FR2545961A1 - Systeme d'affichage en couleurs a sequence de trames et procede d'utilisation d'une cellule a cristal liquide pour un tel systeme - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME D'AFFICHAGE EN COULEURS A SEQUENCE DE TRAMES. LE PROBLEME A RESOUDRE RESIDE DANS LA PRODUCTION D'UNE IMAGE A CONTRASTE ELEVE DES COULEURS ET A RESOLUTION ELEVEE DANS UNE GAMME ETENDUE DE TAILLES D'IMAGES. SUIVANT L'INVENTION, CE SYSTEME D'AFFICHAGE 10 COMPORTE UN COMMUTATEUR DE COULEURS COMPORTANT UN DISPOSITIF RETARDATEUR 12 REALISANT UN RETARD VARIABLE, DES FILTRES PLEOCHROIQUES 14 ET 16 ET UN FILTRE POLARISEUR LINEAIRE 18. APPLICATION NOTAMMENT AUX COMMUTATEURS DE COULEURS FORMES DE CELLULES A CRISTAUX LIQUIDES.

Description

Svstème d'affichage en couleurs à séquence de trames et Drocéd

d'utilisation d'une cellule à cristal liquide pour un tel svstèn La présente invention concerne des systèmes

d'affichage en couleurs variables et en particulier un sys-

tème d'affichage en couleurs à séquence de trames qui com-

porte un commutateur de couleurs fonctionnant à grande vi-

tesse, qui inclut un dispositif fournissant un retard varia-

ble compris entre zéro et une alternance et des polariseurs pléochroiques pour fournir une image possédant un contraste élevé de couleurs et une résolution élevée sur une large

gamme de tailles d'affichage, ainsi qu'un procédé d'utilisa-

tion d'une cellule à cristal liquide en tant que dispositif fournissant un retard optique variable et, en soi, un tel dispositif retardateur optique à cristal liquide, un procédé

d'utilisation d'une cellule à cristal liquide pour consti-

tuer un tel dispositif retardateur et un commutateur de

couleurs fonctionnant à grande vitesse.

Jusqu'à présent, les systèmes d'affichage en

couleurs à séquence de trames, qui comportaient des obtura-

teurs électro-optiques ou des commutateurs de couleurs, as-

sociaient les possibilités de commutation de polarisation d'une cellule électro-optique à cristal liquide nématique

torsadé avecpropriétéscptiques anisotropes d'éléments opti-

ques passifs séparés, dans une teinte requise visant à fournir un dispositif d'affichage possédant un taux de

contraste de couleurs acceptable La cellule à cristal li-

quide nématique torsadé detransmission est incluse de façon typique en tant que commutateur à deux couleurs dans un ensemble de composants optiques, dans lesquels la cellule est disposée entre deux polariseurs rouge et vert croisés et un polariseur analyseur neutre proche de l'observateur Si l'axa

d'absorption du polariseur analyseur est aligné avec l'axe d'ab-

sorption du polariseur rouge, en l'absence d'un champ élec-

trique il se produit dans le cristal liquide une rotation

ou une torsion de 900 du plan dans lequel la lumière polari-

sée vibre de sorte que seule une image rouge traverse le polariseur analyseur En présence d'un champ électrique, la cellule à cristal liquide est placée à l'état "branché" et transmet la lumière polarisée sans rotation de sorte qu'une

image verte apparaît sur l'écran analyseur.

Les dispositifs d'affichage comportant des cellules à cristal liquide nématique torsadé quiont une

application possible dans les systèmes d'affichage en cou-

leurs séquentiels sont décrits dans les brevets US n'4 019.

808 et 4 239 349 au nom de Scheffer Les systèmes d'afficha-

ge en couleurs comportant une cellule à cristal liquide né-

matique torsadé sont décrits dans le brevet US n O 4 003 081 de Hilsum et consorts et dans le brevet US N O 4 295 093 de Middleton. Il est bien connu que la cellule à nématique torsade possède un temps relativement long de débranchement

et par conséquent ne convient pas pour des applications tel-

les qu'un commutateur de couleurs dans des systèmes d'affi-

chage du type télévision en couleurs à séquence de trames et

à synchronisation d'image De tels systèmes requièrent l'uti-

lisation d'un commutateur de couleurs, qui soit capable de

répondre à des signaux provenant des circuits de synchroni-

sation qui fonctionnent à des cadences d'images à vitesse relativement élevée, de manière à fournir une image sans

papillotement sur le dispositif d'affichage Afin de résou-

dre cet inconvénient inhérent à la cellule nématique torsa-

dée, on a réalisé des cellules qui comportent des matériaux de cristaux liquides caractérisés en ce qu'ils possèdent

une anisotropie diélectrique qui passe d'une valeur positi-

ve à une valeur négative en fonction de la fréquence d'un

signal de commutation qui est appliqué à la cellule.

Une cellule, qui inclut un matériau de cris-

tal liquide de ce type, est décrite dans la publication de Raynes et Shanks: "Obturateur électro-optique nématique torsadé à commutation rapide et filtre coloré", Electronic Letters, Vol 10, N O 7, pp 114-115, 4 Avril 1974 La cellule décrite dans ce document contient un matériau de cristal liquide possédantun mêlane d'anisotropie diélectrique variable, qui est positif dans un champ électrique produit par un signal à basse fréquence et qui est négatif dans un champ électrique produit par un signal à fréquence relative- ment élevée Par conséquent, l'application d'un signal à basse fréquence à une cellule nématique torsadée de ce type

place le dispositif à l'état "branché" et un signal impul-

sionnel à haute fréquence ramène de façon forcée la cellule

dans son état torsadé "débranché".

Le dispositif nématique torsadé à deux fré-

quences présente l'inconvénient de nécessiter l'utilisation d'un étage de commande complexe qui soit apte à fournir des signaux impulsionnels à fréquence élevéeet ce à des niveaux élevés de tension,à la charge capacitive représentée par la cellule à cristal liquide En outre, il est difficile de

réaliser de telles cellules qui soient capables d'une commu-

tation uniforme sur des surfaces étendues et qui ne présente pas, sur un dispositif d'affichage, une image possédant un aspect inégal ou tacheté Des matériaux à deux fréquences sont

également inaptes à fonctionner en dehors d'une plage limi-

tée de températures.

Un autre effet optique, que l'on a utilisé dans les applications d'affichage à cristal liquide, est la biréfringence accordable Un dispositif communément utilisé

de ce type est décrit dans la publication "Comportement tran-

sitoire d'une couche de cristal liquide nématique torsadé dans un champ électrique", Journal de Physique, Vol 36, pp CI-261 CI-263 de C F Van Doorn La cellule à cristal liquide décrite dans cette publication de Van Doorn comporte des directeurs ou guides d'alignement qui forment des angles

de polarisation inclinée dans le même sens de rotation lors-

qu'ils sont mesurés à partir de la surface des électrodes de la cellule Mais une telle cellule fait l'objet d'une "instabilité optique" et présente un temps de relaxation prolongé important qui rend cette cellule inutilisable dans des applications qui requièrent des temps de transition brefs entre des états de commutation La publication de Van Doorn indique que l'écoulement du matériau de cristal liquide à l'intérieur de la cellule de relaxation est responsable de

l'apparition du phénomène d'instabilité optique La direc-

tion de l'écoulement du matériau de cristal liquide à l'in-

térieur de la cellule semble appliquer unn couple inverse aux directeurs locaux disposés au centre à l'intérieur de la cellule, ce couple étant en opposition à la direction du réalignement des directeurs locaux pendant la relaxation de la cellule et provoquant de ce fait une instabilité optique

et des temps de relaxation accrus.

Un dispositif retardateur fournissant un retard variable et comportant une cellule de cristal liquide

possédant une épaisseur importante, qui élimine l'instabili-

té optique et possède de ce fait des temps de relaxation

brefs entre des états optiques, est mentionné dans la publi-

cation "Performance d'un dispositif d'affichage matriciel utilisant un mode de surface" 1980 Biennial Display Research

Conference Proceedings", pp 177-179, par James L Fergason.

