FR2914439A1 - Dispositif d'affichage a cristal liquide de type nematique optimisant l'etat passant et procede d'optimisation de ce dispositif - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de visualisation à cristal liquide nématique comprenant au moins un polariseur neutre (4a) possédant une transmission sensiblement équivalente pour toutes les longueurs d'onde du spectre visible et ce quelle que soit la polarisation incidente de la lumière. Selon l'invention, un polariseur coloré (5) possédant une transmission variable en fonction des longueurs d'onde du spectre visible et en fonction de la direction de polarisation de la lumière est associé audit polariseur neutre (4a) et la direction de son axe passant par rapport à la direction de l'axe passant: du polariseur neutre (4a) est orientée de façon à ajuster la colorimétrie et/ou la brillance de l'état passant du dispositif d'affichage.

Description

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne le domaine des

dispositifs d'affichage à cristal liquide et plus particulièrement la configuration optique d'un afficheur nématique bistable fonctionnant selon un mode optique qui optimise l'état passant de cet afficheur (état dit blanc ), mais elle concerne de façon générale tous les types d'afficheurs à cristaux liquides. La présente invention s'applique en particulier aux afficheurs de type réflectif. Cependant, elle n'est pas limitée strictement à cette application. L'invention concerne en effet également les afficheurs de type transflectif ou transmissifs. BUT DE L'INVENTION Un but général de la présente invention est de perfectionner l'état blanc d'un dispositif d'affichage, soit plus précisément en mode réflectif ou transflectif d'obtenir une réflectance (ou brillance) de l'état blanc de bonne qualité en termes de luminance et de colorimétrie sur tout l'angle de vue. ETAT DE LA TECHNIQUE Afficheur à cristal liquide bistable commutant entre deux textures différant par une torsion de 180 Le type d'afficheur à cristal liquide bistable considéré est un afficheur qui commute entre deux textures, stables sans champ électrique appliqué (d'où sa bistabilité), différent entre elles d'un angle de 180 . Pour l'une des textures, l'angle d)u entre les directeurs des molécules de cristal liquide sur les deux surfaces de la cellule est de l'ordre de 0 à 20 . Les molécules restent presque parallèles entre elles, et nous appellerons cette texture U. La seconde texture T présente un angle de torsion 1)T (I)u 180 (l'égalité n'est pas stricte à cause de phénomène de glissement des molécules sur la couche d'alignement). Les molécules effectuent, dans la texture T, une rotation d'environ 180 (à 20 ) entre les deux surfaces de la cellule. Du fait des forces élastiques et de glissement s'appliquant sur les molécules, la torsion des deux textures U et T diffère de 150 à 180 en valeur absolue. Les molécules de cristal liquides sont alignées sur chaque surface de la cellule à l'aide d'une couche d'alignement, l'alignement étant effectué classiquement par brossage de ces couches. Le cristal liquide nématique est chiralisé de façon à présenter un pas spontané proche de quatre fois l'épaisseur d de la cellule, pour égaliser les énergies des deux textures. Le rapport entre l'épaisseur d et le pas spontané po, soit d/po, est donc environ égal à 0.25+/- 0.05.

Sans champ électrique, les textures U et T sont les états des molécules de cristal liquide d'énergie minimale. A ce jour deux afficheurs utilisant ce principe ont été décrits. Le document [1] décrit un afficheur qui réalise une commutation entre les deux textures U et T en appliquant une impulsion de champ électrique de forme précise. Cet afficheur est basé sur une cassure de l'ancrage zénithal de la molécule de cristal liquide sur une des couches d'alignement (documents [2] et [3]). La molécule de cristal liquide est levée par le champ électrique avant de retomber d'un côté ou de l'autre suivant la forme de l'impulsion électrique appliquée, permettant ainsi l'obtention des deux textures U et T. Dans ce cas, la structure des électrodes nécessaires à l'application du champ est standard, identique à celle utilisée pour les afficheurs cristaux liquides de type TN ou STN. Cet e afficheur est dénommé généralement BiNem. Le document [4] décrit un afficheur qui utilise également une cassure d'ancrage et un type particulier d'électrodes (dénommé "comb shaped electrodes"), permettant d'obtenir une composante du champ électrique latérale, c'est à dire parallèle au substrat. La commutation entre les deux textures est effectuée dans ce cas par un effet qualifié par l'auteur de cassure de l'ancrage azimutal (document [5]).

La méthode de commutation n'est pas essentielle pour la présente invention. En effet quelque soit le mode de commutation (cassure d'ancrage zénithal ou azimutal), les textures des molécules de cristal liquide sont les mêmes, la commutation s'opérant entre deux textures tordues, l'une faiblement tordue d'angle (1)u, nommée U, et l'autre fortement tordue d'angle 4T (i)u 180 nommée T. Et le comportement optique de l'afficheur dépend uniquement des textures des molécules de cristal liquide. L'image est révélée à l'aide d'un (mode un polariseur et un réflecteur) ou de deux polariseurs situés de chaque côté de la couche de cristal liquide, qui, suivant l'angle que fait leur axe passant par rapport au directeur des molécules de cristal liquide sur les couches d'alignement, vont affecter à chacune des textures U et T soit l'état passant (ou blanc) soit l'état bloquant (ou noir). Les polariseurs utilisés et vendus dans le commerce sont des polariseurs dits neutres, c'est-à-dire qu'ils transmettent ou bloquent la polarisation de la lumière de manière sensiblement équivalente sur l'ensemble du spectre visible et ce quelque soit la direction de polarisation de la lumière incidente. La figure 1 donne la transmission spectrale d'un tel polariseur, théorique (calculée par simulation) et mesurée, pour une lumière incidente dont l'axe de polarisation est a) parallèle à l'axe passant du polariseur, b) parallèle à l'axe absorbant du polariseur et c) pour une lumière non polarisée (c'est-à-dire polarisée en moyenne pour moitié selon l'axe passant et pour moitié selon l'axe perpendiculaire à l'axe passant appelé axe absorbant). On constate que la transmission est plate pour la transmission selon l'axe passant, et plate avec une légère fuite dans le bleu pour la transmission (très faible) selon l'axe absorbant.

Modes optiques de tels afficheurs Les principaux modes optiques d'un afficheur LCD sont le mode réflectif, qui utilise un réflecteur du côté opposé au côté de l'observateur et la lumière ambiante comme source d'éclairage et le mode transmissif qui utilise un éclairage situé à l'arrière, du côté opposé au côté de l'observateur. L'optimisation de l'état blanc ou passant concerne à la fois la colorimétrie et la luminance. Cette luminance s'exprime sous la forme d'une transmission élevée en mode transmissif, et d'une réflectance (ou brillance) élevée en mode réflectif, cette réflectance correspondant en un aller-retour de la lumière au travers de la cellule. Dans le cas réflectif, ce qui est recherché est l'obtention d'un afficheur qui ressemble le plus à de l'encre noire sur du papier blanc.

