WO1997007427A2 - Procede de commande d'une cellule a cristal liquide et dispositif - Google Patents

Procede de commande d'une cellule a cristal liquide et dispositif Download PDF

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WO1997007427A2
WO1997007427A2 PCT/FR1996/001153 FR9601153W WO9707427A2 WO 1997007427 A2 WO1997007427 A2 WO 1997007427A2 FR 9601153 W FR9601153 W FR 9601153W WO 9707427 A2 WO9707427 A2 WO 9707427A2
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PCT/FR1996/001153
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François Parmentier
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Parmentier Francois
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/141—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent using ferroelectric liquid crystals

Definitions

  • the present invention relates to a method for switching a liquid crystal cell, a device for implementing the method, a screen incorporating such a device and a spatial frequency modulator.
  • the smectic liquid crystal cell C is of the chiral type and it has a planar anchoring in book page or Bookshelf geometry. It is arranged in a housing having two planar walls, the planar anchor being aligned with the walls. To carry out the switching, an electric field of normal orientation is applied to said walls, so that the ferroelectric polarization of the cell is reversed.
  • the inventor firstly sought, under these conditions, to increase the speed of addressing of the cells.
  • the process of the state of the art succinctly recalled above consumes significant energy.
  • a screen made up of smectic crystal cells is actually a capacitor, the two sides of the screen being generally conductive, while the intermediate part of the screen is generally made up of a dielectric. If the number of cells is large, to obtain for the reasons specified a good gray level definition, it is necessary to address each of these cells at very high frequency, and this with significant energy levels. Under these conditions, the screen is subjected to significant heating.
  • the inventor sought to reduce the energy consumption, in particular at high frequency, for liquid crystal screens, in particular those made from chiral C smectic crystal cells.
  • the present invention achieves these objectives because it targets, in a first of its aspects, a method for switching a liquid crystal cell, characterized in that it comprises at least the following sequence of operations:
  • said first conditions intended to generate said unstable equilibrium are created by imposing a strong electric field.
  • Said second conditions can be created either by an electric field, or by any other means, such as for example a magnetic field.
  • the present invention achieves the aforementioned objectives because it aims at a method of switching a chiral smectic C liquid crystal cell having a planar anchoring in book page or Bookshelf geometry aligned by the walls, characterized in that that it includes at least the following sequence of operations:
  • An electric field E N is imposed comprising at least one component of orientation normal to the anchoring faces and of direction chosen as a function of the desired final orientation of the ferroelectricity of the smectic layer.
  • the present invention achieves its objectives:
  • one of said stable positions of the layers prevents the transmission of light while the other allows the transmission of light
  • the invention allows, with an extremely short addressing time, and significantly shorter than that of the state of the art, to switch the cell under consideration.
  • the screen comprises a plurality of cells arranged in row-column form.
  • a group of lines of the screen are polarized simultaneously to allow the generation of said first strong parallel electric field.
  • the cells are then depolarized line by line while simultaneously with the depolarization of a line, a next line is polarized. It will be observed at this stage on the one hand, that this polarization - depolarization sweep is done at a very low frequency (for example 24 Hz in the hypothesis of a video at 24 frames per second), while, on the other hand On the other hand, it is the strong electric field which is the main consumer of energy (but it is a low frequency energy).
  • a second strong electric field is imposed in the opposite direction to the first strong electric field immediately following the interruption of said first strong electric field.
  • this strong electric field is of short duration, so as to allow a rotation of ⁇ / 2 of the liquid crystal molecules on the smectic cone.
  • said first strong electric field is applied at 45 degrees from the direction normal to the smectic planes.
  • a layer of chiral smectic crystal C will be used in a bistable cell in a configuration stabilized by very thin surfaces, or ultrathin, so as to allow alignment perfectly orthogonal to the walls of the cell of smectic plans without chevron structure formation, following the device described and patented by Messrs. Clark and Lagerwall (year of deposit: 1,980).
  • said layer is physically divided into independent domains limited by walls of a secondary material.
  • the independent domains are rectangular in shape. They can also be square.
  • these material divisions will be produced by photoengraving of a layer of photosensitive secondary material of desired thickness and equal to that of the cell, deposited on one of the faces thereof.
  • the respective directions of the smectic layers and the directions of the sides of the domains are oriented so that the two orientation states of ferroelectricity are of equivalent energy.
  • the normal to the smectic layers will be oriented parallel to a direction inclined at 45 ° to one side of said domains.
  • the cells will be limited by identical materials having, vis-à-vis said liquid crystal constituting the electrooptic layer, identical anchoring conditions.
  • the present invention also relates to a device for the implementation of the processes succinctly recalled above as well as to the variants set out.