Mais ce dispositif décrit dans la publication de Fergason

est inacceptable dans la plupart des applications de dispo-

sitifs d'affichage d'images en raison de son cône d'observa-

tion extrêmement limité, qui est le propre des cellules à

cristal liquide possédant une épaisseur conséquente.

Un dispositif mettant à profit les propriétés de biréfringence dans des matériaux-autres que des cristaux liquides est décrit dans le brevet US N O 2 638 816 de Stolzer, qui décrit un adaptateur servant à produire des images en couleurs à partir d'un récepteur de télévision en noir et blanc L'adaptateur de Stolzer comporte une cellule qui met à profit l'effet Kerr, qui est la désignation de la

caractéristique de certaines substances isotropes qui pren-

nent une propriété de biréfringence en présence d'un champ

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1 électrique.

L'adaptateur de Stolzer polarise la lumière émise par le récepteur de télévision La cellule de Kerr

reçoit la lumière polarisée et la subdivise en deux compo-

santes orthogonales La valeur du retard de l'une de ces

composantes par rapport à l'autre varie en fonction de lin-

tensité de champ électrique produite par une tension exté-

rieure qui est appliquée aux électrodes de la cellule et qui varie en synchronisme avec l'opération de séquence d'images du récepteur de télévision La lumière traverse ensuite des

plaques biréfringentes passives demanière à fournir une lu-

mière de sortie en différentes couleurs Un inconvénient propre au dispositif de Stolzer tient au fait ie les couleurs fournies par le passage de la lumière à travers les plaques

biréfringentes passives ne sont en général pas pures et va-

rient dans leur aspect en fonction del'angle d'observation.

L'adaptateur utilise également des électrodes interdigitées qui forment un réseau de lignes au travers de l'écran d'affichage Par conséquent, le dispositif de Stolzer produit des imagaes en couleurs qui ne sont pas acceptables pour laplupart des applications des dispositifs d'affichage d'imaaes. L'un des buts de la présente invention est de fournir un système d'affichage en couleurs à séquence de trames,

qui fournisse une image à afficher possédant un contraste, amé-

lioré des couleurs et un degré élevé de luminosité ainsi qu'une

résolution élevée.

Un autre but de la présente invention est de fournir un système qui utilise un dispositif fournissant un retard variable en tant que commutateur de couleurs à grande vitesse de manière à fournir une image sans papillotement

sur le dispositif d'affichage.

Un autre but de la présente invention est de

fournir un tel système qui comporte un dispositif fournis-

sant un retard variable et réalisé sou 1 la forme d'une cel-

lule à cristal liquide nématique qui délivre une image pou-

vant être observée dans une gamme étendue d'angles d'obser-

vation. Un autre but de la présente invention est de fournir un tel système qui contient un dispositif à cristal liquide fournissant un retard variable et qui présente des

temps de transition brefs entre des états optiques, en rai-

son de l'absence de l'instabilité optique de directeurs lo-

caux à l'intérieur de la cellule à cristal liquide.

Un autre but de la présente invention est de fournir un tel système qui comporte un dispositif à cristal

liquide fournissant un retard variable et dans lequel l'ali-

gnement des directeurs n'entraîne l'application d'aucun couple inverse aux directeurs situés en position centrée dans la

cellule, ce qui fournit une réponse électro-optique ne pro-

duisant aucune instabilité optique et fournissant des temps

de transition brefs entre les états optiques.

La présente invention concerne un système d'affichage en couleurs à séquence de trames, qui utilise un commutateur de couleurs à grande vitesse comportant un dispositif fournissant un retard variable entre zéro et une alternance et des polariseurs pléochroiques permettant de sélectionner l'une ou l'autre de deux composantes de couleurs de lumière contenues dans une lumière produite extérieurement,

de manière à former une image polychrome sur un écran d'affi-

chage Le système comporte une source de lumière et un dispo-

sitif de polarisation sensible aux couleurs, qui reçoit la lumière et possède un premier axe d'absorption permettant de transmettre la lumière polarisée linéairement d'une première

couleur et un second axe d'absorption permettant de trans-

mettre la lumière polarisée linéairement d'une seconde cou-

leur Les premier et second axes d'absorption sont essentiel-

lement disposés orthogonalement dans un plan qui reçoit la lumière Un dispositif de polarisation linéaire est disposé à distance du dispositif de polarisation sensible aux couleurs et son axe d'absorption est aligné essentiellement 7 ' avec la même orientation que le premier axe d'absorption du

dispositif de polarisation sensible aux couleurs Un dispo-

sitif fournissant un retard optique variable sur une alter-

nance est disposé entre le dispositif de polarisation sen-

sible aux couleurs et le dispositif de polarisation linéaire et est acouplé optiquement à ces dispositifs Le dispositif

réalisant un -retard optique variable comporte deux surfa-

ces de communication de la lumière et est caractérisé en ce qu'il est capable de produire essentiellement un retard d'une alternance de la lumière de la seconde couleurçt est orienté de manière que la projection de son axe optique sur chacune

des deux surfaces communiquant la lumière fait essentielle-

ment un angle de 450 par rapport à chacun des premier et se-

cond axes d'absorption Le système comporte en outre des moyens de commutation en communication avec le dispositif réalisant un retard optique variable de manière à fournir un premier et un second état de commutation Le premier état de commutation fournit essentiellement un retard réduit de la

lumière des première et seconde couleurs à travers le dis-

positif fournissant un retard optique variable, de manière à permettre la transmission de la lumière uniquement de la

seconde couleur à travers le dispositif de polarisation li-

néaire Le second état de commutation fournit essentielle-

ment un retarddlune alternance de la lumière de la seconde

couleur à travers le dispositif fournissant un retard opti-

que variable,de manière à permettre la transmission de la

lumière de seulement la première couleur à travers-le dis-

positif de polarisation linéaire.

Le dispositif d'affichage en couleurs à sé-

quence de trames de la présente invention utilise un dispo-

sitif réalisant un retard optique variable et qui est accor-

dé de manière à produire un retard d'une alternance dans le second état de commutation pour la seconde des deux couleurs transmises par le dispositif de polarisation sensible aux couleurs L'ensemble optique de la présente invention inclut des polariseurs sensible à la couleur et neutre, dont les

axes d'absorption sont orientés de sorte que la transmis-

sion de la lumière des première et seconde couleurs est commandée de façon sélective par un signal de commutation qui est appliqué au dispositif fournissant un retard varia- ble Les couleurs pures sont produites dans chaque état de

commutation même s'il est possible que le dispositif four-

nissant un retard variable réalise un retard d'une alter-

nance pour seulement une couleur.

Toutes les fois qu'un signal de tension de

commande, qui est appliqué aux électrodes du dispositif réa-

lisant un retard sur une alternance, crée un champ électri-

que afin de positionner son axe optique de manière à four-

nir un retard essentiellement réduit de la lumière à travers le dispositif, la lumière à la fois de la première et de la

seconde couleur est transmise à un polariseur linéaire neu-

tre dont l'axe d'absorption est aligné avec celui du polari-

seur et qui est sensible à la première couleur Cette orien-

tation de l'axe optique du dispositif fournissant un retard variable réalise la transmission de seulement la lumière de

la seconde couleur à travers le polariseur linéaire neutre.

Toutes les fois que le signal de tension de commande, qui

est appliqué aux électrodes du dispositif réalisant un re-

tard variable crée un champ électrique pour positionner son axe optique de manière à fournir un retard d'une alternance

de la seconde couleur, seule la lumière de la première cou-

leur est projetée par le dispositif fournissant un retard variable, le long de l'axe de transmission et est transmise

à travers celui-ci au polarisateur linéaire neutre.

Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le dispositif fournissant un retard variable est constitué par une cellule à cristal liquide nématique, qui reste exempte du phénomène connu sous l'appellation anglaise "disclination" (c'est-à-dire, dans le domaine des cristaux liquides, un désalignement qui concerne la ligne ou la limite entre deux régions possédant des orientations différentes de leurs directeurs à l'intérieur d'un corps

formé d'un cristal-liquide et qui existe uniquement lors-

qu'une transformation continue du matériau entre les deux états d'alignement n'est pas possible) et met en oeuvre

une commutation sans instabilité entre deux état, qui mo-

difie l'orientation des directeurs sans contact de surface du matériau du cristal liquide dans la cellule L'utilisation

d'une cellule à cristal liquide en tant que dispositif four-

nissant un retard variable fournit un commutateur à grande vitesse et à fréquence unique, qui requiert un circuit de

commande à basse puissance pour produire une image d'afficha-

ge supérieure qui peut être observée dans une plage étendue

d'angles d'observation.

Un système d'affichage en couleurs à séquence de trames, contenant le dispositif optique de la forme de

réalisation préférée de la présente invention fournit, lors-

qu'il est synchronisé avec un dispositif de commande de sé-

quence de trames, une image multicolore exempte de papillon-

nement et présentant un contraste élevé et beaucoup de dé-

tails. D'autres caractéristiques et avantages de la

présente invention ressortiront de la description donnée

ci-après, prise en référence aux dessins annexés, sur les-

quels: la figure 1 est un schéma-bloc simplifié d'un système d'affichage en couleurs à séquence de trames comportant un dispositif réalisant un retard variable et qui est inclus dans un ensemble optique de manière à fonctionner en tant que commutateur optique conformément à la présente invention;

la figure 2 est un diagramme montrant l'o-

rientation des axes d'absorption des filtres polariseurs en

rapport avec l'axe optique du dispositif fournissant un re-

tard variable, conformément à la présente invention;

la figure 3 est une vue en élévation laté-

rale en coupe transversale schématique de la cellule à cris-

tal liquide conforme à la présente invention;

les figures 4 A, 4 BA 4 C et 4 D sont des dia-

grammes schématiques de la configuration d'alignement des directeurs de la cellule à cristal liquide conformément à la présente invention respectivement dans l'état du champ aligné ("MARCHE"), dans l'état partiellement relaxé ("ARRET"), dans l'état torsadé ou pivoté de-Tradians et dans l'état divergent; la figure 5 montr -la réponse optique (intensité lumineuse) d'une cellule à cristal liquide conforme à la présente invention lorsqu'elle est commutée de son état "MARCHE" dans son état "ARRET" par suite de la suppression d'un signal impulsionnel

de 20 V en valeur efficace en courant alternatif.

On va donner ci-après une description détail-

lée de la forme de réalisation préférée de l'invention.

AGENCEMENT GENERAL ET FONCTIONNEMENT DU SYS-

TEME D'AFFICHAGE EN COULEURS

En se référant à la figure 1, on voit qu'un système d'affichage en couleurs à séquence de trames 10

agencé conformément à la présente invention comporte un dis-

positif réalisant un retard optique variable 12, à cristal liquide, qui est disposé entre un jeu de deux polariseurs ou dispositifs linéaires pléochroiques 14 et 16, disposés

orthogonalement et sensibles à des première et seconde cou-

leurs, et un polariseur ou dispositif de polarisation linéai-

re neutre 18, et est acouplé optiquement à ces éléments.

Le polariseur 14 sensible aux couleurs possède un axe d'ab-

sorption qui laisse passer la lumière seulement de la pre-

mière couleur, et le polariseur 16 sensible aux couleurs possède un axe d'absorption qui laisse passer la lumière possédant uniquement la seconde couleur On comprendra que tout dispositif réalisant un retard variable compris entre

zéro et une alternance et possédant une vitesse de commuta-

1 l tion acceptable peut être utilisé à la place du dispositif

retardateur à cristal liquide préféré 12, ici décrit.

Dans la mesure o le terme de retard ou re-

tardement optique est important ici et est en rapport avec la biréfringence, on va le définir au moyen de l'explication

donnée ci-après.

On sait qu'un rayon de lumière tombant sur

un dispositif biréfringent est décomposé en deux composan-

tes connues sous le nom de rayon de lumière ordinaire et rayon de lumière extraordinaire Ces composantes de lumière

traversent le dispositif biréfringent à des vitesses diffé-

rentes et, lorsque les rayons sortent du dispositif, l'un d'eux est retardé par rapport à l'autre Ce retard entraîne un déphasage relatif entre les deux rayons sortants, lequel retard est également en rapport avec la longueur d'onde du

rayon de lumière sortant Par exemple un dispositif, qui pos-

sède une biréfringence effective telle que nd 1 est désigné comme étant un di positif produisant un retard d'une alternances N étant la biréfringence effective, d l'épaisseur du dispositif et X la longueur d'onde du rayon

de lumière sortant.

L'ensemble optique formé par le dispositif retardateur 12 et les polariseurs 14, 16 et 18 est situé

en avant de la source ou du générateur d'images lumi-

neuses 20 qui émet une lumière à partir d'un écran lumines-

cent 22 de manière à produire une image lumineuse avec les

couleurs rouge et verte Dans une forme de réalisation pré-

férée du système d'affichage, le générateur d'images 20 est constitué par un tube cathodique ou par un dispositif de projection-qui, au moyen d'un canevas du type télévision, explore un signal produit par un générateur de canevas 23 en réponse à la sortie du circuit de synchronisation d'images

24 et présente des blocs d'informations d'images séquen-

tiel dans des premier et second intervalles de temps al-

ternants.

Pendant le premier intervalle de temps, l'in-

formation concernant à la fois la forme de l'image oui doit appa-

raître dans une première couleur, telle que le rouge, et la forme d'image qui doit apparaître dans une couleur qui est une combinaison de la couleur rouge et d'une seconde

couleur, telle que le vert, est enregistrée sur l'écran lu-

minescent 22 Pendant le second intervalle de temps, 1 ' infor-

mation concernant à la fois la forme de l'image qui doit apparaître avec la couleur verte, et la forme de l'image qui doit apparaître dans une couleur qui est une combinaison des couleurs rouge et verte, est enregistrée sur l'écran

luminescent 22 Les polariseurs de couleurs 14 et 16 reçoi-

vent la lumière transmise par l'écran luminescent 22 et la

polarisent orthogonalement et linéairement suivant les cou-

leurs rouge et verte La lumière polarisée est ensuite trans-

mise à la surface du dispositif retardateur fournissant un retard variable 12, sur le côté voisin_ du polariseur de

couleurs 16.

Un dispositif 26 de commande du dispositif retardateur fournissant un retard variable reçoit, sur son

entrée, un signal provenant de la sortie du circuit de syn-

chronisation d'images 24 de manière à commander le disposi-

tif retardateur 12 fournissant un retard variable,avec la

cadence d'images séquentielle de l'information d'image pro-

duite par le générateur d'images 20 C'est pourquoi pendant

* le premier intervalle de temps, l'étage de commande 26 com-

mande le dispositif retardateur 12 fournissant un retard

variable,en le plaçant dans son état "ARRET", ce qui entraî-

ne une orientation de son axe optique provoquant un retard

d'une alternance de la lumière possédant la couleur verte.

Aucune lumière possédant la couleur verte n'est transmise à travers le polariseur linéaire 18 pendant cet intervalle de temps, et les composantes indésirables de l'image dans la couleur verte, qui sont apparues sur l'écran luminescent 22

pendant le premier intervalle de temps, sont de ce fait éli-

minée Pendant le second intervalle de temps, l'étage de com-

mande 26 commande le dispositif retardateur 12 fournissant un retard variable dans son état "MARCHE", ce qui provoque une orientation de son axe optique qui entraîne un retard réduit de la lumière de toutes les couleurs traversant les polariseurs 14 et 16 L'orientation de l'axe d'absorption du polariseur linéaire 18 absorbe la lumière uniquement de

la couleur rouge, comme cela sera décrit ultérieurement.