Le mode transflectif est un mode mixte dans lequel l'afficheur est partiellement réflectif et partiellement transmissif donc lorsqu'il fonctionne sur le mode réflectif, il utilise l'éclairage ambiant, et lorsqu'il fonctionne sur le mode transmissif, il est éclairé par l'arrière. Il existe deux types de mode réflectif ayant été appliqué à l'afficheur bistable utilisant les textures U et T définies précédemment : - un mode qui utilise deux polariseurs et un réflecteur. Ce réflecteur est généralement diffusant. L'un des polariseurs est placé du côté de l'observateur et est de type transmissif. Le second polariseur dit polariseur arrière ainsi que le réflecteur sont au contraire placés sur l'arrière de l'afficheur, à l'opposé de l'observateur par rapport à la couche de cristal liquide. Le polariseur arrière et le réflecteur peuvent être confondus en un même composant, réalisant à la fois la fonction polarisante et la fonction réflectrice, on parle alors de polariseur réflectif. La fonction polarisante et la fonction réflectrice peuvent également être séparées, le polariseur arrière de type transmissif et le réflecteur étant accolés l'un à l'autre.. Habituellement le composant polariseur/réflecteur est à l'extérieur de la cellule, ce qui crée une image parasite supplémentaire (effet également appelé parallaxe) décalée de deux fois la distance entre le miroir et la cellule. L'optimisation optique de ce mode en termes d'angles des polariseurs entre eux est décrite dans le document [12]. Pour supprimer cette image parasite, il faut intégrer à l'intérieur de la cellule le composant polariseur/réflecteur. Cependant cette intégration est difficile à l'échelle industrielle à ce jour. Ce mode utilise un retard de cellule (le retard étant défini comme étant le produit entre l'épaisseur de la cellule cristal liquide d et la modulation d'indice du cristal liquide utilisé dans l'afficheur On) du même ordre de grandeur qu'un afficheur fonctionnant selon un mode transmissif, compris entre X/3 et U2, ? étant une longueur d'onde du spectre visible, préférentiellement autour de 250 nm +/- 70 nm. - un mode utilisant un polariseur unique (de type transmissif) côté observateur et un réflecteur placé sur l'arrière de la cellule. L'avantage de ce mode est que l'on peut intégrer le réflecteur à l'intérieur de la cellule. Dans ce cas les deux images coïncident, il n'y a plus d'image parasite. Par exemple les documents [4], [6] et [7] calculent des modes optimaux pour un polariseur d'entrée linéaire. Le document [8] étudie ce mode réflectif en utilisant un polariseur d'entrée de type circulaire. Ce mode utilise typiquement un retard de cellule An.d de l'ordre de V4 préférentiellement 140nm +/- 60 nm. Le mode transmissif appliqué à l'afficheur bistable utilisant les textures U et T définies précédemment a été étudié et optimisé dans le document [13]. Deux polariseurs de type transmissifs sont situés de part et d'autre de la couche de cristal liquide. Il utilise typiquement un retard de cellule An.d compris entre ?/3 et ?/2, préférentiellement autour de 250 nm +/nm. De plus, de récentes technologies de polariseurs (document [9]) permettent de réaliser des polariseurs à l'intérieur de la cellule (de type transmissifs ou réflectifs), ce qui permettrait de supprimer l'effet de parallaxe de du mode réflectif à deux polariseurs, au prix bien entendu d'une modification de la technologie de fabrication de la cellule. La figure 2 décrit la structure d'un afficheur bistable utilisant les deux textures U et T tel que décrit précédemment. La couche de cristal liquide (XL) est située entre deux substrats transparents SUa et SUb, par exemple en verre ou constitués d'un matériau flexible, sur lesquels sont déposées des électrodes ELa et ELb pour appliquer le champ électrique, classiquement en ITO, et des couches d'alignement ALa et ALb pour aligner les molécules de cristal liquide. Cet ensemble est appelé cellule cristal liquide. Le polariseur POa situé du côté de l'observateur (9) est de type transmissif et neutre, et dans ce schéma non limitatif le polariseur arrière neutre POb est situé à l'extérieur du substrat arrière. Il peut être de type réflectif, transflectif ou transmissif.

Le repère (x, y, z) choisi est tel que z est perpendiculaire à la surface des substrats et x parallèle à la direction de brossage de la couche d'alignement ALb. Selon le mode optique avec un polariseur unique, le polariseur arrière n'existe pas, et seul un réflecteur neutre et préférentiellement diffusant figure à l'arrière de la cellule (à l'extérieur ou à l'intérieur de la cellule, et dans ce dernier cas il peut être confondu avec l'électrode ELb). Le document [10] décrit les grandes lignes d'un mode réflectif à deux polariseurs sans préciser la configuration exacte et le mode de 10 calcul d'une telle configuration. Le document [11] décrit une amélioration de la colorimétrie du blanc par l'utilisation d'un film absorbant dans la région vert/jaune dont le spectre est donné sur la figure 2 de ce document. On constate sur cette figure qu'il s'agit d'un film purement absorbant sans autre fonction 15 optique. La cellule possède un état blanc légèrement verdâtre. Le film absorbe une quantité appropriée de lumière dans cette gamme de longueur d'onde et un état blanc colorimétriquement plus neutre est obtenu. Le film a un spectre d'absorption fixé et donc affecte de manière déterminée la transmission T(X) de l'état passant de la cellule (en mode 20 réflectif c'est le carré de cette transmission qui affecte la lumière provenant de l'éclairage ambiant et arrivant vers l'observateur après un aller retour au travers de la cellule). Si la transmission spectrale de l'afficheur T(~,) est modifiée, le film absorbant décrit dans le document [11], dont le spectre d'absorption est optimisé pour une certaine 25 transmission T1(k), ne sera pas nécessairement optimisé pour une autre transmission T2(2) de l'afficheur. Les paramètres qui influent notablement sur la transmission spectrale T(~,) de la cellule sont principalement mais non limitativement le retard An.d de la cellule, qui peut être modifié par le fabricant d'afficheur lors d'un changement dans 30 le procédé de fabrication par exemple, et les valeurs des twists (bu et 4T des deux textures. Mais un changement du type d'ITO de la cellule ou l'utilisation pour la réalisation de l'afficheur de différents polariseurs neutre ayant des caractéristiques optiques légèrement différentes par exemple est également susceptible d'influer sur la transmission de l'afficheur dans l'état passant et donc sur la couleur résultante de cet état. Pour pouvoir garder un état blanc correctement compensé pour T2(X), il faudra fabriquer un autre film au spectre adapté à cette nouvelle transmission. Il est important de noter que l'oeil est particulièrement sensible à la teinte colorimétrique dans le blanc, et peut percevoir une très légère tendance colorimétrique (ou teinte) au voisinage du blanc neutre parfait. Couleur de l'afficheur BiNem standard La transmission d'une cellule cristal liquide bistable utilisant les textures U et T, ainsi que la colorimétrie de son état passant, peut être calculée pour différentes valeurs de retards An.d et de twist (1)u et 4)T. En mode réflectif, la brillance est égale à la transmission de la cellule après un aller-retour au travers de la cellule cristal liquide.

