Un nouvelle technique d'alignement des cristaux liquides pour les ecrans plats

La technique d’affichage utilisee dans les ecrans plats a cristaux liquides
repose sur le changement de leurs proprietes optiques induit par un champ
electrique. Les cristaux liquides nematiques sont des composes organiques
dont la molecule a la forme d’un batonnet ; du fait de fortes interactions
inter moleculaires, ces molecules sont alignees entre elles. Un film mince
de cristal liquide nematique oriente se comporte alors comme un polariseur
vis-a-vis de la lumiere : en changeant la direction d’orientation des
molecules, on fait ainsi changer la direction de polarisation. On peut
imposer la direction d’orientation d’un film mince de cristal nematique en
frottant dans une direction determinee la surface avec laquelle il est en
contact : cette action mecanique a pour effet d’aligner les molecules dans
la direction de frottement. L’application d’un champ electrique exterieur
permet egalement d’orienter efficacement les molecules du cristal liquide,
perpendiculairement ou parallelement a la direction du champ, selon le signe
de l’anisotropie dielectrique du compose choisi.
Dans un ecran plat, le film mince de cristal liquide est place entre 2
plaques transparentes qui jouent le role d’electrodes. Chaque pixel est
commande par un transistor capable de moduler le champ electrique applique
au film mince de cristal liquide : on modifie ainsi localement l’alignement
des molecules de cristal liquide, de sorte que l’on peut controler la
transmission optique de chaque pixel, et ainsi afficher texte et images a
l’ecran. La fabrication de ces ecrans est tres delicate et necessite de
nombreuses etapes realisees dans des conditions de salle blanche. Une etape
determinante est l’orientation initiale du cristal liquide. On utilise en
general une couche de polymere deposee sur les plaques de verre, qui est
frottee dans la direction choisie pour l’alignement des molecules. Cette
operation est susceptible d’introduire des defauts ou de degrader le reseau
de transistors de commande des pixels, et donc d’affecter le rendement de
fabrication.
Une amelioration importante vient d’etre proposee par une equipe de Georgia
Tech (Atlanta), qui permet d’eviter cette action mecanique sur la couche
polymere. L’idee de base est de fixer sur les molecules polymeres des
chaines laterales qui interagissent directement avec les molecules de
cristal liquide pour en fixer l’orientation. Cette operation est realisee au
moyen d’une photo polymerisation in situ de monomeres d’alkyl acrylate en
presence meme du cristal liquide. La direction d’orientation peut etre
controlee par le choix des groupements chimiques qui constituent les chaines
laterales. L’interet de cette methode est d’etre utilisable sans difficulte
pour la realisation d’ecrans de grandes tailles.