  • the device and the method allow the implementation of display screens, each pixel of which consists of a light cell according to the invention, the light cells being capable of being of a size comparable to that of the wavelength of the light emitted by them, and having excellent switching qualities, which is very favorable when scanning the various light cells in order to switch the required cells.
  • a display device comprising at least one liquid crystal cell, characterized in that it comprises:
  • switching means adapted to interrupt said conditions, - And means adapted to create second conditions called “switching" causing from the unstable equilibrium position, the tilting of each cell to one, chosen, of the two stable equilibrium positions.
  • the present invention also achieves its objectives since it aims in another of its aspects a device comprising at least one chiral smectic C liquid crystal cell having a planar anchoring in book page or Bookshelf geometry aligned by the walls of said cell, characterized in that it includes:
  • the device comprises a plurality of cells as well as addressing means adapted to allow the individual application to each of the cells of said strong electric fields and of normal orientation.
  • the device comprises a plurality of cells, characterized in that each of these cells is separated from its neighbors by walls made of dielectric material.
  • FIGS 1 A and 1 B schematically illustrate the operation of the method according to the invention.
  • FIG. 2 schematically represents, in plan view, the structure of an electrooptical layer of a device according to the invention.
  • FIG. 3 schematically represents, in section view, the structure of the layer illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a schematic plan and partial view of the device briefly illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a sectional view along the line V-V of FIG. 4,
  • FIG. 6 is a principle view illustrating the electronic means used in the preferred embodiment of the present invention.
  • FIGS. 7a and 7b schematically illustrate the operation of a preferred screen mode according to the invention.
  • Figure 8 illustrates an electrical switching signal
  • FIGS. 1 A and 1 B the various stages characterizing the process according to the invention are shown diagrammatically (the passage from one stage to another is symbolized by arrows in dashed lines).
  • FIG. 1A a layer of chiral smectic liquid crystal C 1 has been shown in a thin cell stabilized by the surfaces having an anchoring planar on one of the faces 2 and 3 of a cell with parallel faces, the layer having a uniform polarization directed from (2) to (3), in this example.
  • This cell is limited on one side and on the other by two support materials 4 and 5.
  • a strong electric field E p is applied parallel to the parallel faces 2 and 3 of the cell, field E p inducing the orientation of the permanent electric dipole of the liquid crystal molecules in a parallel direction, or offering maximum electrostatic coupling, with said field E p .
  • This field must be large enough to break the planar anchors of the liquid crystal layer.
  • this time is of the order of 1 to 50 ⁇ s.
  • permanent ferroelectricity of the layer is directed from face 3 towards face 2.
  • the crystal is configured in the stable state indicated under the reference C v II has been represented in this part of the figure, under the reference 30, the cone of smectic precession of the liquid crystal molecule, from which arises, in the figure, the arrow 31 symbolizing the direction of the permanent electric dipole.
  • This variant advantageously makes it possible to work in a wider range of orientation of the smectic layers.
  • it makes it possible to work with an angle between normal to the smectic layers and the direction of the field E p substantially different from 90 °.
  • this is the first mode of implementation described (absence of E pi field) or the second mode of implementation described (application of the E pi field) that the first strong electric field (and possibly the reverse field) can have a direction making an angle between 90 ° and 10 ° with respect to the normal to the plane of the smectic layers.
  • This wide variety of possible angles makes it possible to have simpler electrode geometries, taking into account the requirements linked to the use of such devices in total reflection.
  • the preferred orientation is 45 °.
  • FIG. 2 there is shown schematically, seen in plan, the division of the electrooptical layer 1 into domains 7 of square shape, limited by walls 6 of a secondary dielectric material. Areas 7 each have the size of an individually addressable pixel.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the electrooptical layer shown diagrammatically in FIG. 2.
  • each pixel by walls of a dielectric material advantageously makes it possible to impose fields of opposite direction, causing, for the pixels considered, different orientations of the molecules of the electrooptical layer. Indeed, if the neighboring pixels were not separated with walls such as the walls 6, it would be created between two pixels subjected to fields of opposite direction, an area having crystal defects, which would increase energy consumption. This aspect of the invention aims to overcome this difficulty.
  • references F and F 2 show the direction of friction or preferential alignment of the layer of anchoring material, limiting the electrooptical layer 1.
  • the invention is applied to a screen addressed in column line.
  • the electroptic layer 1 is sandwiched between the two layers of dielectric material 4 and 5, formed here by a polymer or a transparent mineral oxide, and forming a substrate on which the metal layers constituting the electrodes will be deposited. described below.
  • Each light point here consists of two pixels.
  • FIG 4 there is shown under the reference C a column, while under the reference L, there is shown a line. At the intersection of column C and line L there is a light point formed, in this example, by pixels 7a - 7b.
  • the problem posed is to obtain the lighting of the light point formed by the pixels 7a - 7b.