En mode réflectif à un seul polariseur, l'angle de ce polariseur et éventuellement l'adjonction d'un film biréfringent permet d'optimiser les performances optiques de l'afficheur [documents 14 et 15]. Pour le mode à deux polariseurs, à chaque valeur de retard de cellule correspond une configuration optimale des angles OR et Oobs correspondant respectivement à l'axe passant du polariseur arrière et du polariseur avant côté observateur de la cellule, ces polariseurs étant neutres [documents 12 et 13]. En mode réflectif par exemple, le compromis optimal vise à maximiser la brillance de la cellule, mais la teinte de l'état passant est alors vert ou jaune. Le tableau 1 reprend certains exemples de configurations (dl, d2, d3 et d4) données dans le document [12]. La brillance et les coordonnées colorimétriques de l'état passant ou blanc sont calculées et la figure 3 illustre la position des points calorimétriques correspondants dans le triangle chromatique (u',v') schématisé sur la figure 4 où les références R, B, V, J et W représentent respectivement les zones rouge, bleue, verte, jaune et blanche du triangle des couleurs.

An.d 4u ( ) 4T(~) OR ( ) Dobs( ) B (u',v') (nm) Cas dl 230 0 -180 38 52 0.37 (0.1938, 0.4794) Cas d2 230 -10 -170 35 51.5 0.38 (0.1926, 0.4769) Cas d3 275 0 -180 36 55 0.36 (0.1959, 0.4878) Cas d4 275 -10 -170 35 59 0.37 (0.1923, 0.4832) Tableau 1

Les calculs ont été effectué à partir d'un éclairage initial correspondant à l'illuminant neutre normalisé D65. On remarque sur la figure 4 qu'un point au nord-ouest correspond à une teinte verdâtre, un point vers le nord à une teinte vert/jaune, un point à l'ouest à une teinte bleu-vert, un point sud-ouest à un point bleuâtre. On montre sur la figure 3 que les cas dl, d2 et d4 ont un état passant verdâtre et le cas d3 un état passant plutôt vert/jaune.

La présente invention a pour objectif l'optimisation colorimétrique de l'état passant (ou état blanc) d'un afficheur fonctionnant en mode réflectif, transflectif ou transmissif, cette optimisation s'effectuant à l'aide d'un composant supplémentaire. L'invention est applicable à tout type de dispositif d'affichage à cristal liquide. Elle est applicable avantageusement mais non exclusivement aux dispositifs présentant deux états stables en l'absence d'application d'une tension de commande.

RESUME DE L'INVENTION L'invention concerne donc un dispositif de visualisation à cristal liquide nématique comprenant: - une couche de cristal liquide comprise entre un premier et un deuxième substrat, - au moins un polariseur neutre possédant une transmission sensiblement équivalente pour toutes les longueurs d'onde du spectre visible, et ce quelle que soit la polarisation incidente de la lumière, et étant associé à l'un des substrats c'est-à-dire situé du même côté que ledit substrat par rapport à la couche de cristal liquide, Selon l'invention, ce dispositif de visualisation comporte un polariseur coloré possédant une transmission variable en fonction des longueurs d'onde du spectre visible et en fonction de la direction de polarisation de la lumière, ledit polariseur coloré étant associé audit polariseur neutre c'est-à-dire situé du même côté que ledit polariseur neutre par rapport à la couche de cristal liquide et la direction de son axe passant par rapport à la direction de l'axe passant du polariseur neutre étant orientée de façon à ajuster la colorimétrie et/ou la brillance de l'état passant du dispositif d'affichage. Avantageusement, la direction de l'axe passant du polariseur coloré par rapport à la direction de l'axe passant du polariseur neutre est choisie de façon que son angle avec la direction de l'axe passant du polariseur neutre soit inférieur à plus ou moins 25 degrés. Selon une forme de réalisation, la direction de l'axe passant du polariseur coloré peut être sensiblement parallèle à la direction de l'axe passant du polariseur neutre, c'est-à-dire que la direction de l'axe passant du polariseur coloré par rapport à la direction de l'axe passant du polariseur neutre est choisie de façon que son angle avec la direction de l'axe passant du polariseur neutre soit inférieur à plus ou moins 5 degrés. Selon une forme de réalisation de l'invention, ledit premier substrat est destiné à être situé du côté d'un observateur et porte un premier polariseur neutre transmissif qui possède une transmission sensiblement équivalente pour toutes les longueurs d'onde du spectre visible et quelle que soit la polarisation incidente de la lumière. Le deuxième substrat est destiné à être situé du côté opposé à l'observateur par rapport à la couche de cristal liquide et porte sur l'une de ses faces: - soit un polariseur neutre réflectif, - soit un deuxième polariseur neutre transmissif et un 5 réflecteur neutre, - soit un deuxième polariseur neutre transmissif, ledit polariseur coloré étant associé: - soit au premier polariseur neutre, - soit au polariseur neutre réflectif, 10 - soit au deuxième polariseur neutre. Selon une autre forme de réalisation, ledit premier substrat est destiné à être situé du côté d'un observateur et port:e un premier polariseur neutre transmissif qui possède une transmission sensiblement équivalente pour toutes les longueurs d'onde du spectre visible et quelle 15 que soit la polarisation incidente de la lumière. Le deuxième substrat est destiné à être situé du côté opposé à l'observateur par rapport à la couche de cristal liquide et porte un réflecteur neutre sur l'une de ses faces. Ledit polariseur coloré est associé au premier polariseur neutre transmissif. 20 Selon une variante de réalisation de l'invention, le polariseur coloré est situé entre un polariseur neutre et le substrat auquel est associé ce polariseur neutre. Selon une autre variante de réalisation de I"invention, un polariseur neutre est situé entre le polariseur coloré et le substrat 25 auquel est associé ledit polariseur neutre. Dans une forme d'application avantageuse de l'invention, le dispositif de visualisation comporte deux états stables sans champ électrique appliqué au dispositif. Dans une telle forme d'application, les deux états stables sans 30 champ électrique correspondent à deux textures tordues du cristal liquide, dont la torsion diffère de 150 à 180 en valeur absolue. Avantageusement, dans une telle forme d'application, dans le cas où ledit premier substrat destiné à être situé du côté d'un observateur porte ledit premier polariseur neutre transmissif et en ce que le deuxième substrat porte ledit deuxième polariseur neutre ou ledit polariseur neutre réflectif, le retard optique du dispositif de visualisation est compris entre 180 et 320 nanomètres.

Dans le cas où ledit premier substrat (3a) destiné à être situé du côté d'un observateur (9) porte ledit premier polariseur neutre transmissif (4a) et en ce que le deuxième substrat (3b) porte un réflecteur neutre (7) sur l'une de ses faces, le retard optique du dispositif de visualisation peut être avantageusement compris entre 80 et 200 nanomètres. L'invention est également applicable à un dispositif comportant une matrice de filtres colorés. L'invention concerne également un procédé d'optimisation de la colorimétrie de l'état passant d'au moins un dispositif d'affichage à cristal liquide nématique comportant une couche de cristal liquide comprise entre un premier et un deuxième substrat, au moins un polariseur neutre possédant une transmission sensiblement équivalente pour toutes les longueurs d'onde du spectre visible et ce quelle que soit la polarisation incidente de la lumière étant associé à l'un des substrats.

