
La figure 1 représentant une vue de dessus d'une portion d'un écran selon l'invention met en évidence La structure m atricielLe de L'écran.
La figure 2 représentant une vue en coupe (aa) de L'écran de la figure 1 met en évidence les différentes couches de materiaux constituant L'écran selon l'invention.
L'écran d'affichage selon l'invention comporte deux plaques 1 et 2 en matériaux isolants, un matériau électro-optique 3, un cristal liquide par exemple, emprisonné entre les faces 10 et 20 des plaques 9 et 2
La plaque 1 en matériau isolant est transparente.Elle est en quartz ou en verre et porte sur sa face inférieure 10, en contact avec le cristal liquide 3, des électrodes de lignes 11, transparentes, ou électrodes avant
Ces électrodes sont en couches minces d'oxyde tels que les oxydes d'étain, d'indium, m, de zinc ou un mélange de ces oxydes L'ensemble de ces électrodes de lignes Il constitue un réseau de conducteurs parallèles.
La plaque 1 en matériau isolant est transparente.Elle est en quartz ou en verre et porte sur sa face inférieure 10, en contact avec le cristal liquide 3, des électrodes de lignes 11, transparentes, ou électrodes avant
Ces électrodes sont en couches minces d'oxyde tels que les oxydes d'étain, d'indium, m, de zinc ou un mélange de ces oxydes L'ensemble de ces électrodes de lignes Il constitue un réseau de conducteurs parallèles.
La plaque 2 en matériau isolant est transparente ou non transparente selon le mode d'utilisation de l'écran. Elle peut être en quartz, en verre, en céramique ou pour certaines @ersions selon l'invention, en résines poly mérisées, éventuellement stratifiées ou chargées de matières minérales. Quoiqu'il en si elle d3it être stable vis a vis du cristal liquide et sa nature doit être compatible avec les températures de traitement utilisées.Sa face supérieure va est en contact avec le cristal Liquide et présente une bonne planéité et un excellent état de surface Sur cette face 20 sont disposés des conducteurs de colonne 22, parallèlement entre eux et orthogonaux aux électrodes de lignes 11. Sur la face 20 sont égale ment prévues des électrodes de colonnes 21, ou électrodes arrières. Ces électrodes 21 sont disposées en lignes paralièles aux conducteurs de colonne 22 et proches de ceuxci. Comme on peut le voir sur La < figure 1, une électrode de colonne 21 se trouve en coincidence avec une électrode de ligne 11 et à proximité d'un conducteur de colonne 22.Une électrode de colonne permettra donc comme on le verra dans la description qui va suivre de réaliser un point de croise@ ent entre une ligne et ne colonne La forme des électrodes 21 donne la for me d'un point image. A titre d'exemple, sur la figure 1, cette forme est carrée mais il est possible de lui donner d'autres for mes.
Sur la face 20 de la plaque 2 sont également disposés des plots 4 d'un matèriau dont la résistance électrique varie avec la différence de potentiel qui lu est appliquée et qui présente une tension de seuil de conducteur Vs au dessus de laquelle Sa résistance est négligeable. Un tel matériau sera appelé matériau varistance et un plot 4 aura Les caractéristiques courant-tension d'une varistance. Chacun de ces plots 4 perm et d'établir une liaison électrique entre un conducteur de colonne 22 et une électrode de colonne 21.
Par ailleurs Les plots 4 ont une hauteur h correspondant à l'espacement
désiré entre Les faces 10 et 20 des plaques 1 et 2. Selon le mode de
réalisation des figures et 2, les électrodes de Lignes il comportent des
fenetres 13 démunies de matériau conducteur de telle sorte que la face 10
de La plaque 1 s'appuie sur les plots 4 sans qu'il y ait contact entre ceux-ci et
les électrodes de ligne 11.
désiré entre Les faces 10 et 20 des plaques 1 et 2. Selon le mode de
réalisation des figures et 2, les électrodes de Lignes il comportent des
fenetres 13 démunies de matériau conducteur de telle sorte que la face 10
de La plaque 1 s'appuie sur les plots 4 sans qu'il y ait contact entre ceux-ci et
les électrodes de ligne 11.