  • the means which will be described are arranged to apply the fields E p and E N when the time comes.
  • the lines are separated by electrodes 1 2 u 1 2 2 , 1 2 3 , ete ...
  • the electrodes 1 2 ,, 12 2 ete ... are produced by photoengraving of a metal layer deposited under vacuum on the support substrate 5. It will be observed that the resulting field lines are curved which does not in no way prevents an average field E p parallel to the faces of the substrate from existing.
  • the means for carrying out column addressing consist of: on the one hand, by a ground electrode 9, covering the entire surface of the substrate 4.
  • This electrode which is produced by the deposition of a metal layer on the substrate 4, is set to a predetermined potential, in this case 0 volts.
  • each of these electrodes is here constituted by a central core 14 1 f 14 2 , 14 3 , ete .. separating the pixels into groups of two. It can be seen, in FIG. 4, that the central core 14 2 allows the sharing of the pixels 7a - 7b.
  • Each of the electrodes 1 3,, 13 2 , 13 3 ete .. comprises on the other hand, a series of transverse webs 1 5. Each transverse web 1 5 ends with a point 50 making it possible to generate a strong electric field at its balance by tip effect.
  • the electrodes 1 3 ,, 13 2 , 1 3 3 , ete ... are also produced by photogravure of a metal layer deposited on the substrate 5 opposite the layer constituting the electrode 12 (see figure 5).
  • the addressing system then comprises a set of electronic means and interfaces making it possible to address the light points, in accordance with image data.
  • These means include ( Figure 6):
  • EL comprising in particular logic means (microprocessor, read-only memory, random access memory, etc.), programmed to control in particular the switching sequences described below,
  • a line voltage generator GTL making it possible to apply sequentially, to the control of the electronic circuit EL, the bias voltages E p required on the electrodes 1 2,, 1 2 2 , 1 2 3 , ete ... - a generator of column voltage GTC allowing to apply sequentially, between the ground electrode 9 and the electrode 1 3,, 1 3 2 , 13 3 required, a bias voltage E N.
  • FIG. 7A there is shown very schematically the series of electrodes 1 2,, 1 2 2 , ete ... and the electrodes in the form of a distribution shaft 13 ,, 1 3 2 , 13 3 ete ...
  • FIG. 7B there is shown, by way of explanatory example, with reference to lines 12, 12 2 summer ... the polarizations applied sequentially at times t 0 , t, and t 2 .
  • FIG. 7B the voltages applied successively to eight electrodes 1 2, - 1 2 8 are shown .
  • the first electrode 1 2, as well as the electrodes 1 2 7 and 1 2 8 are at zero potential, only the electrodes 1 2 2 - 1 2 6 being polarized alternately with negative and then positive voltages.
  • the line 1 2 2 is canceled, that is to say that it is set to the OV potential, while the line 1 2 7 is positively biased.
  • the third electrode 1 2 3 is depolarized, that is to say that it is set to zero potential, while the line 1 2 8 is negatively polarized. It is observed that thus five consecutive electrodes 1 2 n are at any time t positively or negatively polarized, and that these electrodes are shifted sequentially. In this preferred embodiment, which relates to a conventional video image, this offset is made at the frequency of 24 Hz.
  • FIG. 7A the fields applied due to the polarization of the electrodes 1 2 at t are shown. It is observed that four lines of light points (each consisting of two individual cells) are thus polarized so that a strong parallel electric field E p is generated inside the cells concerned, the molecular layers constituting the crystal, then taking the unstable position described above.
  • a positive bias is applied to the electrode 1 3 3 and a negative bias to the electrodes 13,, 13 2 , 13 4 .
  • a compensation signal is applied to all the columns equal to the inverse of the polarization signal sent at t 2 , this in order to compensate for the neighboring lines the effects of the normal field applied to the activated line (that is to say the one that has just been switched) to avoid drag effects.
  • the pulses respectively sent at t 2 and t 2 + dt are shown on the columns controlled by the electrodes 1 3 3 and 1 3 5 , the pulses sent on the other columns in this example being inverse.
  • the supports 40 and 41 ′ arranged on either side of the dielectric layers 4 and 5 here consist of a glass of refractive index 1, 7.
  • the dielectric layers 4 and 5 here consist of a polyimide layer with a refractive index of 1.7, or a mineral oxide with a high refractive index of 1.7, whose thickness is of the order of size of the large side of the domains 7, which have a dimension of 3 x 3.0 ⁇ m.
  • - layer 1 here consists of a chiral smectic liquid crystal having a precession angle of the smectic cone of 90 degrees and is divided into pixels or domains 7 with a side of 3 ⁇ m and a thickness of 0.5 micrometer, oriented layer so as to orient the smectic layers parallel to the median at domains 7.
  • the smectic layers are oriented parallel to one of the sides of the domains 7.