Le procédé selon l'invention comporte les étapes suivantes: a) on associe audit polariseur neutre, un polariseur coloré possédant une transmission variable en fonction des longueurs d'onde du spectre visible et en fonction de la direction de polarisation de la lumière, b) on oriente la direction de l'axe passant du polariseur coloré par rapport à la direction de l'axe passant du polariseur neutre de façon à ajuster la colorimétrie et/ ou la brillance de l'état passant du dispositif d'affichage. Avantageusement, lors de la deuxième étape (b), on détermine, pour plusieurs orientations de la direction de l'axe passant du polariseur coloré par rapport à la direction de l'axe passant du polariseur neutre, la couleur et la brillance de la lumière issue de l'état passant du dispositif d'affichage, puis on choisit une orientation de l'axe passant du polariseur coloré par rapport à la direction de l'axe passant du polariseur neutre qui permet d'obtenir une brillance déterminée et/ou une couleur de la lumière déterminée. L'invention prévoit également que pour optimiser l'état passant de plusieurs dispositifs d'affichage, on réalise les étapes suivantes: a) pour chaque dispositif d'affichage parmi un nombre déterminé de dispositifs d'affichage, on détermine les différentes positions du blanc pour différentes orientations de la direction de l'axe passant du polariseur coloré par rapport à la direction de l'axe passant du polariseur neutre, b) à partir de ces différentes mesures, on choisit l'orientation de la direction de l'axe passant du polariseur coloré par rapport à la direction de l'axe passant du polariseur neutre qui fournit pour ces différents dispositifs d'affichage une brillance et/ou une colorimétrie la plus proche du blanc désiré. Avantageusement, la direction de l'axe passant du polariseur coloré par rapport à la direction de l'axe passant du polariseur neutre est choisie de façon que son angle avec la direction de l'axe passant du polariseur neutre soit inférieure à plus ou moins 25 degrés.

Il est également possible de prévoir que la direction de l'axe passant du polariseur coloré est sensiblement parallèle à la direction de l'axe passant du polariseur neutre. Le procédé de l'invention est applicable à un dispositif de visualisation qui présente deux états stables sans champ électrique.

Préférentiellement, ces deux états stables sans champ électrique correspondent à deux textures tordues du cristal liquide, dont la torsion diffère de 150 à 180 en valeur absolue; Le procédé de l'invention est également applicable à un dispositif de visualisation dans lequel ledit premier substrat est destiné à être situé du côté d'un observateur et porte un premier polariseur neutre transmissif, et dans lequel le deuxième substrat est destiné à être situé du côté opposé à l'observateur par rapport à la couche de cristal liquide et porte sur l'une de ses faces: soit un polariseur neutre réflectif, soit un deuxième polariseur neutre transmissif et un réflecteur neutre, soit un deuxième polariseur neutre transmissif, ledit polariseur coloré peut être alors associé: - soit au premier polariseur neutre, soit au polariseur neutre réflectif, - soit au deuxième polariseur neutre. Selon une autre forme de réalisation , le procédé de l'invention est applicable à un dispositif de visualisation dans lequel ledit premier substrat est destiné à être situé du côté d'un observateur et porte un premier polariseur neutre transmissif, le deuxième substrat est destiné à être situé du côté opposé à l'observateur par rapport à la couche de cristal liquide et porte un réflecteur neutre: -soit sur sa face située du même côté que la couche de cristal liquide par rapport au deuxième substrat, - soit sur sa face située du côté opposé à la couche de cristal liquide par rapport au deuxième substrat, ledit polariseur coloré étant associé au premier polariseur neutre 20 transmissif. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non 25 limitatifs, et qui représentent: - la figure 1, des courbes de transmission (décrites précédemment) d'un polariseur neutre pour différentes polarisations de la lumière, - la figure 2, une cellule à cristaux liquides bistable selon l'état de 30 l'art décrite précédemment. - la figure 3, les positions colorimétriques de la couleur de l'état passant de quatre dispositifs de visualisation, -la figure 4, un triangle de couleurs (u',v') connu dans la technique, la figure 5, des courbes de transmission d'un polariseur coloré pour différentes polarisations de la lumière, - la figure 6, des courbes de brillances de quatre dispositifs de visualisation selon l'invention en fonction de la différence d'angle entre la direction du polariseur neutre et la direction du polariseur coloré, - la figure 7, des courbes qui illustrent le procédé selon l'invention, en montrant l'évolution des coordonnées colorimétriques de quatre dispositifs selon l'invention en fonction de la différence d'angle entre la direction du polariseur neutre et la direction du polariseur coloré - la figure 8, l'orientation de l'axe passant d'un polariseur 15 coloré par rapport à deux polariseurs neutres d'un dispositif de visualisation selon l'invention - la figure 9, un exemple de réalisation d'un dispositif de visualisation selon l'invention, - la figure 10, une courbe de brillance en fonction de la 20 différence d'angle entre la direction du polariseur neutre et la direction du polariseur coloré d'un dispositif de visualisation selon l'invention, - la figure 11, des positions de la colorimétrie de l'état passant d'un dispositif de visualisation en fonction de la différence 25 d'angle entre la direction du polariseur neutre et la direction du polariseur coloré -les figures 12 à 14, différentes variantes de réalisations du dispositif de visualisation selon l'invention, - la figure 15, des courbes de variation de la colorimétrie relatives 30 au dispositif de la figure 14, -la figure 16, une courbe de variation de la brillance relative au dispositif de la figure 14, - les figures 17 et 18, des variantes de réalisation d'un dispositif selon l'invention fonctionnant en réflexion etne comportant qu'un seul 5 polariseur neutre - la figure 19, une courbe de variation de la colorimétrie d'un dispositif tel que celui de la figure 17, - les figures 20 et 21, des variantes de réalisation d'un dispositif selon l'invention fonctionnant en transmission, 10 - la figure 22, une application de l'invention à un dispositif de visualisation couleur. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION L'objet de l'invention est de prévoir, dans un dispositif de visualisation à cristal liquide, un polariseur possédant pour une direction 15 de polarisation de la lumière déterminée une transmission variable en fonction des longueurs d'onde du spectre visible et en fonction de la direction de la polarisation de la lumière incidente. Ce type de polariseur est appelé couramment polariseur non neutre ou polariseur coloré. L'objet de l'invention est également d'orienter de façon adaptée 20 au dispositif de visualisation, l'orientation de ce polariseur coloré par rapport à l'orientation d'un polariseur neutre du dispositif de visualisation. Dans la description qui va suivre, on appelle composant "neutre", un composant qui a sensiblement le même comportement pour 25 l'ensemble des longueurs d'onde du spectre visible. C'est ainsi qu'un polariseur neutre possède une transmission sensiblement équivalente pour toutes les longueurs d'onde (par exemple moins que 10% à 15 de variation sur le spectre visible 450nm à 650 nm), et ce quelque soit la direction de polarisation de la lumière incidente (figure 1). 30 De plus, on désigne par "réflecteur neutre", un réflecteur ne présentant pas de fonction polarisante et réfléchissant de manière équivalente la lumière quelque soit sa longueur d'onde (par exemple moins que 10% à 15% de variation sur le spectre visible 450nm à 650 nm). Polariseurs colorés (non neutresl Il existe plusieurs types de polariseurs colorés utilisés typiquement en combinaison avec des afficheurs à cristal liquide de type STN (Super Twisted Nematic en terminologie anglo-saxonne), non bistables, qui ont un état sans tension dit au repos ( off ) possédant un twist compris entre 160 et 360 et un état sous tension ( on ) où les molécules de cristal liquides sont alignées avec le champ appliqué perpendiculairement au substrat. Ces polariseurs sont utilisés par exemple pour convertir le mode standard jaune ( yellow mode ) de l'afficheur STN dans le mode argenté ( silver mode ). Dans le mode jaune utilisant des polariseurs neutres, l'état, sans tension ( off state ) correspondant à l'état passant apparaît jaune car les parties rouges et bleues du spectre sont polarisées selon l'axe absorbant du polariseur neutre et donc fortement absorbées, alors que la partie vert/jaune du spectre est polarisée perpendiculairement à l'axe absorbant et est donc transmise. Lorsque le polariseur neutre est remplacé par un polariseur coloré, il y a très peu d'absorption dans les parties rouge et bleue du spectre et donc le bleu, le vert et le rouge sont transmis, donnant un état passant ( off state ) blanc . L'état sous tension ( On state ) du mode jaune du STN apparaît noir (état bloquant) car toutes les composantes spectrales sont absorbées. Le remplacement du polariseur neutre par le polariseur coloré donne une teinte pourpre à l'état on ou état bloquant. Le mode silver correspond donc à des caractères pourpres sur fond blanc, tandis que le mode jaune correspond à des caractères noirs sur fond jaune L'utilisation de polariseurs colorés dans des afficheurs STN est par exemple décrite dans les documents [16] et [17]. [)ans tous ces exemples, l'afficheur comprend deux polariseurs, un de chaque côté de la couche de cristal liquide. Dans ces dispositifs, un des polariseurs neutres est remplacé par un polariseur coloré.