D ans ces conditions, la disposition des électrodes de Lignes 11, des
conducteurs de colonnes 22, des électrodes de colonne 21 et des plots de
varistance 4, est telle qu'on obtient une matrice de points de croise n ent
dont chaque point est commandé par L'application d'une tension entre un
conducteur de Ligne et un conducteur de coLonne, con me cela va maintenant
etre décrit en considérant le fonctionne n ent d'un point de croisement.
conducteurs de colonnes 22, des électrodes de colonne 21 et des plots de
varistance 4, est telle qu'on obtient une matrice de points de croise n ent
dont chaque point est commandé par L'application d'une tension entre un
conducteur de Ligne et un conducteur de coLonne, con me cela va maintenant
etre décrit en considérant le fonctionne n ent d'un point de croisement.
IL est connu rappliquer un champ électrique à un cristal liguide pour
modifier l'orientation de ses molécules afin de moduler la Lumière incidente.
modifier l'orientation de ses molécules afin de moduler la Lumière incidente.
Les matériaux présentant une phase mésomorphe sont faits de molécules
Longiform es orientables en présence d'une paroi solide, suivant une direction
coin n une qui peut être soit paraLLèle soft perpendiculaire au plan de la
paroi. La direction de cette orientation dépend des natures respectives du
matériau cristal Liquide et de La paroi. L'orientation des longues molécules
du cristal Liquide est en outre grandement facilitée par l'utilisation de
surfactants appropriés assurant un traite ment préalable des parois en
contact avec te film (frottis de La paroi, évaporation sous incidente rasante
dun film dioxyde de silicium).Suivant L'effet désiré on utilisera un m atériau
mésomorphe présentant l'une et L'autre des trois phases suivantes: smec
tique, né m atique et cholestérique.
Longiform es orientables en présence d'une paroi solide, suivant une direction
coin n une qui peut être soit paraLLèle soft perpendiculaire au plan de la
paroi. La direction de cette orientation dépend des natures respectives du
matériau cristal Liquide et de La paroi. L'orientation des longues molécules
du cristal Liquide est en outre grandement facilitée par l'utilisation de
surfactants appropriés assurant un traite ment préalable des parois en
contact avec te film (frottis de La paroi, évaporation sous incidente rasante
dun film dioxyde de silicium).Suivant L'effet désiré on utilisera un m atériau
mésomorphe présentant l'une et L'autre des trois phases suivantes: smec
tique, né m atique et cholestérique.
On utilise de préférence dans les écrans à cristaux liquides un cristal
présentant à La température ambiante une phase nématique mettant en
oeuvre L'un des trois effets suivants: la biréfringence électriquement con
trôlée, La diffusion dynamique ou le nématique en hélice. Ce dernier effet
possède l'intéressante propriété de se prêter à une rotation de 90 d'une
lumière Linéairement polarisée se propageant perpendiculairement aux
Lames. La cellule, placée entre polariseurs croisés transmet la lumière au
repos et ta bloque sous champ. Une teille utilisation de La cellule exige
souvent que les La mes 1, 2 et les électrodes et conducteurs de lignes et
colonnes soient transparents.
présentant à La température ambiante une phase nématique mettant en
oeuvre L'un des trois effets suivants: la biréfringence électriquement con
trôlée, La diffusion dynamique ou le nématique en hélice. Ce dernier effet
possède l'intéressante propriété de se prêter à une rotation de 90 d'une
lumière Linéairement polarisée se propageant perpendiculairement aux
Lames. La cellule, placée entre polariseurs croisés transmet la lumière au
repos et ta bloque sous champ. Une teille utilisation de La cellule exige
souvent que les La mes 1, 2 et les électrodes et conducteurs de lignes et
colonnes soient transparents.
Il entre également dans le cadre de l'invention dgutiliser un mélange né m atique-cholestérique qui présente un effet mémoire" dans lequel on peut mélanger des particules formant un pigment dichroïque de façon à changer la qualité moduLatrice de l'écran. Dans cette réalisation La couche de cristal liquide est colorée à l'état de repos, (état cholestérique). L'application d'un champ électrique permet de rendre le cristaL liquide transparent (état né m atique).
La couche de cristal liquide 3 est commandée électriquement par application d'une tension entre une électrodes de ligne, Il par exemple, et un conducteur de colonne, 22 par exemple. Le circuit électrique comprend alors en série entre l'électrode de ligne 11 et ke conducteur de colonne 22 : le cristal liquide 3, l'électrode de colonne 21 et le plot de varistance 4.