  • the conductive layer 9 consists of a transparent indium tin oxide (ITO).
  • the electrodes 1 2 ,, 1 2 2 , summer ..., 1 3,, 13 2 summer ... are made of aluminum deposited in a thin layer and photo-etched.
  • the weak electric field perpendicular to the anchoring faces E N is between 0.1 and 20 volts per micron.
  • the average orientation of the liquid crystal anchoring is obtained under the effect of the field E p alone, and no alignment treatment is carried out on the faces of the cell proper.
  • thermostation device constituted here by a heating resistor
  • the walls 6 for separating the domains 7 are made of polyimide by deposition on the support 5 followed by a photoetching, the layer 1 being poured into the housings thus formed.
  • Anchoring materials such as rubbed nylon, rubbed PVA, rubbed poiyimide with strong or very strong planar anchoring or evaporated SiO can be used for faces 2 and 3.
  • the cells 7 will be made with a thin or very thin thickness (for example from 0.1 to 1 ⁇ m) so that the length characterizing the strength of the anchoring, or characteristic length, on the walls 2 and 3 lateral of said layer is greater than said thickness of said cell.
  • the walls 2 and 3 can be non-parallel in at least one area and define a bevel or corner area in at least one area of the cell, this in order to obtain areas in the cell where the mechanical stresses are high and of this does switch quickly.
  • This device can in particular be used as an electro-optical switch in total reflection.
  • the TE polarized indicator light is in this case incident at 45 ° from the direction of alignment or average orientation of the lines of liquid crystal cells and it is incident (cf. FIGS. 1 A and 1 B).
  • Said system can function in particular as a spatial modulator of light in total reflection, for the creation of gray levels of a very

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Abstract

Procédé de commutation d'une cellule de cristal liquide smectique C chiral (1) présentant un ancrage planaire en géométrique page de livre ou Bookshelf alignée par les parois (2, 3), caractérisé en ce qu'il comprend au moins la succession d'opérations suivantes: l'on impose un premier champ électrique fort Ep substantiellement parallèle aux parois d'ancrage suivant une direction faisant un angle compris entre 90 degrés et 10 degrés par rapport à la normale au plan des couches smectiques; l'on interrompt ledit champ fort; l'on impose un champ électrique EN comportant au moins une composante d'orientation normale aux faces d'ancrage et de sens choisi en fonction de l'orientation finale souhaitée de la ferroélectricité de la couche smectique.

Description

PROCEDE DE COMMANDE D' UNE CELLULE A CRISTAL LIQUIDE ET DISPOSITIF
La présente invention concerne un procédé de commutation d'une cellule de cristal liquide, un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, un écran incorporant un tel dispositif et un modulateur spatial de fréquence.
Dans l'état de la technique, on connaît un procédé de commutation d'une cellule de cristal liquide smectique. Dans ce procédé, la cellule de cristal liquide smectique C est du type chiral et elle présente un ancrage planaire en géométrie page de livre ou Bookshelf. Elle est agencée dans un logement présentant deux parois planes, l'ancrage planaire étant aligné sur les parois. Pour procéder à la commutation, on applique un champ électrique d'orientation normal auxdites parois, de telle sorte que la polarisation ferroélectrique de la cellule est inversée.
Ce procédé connu présente pour premier inconvénient principal que dans certaines circonstances le temps de commutation des cellules n'est pas assez rapide. En effet, on sait que ces cellules fonctionnent, sur le plan de la lumière, en tout ou rien. Par conséquent, pour obtenir des nuances de gris, on est amené à multiplier les cellules. Or, si on multiplie les cellules, le temps d'adressage de celles-ci doit nécessairement être rapide, dès lors que l'on procède à un balayage classique en vue d'un affichage d'une image vidéo. Comme le temps d'adressage ne peut être réduit, cela signifie que pour maintenir les temps de balayage classiques, on est amené à diminuer le nombre de cellules, et par conséquent le nombre de niveaux de gris.
L'inventeur a tout d'abord cherché, dans ces conditions, à augmenter la vitesse d'adressage des cellules. En outre, l'inventeur a observé que le procédé de l'état de la technique succinctement rappelé ci-dessus consommait une énergie importante. Or, il est souhaitable de réduire cette consommation d'énergie notamment pour les raisons suivantes :
Un écran constitué avec des cellules de cristal smectique est en réalité un condensateur, les deux faces de l'écran étant globalement conductrices, tandis que la partie intermédiaire de l'écran est globalement constituée par un diélectrique. Si le nombre de cellules est important, pour obtenir pour les raisons précisées une bonne définition de niveau de gris, il faut adresser chacune de ces cellules à très haute fréquence, et cela avec des niveaux d'énergie importants. Dans ces conditions, l'écran est soumis à un important échauffement.