Le mode utilisant un polariseur coloré est actuellement utilisé dans les afficheurs STN de faible coût, car pour les autres, il existe une autre manière d'obtenir un afficheur STN à fond blanc, avec cette fois ci des caractères noirs et non plus pourpres. Cette méthode consiste en l'adjonction d'un film biréfringent entre les deux polariseurs neutres de l'afficheur STN, qui agit directement sur l'état de polarisation de la lumière sans rien absorber. Ces afficheurs sont prénommés FSTN comme Film compensated STN . Le polariseur coloré a été abandonné au profit de l'utilisation d'un film biréfringent.

Un exemple du comportement d'un de ces polariseurs coloré est donné figure 5. Sur cette figure est tracée la transmission spectrale d'un tel polariseur. En traits pointillés, on a représenté la transmission théorique (calculée par simulation) et en traits continus on a représenté la transmission mesurée (en trait plein).

La courbe a) représente la transmission à travers un polariseur coloré pour une lumière incidente dont l'axe de polarisation est parallèle à l'axe passant du polariseur. La courbe b) représente la transmission pour une lumière incidente dont l'axe de polarisation est perpendiculaire à l'axe passant 20 c'est-à-dire parallèle à l'axe absorbant du polariseur. La courbe c) représente la transmission pour une lumière non polarisée (c'est-à-dire polarisée en moyenne pour moitié selon l'axe passant et pour moitié selon l'axe perpendiculaire à l'axe passant appelé axe absorbant). 25 On remarque que pour une lumière polarisée parallèlement à l'axe passant (courbe a), le polariseur est presque neutre et possède une très légère absorption dans une partie du spectre visible. Par contre lorsque la polarisation de la lumière est perpendiculaire à l'axe passant, le polariseur absorbe toute la lumière dans la zone vert/jaune et transmet 30 le reste du spectre visible (courbe b). Pour des angles de polarisation de la lumière intermédiaires entre axe passant et axe absorbant (par exemple courbe c), l'absorption est donc variable en fonction de la longueur d'onde et est de plus en plus importante au fur et à mesure que l'angle de la polarisation de la lumière s'éloigne de l'axe passant. Ce type de polariseur peut donc être utilisé comme un absorbant optiquement actif dont l'absorption varie à la fois en fonction de la longueur d'onde et en fonction de la polarisation de la lumière incidente.

Utilisation d'un polariseur coloré selon l'invention L'invention prévoit une configuration optique de l'afficheur combinant l'architecture optique classique avec un polariseur coloré dont on utilise la propriété d'absorption variable en fonction de la longueur d'onde et en fonction de la direction de polarisation de la lumière incidente. Le polariseur coloré est intégré dans l'empilement optique de l'afficheur. Selon l'invention, on prévoit donc, non pas de remplacer un polariseur neutre d'un afficheur à cristal liquide par un polariseur coloré, mais d'associer un polariseur coloré à l'un des polariseurs neutres du dispositif. La figure 9 représente un exemple de réalisation du dispositif de visualisation selon l'invention. Ce dispositif comporte une couche de cristal liquide 1 qui est enserrée entre deux substrats 3a et 3b. De manière connue dans la technique, les lames de substrats 3a et 3b portent des couches d'alignement 2a et 2b sur leur face en contact avec le cristal liquide. De part et d'autre des substrats sont prévus des polariseurs neutres 4a et 4b. Le polariseur neutre 4a situé du côté de l'observateur 9 est un polariseur neutre transmissif. Le polariseur neutre 4b situé du côté opposé à l'observateur 9 par rapport au cristal liquide est, à titre d'exemple sur la figure 9, un polariseur neutre de type réflectif. Enfin, l'exemple de réalisation du dispositif de visualisation selon l'invention de la figure 9, possède un polariseur coloré 5 qui est situé entre le polariseur neutre 4a et la lame de substrat 3a. Selon l'invention, on prévoit également d'orienter le polariseur coloré 5 par rapport au polariseur neutre 4a auquel il est associé. Selon l'invention, on fait varier l'angle de l'axe passant du polariseur coloré 5 par rapport à l'angle de l'axe passant du polariseur neutre 4a, jusqu'à l'obtention du meilleur compromis du couple (brillance, colorimétrie) de l'état passant. En effet, l'absorption du polariseur coloré étant fonction de la polarisation incidente, faire varier l'angle de son axe passant par rapport à l'angle de l'axe passant du polariseur neutre 4a va permettre de régler la quantité de lumière absorbée en fonction de la longueur d'onde par le polariseur coloré, et ainsi d'obtenir une colorimétrie de l'état passant ajustable, que l'on va rendre aussi proche que possible d'un blanc de référence. Il ne faut cependant pas trop éloigner l'un de l'autre les deux axes passants, car alors la brillance de l'état passant diminue de manière trop importante.