La conductivité du plot de varistance 4 varie brutale ment avec la tension qui lui est appliquée autour d'une tension de seuil Vs- C'est ainsi que:
-pour V < Vs, L'impédance de la varistance est élevée par rapport à celle de la cellule à cristal liquide si bien qu'aucun courant de de charge ne circule, V étant ta différence de potentiel aux bornes de la varistance ;
- pour V V #Vs L'impédance de la varistance chute et un courant circule entre L'électrode de ligne 11 et le conducteur de colonne 22 par le circuit décrit précèdemment, comprenant l'électrode de colonne 21, le plot 4 et le cristal liquide 3.
-pour V < Vs, L'impédance de la varistance est élevée par rapport à celle de la cellule à cristal liquide si bien qu'aucun courant de de charge ne circule, V étant ta différence de potentiel aux bornes de la varistance ;
- pour V V #Vs L'impédance de la varistance chute et un courant circule entre L'électrode de ligne 11 et le conducteur de colonne 22 par le circuit décrit précèdemment, comprenant l'électrode de colonne 21, le plot 4 et le cristal liquide 3.
Un exemple de courbe de fonctionnement courant-tension d'un tal plot de varistance 4 est donné n figure 10 Sur cette courbe, pour le plot de varistance utilisé, la tension de seuit Vs se situe entre 50 et 60 volts.
Lors de La circulation du courant, l'élément électrooptique constitué pa@ le cristal liquide 3 reçoit un courant de charge. Les propriétés optiques du cristal liquide 3 sont modifiées comme expliqué précédem ment. Quand la tension V redevient inférieure à Vs, L'impédance de la varistance est de nouveau élevée par rapport à- celle du cristal Liquide et la capacité constituée par la cellule se décharge lentement.
Dans Le circuit ainsi décrit n'intervient aucune capacité parasite. En particulier, lorsqu'une tension est appliquée entre l'électrode de ligne 11 et le conducteur de colonne 22, La tension aux bornes des varistances co mmandées, autre que la varistance située au point de croisement, est inférieure à Vs. Seul le cristal liquide appartenant au point de croisement réagit; Les autres points de croisement à ne pas commander ne sont pas le siège de champs électriques indésirables.
Sur la figure 11 est représenté un schéma électrique équivalent à une matrice ainsi réalisée. On retrouve sur cette figure Les électrodes de lignes 11, les conducteurs de colonne 22 permettant de com mander par des varistances 4, des électrodes de colonne 21. Un circuit de coin mande 50 coin mande un registre de ligne 51 assurant un balayage Lignes et commandant ainsi Les électrodes de ligne 11. Le circuit de commande 50 com mande également un registre de colonne 51 permettant de com mander les conducteurs de colonne 22.
Sur les figures 1 et 2, l'écartement (e) prévu entre Les conducteurs de coLonne 22 et Les électrodes de colonne 21 est essentiel pour Le fonctionnement de l'écran.
Selon un mode de réalisation de L'écran conforme à l'invention, les élé m ents principaux auront les di m ensions typiques suivantes:
- épaisseur de La plaque 1 : 1 mm
- épaisseur du cristal Liquide 3 : 6 à 2G m
- épaisseur des électrodes et des conducteurs: 200 à 5000 A
- distance (e) entre conducteur de colonne 22 et électrode de colonne 21 : 10 à 50 m
- dimension I d'un plot de varistance 4: 100 à 400 u m.
- épaisseur de La plaque 1 : 1 mm
- épaisseur du cristal Liquide 3 : 6 à 2G m
- épaisseur des électrodes et des conducteurs: 200 à 5000 A
- distance (e) entre conducteur de colonne 22 et électrode de colonne 21 : 10 à 50 m
- dimension I d'un plot de varistance 4: 100 à 400 u m.
Les dimensions L d'une électrode de colonne 21 dépendent des dimen- sions totales de L'écran, de son utilisation et de La définition de L'image que L'on désire obtenir. De telles électrodes pourront avoir des dimensions allant de L'ordre du milLimètre à une dizaine de millimètres.
Les plots de varistance 4 peuvent être réalisés par différentes techniques, par sérigraphie par exemple. Leur épaisseur peut être réglée entre 10 m et 100 m à L'épaisseur de ta couche de cristal liquide. Un grand avantage supplémentaire de ce type de structure est que Les plots 4 réalisent un réseau régulier de cales entre Les deux plaques 1 et 2 de la cellule. Ces cales étant adaptables en épaisseur pour adaptation à divers effets électrooptiques mis en oeuvre, par exemple, 10 à 20 m environ pour un cristal liquide, 50 m pour une suspension de particules chargées, 100 m pour une suspension électrophorétique.