Aussi, l'inventeur a-t-il cherché à diminuer la consommation d'énergie notamment en haute fréquence pour des écrans à cristaux liquides, notamment ceux réalisés à base de cellules de cristal smectique C chiral.
La présente invention atteint ces objectifs car elle vise, dans un premier de ses aspects, un procédé de commutation d'une cellule de cristal liquide, caractérisé en ce qu'il comprend au moins la succession d'opérations suivantes :
- on créé des conditions d'équilibre instable des couches moléculaires constituant le cristal, la cellule étant alors susceptible de basculer, à partir de ladite position d'équilibre instable, vers l'une des deux positions stables d'énergie identique,
- on interrompt lesdites conditions,
- et on créé de secondes conditions dites de "commutation" provoquant à partir de la position d'équilibre instable, le basculement de chaque cellule vers l'une, choisie, des deux positions d'équilibre stable. Avantageusement, lesdites premières conditions destinées à générer ledit équilibre instable, sont créées en imposant un champ électrique fort. Lesdites secondes conditions peuvent être créées soit par un champ électrique, soit par tout autre moyen, tel que par exemple un champ magnétique.
Dans un second de ses aspects, la présente invention atteint les objectifs précités car elle vise un procédé de commutation d'une cellule de cristal liquide smectique C chiral présentant un ancrage planaire en géométrie page de livre ou Bookshelf alignée par les parois, caractérisé en ce qu'il comprend au moins la succession d'opérations suivantes :
- l'on impose un premier champ électrique fort Ep substantiellement parallèle aux parois d'ancrage suivant une direction faisant un angle compris entre 90 degrés et 10 degrés par rapport à la normale au plan des couches smectiques.
- l'on interrompt ledit champ fort.
- l'on impose un champ électrique EN comportant au moins une composante d'orientation normale aux faces d'ancrage et de sens choisi en fonction de l'orientation finale souhaitée de la ferroélectricité de la couche smectique.
Grâce à ces dispositions, la présente invention réalise ses objectifs :
Tout d'abord, en procédant en premier lieu à l'application des conditions d'instabilité, notamment, dans le second aspect de l'invention, du premier champ électrique fort Ep, ie procédé selon l'invention crée au plan moléculaire une instabilité importante, puisque les molécules sont forcées dans une position intermédiaire entre deux positions de stabilité identiques. Dans ces conditions, il suffit alors d'imposer, de manière à la fois faible et brève, des conditions propres audit basculement, c'est-à-dire, dans le second aspect de l'invention, ledit champ ayant une composante normale pour induire le basculement des couches moléculaires vers l'un ou l'autre des deux dits états stables, les couches prenant alors l'une de deux positions stables. Comme on s'arrange pour qu'une desdites positions stables des couches empêche la transmission de la lumière tandis que l'autre autorise la transmission de la lumière, on comprend que l'invention permet, avec un temps d'adressage extrêmement bref, et notablement plus bref que celui de l'état de la technique, de commuter la cellule considérée.
Sur le plan de la consommation énergétique, les observations suivantes peuvent être faites :
Conformément à une autre caractéristique de l'invention, l'écran comporte une pluralité de cellules agencées lignes-colonnes. On polarise simultanément dans un mode préféré de réalisation un groupe de lignes de l'écran pour permettre la génération dudit premier champ électrique parallèle fort. Les cellules sont ensuite dépolarisées ligne par ligne tandis que simultanément à la dépolarisation d'une ligne, une ligne suivante est polarisée. On observera à ce stade d'une part, que ce balayage de polarisation - dépolarisation se fait à une fréquence très basse (par exemple 24 Hz dans l'hypothèse d'une vidéo à 24 images par seconde), tandis que, d'autre part, c'est le champ électrique fort qui est le principal consommateur d'énergie (mais il s'agit d'une énergie à basse fréquence). A l'occasion de la dépolarisation d'une ligne considérée, tous les pixels de cette ligne sont ensuite adressés simultanément par l'application dudit champ faible d'orientation normale. (Ce champ peut dans un mode préféré de réalisation être électrique ou quelconque, par exemple magnétique). C'est ce dernier adressage qui a lieu à haute fréquence (de l'ordre de 50.000 Hz dans l'hypothèse d'une image vidéo classique). Ainsi, l'énergie haute fréquence est-elle une énergie faible. On évite ainsi d'appliquer à l'écran une importante énergie à haute fréquence et par conséquent on évite réchauffement susmentionné de l'écran.
Suivant une variante du procédé selon ce second aspect, on impose un second champ électrique fort de sens inverse du premier champ électrique fort immédiatement consécutif à l'interruption dudit premier champ électrique fort. Avantageusement suivant l'invention, ce champ électrique fort est de courte durée, de façon à permettre une rotation de π/2 des molécules de cristal liquide sur le cône smectique.