Les figures 6 et 7 correspondent à des simulations illustrant cette méthode d'optimisation. Ces simulations ont porté sur quatre dispositifs de visualisation tels que les dispositifs dl à d4 dont les caractéristiques sont décrites dans le tableau 1 précédent. Pour réaliser ces simulations, ces dispositifs de visualisation ont été équipés d'un polariseur coloré 5 comme cela est représenté dans le dispositif de la figure 9. La figure 8 représente les orientations des axes passants des polariseurs 4a, 4b et 5 les uns par rapport aux autres. La flèche X4a représente l'orientation de l'axe passant du polariseur 4a. La flèche X4b représente l'orientation de l'axe passant du polariseur 4b et la flèche X5 représente l'orientation de l'axe passant du polariseur coloré 5. L'axe passant du polariseur 4a fait un angle 0obs avec l'axe de référence x. L'axe passant du polariseur 4b fait un angle de OR avec l'axe x. L'axe passant du polariseur coloré fait un angle Ocol avec l'axe x. Selon l'invention, dans le dispositif de la figure 9 on fait varier l'orientation de l'axe passant du polariseur 5 par rapport à l'axe passant du polariseur 4a. On fait donc varier la différence A0 = Oobs - Ocol. Pour les quatre cas correspondants aux quatre dispositifs de visualisation auxquels on a combiné un polariseur coloré 5 selon l'invention, on détermine l'évolution de la brillance en fonction de la différence d'angle 40 = Oobs - Ocol. La figure 6 illustre, pour chacun de ces cas, les variations de brillances pour 40 = +15 , +10 , +5 , 0 , -5 , -10 , -15 . Les courbes bl à b4 représentent les variations de brillance respectivement pour les dispositifs dl à d4. Le meilleur résultat en terme de brillance est obtenu lorsque les deux axes passants du polariseur neutre 4a et du polariseur coloré 5 sont strictement parallèles, et cela pour les quatre dispositifs, mais alors la colorimétrie n'est pas optimisée. La brillance est donc très proche de sa valeur maximum lorsque la direction de l'axe passant du polariseur coloré est sensiblement parallèle à la direction de l'axe passant du polariseur neutre, soit pour Ae s 5 en valeur absolue. La figure 7 décrit la variation de la couleur de l'état passant dans l'espace (u', v') en fonction de oO pour les 4 cas étudiés auxquels on a combiné un polariseur coloré selon l'invention. Sur la figure 7, les points référencés dl à d4 représentent les points colorimétriques de l'état passant des quatre dispositifs de visualisation dl à d4 décrits précédemment en l'absence de polariseur coloré 5.

Lorsqu'on intègre un polariseur coloré dans chacun des quatre dispositifs et qu'on modifie l'orientation de l'axe passant du polariseur coloré 5 par rapport au polariseur neutre 4a, on obtient, à l'état passant, pour chaque dispositif, une variation de la couleur en fonction de l'angle formé par les axes passants du polariseur neutre 4a et du polariseur coloré 5. Les courbes cl à c4 représentent ces variations respectivement pour les quatre dispositifs dl à d4. On remarque que l'adjonction d'un polariseur coloré dont l'axe passant est parallèle à celui du polariseur neutre 4a permet d'améliorer sensiblement la colorimétrie de l'état passant: sur la figure 7, les points correspondants à AO = 0 , pour les quatre cas, se rapprochent de l'éclairage blanc situé au point D65 par rapport aux points correspondant à l'afficheur sans polariseur coloré. Les déplacements des points colorimétriques de l'état passant se déplacent comme indiqués par les flèches.

De plus il est possible en orientant le polariseur coloré 5 par rapport au polariseur neutre 4a d'améliorer encore la colorimétrie du blanc de ces dispositifs de visualisation. La colorimétrie du blanc de certains dispositifs peut quasiment atteindre la position du point blanc D65, ce qui est le cas, par exemple pour le dispositif d4 avec une orientation du polariseur coloré de 40 = 15 . Cependant, il convient de déterminer une orientation acceptable pour un ensemble de dispositifs de visualisation. Sur la figure 7, on voit que pour l'ensemble des quatre dispositifs dl à d4, en décalant l'orientation Ocol de l'axe passant du polariseur coloré par rapport à l'orientation Oobs de l'axe passant du polariseur neutre d'un écart A0 de 5 à 10 en valeur absolue, on obtient une colorimétrie globalement améliorée pour les quatre cas par rapport à la solution oO = 0 .

Avantageusement, A0 ne dépassera pas environ 25 en valeur absolue pour ne pas perdre trop de brillance et avantageusement AO sera inférieur à 20 en valeur absolue. Le choix de la valeur A0 permet donc une latitude d'optimisation. Un autre avantage de l'invention est qu'avec le même composant tel que par exemple celui décrit figure 9, il est possible d'adapter la colorimétrie d'afficheurs possédant des retards et des valeurs de twist différentes. On voit en effet sur la figure 7 qu'avec le même polariseur coloré, on peut obtenir pour les quatre cas une colorimétrie de l'état passant améliorée avec une latitude de choix de la teinte en jouant sur A0. Les exemples de configurations donnés précédemment correspondent à une optimisation du mode réflectif, dont un exemple d'empilement non limitatif est donné figure 12. Une expérimentation a été effectuée, à titre d'exemple, en réalisant un afficheur de type BiNem comportant un empilement tel que décrit figure 9 et possédant un retard de 240 nm, avec (I)U = - 8 et dT.= - 172 . Les angles de la configuration optique sont Oobs = 35 et OR = 50 . Dans cette configuration initiale une brillance de 41 ki est mesurée. La figure 10 montre les points correspondants à la brillance obtenue avec l'adjonction du polariseur coloré, avec @col = 45 , 50 et 55 soit 00 = 0 , -5 et +5 . On constate que lorsque le polariseur coloré est parallèle au polariseur neutre 4a, on obtient une brillance de 34 %, qui diminue très légèrement à 32 % pour une variation A0 de 5 .

La figure 11 illustre la couleur mesurée des différents états passants précités. Le point el illustre la colorimétrie à l'état passant, du dispositif en l'absence de polariseur coloré. La courbe ce illustre la variation de la colorimétrie, à l'état passant du même dispositif équipé d'un polariseur neutre pour différentes orientations du polariseur coloré par rapport au polariseur neutre. Les points correspondants aux configurations avec polariseur coloré sont plus proches du D65 et un décalage de -5 permet de réduire encore la distance et de changer la teinte de bleu/vert pour se rapprocher du blanc. Ces résultats expérimentaux sont en accord avec les simulations effectuées. Dans l'exemple non limitatif, représenté en figure 9, le polariseur coloré 5 est situé sous le polariseur neutre 4a côté observateur, mais il peut aussi bien être intégré à un autre endroit de l'empilement optique de l'afficheur.

On notera que, pour simplifier la description, les différents éléments des dispositifs de visualisation des figures 9 et 12 à 16 qui remplissent les mêmes fonctions et de manière identique que les éléments du dispositif de la figure 9 portent autant que possible les mêmes références que dans la figure 9 Sur la figure 12, le polariseur coloré 5 est situé au dessous du polariseur neutre transmissif 4a côté observateur 9. Le polariseur 4b est de type réflectif. L'invention prévoit également que le polariseur coloré peut être situé du côté opposé à l'observateur par rapport au cristal liquide 1.