Les di m ensions c des plots 4 conditionnent les di in ensions L des électrodes de colonnes 21. En effet, les plots de varistance 4 ne sont pas transparents. Ils constituent sur L'écran des petites taches. Pour que celles @ine soient pas perceptibles par l'oeil humain, elles doivent être proportionnées à la dimensions de l'écran et de ce fait à la distance de vision que devra respecter un observateur pour percevoir une image correcte. Compte-tenu de ce qui vient d'être dit, à titre d'exemple, la dimension d'un plot 4 pourra
être comprise entre 500 m et 3 mm, ou plus, donnant des dimensions de points images, ou électrodes de colonne entre 2 mm et 1 cm de côté environ.
être comprise entre 500 m et 3 mm, ou plus, donnant des dimensions de points images, ou électrodes de colonne entre 2 mm et 1 cm de côté environ.
Fn se reportant aux figures 3 et 4 on va décrire une variante de réalisation d'un écran selon l'invention. La figure 3 est une vue de dessus et la figure 4 est une coupe (bb) de la figure 3.
Selon cette variante chaque plot 4 est recouvert d'une pellicule 40 en matéri@u isolant. Ce matériau peut être à base de résine ou réalisé par frit@age d'une @cudre de verre. La partie varistance des plots 4 est donc isolés des électrodes de ligne 11 qui ne possèdent pas, comme dans les figures 1 et 2, de @enêtre 13. La hauteur des plots 4, pellicule 40 comprise, est déterminée selon l'épaisseur de @ristal liquide 3 que Lion désire avoir. La @@@@ : s'appuie par ses électrodes de lignes 11 sur la pellicule isolante 40.
Selon une autre variante non reprentée, pour découpler électriquement les plots A et les électrodes de ligne 11, au lieu de prévoir une pellicule 40 de matériau isotant sur chaque plot 4, on recouvre localement les électrodes de @gnes 11, d'un matériau isotant, à l'emplacement de la zone de contact de chaque plot 4. La plaque 1 s'appuie donc sur les plots 4 sans qu'il puisse y avoir couplage électrique entre ceux-ci et les électrodes de ligne 11.
La figure 5 représente une vue générale d'une plaque 2 munie de plots 4. Sur cette figure on a représenté trois colonnes La colonne de gauche, comp@rtant, sur la face 20, un conducteur de colonne 22 et des
électrodes de colonne 21 séparées du conducteur de colonne par des espa @es 23, n'est pas équipée des plots de varistance 4. Les deux colonnes de droite sont équipées des plots de varistance 4 permettant ede coupler éLectriquement chaque conducteur de colonne 22 aux électrodes de colon- ne 21 qu'il coin mande. Les plots de varistance 4 ont été représentés pour des raisons de simplification avec des arêtes aigues.Leur réalisation donne Lieu, en fait, à des plots à bords arrcndis.
électrodes de colonne 21 séparées du conducteur de colonne par des espa @es 23, n'est pas équipée des plots de varistance 4. Les deux colonnes de droite sont équipées des plots de varistance 4 permettant ede coupler éLectriquement chaque conducteur de colonne 22 aux électrodes de colon- ne 21 qu'il coin mande. Les plots de varistance 4 ont été représentés pour des raisons de simplification avec des arêtes aigues.Leur réalisation donne Lieu, en fait, à des plots à bords arrcndis.
La figure 6 représente une vue en perspective écorchée d'un écran selon la variante des figures 3 et 4. On retrouve, sur cette figure, La plaque 2 équipée des conducteurs de colonnes 22, des électrodes de colonnes 21 et des plots varistance 4. Les plots varistances sont recouverts, bien que cela n'apparaisse pas sur la figure 6, d'une pellicule isolante 40.
La pLaque 1 munie de ses électrodes de lignes 1 Il est placée sur Les plots 4 de telle façon que les électrodes de ligne 11 reposent sur les plots 4, soient orthogonales aux conducteurs de colonne 29 et passent au dessus des électrodes de colonne 21. On constitue ains. une matrice de points images chacun de ceux-ci correspondant à une électrode de coLonne 21.L'espace libre entre Les faces 10 et 20 des lames 1 et 4 est rempli d'un cristal liquide 3 non représenté sur La figure 6
Dans la description qui précède l'espace 23, prévu entre un conducteur de coLonne 22 et une électrode de colonne 21, est uri-forne te Long de l'électrode et de valeur (e).Sur La figure 7, représentant en vue de dessus, une portion de plaque 2, l'espace 23 est de largeur (@) à l'emplacement du plot de varistance 4. Par contre, de part et d'autre de ce p.ot 4, L'espace 23 est de Largeur d nettement pLus grande que (e), cela pour diminuer ou éliminer toute capacité parasite pouvant exister en dehors du pLot 4.