Avantageusement, ledit premier champ électrique fort est appliqué à 45 degrés de la direction normale aux plans smectiques.
Suivant une mise en oeuvre préférée de ce procédé, on utilisera une couche de cristal smectique C chiral en cellule bistable en configuration stabilisée par les surfaces de très faible épaisseur, ou ultraminces, de façon à permettre un alignement parfaitement orthogonal aux parois de la cellule des plans smectiques sans formation de structure en chevron, suivant le dispositif décrit et breveté par Messieurs Clark et Lagerwall (année de dépôt : 1 980).
Avantageusement suivant l'invention, et afin de permettre une division de la couche électrooptique en pixels ou éléments indépendants adressables individuellement, on divise matériellement ladite couche en domaines indépendants limités par des parois d'un matériau secondaire.
Dans un mode préféré de réalisation, les domaines indépendants sont de forme rectangulaire. Ils pourront également être de forme carrée.
Avantageusement, ces divisions matérielles seront réalisées par photogravure d'une couche de matériau secondaire photosensible d'épaisseur voulue et égale à celle de la cellule, déposée sur l'une des faces de celle-ci.
Afin de permettre une division de la couche électrooptique en pixels adressables par de très faibles quantités d'énergie, on oriente les directions respectives des couches smectiques et les directions des côtés des domaines de façon à ce que les deux états d'orientation de la ferroélectricité soient d'énergies équivalentes. Suivant une mise en oeuvre préférée de cette variante de l'invention, on disposera ia direction normale aux couches smectiques parallèlement à un côté desdits domaines de forme carrée.
Selon une autre mise en oeuvre préférée de cette variante, on orientera la normale aux couches smectiques parallèlement à une direction inclinée à 45° d'un côté desdits domaines.
Selon une autre mise en oeuvre préférée de cette variante, on limitera les cellules par des matériaux identiques présentant vis-à-vis dudit cristal liquide constituant la couche électrooptique des conditions d'ancrages identiques.
La présente invention vise également un dispositif pour la mise en oeuvre des procédés succinctement rappelés ci-dessus ainsi que des variantes énoncées.
D'une manière générale, le dispositif et le procédé permettent la mise en oeuvre d'écrans de visualisation dont chaque pixel est constitué par une cellule lumineuse conforme à l'invention, les cellules lumineuses étant susceptibles d'être d'une taille comparable à celle de la longueur d'ondes de la lumière émise par celles-ci, et présentant d'excellentes qualités de commutation, ce qui est très favorable lorsqu'on réalise un balayage des diverses cellules lumineuses en vue de commuter les cellules requises.
La présente invention réalise ses objectifs puisqu'elle vise, selon un autre de ses aspects, un dispositif d'affichage comportant au moins une cellule de cristal liquide, caractérisé en ce qu'il comporte :
- des moyens adaptés à créer des conditions d'équilibre instable des couches moléculaires constituant le cristal, la cellule étant alors susceptible de basculer, à partir de ladite position d'équilibre instable, vers l'une des deux positions stables d'énergie identique,
des moyens adaptés à interrompre lesdites conditions, - et des moyens adaptés à créer des secondes conditions dites de "commutation" provoquant à partir de la position d'équilibre instable, le basculement de chaque cellule vers l'une, choisie, des deux positions d'équilibre stable.
La présente invention réalise également ses objectifs puisqu'elle vise selon un autre de ses aspects un dispositif comportant au moins une cellule de cristal liquide smectique C chiral présentant un ancrage planaire en géométrie page de livre ou Bookshelf alignée par les parois de ladite cellule, caractérisé en ce qu'il comporte :
- des moyens adaptés à imposer un champ électrique fort Ep substantiellement parallèle aux parois d'ancrage suivant une direction faisant un angle compris entre 90° et 10° par rapport à la normale au plan des couches smectiques,
- des moyens permettant d'interrompre ledit champ fort,
- des moyens permettant d'imposer un champ électrique EN d'orientation normale aux faces d'ancrage et de sens choisi en fonction de l'orientation finale souhaitée de la ferroélectricité de la couche smectique.
Ces dispositions permettent de résoudre avantageusement les problèmes visés ci-dessus, notamment quant à la vitesse d'adressage des cellules et à ia consommation d'énergie haute fréquence.
Dans un mode préféré de réalisation, le dispositif comporte une pluralité de cellules ainsi que des moyens d'adressage adaptés à permettre l'application individuelle à chacune des cellules desdits champs électrique fort et d'orientation normale.
Ces dispositions permettent de réaliser un affichage par balayage sur un écran comportant une pluralité de cellules agencées en lignes-colonnes. En outre, dans un mode préféré de réalisation, le dispositif comporte une pluralité de cellules, caractérisé en ce que chacune de ces cellules est séparée de ses voisines par des parois réalisées en matériau diélectrique.