Les éléments d'informations d'images alter-

nants fournis pendant le premier et le second intervalles de

temps sont transmis par l'intermédiaire des premier et se-

cond polariseurs 14 et 16 sensibles aux couleurs et sont transmis en synchronisme par le dispositif retardateur 12 et par le polariseur linéaire 18 La persistance rétinienne de l'oeil de l'observateur intègre l'information présentée sur le polariseur 18 pendant-les deux intervalles de temps correspondant aux blocs alterné du signal de canevas de

télévision, de manière à créer l'impression d'une seule ima-

ge polychrome La modulation de l'intensité de la source d'images lumineuses fournit une gamme de couleurs, dans une

plage spectrale s'étendant entre la couleur rouge et la cou-

leur verte.

Orientation des composantes optiques En se référant à la figure 2, on voit que

l'orientation représentée des axes d'absorption des polari-

seurs 14, 16 et 18 fournit la commutation désirée entre

deux couleurs, la projection 36 de l'axe optique du dis-

positif retardateur 12 fournissant un retard variable, sur chacune des deux surfaces 37 de communication de la lumière, étant disposéeessentiellement selon un angle à 45 par rapport

à chacun des-axes d'absorption des polariseurs 14 et 16.

Le polariseur linéaire pléochroique 14 transmqet

la lumière polarisée le long de son axe d'absorption 28 dis-

posé verticalement et contenant les couleurs situées dans le spectre visible au voisinage de la couleur rouge et transmet,

le long de son axe 30 de transmission disposé horizontale-

ment, toutes les couleurs situées dans le spectre visible.

Le polariseur linéaire pléochroique 16 trans-

met la lumière polarisée le long de son axe d'absorption 32 disposé horizontalement et contenant des couleurs situées dans le spectre visible au voisinage de la couleur verte et

transmet le long de son axe de transmission 34 disposé ver-

ticalement, toutes les couleurs situées dans le spectre visibles C'est pourquoi la combinaison des polariseuz pléo-

chrolques 14 et 16 constitue un dispositif de polarisation

sensible aux couleurs, qui polarise orthogonalement la lu-

mière des couleurs rouge et verte, transmises par l'écran

luminescent 22.

Toutes les fois que le dispositif retardateur 12 réalisant un retard variable est dans l'état "ARRET", son axe optique 36 est orienté de telle sorte que la lumière de

la couleur verte est transformée en une lumière qui est po-

larisée linéairement perpendiculairement à l'axe de trans-

mission 38 du polariseur neutre 18 et qui est absorbé par celui-ci.

L'axe de transmission 38, disposé horizontalement, du pola-

riseur linéaire 18 transmet la lumière possédant la couleur

rouge L'axe de transmission 38 est disposé perpendiculai-

rement à l'axe d'absorption 28 du polariseur 14 sensible à la couleur rouge, de manière à permettre la transmission de la lumière en couleur rouge, qui est projetée suivant la direction de l'axe de transmission 38 par le dispositif

retardateur 12.

Toutes les fois que le dispositif retardateur 12 fournissant un retard variable est dans l'état "MARCHE", son axe optique est disposé de telle sorte qu'il se produit un retard optique essentiellement réduit de la lumière à la fois des couleurs rouge et verte traversant les polariseurs

14 et 16 L'axe d'absorption 40 disposé verticalement du po-

lariseur linéaire 18 est orienté suivant la même direction que l'axe d'absorption 28 du polariseur 14 sensible à la couleur rouge et par conséquent absorbe la lumière possédant la couleur rouge, étant donné que le dispositif retardateur 12 ne retarde pas la lumière incidente de l'une ou l'autre des couleurs dans son état "MARCHE" Etant donné que le polariseur linéaire 18 transmet la lumière de toutes les couleurs le long de son axe de transidssion 38, la lumière de la couleur

verte est transmise par ce polariseur.

Dispositif retardateur à cristal liquide fournissant un retard variable Comme cela a été indiqué précédemment, une

forme de réalisation préférée de la présente invention con-

tient une cellule à cristal liquide fonctionnant en tant que dispositif retardateur fournissant un retard variable entre

zéro et une alternance et qui commande le retard de la lu-

mière le traversant,en réponse à l'intensité d'un champ électrique produit par une tension d'excitation appliquée

aux structures des électrodes de la cellule.

En référence à la figure 3, on voit qu'une

cellule à cristal liquide 100 comporte un couple de struc-

tures d'électrodes 102 et 104 distantes et parallèles dans leur ensemble et entre lesquelles est disposé un matériau

106 formé d'un cristal liquide nématique La structure d'é-

lectrode 102 comporte un substrat diélectrique en verre 108

dont la surface possède une couche 110 d'un matériau électri-

que conducteur, mais transparent du point de vue optique, tel que de l'oxyde d'indium et d'étain La couche 112 formant pellicule d'alignement desdirecteursest appliquée sur la couche conductrice 110 et forme une limite entre la structure d'électrode 102 et le matériau du cristal liquide 106 La surface de la pellicule 112 qui contacte le matériau du cristal liquide est conditionn( conformément à l'une dés deux méthodes préférées de manière à favoriser l'orientation préférée des directeurs du matériau du cristal liquide en contact avec ladite pellicule Les matériaux constituant la pellicule d'alignement des directeurs 112 et les méthodes correspondantes de conditionnement de cette pellicule vont

être décrits de façon détaillée ci-après La structure d'é-

lectrode 104 possède une construction semblable à celle de la structure d'électrode 102 et les composants correspon- dant à ceux de la structure d'électrode 102 sont représentés avec des chiffres de référence identiques suivis par des

signes primes.

Les bords de courte longueur des structures d'électrodes 102 et 104 sont décalés les uns par rapport aux autres de manière à fournir un accès aux couches conductrices et 110 ' pour le raccordement, sur les bornes 113, des

conducteurs de sortie du dispositif 26 de commande du dispo-

sitif retardateur Les entretoises 114 peuvent être consti-

tuées par tout matériau approprié tel que des fibres de ver-

re, afin de préserver la disposition générale parallèle des

structures d'électrodes 102 et 104.

En référence aux figures 4 A à 4 D, la confi-

guration d'alignement des directeurs nématiques des couches

112 et 112 ' dans la cellule à cristal liquide 100 est décri-

te à la colonne 7, lignes 48-55 du brevet U S N O 4 333 708 de Boyd et consorts Cependant on comprendra que la cellule à cristal liquide décrite dans le brevet Boyd et consorts

diffère de celle de la présente invention en ce qu'elle com-

porte une configuration du type à géométrie à inclinaisons alternées et l'alignement des directeurs de la cellule 100

inclut seulement une partie de cette configuration La cel-

lule selon le brevet Boyd et consorts est conçue de manière à faciliter le mouvement dit de "disclination", c'est-à-dire de désalignement,à l'intérieur de la cellule et ce dans le

but de fournir un dispositif de commutation bistable.

La couche ou film 112 de-la structure d'électrode 102 est conditionnée de telles sorte que les directeurs 116 touchant la surface de la structure d'électrode sont alignés

parallèlement les uns aux autres selon un angle de polarisation.

inclinée+G, qui est mesuré en sens inverse des aiguilles d'une montre en référence à la surface de la couche 112 La couche ou film 112 ' de la structure d'électrode 104 est conditio de telle sorte que les directeurs 118 touchant la surface de la structure d'électrode sont alignés parallèlement l'un à l'autre selon un angle de polarisation inclinée @ qui est resur dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport à la

surface de la couche 112 ' Par conséquent, la cellule à cris-

tal liquide 100 est fabriquée de telle sorte que les direc-

teurs 116 et 118 touchant la surface, des surfaces opposées

des couches 112 et 112 ' d'alignement des directeurs des struc-

tures d'électrodes 102 et 104 sont polarisés en étant incli-

nés suivant des directions opposées.

Une première étape préférée pour réaliser l'alignement désiré des directeurs touchant les surfaces,

implique l'utilisation de polyimide comme matériau consti-

tuant les couches d'alignement 112 et 112 ' sur les structu-

res d'électrodes 102 et 104 respectivement Chaque couche ou pellicule d'alignement est frottée de manière à fournir un angle de polarisation inclinée iei dont la gamme préférée de

valeurs se situe entre 20 et 50 Une seconde méthode préfé-

rée pour réaliser l'alignement des directeurs touchant une surface implique l'utilisation de monoxyde de silicium en tant que matériau constituant les couches d'alignement 112

et 112 ' des structures d'électrode 102 et 104 respectivement.