Dans la description qui précède l'espace 23, prévu entre un conducteur de coLonne 22 et une électrode de colonne 21, est uri-forne te Long de l'électrode et de valeur (e).Sur La figure 7, représentant en vue de dessus, une portion de plaque 2, l'espace 23 est de largeur (@) à l'emplacement du plot de varistance 4. Par contre, de part et d'autre de ce p.ot 4, L'espace 23 est de Largeur d nettement pLus grande que (e), cela pour diminuer ou éliminer toute capacité parasite pouvant exister en dehors du pLot 4.
Selon une autre variante de réalisation telle que représentée en figure 8, tous les plots 4, reliant un conducteur de colonne 22 aux électrodes de colonne 21, qu'il con mande, sont réalisés sous forme d'un cordon de varistance 4. Une telle conception peut faciliter la réalisation de La plaque 2 et peut apporter des économies appréciables.
Il est à noter que selon Les techniques de réalisation connues, Les électrodes de colonnes 21 peuvent être transparentes, com me Les élec- trodes il ; le substrat 2 et les conducteurs de colonne 22 sont alors égale- ment transparents et t'écran ainsi constitué fonctionne en transparence ou transmission. Par contre, Les éLectrodes de colonnes 21 peuvent aussi être réfléchissantes, en aluminium par exemple. Dans ce cas, L'écran fonctionne par réFlexion de la lumière reçue et le substrat 2 peut être indifféremment transparent ou opaque.
En ce qui concerne l'espace 23 prévu entre les électrodes de colonnes 21 et les conducteurs de colonnes 22, ta largeur (e) doit être déterminée avec précision pour obtenir une tension de seuil Vs de fonctionnement du plot de varistance 3 connue. Cet espace 23 peut être réalisé par découpage ou gravure. Les conducteurs de colonnes 22 et les électrodes 21 sont réalisées alors en une seule pièce par dépôt d'une couche de matériau conducteur. Les électrodes 21 sont ensuite séparées des conducteurs de colonnes 22, et les espaces 23 sont réalisés, soit par lithographie, soit par une gravure au laser qui volatilise le matériau conducteur dans la zone de l'espace 23.
Pour éviter des problèmes de court-circuit des plots de varistance 4e les conducteurs de colonne 22 sont recouverts après dépôt des plots 4e d'une pellicule isolante interdisant un couplage entre un conducteur de colonne 22, et une électrode de ligne 11. Dans le cas de La variante de réalisation décrite en relation avec Les figures 3 et 4, cette pellicule peut être faite en même temps et avec Le même matériau que ce qui a été prévu pour la peLlicule 40 des plots de varistance 4. De plus, les électrodes de ligne 11 auront une forme, telle que représentée en figure 9, épousant au empLa- cements des électrodes de colonnes la forme de celles-ci.
Selon une autre réalisation de cellule transparente in oins contraignante pour des surfaces importantes, le matériau de com mutation optique sera constitué d'une suspension de particules chargées, analogue à des produits @eis que coupe décrits dans la publication (Proceeding 1982 Interna- tional Display Research Conference page 175). L'épaisseur des plots étant dans ce cas d'environ 50 in, les tolérances sur La planéïté des substrats sont pLus Larges.
Au stade actuel des techniques de dépôt en sérigraphie, la présente invention peut trouver une application intéressante dans la fabrication de panneaux publicataires de grands formats. En effet, L'utilisation des plots 4 comme cales d'épaisseur réparties uniformément à la surface de L'écran permet d'assurer une bonne rigidité mécanique de l'ensemble du panneau,
même dans le cas deux panneau de grandes dimensions.
même dans le cas deux panneau de grandes dimensions.
En utilisant des techniques de réalisation plus précises, l'invention est utilisable dans la réalisation d'écran de petites dimensions.