L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par ia description d'un exemple de réalisation, donné ci-après à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
Les figures 1 A et 1 B illustrent schematiquement le fonctionnement du procédé suivant l'invention.
La figure 2 représente schematiquement, vue en plan, la structure d'une couche électrooptique d'un dispositif suivant l'invention.
La figure 3 représente schematiquement, vue en coupe, ia structure de la couche illustrée en figure 2.
La figure 4 est une vue schématique en plan et partielle du dispositif illustré succinctement sur la figure 2.
La figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 4,
La figure 6 est une vue de principe illustrant les moyens électroniques mis en oeuvre dans le mode préféré de réalisation de la présente invention,
Les figures 7a et 7b illustrent de façon schématique le fonctionnement d'un mode préféré d'écran conforme à l'invention, et
La figure 8 illustre un signal électrique de commutation.
Dans les figures 1 A et 1 B, on a représenté schematiquement les différentes étapes caractérisant le procédé suivant l'invention (le passage d'une étape à l'autre est symbolisé par des flèches en traits mixtes).
En figure 1 A, on a représenté une couche de cristal liquide smectique C chiral 1 en cellule mince stabilisée par les surfaces présentant un ancrage planaire sur l'une des faces 2 et 3 d'une cellule à faces parallèles, la couche présentant une polarisation uniforme dirigée de (2) vers (3), dans cet exemple.
Cette cellule est limitée d'un côté et de l'autre par deux matériaux support 4 et 5.
Dans l'étape illustré en figure 1 B, on applique un champ électrique fort Ep parallèle aux faces parallèles 2 et 3 de la cellule, champ Ep induisant l'orientation du dipôle électrique permanent des molécules de cristal liquide dans une direction parallèle, ou offrant le couplage électrostatique maximum, avec ledit champ Ep.
Sous l'influence du champ Ep, les molécules vont progressivement s'orienter dans la direction de ce champ. L'alignement sera quasiment parfait au bout d'un temps qui dépend à la fois :
- de la viscosité du cristal liquide,
- de l'intensité du champ Ep. Ce champ devra être suffisamment important pour rompre les ancrages planaires de la couche de cristal liquide.
On peut estimer que si l'on met en oeuvre les données particulières énoncées en fin de description, ce temps est de l'ordre de 1 à 50 μ s.
Lorsque le dipôle permanent des molécules est aligné avec le champ Ep, on interrompt ce dernier.
Lors de l'interruption de ce champ Ep, et, dans ce mode de réalisation, simultanément à cette interruption, on impose un léger champ EN perpendiculaire aux faces d'ancrage dont la direction détermine le sens de basculement et l'orientation finale de l'ancrage de ladite couche électrooptique vers l'un ou l'autre des deux états stables C-] ou C£.
On peut par exemple appliquer un léger champ EN dirigé de la face 3 vers la face 2 de la cellule (partie gauche de la figure 1 B). Dans ce cas, la ferroélectricité permanente de la couche est dirigée de la face 3 vers la face 2. Le cristal se configure dans l'état stable indiqué sous la référence Cv II a été représenté dans cette partie de ia figure, sous la référence 30, le cône de précession smectique de la molécule de cristal liquide, dont est issue, sur la figure, la flèche 31 symbolisant le sens du dipôle électrique permanent.
On peut aussi imposer un léger champ EN orienté de la face 2 vers la face 3. Dans cette hypothèse, la polarisation ferroélectrique de la couche, symbolisée ici par la flèche 31 ', est orientée de la face 2 vers la face 3. L'état stable est C2. On a également symbolisé sous la référence 30' le cône de précession de la molécule agencée au pied de la flèche 31 ' sur cette figure.
Les symbolisations 30, 31 , 30', 31 ' utilisées sur les figures 1 A et 1 B sont classiques et bien connues de l'homme de l'art.
En variante, on peut, consécutivement à l'interruption du premier champ électrique fort Ep, appliquer un champ électrique parallèle inverse Epi (schématisé par la flèche en traits pointillés de la figure 1 B). Dans cette variante, le champ EN est appliqué concomitamment à l'application du champ Epi.
Cette variante permet, avantageusement, de travailler dans une gamme plus vaste d'orientation des couches smectiques. En particulier, elle permet de travailler avec un angle entre normale aux couches smectiques et la direction du champ Ep sensiblement différente de 90°.
On notera d'ailleurs qu'il s'agisse du premier mode de mise en oeuvre décrit (absence de champ Epi) ou du second mode de mise en oeuvre décrit (application du champ Epi) que le premier champ électrique fort (et éventuellement le champ inverse) peuvent avoir une direction faisant un angle compris entre 90° et 1 0° par rapport à la normale au plan des couches smectiques. Cette grande variété d'angles possible permet d'avoir des géométries d'électrodes plus simples, compte tenu des impératifs liés à l'utilisation de tels dispositifs en réflexion totale. L'orientation préférée est 45 ° .