Les figures 13 et 14 représentent des structures dans lesquelles le polariseur coloré 5 est situé du côté opposé à l'observateur par rapport au cristal liquide. C'est ainsi que la figure 13 représente une structure dans laquelle le polariseur coloré 5 est situé entre le polariseur neutre réflectif 4b et le substrat 3b pour le dispositif utilisant un polariseur du côté opposé à l'observateur. Sur la figure 14 le dispositif comporte du côte opposé au cristal liquide par rapport à l'observateur, un polariseur neutre transmissif 6b et un réflecteur neutre 7.. Préférentiellement le polariseur coloré 5 est situé entre le polariseur neutre 6b et le substrat 3b mais il pourrait être situé entre le polariseur neutre 6b et le réflecteur neutre 7. Sur la figure 15 est représenté la variation du point colorimétrique de l'état passant en fonction de DO du dispositif dl décrit précédemment et intégrant l'invention telle que schématisée figure 14, avec le polariseur côté opposé à l'observateur. Cette variation est décrite par la courbe p'1. A titre de comparaison la variation décrite par la courbe p1, correspond au polariseur coloré côté observateur tel que cela est prévu dans le dispositif de la figure 9. La figure 16 représente la variation de brillance en fonction de A@ pour ce même dispositif de la figure 14. On remarque qu'une optimisation du couple (brillance, colorimétrie) est également possible comme décrit précédemment. Pour l'ensemble des dispositifs selon l'invention utilisant les textures U et T stables sans champ appliqué et comportant un polariseur neutre de part et d'autre de la couche de cristal liquide, le retard optique de la cellule est préférentiellement de 250 nm +/- 70 nm. Il peut également n'y avoir aucun polariseur à l'arrière de la cellule (mode à un polariseur unique), mais seulement un réflecteur neutre 7 qui peut être positionnée soit entre le substrat et la couche de cristal liquide (figure 17), soit du côté opposé au cristal liquide par rapport au substrat (figure 18). Dans ce cas également, on peut utiliser un polariseur coloré associé au polariseur neutre unique du dispositif et orienté selon la méthode de l'invention décrite précédemment pour améliorer la colorimétrie et la brillance de l'état passant. La figure 19 illustre la variation de la colorimétrie, à l'état passant, d'un tel dispositif en fonction de l'orientation du polariseur coloré par rapport au polariseur neutre. Ce dispositif désigné d5 sur la figure 19 a les caractéristiques suivantes : An.d = 160 nm, 4u = 0 , (I)r= 180 , Oobs= 45 La variation du point colorimétrique correspondant à l'état passant est décrit par la courbe c5. On constate donc sur cette courbe qu'une optimisation de la colorimétrie selon l'invention est possible. Pour les dispositifs selon l'invention utilisant les textures U et T stables sans champ appliqué et comportant un unique polariseur neutre du côté de l'observateur et un miroir du côté opposé, le retard optique de la cellule est préférentiellement de 140 nm +/- 60 nm. Le polariseur neutre situé du côté opposé à l'observateur par rapport à la couche de cristal liquide peut être un polariseur de type réflectif, transflectif mais il peut être également de type transmissif. Pour le mode transmissif, on partira d'une configuration telle que décrite par exemple dans le document [13] et on cherchera le polariseur coloré du commerce le mieux adapté en terme d'absorption. On intégrera ensuite le polariseur coloré dans l'empilement optique de l'afficheur comme décrit précédemment. Puis en appliquant la méthode décrite ci-dessous on cherchera le meilleur compromis (brillance, colorimétrie). Les figures 20 et 21 représentent des variantes de dispositifs de visualisation selon l'invention fonctionnant en transmission. Dans ces variantes de réalisation, le polariseur coloré 5 est associé à un polariseur neutre transmissif. A titre d'exemple, sur la figure 20, le polariseur 5 est situé entre le polariseur neutre transmissif 6b et le substrat 3b. Sur la figure 21, le polariseur coloré 5 est situé entre le polariseur neutre 4a (également transmissif) et le substrat 3a.

La valeur intrinsèque de l'état bloquant, c'est à dire le contraste, qui est un paramètre important en mode transmissif est déterminé par le couple polariseur neutre 4a / polariseur neutre 4b. Le polariseur coloré 5 a essentiellement une influence sur la colorimétrie de l'état passant et la transmission intrinsèque de la cellule cristal liquide.

Bien que l'invention a été particulièrement étudiée dans son application aux dispositifs d'affichage à cristaux liquides de type bistable, elle s'applique à tout type de dispositif d'affichage à cristaux liquides.

L'invention s'applique également à un dispositif de visualisation couleur. La figure 22 représente un exemple de réalisation d'un tel dispositif fonctionnant en réflexion. Une matrice de filtres colorés bleus verts et rouges est située à titre d'exemple sur la face du substrat 3b, elle peut également être située sur la face du substrat 3a. A titre d'exemple, le polariseur coloré 5 est situé sur le polariseur neutre 4a comme dans le dispositif de la figure 9, mais il pourrait: être situé en d'autres emplacement comme cela a été décrit précédemment. Le polariseur coloré est préférentiellement: mais non limitativement accolé au polariseur neutre auquel il est associé. On peut également ajouté à l'empilement optique selon l'invention un ou plusieurs films biréfringents de compensation optque, ces films étant intégrés à l'empilement optique de la même manière que les autres composants optiques.

REFERENCES Document [1] : brevet US6327017 Document [2] : "Fast bistable nematic display using monostable 20 surface anchoring witching" Proceeding SID 1997, p 41-44 Document [3] : "recents improvements of bistable nematic displays switched by anchoring breaking" SPIE vol.3015 (1997), p61-69 Document [4] : brevet US 2003/0076455 Document [5] : "Dynamic flow, broken surface anchoring, and 25 switching bistability in three-terminal twisted nematic liquid crystal displays" Journal of Applied Physics, vol 90, n 6, p 3121-3123 (2001) Document [6] : brevet US 6831716 Document [7] : "optical optimisation of surface cont:rolled bistable twisted nematic liquid crystal displays" Proceeding SID 2000, p 241-243 30 Document [8] : brevet US 6795146 Document [9] : "Thin Crystal film polarizers and retarders", Proc of SPIE vol 4658, p 79-90, 2002 Document [10] : "reflective bistable nematic displays (BiNem ) fabricated by standard manufacturing equipment", Journal of the SID 11/1, 2003, 217-224 Document [11] "Latest Developments in BiNem LCDs" Proc. SID 2005, p 1766-1769 Document [12] WO2005/054940 Document [13] WO2005/054941 Document [14] US 6795146 Document [15] US 6831716 Document [16] US 4759612 Document [17] US 4859037

Claims (21)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de visualisation à cristal liquide nématique comprenant une couche de cristal liquide (1) comprise entre un premier et un deuxième substrat (3a, 3b), au moins un polariseur neutre (4a, 4b, 6b) possédant une transmission sensiblement équivalente pour toutes les longueurs d'onde du spectre visible et quelle que soit la polarisation incidente de la lumière, étant associé à l'un des substrats c'est-à-dire situé du même côté que ledit substrat par rapport à la couche de cristal liquide, caractérisé en ce qu'il comporte un polariseur coloré (5) possédant une transmission variable en fonction des longueurs d'onde du spectre visible et en fonction de la direction de polarisation de la lumière, ledit polariseur coloré (5) étant associé audit polariseur neutre (4a, 4b, 6b) c'est-à-dire situé du même côté que ledit polariseur neutre par rapport à la couche de cristal liquide et la direction de son axe passant par rapport à la direction de l'axe passant du polariseur neutre (4a, 4b, 6b) étant orientée de façon à ajuster la colorimétrie et/ou la brillance de l'état passant du dispositif d'affichage.

2. Dispositif de visualisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la direction de l'axe passant du polariseur coloré (5) par rapport à la direction de l'axe passant du polariseur neutre (4a, 4b, 6b) est choisie de façon que son angle avec la direction de l'axe passant du polariseur neutre soit inférieur à plus ou moins 25 degrés.

3. Dispositif de visualisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la direction de l'axe passant du polariseur coloré (5) est sensiblement parallèle à la direction de l'axe passant du polariseur neutre (4a, 4b, 6b).

