Un nouvelle technique d’alignement des cristaux liquides pour les écrans plats

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La technique d’affichage utilisée dans les écrans plats à cristaux liquides repose sur le changement de leurs propriétés optiques induit par un champ électrique. Les cristaux liquides nématiques sont des composés organiques dont la molécule a la forme d’un bâtonnet ; du fait de fortes interactions inter moléculaires, ces molécules sont alignées entre elles. Un film mince de cristal liquide nématique orienté se comporte alors comme un polariseur vis-à-vis de la lumière : en changeant la direction d’orientation des molécules, on fait ainsi changer la direction de polarisation. On peut imposer la direction d’orientation d’un film mince de cristal nématique en frottant dans une direction déterminée la surface avec laquelle il est en contact : cette action mécanique a pour effet d’aligner les molécules dans la direction de frottement. L’application d’un champ électrique extérieur permet également d’orienter efficacement les molécules du cristal liquide, perpendiculairement ou parallèlement à la direction du champ, selon le signe de l’anisotropie diélectrique du composé choisi.
Dans un écran plat, le film mince de cristal liquide est placé entre 2 plaques transparentes qui jouent le rôle d’électrodes. Chaque pixel est commandé par un transistor capable de moduler le champ électrique appliqué au film mince de cristal liquide : on modifie ainsi localement l’alignement des molécules de cristal liquide, de sorte que l’on peut contrôler la transmission optique de chaque pixel, et ainsi afficher texte et images à l’écran. La fabrication de ces écrans est très délicate et nécessite de nombreuses étapes réalisées dans des conditions de salle blanche. Une étape déterminante est l’orientation initiale du cristal liquide. On utilise en général une couche de polymère déposée sur les plaques de verre, qui est frottée dans la direction choisie pour l’alignement des molécules. Cette opération est susceptible d’introduire des défauts ou de dégrader le réseau de transistors de commande des pixels, et donc d’affecter le rendement de fabrication.
Une amélioration importante vient d’être proposée par une équipe de Georgia Tech (Atlanta), qui permet d’éviter cette action mécanique sur la couche polymère. L’idée de base est de fixer sur les molécules polymères des chaînes latérales qui interagissent directement avec les molécules de cristal liquide pour en fixer l’orientation. Cette opération est réalisée au moyen d’une photo polymérisation in situ de monomères d’alkyl acrylate en présence même du cristal liquide. La direction d’orientation peut être contrôlée par le choix des groupements chimiques qui constituent les chaines latérales. L’intérêt de cette méthode est d’être utilisable sans difficulté pour la réalisation d’écrans de grandes tailles.

Source :

Georgia Institute of Technology

Rédacteur :

Roland Hérino attache-phys.mst@consulfrance-houston.org

Voir en ligne : http://www.bulletins-electroniques….