La couche de monoxyde de silicium est délivrée par évapora-

tion et la vapeur est déposée de préférence selon un angle de 50 mesuré à partir de la surface de structure d'électrode, et ce en une quantité suffisante pour produire un angle de polarisation inclinée 191 compris entre 100 et 30, la gamme

préférée de valeurs se situant entre 15 et 25 .

On notera que les méthodes servant à déposer le monoxyde de silicium ou d'autres matériaux d'alignement servant à aligner les molécules du cristal liquide dans une direction prédéterminée ont été décrites précédemment

par d'autres auteurs et sont connues des spécialistes habi-

tuels de la technique Une telle méthode est décrite par

exemple dans le brevet US N O 4 165 923 au nom de Janning.

La figure 4 A décrit l'orientation des direc-

teurs 120 ne touchant pas la surface, lorsqu'un signal à courant alternatif V 1 d'environ 2 k Hz et 20 V en valeur efficace est appliqué aux couches conductrices 110 et 110 '

des structures d'électrodes respectives 102 et 104 Le si-

gnal V 1 appliqué à la couche conductrice 110 ' établit un premier état de commutation produit sur la sortie de l'étage de commande 26 et produit un champ électrique alternatif E entre les structures d'électrodes 102 et 104 à l'intérieur de la cellule à cristal liquide 100 de manière à placer de

force cette dernière dans l'état "MARCHE" Un nombre impor-

tant de directeurs 120, ne touchant pas la surface, d'un

matériau de cristal liquide 106 qui possède une valeur d'ani-

sotropie positive, s'alignent essentiellement bout à bout

suivant la direction 121 des lignes de flux du champ élec-

trique à l'intérieur de la cellule, cette direction étant perpendiculaire aux surfaces conditionnées des structures d'électrodes Par conséquent, lorsque la cellule 100 est

excitée en étant placée dans son état "MARCHE", les direc-

teurs 120 ne touchant pas la surface sont aligne perpen-

diculairement aux surfaces de la cellule On notera que les directeurs 116 et 118 touchant les surfaces conservent essentiellement leurs angles de polarisation inclinàe 10 '

dans les deux états topologiques de la cellule, dont le pre-

mier est représenté sur les figures 4 A à 4 C et dont le se-

cond est représenté sur la figure 4 D. La figure 4 B représente l'orientation des directeurs 120 ne touchant pas les surfaces, après que l'application du signal V 1 a été supprimée, si bien que l'alignement des directeurs ne touchant pas les surfaces n'est pas influencé par un champ électrique produit entre les structures d'électrodes 102 et 104 à l'intérieur de la cellule, mais par les forces élastiquesintermoléculaires qui provoquent une relaxation des directeurs ne touchant

pas les surfaces, à partir de l'alignement bout à bout pré-

sent dans l'état "MARCHE" La suppression du signal V 1 four-

nit un second état de commutation produit sur la sortie de

l'étage de commande 26 L'orientation des directeurs, repré-

sentée sur la figure 4 B, correspond à celle de l'état

"ARRET" de la cellule.

On peut également réaliser la commutationde la cellule 100 dans l'état "ARRET" en lui appliquant un signal à courant alternatif V 2 produit sur la sortie de l'étage de

commande 26 et possédant un niveau de tension qui est infé-

rieur à celui du signal V 1 et est en général proche de O V. La fréquence du signal V est en général la même que celle

du signal V 1.

Pendant la transition de l'état "MARCHE" à

l'état "ARRET" de la cellule de cristal liquide, les direc-

teurs ne touchant pas les surfaces s'écartent de l'aligne-

ment bout à bout perpendiculaire aux surfaces des structures d'électrodes et tendent à prendre une disposition dans son ensemble parallèle aux directeurs voisins Ainsi, les

directeurs 120 a et 12 ob ne touchant pas les surfaces tour-

nent dans le sens des aiguilles d'une montre, comme repré-

senté par les flèches directionnelles 122 a afin de prendre une position presque parallèle par rapport aux directeurs 116 et 120 a respectivement; et les directeurs 120 c et 120 d, qui ne touchant pas les surfaces, tournent dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, comme représenté par les flèches directionnelles 122 b de manière à prendreune position presque parallèle par rapport aux directeurs 118 et c respectivement Ainsi lorsque la cellule 100 se relaxe

en venant dans son état "ARRET", chaque directeur d'un nom-

bre important de directeurs ne touchant pas les surfaces est aligné de sorte qu'il projette une composante sur les

surfaces de la cellule Cependant les directeurs ne tou-

/ chant pas les surfaces sont situés approximativement dans un

plan qui est perpendiculaire aux surfaces de la cellule.

Il faut noter que la géométrie superficielle

de la cellule 100 diffère de celle d'une cellule de retar-

dement classique à cristal liquide fournissant un retard variable, telle que celle décrite dans la publication de

Van Doorn, dans lequel les angles de polarisation incli-

n 6 e possèdent le même sens de rotation que ceux mesurés à

partir des surfaces intérieures de la structure d'électrode.

La configuration des directeurs touchant la surface de la cellule 100 induit une relaxation rapide des directeurs ne touchant pas les surfaces, sans aucune instabilité optique,

depuis l'état "MARCHE" vers l'état "ARRET" On estime actuel-

lement que la relaxation rapide des directeurs, qui est exempte d'instabilitésoptiques, est provoquée par l'écoulement du matériau du cristal liquide suivant la même direction 124 le long des deux surfaces conditionnées de la cellule Un tel écoulement unidirectionnel ne se produit pas dans la cellule classique décrite dans la publication de Van Doorn et dans laquelle il se produit un écoulement du matériau du cristal liquide dans des directions opposées le long des surfaces conditionnées L'effet avantageux de l'écoulement unidirectionnel dans la cellule 100 réside dans le fait qu'aucun couple "inverse"-n'est appliqué aux directeurs 120 e disposés centralement et ne touchant pas les surfaces,

sous l'effet d'un tel écoulement dans la cellule en relaxa-

tion Il en résulte que l'on obtient une commutation électro-

optique rapide, sans instabilité.

La figure 4 C représente l'orientation des directeurs après un intervalle de temps T 1 pendant lequel on permet la cellule de cristal liquide 100 de se relaxer au-delà

de l'état "ARRET" représenté sur la figure 4 B Ceci se pro-

duit en général dans le cas o un champ électrique n'est pas réintroduit à l'intérieur de la cellule après qu'une durée d'environ 50 millisecondes se soit écoulée à partir de

l'instant o le champ électrique a été supprimé La confi-

guration des directeurs de la cellule représentée sur la figure 4 C est caractérisée en ce que les directeurs 120 ne touchant pas la surface abandonnent leur configuration plane et prennent une configuration désignée comme une con-

figuration tordue suri T radians ou une configuration héli-

coidale Lors d'une relaxation plus poussée la cellule avant la configuration torsadée ou tordue surir radians fait l'objet d'un mouvement de désalignement ("disclination") et fait l'objet d'une dégénérescence pendant un intervalle de temps T d'environ plusieurs minutes 1 pour prendre la configuration

étalée ou divergente représentée sur la figure 4 D On notera que 1 ap-

plication périodique d'un signal à courant alternatif V 3 d'environ 1 V à la cellule empêche la relaxation plus poussée des directeurs ne touchant pas la surface, dans l'état

torsadé suivant TT radians.

Le procédé de fonctionnement de la cellule à

cristal liquide 100 en tant que dispositif retardateur four-

nissant un retard variable entre zéro et une alternance, est axé sur la relaxation des directeurs ne touchant* pas les surfaces et exempts de désalignement, à partir de l'état aligné sur le champ électrique ou état "MARCHE" représenté sur la figure 4 A jusque dans l'état de configuration plane ou état "ARRET" représenté sur la figure 4 B. Dans le cadre de la présente invention, la

cellule à cristal liquide 100 fonctionne en tant que dispo-

sitif retardateur fournissant un retard variable compris

entre zéro et une alternance et dont l'axe optique corres-

pond à la direction d'alignement des directeur 120 ne tou-.

chantpas les surfaces.