4. Dispositif de visualisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit premier substrat (3a) étant destiné à être situé du côté d'un observateur (9) et portant un premier polariseur neutre transmissif (4a) qui possède une transmission sensiblement équivalente pour toutes les longueurs d'onde du spectre visible et quelle que soit la polarisation incidente de la lumière, le deuxième substrat (3b) étant destiné à être situé du côté opposé à l'observateur (9) par rapport à la couche de cristal liquide (1) et portant sur l'une de ses faces: - soit un polariseur neutre réflectif (4b), - soit un deuxième polariseur neutre transmissif (6b) et un réflecteur neutre (7), - soit un deuxième polariseur neutre transmissif (6b), ledit polariseur coloré (5) étant associé: - soit au premier polariseur neutre (4a), - soit au polariseur neutre réflectif (4b), - soit au deuxième polariseur neutre (6b).

5. Dispositif de visualisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit premier substrat (3a) étant destiné à être situé du côté d'un observateur (9) et portant un premier polariseur neutre transmissif (4a) qui possède une transmission sensiblement équivalente pour toutes les longueurs d'onde du spectre visible et quelle que soit la polarisation incidente de la lumière, le deuxième substrat (3b) étant destiné à être situé du côté opposé à l'observateur (9) par rapport à la couche de cristal liquide (1) et portant un réflecteur neutre (7) sur l'une de ses faces, ledit polariseur coloré (5) étant associé au premier polariseur neutre transmissif (4a).

6. Dispositif de visualisation selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le polariseur coloré (5) est situé entre un polariseur neutre et le substrat auquel est associé ce polariseur neutre.

7. Dispositif de visualisation selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que un polariseur neutre est situé entre le polariseur coloré (5) et le substrat auquel est associé ledit polariseur neutre.

8. Dispositif de visualisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte deux états stables sans champ électrique.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les deux états stables sans champ électrique correspondent à deux textures tordues du cristal liquide, dont la torsion diffère de 150 à 180 en valeur absolue.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que dans le cas où ledit premier substrat (3a) destiné à être situé du côté d'un observateur (9) porte ledit premier polariseur neutre transmissif (4a) et en ce que le deuxième substrat (3b) porte ledit deuxième polariseur neutre (6b) ou ledit polariseur neutre réflectif (4b), le retard optique du dispositif de visualisation est compris entre 180 et 320 nanomètres.

11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que dans le cas où ledit premier substrat (3a) destiné à être situé du côté d'un observateur (9) porte ledit premier polariseur neutre transmissif (4a) et en ce que le deuxième substrat (3b) porte un réflecteur neutre (7) sur l'une de ses faces, le retard optique du dispositif de visualisation est compris entre 80 et 200 nanomètres.

12. Dispositif de visualisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une matrice de filtres colorés.

13. Procédé d'optimisation de la colorimétrie de l'état passant d'au moins un dispositif d'affichage à cristal liquide nématique comportant une couche de cristal liquide (1) comprise entre un premier et un deuxième substrat (3a, 3b), au moins un polariseur neutre (4a, 4b, 6b) possédant une transmission sensiblement équivalente pour toutes les longueurs d'onde du spectre visible et quelle que soit la polarisation incidente de la lumière étant associé à l'un des substrats, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: a) on associe audit polariseur neutre (4a, 4b, 6b), un polariseur coloré (5) possédant une transmission variable en fonction des longueurs d'onde du spectre visible et en fonction de la direction de polarisation de la lumière, b) on oriente la direction de l'axe passant (X5) du polariseur coloré (5) par rapport à la direction de l'axe passant (X4a) du polariseur neutre (4a, 4b, 6b) de façon à ajuster la colorimétrie et / ou la brillance de l'état passant du dispositif d'affichage.

14. Procédé d'optimisation selon la revendication 13, caractérisé en ce que lors de la deuxième étape (b), on détermine, pour plusieurs orientations de la direction de l'axe passant (X5) du polariseur coloré (5) par rapport à la direction de l'axe passant (X4a) du polariseur neutre (4a, 4b, 6b), la couleur et la brillance de la lumière issue de l'état passant du dispositif d'affichage, puis on choisit une orientation de l'axe passant du polariseur coloré (5) par rapport à la direction de l'axe passant du polariseur neutre (4a, 4b, 6b) qui permet d'obtenir une brillance déterminée et/ou une couleur de la lumière déterminée.

15. Procédé d'optimisation selon la revendication 14, caractérisé en ce que pour optimiser l'état passant de plusieurs dispositifs d'affichage, on réalise les étapes suivantes: a) pour chaque dispositif d'affichage parmi un nombre déterminé de dispositifs d'affichage, on détermine la couleur et la brillance de l'état passant pour différentes orientations de la direction de l'axe passant du polariseur coloré (5) par rapport à la direction de l'axe passant du polariseur neutre (4a, 4b, 6b), b) à partir de ces différents résultats, on choisit l'orientation de la direction de l'axe passant du polariseur coloré (5) par rapport à la direction de l'axe passant du polariseur neutre (4a, 4b, 6b) qui fournit pour ces différents dispositifs d'affichage une brillance déterminée et/ou une colorimétrie la plus proche du blanc désiré.

16. Procédé d'optimisation selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que la direction de l'axe passant du polariseur coloré (5) par rapport à la direction de l'axe passant du polariseur neutre (4a, 4b, 6b) est choisie de façon que son angle avec la direction de l'axe passant du polariseur neutre soit inférieure à plus ou moins 25 degrés.

17. Procédé d'optimisation selon la revendication 16, caractérisé en ce que la direction de l'axe passant du polariseur coloré (5) est sensiblement parallèle à la direction de l'axe passant du polariseur neutre (4a, 4b, 6b).

18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 17, caractérisé en ce que le dispositif de visualisation présente deux états stables sans champ électrique.

19. Procédé selon la revendication 18 caractérisé en ce que les deux états stables sans champ électrique correspondent à deux textures tordues du cristal liquide, dont la torsion diffère de 150 à 180 en valeur absolue;

20. Application du procédé d'optimisation selon l'une quelconque des revendications 13 à 19 à un dispositif de visualisation, caractérisé en ce que ledit premier substrat (3a) étant destiné à être situé du côté d'un observateur et portant un premier polariseur neutre transmissif (4a), le deuxième substrat (3b) étant destiné à être situé du côté opposé à l'observateur par rapport à la couche de cristal liquide (1) et portant sur l'une de ses faces: - soit un polariseur neutre réflectif (4b), - soit un deuxième polariseur neutre transmissif (6b) et un réflecteur neutre (7), - soit un deuxième polariseur neutre transmissif (6b), ledit polariseur coloré (5) étant associé: - soit au premier polariseur neutre (4a), - soit au polariseur neutre réflectif (4b), - soit au deuxième polariseur neutre (6b)

21. Application du procédé d'optimisation selon l'une quelconque des revendications 13 à 19 à un dispositif de visualisation, caractérisé en ce que ledit premier substrat (3a) étant destiné à être situé du côté d'un observateur et portant un premier polariseur neutre transmissif (4a), le deuxième substrat (3b) étant destiné à être situé du côté opposé à l'observateur par rapport à la couche de cristal liquide (1) et portant un réflecteur neutre (7): - soit sur sa face située du même côté que la couche de cristal liquide (1) par rapport au deuxième substrat (3b), soit sur sa face située du côté opposé à la couche de cristal liquide (1) par rapport au deuxième substrat (3b), ledit polariseur coloré étant associé au premier polariseur neutre transmissif (4a).