Claims (11)
1/ Dispositif de visualisation à com mande électrique de cellules dgaf- fichage élémentaires comprenant chacune: une Lame (1) en matériau transparent comportant une face principale (10) sur laquelLe est disposée au moins une électrode de Ligne (11); un substrat (2) comportant également une face principale (20) sur laquelle est disposée au moins une électrode de colonne (21); une substance (3) aux propriétés optiques com mandees électrique ment, placée entre la face principale (10) de La lame (1) et la face principale (20) du substrat (2), les électrodes de ligne (11) et de colonne (21) étant en vis à vis et en contact avec ladite substance (3), caractérisé en ce que chaque cellule comporte, en outre : un conducteur de colonne (22) disposé sur la face principale (20) du substrat (2), à proximité de l'électrode de colonne (21) et séparé de l'électrode de colonne (21) par un espace (23); ainsi qu'un plot (4) d'un matériau à résistance non linéaire, placé sur la même face principale (20) en contact avec le conducteur de colonne (22) et l'électrode de colonne (21) de façon à coupler ceux-ci électriquement.
2/ Dispositif de visualisation à com mande éLectrique selon ta revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs cellules arrangées en matrice dans un même plan, avec autant de conducteurs de colonne (22) qu'il y a de colonnes et d'électrodes de ligne (11) qu'il y a de lignes, des électrodes de colonne (21) étant associées en colonnes aux conducteurs de colonne (22) pour réaliser des points de croise ment avec Les électrodes de ligne (11).
3/ Dispositif de visualisation à coin mande électrique selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que chaque plot (4) est en matériau dont la résistance électrique varie avec la tension qui Lui est appLiquée et présente une tension de seuil de conduction.
4/ Dispositif de visualisation à coin mande électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ta face principale (10) de La Lame (1) est en contact avec chaque plot (4).
5/ Dispositif de visualisation à coin mande électrique selon L'une des revendications 1 ou 4, caractérisé en ce que chaque électrode de Ligne (11) comporte une fenêtre (13) à l'emplacement de la zone de contact de chaque plot (4) et de la face (10) de la lame (1) de façon à éviter tout contact entre un plot (4) et l'électrode de ligne (11)
6/ Dispositif de visualisation à coin mande électrique selon La reven- dication 1, caractérisé en ce que les électrodes de ligne (11) sont recouvertes d'une couche de matériau isolant à L'emplacement de la zone de contact de chaque plot (4) avec la laine (1) de façon à éviter tout coupLage électrique entre un plot (4) et une électrode de ligne (11)
7i Dispositif de visualisation à com mande électrique selon L'une des revendications 1 ou sso caractérisé en ce que chaque plot (4) est recouvert d'une pellicule isolante (40) évitant tout couplage électrique entre une électrode de ligne (11) et un plot (4).
8/ Dispositif de visualisation à commande électrique selon l'une des revendications 1,4,6 ou 7, caractérisé en ce que les plots (4) ont une hauteur calibrée et servent de cales d'épaisseur entre la lame (1) et le substrat (2).
9/ Dispositif de visualisation à commande électrique selon l'une des revendications 1,4,6,7 ou 8, caractérisé en ce que les plots (4), appartenant à une même colonne et couplant les électrodes d'une colonne (21) à un conducteru de colonne (22), son réalisés sous for me d'un cordon continu.
10/ Dispositif de visualisation à commande électrique selon la revendisation 1, caractérisé en ce que l'espace 23 a une largeur (e) déter minée à @@mplacement du plot 4 et détermine alors la tension de seuil (Vs) de fonctionnement du plot , tendis qu'il q de part et d'autre du plot 4; une largeur @@ plus élevée évitant tout couplage électrique, en dehors du plot 4, entre un conducteur de colonne (22) et une électrode de colonne (21).
11/ Dispositif de visualisation à commande électrique selon la revendication @, caractérisé en ce que les conducteurs de colonne (22) sont revêtus d'une p@llicule isolante de part et d'autre de chaque plot (4).
12/ Dispositif de visualisation à commande électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les électrodes de ligne (11) ont, à l'emplacement des électrodes de colonne (21), des formes similaires à celles-ci, tandis que Leur largeur est réduite en dehors de ces emplacements.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8404110A FR2561423B1 (fr) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | Dispositif de visualisation a commande electrique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8404110A FR2561423B1 (fr) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | Dispositif de visualisation a commande electrique |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2561423A1 true FR2561423A1 (fr) | 1985-09-20 |
| FR2561423B1 FR2561423B1 (fr) | 1987-10-16 |
Family
ID=9302126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8404110A Expired FR2561423B1 (fr) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | Dispositif de visualisation a commande electrique |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2561423B1 (fr) |
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|---|---|
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