Une lumière polarisée linéairement, qui se propage suivant la direction 126 perpendiculairement aux surfaces des structures d'électrodes 102 et 104, coïncide avec la direction des directeurs 120 ne touchant pas les surfaces, lorsque la cellule à cristal liquide est à l'état "MARCHE" Dans un tel état "MARCHE", les directeurs 120 sont

orientés de telle sorte qu'il existe une projection négli-

geable de l'axe optique sur les surfaces des structures d'électrodes de la cellule Dans ces conditions, la cellule à cristal liquide 100 produit un retard optique essentielle- ment réduit de la lumière incidente se propageant suivant la

direction 126.

La lumière polarisée linéairement, qui se propage suivant la direction 126 perpendiculairement aux surfaces des structures d'électrodes 102 et 104, ne coincide pas avec la direction d'alignement des directeurs ne touchant pas les surfaces, lorsque la cellule à cristal liquide

est dans l'état "ARRET" Dans un tel état "ARRET", les direc-

teurs 120 sont orientés de telle sorte que chaque directeur d'un nombre important de directeurs projette une composante

sur les surfaces des structures d'électrodes de la cellule.

Dans ces conditions, la cellule à cristal liquide 100 possède une biréfringence effective pour la lumière tombant d'une manière générale sous une incidence normale L'orientation des directeurs 120 ne touchant pas les surfaces fournit essentiellement un retard optique d'une alternance pour la lumière dontla longueur d'onde satisfait à l'expression mathématique: And 1

dans laquelle d représente l'épaisseur 128 et L 6 N la biré-

fringence effective de la cellule.

En référence à la figure 5, on voit que la réponse optique d'une cellule de cristal liquide fonctionnant

conformément à la présente invention fournit un temps de tran-

sition d'environ unmillesecondeentreles états "MARCHE" et "ARRET" de la cellule Ce temps de réponse a été obtenu avec une

cellule fabriquée avec un matériau de cristal liquide du ty-

pe E-44 fabriqué par la Société dite BDH Chemicals Ltd de Poole, en Angleterre, possédant une épaisseur de 3 microns et commandée par une impulsion de + 20 V en valeur efficace

età 2 k Hz réponse optique relativement rapide est attri-

buée à la suppression de l'instabilité optique, qui a été obtenue par le fait qu'un écoulement unidirectionnel du matériau du cristal liquide à l'intérieur de la cellule a été favorisé pendant le réalignement desdirecteursne tou-z chantpas les surfaces, ce réalignement intervenant entre la

transition de l'état "MARCHE" à l'état "ARRET".

Variantes et équivalents

On comprendra que la cellule à cristal liqui-

de 100 peut contenir un mélange de matériaux de cristaux

liquides qui est caractérisé par une anisotropie diélectri-

que dont le signe change en fonction de la fréquence d'un

signal à courant alternatif qui est appliqué à la cellule.

Ainsi lorsqu'un signal à basse fréquence tel que 200-500 Hz est appliqué aux structures d'électrodes 102 et 104 de la cellule à cristal liquide, les directeurs 120 ne touchant pas les surfaces tendraient à s'aligner parallèlement à la direction du champ électrique et perpendiculairement aux

surfaces de la cellule, de manière à prendre l'état "MARCHE".

D'autre part, lorsqu'un signal impulsionnel à haute fréquen-

ce, telle que 80-100 k Hz, est appliqué à la cellule, les directeurs 120 ne touchant pas les surfaces tendraient à s'aligner perpendiculairement à la direction du champ

électrique et parallèlement aux surfaces de la cellule.

L'application d'un signal impulsionnel à haute fréquence d'une durée suffisante aurait pour effet de provoquer dans la cellule l'apparition d'une configuration générale des

directeurs qui produirait un retard sur une alternance Ce-

pendant il est préférable que la cellule à cristal liquide soit utilisée en tant que dispositif retardateur à fréquence unique fournissant un retard d'une alternance, de manière à supprimer la nécessité d'une source complexe

de signaux de commande à haute puissance.

On peut également utiliser la cellule à cristal liquide 100 en tant que dispositif retardateuraptique fournissant un retard variable et qui fournit, à l'intérieur

de la cellule, des retards continûment variables de la lumiè-

re tombant sur une surface de ladite cellule Dans le-cas

d'une cellule à cristal liquide à une fréquence, un tel phé-

nomène serait réalisé par réglage de la tension du signal à courant alternatif qui est appliqué à la cellule 100, à

un niveau orientant 1 es directeurs ne touchantes pas la sur-

face, selon une configuration qui fournit le premier retard optique désiré Un accroissement de la tension du signal appliqué à la cellule produit une réduction correspondante de la valeur de la projection de la composante des directeurs sur la surface de la cellule et de ce fait, un second retard

optique réduit de la lumière tombant sur la cellule.

Dans le cas d'une cellule à cristal liquide à

deux fréquences, on obtiendrait des retards continûment va-

riables en appliquant à une cellule 100 située initialement à l'état "ARRET" un signal à basse fréquence possédant une première tension suffisante pour orienter les directeurs ne

touchant ' pas les surfaces, selon une configuration four-

nissant le premier retard optique désiré L'application

continue d'un tel signal à basse fréquence empêche une rela-

xation plus poussée à l'intérieur de la cellule et maintient de ce fait la première valeur désirée du retard optique à une valeur essentiellement constante Pour transformer la première valeur de retard en une seconde valeur supérieure de retard, on applique un signal impulsionnel à haute fréquence d'une durée suffisante afin de réorienter les directeurs ne

touchant pas les surfaces, selon une configuration correspon-

dant au second état de retard L'application continue d'un

signal à basse fréquence d'une seconde tension, qui est in-

férieure à la première tension, empêche une relaxation plus

poussée de la cellule et maintient de ce fait la seconde va-

leur désirée du retard optique à un niveau essentiellement constant. Il est également possible d'inclure la cellule dans un ensemble optique qui commute d'un état noir à un état transparent Etant donné qu'il n'est pas, possible pour une cellule à cristal liquide 100 située dans l'état "ARRET" de transformer toutes les longueurs d'onde d'une lumière polarisée linéairement en une lumière qui est

reconstituée sous un angle de 900 par rapport à la direc-

tion incidente de polarisation, le noir est sélectionné

comme étant l'état "MARCHE".

En référence à la figure 2, on voit que les composants optiques requis dans cet exemple pour réaliser la commutation désirée de lumière incluant uniquement des polariseurs 16 et 18 et le dispositif retardateur 12 qui inclut la cellule 100 Le polaristeur 16 pourrait être d'un type neutre absorbant toute la lumière polariséele long de l'axe d'absorption 32 Dans l'état "MARCHE" du dispositif retardateur, toute la lumière transmise par le polariseur

16 serait complètement absorbée le long de l'axe d'absorp-

tion 40 du polariseur 18 Lorsque le dispositif retardateur 12 est dans l'état "ARRET", la majeure partie de la lumière

transmise par le polariseur 16 serait transmise par le pola-

riseur 18, si la cellule 100 était accordée (c'est-à-dire au

moyen de la sélection de l'épaisseur appropriée de la cellu-

le pour le type particulier de matériau de cristal liquide utilisé) pour réaliser le retard sur une alternance pour une

longueur d'onde située approximativement au milieu du spec-

tre visible.

Il apparaîtra à l'évidence aux spécialistes de la technique que de nombreuses modifications peuvent être apportées dans les détails décrits ci-dessus de la forme de réalisation préférée de la présente invention, sans pour

autant sortir du cadre de cette dernière.

Claims (10)

REVENDICATIONS lo Système d'affichage en couleurs à séquence de trames, caractérisé en ce qu'il comporte: une source de lumière ( 22) qui émet des rayons de lumière possédant une pluralité de longueurs d'ondes, un système de polarisation de la lumière ( 14, 16, 18) incluant un filtre polariseur ( 14, 16) sélectif du point de vue des couleurs et un filtre polariseur linéai- re ( 18) en communication optique avec la source de lumière, le filtre polariseur sélectif du point de vue des couleurs possédant des premier et second axesd'absorption orientés sensiblexent orthogonalement, la lumière polarisée linéairement d'une première couleur étant transmise suivant le premier axe d'absorption et la lumière polarisée linéairement possédant une seconde couleur étant transmise suivant le second axe d'absorption, un dispositif retardateur ( 12, 100) fournis- sant un retard optique variable et disposé entre le filtre polariseur ( 14, 16) sélectif du point de vue des couleurs et le filtre polariseur 'lnéaire ( 18), et des moyens de commutation ( 26) en communi- cation avec le dispositif retardateur ( 12) réalisant un retard optique variable, en vue de produire un premier et un second états de commutation, le premier état de commuta- tion fournissant un premier retard de la lumière traversant le dispositif à rétard variable de mraière à permettre la trans- mission de la lumière de l'une des première et seconde cou- leu r à travers le système polariseur, tandis que le second état de commutation fournit un second retard permettant la transmission de la lumière de l'autre couleur à travers le système polariseur.
1. 2 Système d'affichage en couleurs séquentiel selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre polariseur ( 14, 16) sensible aux couleurs inclut un premier et un second polariseurs linéaires pléochroiques, dont le premier ( 14) possède un axe d'absorption qui constitue le premier axe d'absorption du filtre polariseur sensible aux couleurs, et le second polariseur pléochroique ( 16) possède un axe d'absorption qui constitue le second axe

   d'absorption du filtre polariseur sensible aux couleurs.
2. 3 Système d'affichage en couleurs séquentiel selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lumière

   émise par la source de lumière ( 22) est modulée en synchro-

   nisme avec les moyens de commutation ( 26) de manière à pro-

   duire une image possédant un aspect polychrome.
3. 4 Système d'affichage selon la revendication

   1, caractérisé en ce que le dispositif retardateur ( 12) réa-

   lisant un retard optique variable comporte une cellule à

   cristal liquide ( 100) possédant un matériau de cristal liqui-

   de muni de directeurs d'alignement, et étant sensible à des champs électriques possédant des intensités différentes et introduits dans la cellule par lesdits premier et second états de commutation des moyens de commutation ( 26), le premier état de commutation fournissant un champ électrique

   d'une intensité supérieure provoquant l'alignement des direc-

   teurs essentiellement dans une disposition bout-à-bout sui-

   vant une direction parallèle aux lignes de flux du champ électrique et le second état de commutation produisant un champ électrique d'une intensité inférieure imposant aux directeurs de s'écarter de l'alignement bout-àbout pour prendre un alignement dans lequel une composante de chaque directeur faisant partie d'un nombre important de directeurs

   est projetée sur les surfaces ( 112, 112 ') de la cellule ( 100).
4. 5 Système d'affichage selon la revendication

   1, caractérisé en ce que le dispositif retardateur ( 12) réa-

   lisant un retard optique variable comporte une cellule à

   cristal liquide ( 100) possédant un mélange de matériaux de cris-

   taux liquidescomportant des directeurs d'alignement et pré-

   sentant une anisotropie diélectrique variable qui dépend de la fréquence, la cellule à cristal liquide étant sensible à

   des signaux possédant des fréquences différentes et appli-

   qués à la cellule au moyen des premier et second états de commutation des moyens de commutation ( 26), le premier état de commutation fournissant un signal de fréquence inférieure qui introduit un premier champ électrique alternatif dans la cellule de manière à provoquer l'alignement des directeurs

   suivant une direction parallèle aux lignes de flux du pre-

   mier champ électrique, et le second état de commutation

   fournissant un signal à fréquence supérieure qui introduit.

   un second champ électrique alternatif à l'intérieur de la cellule de manière à provoquer l'alignement des directeurs suivant une direction non parallèle aux lignes de flux du

   second champ électrique.
5. 6 Procédé d'utilisation d'une cellule à cristal liquide ( 100) en tant que dispositif

   retardateur ( 12) réalisant un retard variable et fonction-

   nant à une vitesse relativement élevée de manière à modifier

   le retaidde la lumière transmise à travers lui-même en pro-

   venance d'une source extérieure ( 22), la cellule à cristal liquide ( 100) comprenant un matériau de cristal liquide et qui possède des directeurs et qui est contenue entre deux structures d'électrodes optiquement transparentesopposées et distantes réciproquement ( 102, 104) dont chacune inclut une couche ( 110, 110 ') d'un matériau optiquement transparent et électriquement conducteur et la surface intérieure de

   chaque structure d'électrode ayant été conditionnée de maniè-

   re que les directeurs du matériau de cristal liquide en con-

   tact avec elle prennent une disposition sensible-

   ment uniformément alignée de manière à former des angles de

   polarisation inclinée () par rapport aux surfaces condi-

   tionnées, ces angles de polarisation inclinéedes directeurs en contact avec use surface conditionnée étant définis dans

   un sens de rotation opposé aux angles de polarisation incli-

   née des directeurs en contact avec l'autre surface condition-

   née, caractérisé en ce qu'il inclut les phases opératoires consistant à: appliquer un premier signal aux couches conductrices ( 110, 110 ') de la cellule ( 100) de manière à produire un champ électrique provoquant l'alignement d'au

   moins certains des directeurs ne touchant pas les surfa-

   ces, suivant une première configuration telle que la cellule produise un premier retard optique pour la lumière tombant sur l'une des surfaces des structures d'électrodes ( 102, 104),et appliquer un second signal aux couches conductrices ( 110, 110 ') de la cellule ( 100) de manière à modifier le champ électrique pour provoquer l'alignement d'au moins certains des directeurs ne touchant pas les surfaces, selon une seconde configuration, de manière à fournir pendant un intervalle de temps relativement bref, un second retard optique de la lumière tombant sur l'une des

   surfaces des structures d'électrodes ( 102, 104).
6. 7 Procédé d'utilisation d'une cellule à cristal liquide ( 100) en tant que dispositif retardateur ( 12) réalisant un retard variable et fonctionnant à une vitesse relativement élevée, afin de modifier le retard de la lumière

   transmise à travers elle en provenance d'une source ex-

   terne ( 22), la cellule à cristal liquide ( 100) comprenant un matériau de cristal liquide qui possède des directeurs et

   est logée entre deux structures d'électrodes ( 102, 104) op-

   tiquement transparentes, opposées et distantes réciproquement et dont chacune comporte une couche ( 110, 110 ') d'un matériau optiquement transparent et électriquement conducteur, tandis que la surface intérieure de chaque structure d'électrode a été conditionnée de manière que les directeurs du matériau de cristal liquide en contact avec elle prennent un alignement essentiellement uniforme de manière à former

   des angles de polarisation inclinés avec des surfaces condi-

   tionnées, les angles de polarisation incline (O) des direc-

   teurs en contact avec une surface conditionnée étant définis dans un sens de rotation opposé aux angles de polarisation inclinée des directeurs en contact avec l'autre surface conditionnée, caractérisé en ce qu'il comprend les phases opératoires consistant à:

   appliquer un premier signal aux couches con-

   ductrices ( 110, 110 ') de la cellule ( 100) de manière à pro-

   duire un champ électrique provoquant l'alignement d'un nom-

   bre important de directeurs ne touchant pas les surfaces,

   essentiellement bout-à-bout suivant une direction perpendi-

   culaire aux surfaces conditionnées de manière à provoquer, dans la cellule, un retard optiquessentiellement réduit de la lunière taiant sur l'une des surfacesde structure d'électrde ( 102, 104) et

   appliquer un second signal aux -ouches con-

   ductrices ( 110, 110 ') de la cellule ( 100) de manière à modi-

   fier le champ électrique afin qu'au moins certains des di-

   recteurs ne touchant pas les surfaces, à l'intérieur de la cellule, s'écartent de l'alignement bout-à-bout de manière à provoquer un retard optique de durée relativement courte essentiellement sur une alternance, de la lumière tombant sur l'une des surfaces des structures d'électrodes

   ( 102, 104).
7. 8 Procédé pour utiliser une cellule à cris-

   tal liquide ( 100) en tant que dispositif retardateur ( 12) réalisant un retard variable et fonctionnant à une vitesse

   relativement élevée, de manière à moduler la lumière trans-

   mise à travers la cellule en provenance d'une source externe ( 22), la cellule à cristal liquide comprenant un matériau de cristal liquide qui comporte des directeurs et est contenue entre deux structures d'électrode ( 102, 104) optiquement transparentes, opposées et distantes l'une de l'autre et dont

   chacune inclut une couche ( 110, 110 ') d'un matériau optique-

   ment transparent et électriquement conducteur, tandis que la surface intérieure de chaque structure d'électrode a été conditionnée de manière que les directeurs du matériau de

   cristal liquide en contact avec elle prennent un ali-

   gnement essentiellement uniforme de manière à former des angles de polarisation inclinés par rapport aux surfaces

   conditionnées, les angles de polarisation inclinée des direc-

   teurs en contact avec une surface conditionnée étant définis dans un sens de rotation opposé aux angles de polarisation

   inclinée des directeurs en contact avec l'autre surface con-

   ditionnée, caractérisé en ce qu'il inclut les phases consis-

   tant à: appliquer un premier signal aux couches conductrices ( 110, 110 ') de la cellule ( 100) de manière à produire un champ électrique destiné à provoquer l'alignement d'un nombre important des directeurs ne -touchant pas la surface, essentiellement selon une disposition bout-à-bout

   suivant une direction perpendiculaire aux surfaces condition-

   nées de manière à provoquer un retard optique nettement ré-

   duit dans la cellule, pour la lumière tombant sur l'une des surfaces d'électrodes, et

   appliquer un second signal aux couches con-

   ductrices ( 110, 110 ') de la cellule ( 100) de manière à modi-

   fier le champ électrique et à provoquer un réalignement en rotation des directeurs ne touchant pas la surface, de manière à produire un retard optique essentiellement sur une alternance pour la lumière tombant sur l'une des surfaces d'électrodes, le réalignement en rotation des directeurs qui ne touchent pas la surface, étant caractérisé en ce qu'une telle rotation provoque un écoulement unidirectionnel du matériau du cristal liquide à l'intérieur de la cellule

   de manière à supprimer l'instabilité du retard optique pen-

   dantle réalignement, afin de réduire le temps de réponse

   optique de la cellule.
8. 9 Dispositif retardateur ( 12) à cristal liquide réalisant un retard optique variable et possédant un temps de relaxation relativement bref, caractérisé en ce qu'il comporte une cellule à cristal liquide (< 10) qui

   contient un matériau de cristal liquide possédant des direc-

   teurs et contenu entre deux structures d'électrodes ( 102,

   104) optiquement transparentes, opposées et distantes réci-

   proquement, chaque structure d'électrode possédant une cou- che conductrice qui est appliquée sur elle et comportant une surface intérieure conditionnée de telle sorte que les directeurs du matériau de cristal liquide en contact avec cette surface prennent un alignement sensiblement uniforme de manière à former des angles de polarisation inclinée par

   rapport à la surface conditionnée, les angles de polarisa-

   tion inclinée des directeurs en contact avec la surface conditionnée d'une structure d'électrode étant définis dans

   un sens de rotation opposé aux angles de polarisation incli-

   née des directeurs en contact avec la surface conditionnée de l'autre structure d'électrode et des moyens'( 26) servant à appliquer un champ

   électrique à la cellule ( 100) de manière à provoquer l'ali-

   gnement d'un nombre important de directeurs ne -touchant pas les surfaces, suivant une disposition essentiellement bout-à-bout dans une direction perpendiculaire aux surfaces conditionnées de manière à produire, dans la cellule, un retard optique nçtablevent réduit de la lumière tombant sur l'une des surfaces des structures d'électrodes, et servant à modifier le champ électrique de manière qu'au moins certains des directeurs ne touchant pas la surface et situés à l'intérieur de la cellule, s'écartent de l'alignement bout-à-bout afin de produire un retard optique d'une durée relativement brève, essentiellement à une alternance, de la

   lumière tombant sur l'une des surfaces des structures d'é-

   lectrodes. Procédé de réalisation d'une cellule à cristal liquide ( 100) possédant un alignement non uniforme

   des directeurs et qui peut être utilisée en tant que dispo-

   sitif retardateur réalisant un retard variable de manière à réaliser, avec un temps de relaxation relativement court, la

   modulation de la lumière transmise à travers elle en prove-

   nance d'une source extérieure ( 22), caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer une couche électrique conduc-

   trice à une surface de chacun des deux composants diélectri-

   ques optiquement transparents de manière à former un couple

   de structures d'électrodes transparentes ( 102 104).

   conditionner une surface de chacune des deux structures d'électrodes de manière que les directeurs d'un matériau de cristal liquide placé sur elles s'alignent suivant une direction prédéterminée, positionner chaque structure d'électrode ( 102, 104) du couple d'électrodes de manière que les surfaces

   conditionnées de ces structuies d'électrodes soient réciproque-

   ment distantes en étant disposées en vis-à-vis, introduire un matériau de cristal liquide ( 106)entre les structures d'électrodes de manière à former une cellule anisotrope ( 100), orienter les structures d'électrodes ( 102, 104) de manière que les directeurs du matériau du cristal liquide en contact avec les surfaces conditionnées s'alignent d'une manière essentiellement uniforme afin de former des angles de polarisation inclinée par rapport aux surfaces

   conditionnées, les angles de polarisation inclinée des direc-

   teurs en contact avec une surface conditionnée étant définis selon un sens de rotation opposé aux angles de polarisation

   inclinée des directeurs en contact avec l'autre surface con-

   dionnée, et appliquer alternativement à la cellule

   ( 100) un premier signal servant à produire un champ électri-

   que destiné à provoquer l'alignement d'un nombre important

   de directeurs ne touchant pas les surfaces, dans une po-

   sition essentiellement bout-à-bout suivant une direction per-

   pendiculaire aux surfaces conditionnées de manière à provo-

   quer, dans la cellule, un retard optique essentiellement réduit de la lumière tombant sur l'une des surfaces des

   structures d'électrodes, et un second signal servant à mo-

   difier le champ électrique de manière à obliger au moins certains des directeurs ne touchant pas les surfaces, de s'écarter, à l'intérieur de la cellule, de l'alignement bout à-bout de manière à produire un retard optique d'une durée relativement brève, essentiellement duefalternance,

   de la lumière tombant sur l'une des surfaces desdites struc-

   tures d'électrodes ( 102, 104).
9. 11 Procédé selon la revendication 10, carac-

   térisé en ce qu'il inclut en outre la phase opératoired'in-

   troduction d'un matériau de cristal liquide ( 106) possédant

   une épaisseur variable dans la cellule ( 100), afin de pro-

   duire un retard essentiellement d'une alternancepour uelumiè-

   re possédant une longueur d'onde variable.
10. 12 Commutateur de couleurs fonctionnant à

    grande vitesse, qui reçoit une lumière possédant une plura-

    lité de longueurs d'ondes et émise par une source de lumière ( 22), caractérisé en ce qu'il comporte:

    des premier et second dispositifs polari-

    seurs de lumière ( 14, 16, 18) en communication optique avec la source de lumière, le premier dispositif polariseur de lumière ( 14, 16) incluant un filtre polariseur sélectif du point de vue des couleurs,

    un dispositif retardateur ( 12, 100) produi-

    sant un retard optique variable et disposé entre les premier et second dispositifs polariseurs de lumière, et

    des moyens de commutation ( 26) en communi-

    cation avec le dispositif retardateur réalisant un retard optique variable, en vue de produire d'une manière pouvant être sélectionnée,àux rétards différents pour la transmission d'un signal de sortie de lumière possédant l'une de deux couleurs, l'un des deux retards étant sensiblement un

    retard nul pour la lumière contenant toutes les couleurs.