On va maintenant décrire une autre caractéristique de l'invention permettant, avantageusement d'utiliser ce procédé, tout en permettant une division de la couche électrooptique en pixels adressables individuellement. Cette caractéristique est illustrée en figure 2.
Dans la figure 2, on a représenté schematiquement, vu en plan, la division de la couche électrooptique 1 en domaines 7 de forme carrée, limitée par des parois 6 d'un matériau diélectrique secondaire. Les domaines 7 présentent chacun la taille d'un pixel adressable individuellement. La figure 3 est une vue en coupe transversale de la couche électrooptique représentée schematiquement en figure 2.
Le fait de séparer, conformément à l'invention, chaque pixel par des parois d'un matériau de diélectrique, permet, avantageusement, d'imposer des champs de direction opposée, entraînant, pour les pixels considérés, des orientations différentes des molécules de la couche électrooptique. En effet, si on ne séparait pas les pixels voisins avec des parois telles que les parois 6, il se créerait entre deux pixels soumis à des champs de direction opposée, une zone présentant des défauts cristallins, ce qui augmenterait la consommation d'énergie. Cet aspect de l'invention vise à pallier cette difficulté.
Sur la figure 2, on a représenté sous les références F, et F2, la direction de frottement ou d'alignement préférentiel de la couche de matériau d'ancrage, limitant la couche électrooptique 1 .
En figures 4 et 5, il a été représenté schematiquement mais plus en détails que dans les figures 2 et 3, vu en plan et en coupe, le mode préféré de réalisation du dispositif permettant la mise en oeuvre de l'invention.
Dans le dispositif illustré sur ces figures, l'invention est appliquée à un écran adressé ligne colonne. Dans ce mode de réalisation, la couche électroptique 1 est enserrée entre les deux couches de matière diélectrique 4 et 5, constituées ici par un polymère ou d'un oxyde minéral transparent, et formant substrat sur lequel vont être déposées les couches métalliques constituant les électrodes décrites ci-après.
Chaque point lumineux est constitué ici de deux pixels. Sur la figure 4, on a représenté sous la référence C une colonne, tandis sous la référence L, on a illustré une ligne. A l'intersection de la colonne C et de la ligne L existe un point lumineux constitué, dans cet exemple, par les pixels 7a - 7b.
Le problème posé est d'obtenir l'allumage du point lumineux constitué par les pixels 7a - 7b. Pour ce faire, les moyens qui vont être décrits sont agencés pour appliquer le moment venu les champs Ep et EN.
Pour permettre d'appliquer le champ Ep, les lignes sont séparées par des électrodes 1 2u 1 22, 1 23, ete ...
Ainsi, en adressant séquentiellement comme décrit infra des paires d'électrodes consécutives 1 2-f , 122, ete ..., on peut générer le champ électrique perpendiculaire à ces électrodes, constituant, avantageusement le champ électrique parallèle Ep décrit à l'appui de la figure 1 B. Dans ce mode de réalisation, on observera que le champ est non seulement parallèle aux surfaces du substrat, mais qu'en outre il fait un angle de 90° par rapport à la normale au plan des couches smectiques, qui ici sont elles-mêmes perpendiculaires par rapport aux électrodes 1 2, , 1 22, ete ...
Dans ce mode de réalisation, les électrodes 1 2,, 122 ete ... sont réalisées par photogravure d'une couche métallique déposée sous vide sur le substrat support 5. On observera que les lignes de champ résultantes sont courbes ce qui n'empêche nullement un champ moyen Ep en parallèle aux faces du substrat, d'exister.
Les moyens pour réaliser l'adressage colonne sont, dans ce mode de réalisation, constitués : - d'une part, par une électrode de masse 9, recouvrant l'ensemble de la surface du substrat 4. Cette électrode, qui est réalisée par le dépôt d'une couche métallique sur le substrat 4, est mise à un potentiel prédéterminé, en l'espèce 0 volt.
- d'autre part, par une série d'électrodes en forme de râteau ou d'arbre de distribution référencées 13, , 132, 1 33, ete .... Chacune de ces électrodes est ici constituée par une âme centrale 141 f 142, 143, ete .. séparant les pixels en groupes de deux. On observe, figure 4, que l'âme centrale 142 permet le partage les pixels 7a - 7b. Chacune des électrodes 1 3, , 132, 133 ete .. comporte d'autre part, une série d'âmes transversales 1 5. Chaque âme transversale 1 5 se termine par un point 50 permettant de générer un fort champ électrique à son aplomb par effet de pointe.
Dans ce mode de réalisation, les électrodes 1 3,, 132, 1 33, ete ... sont également réalisées par photogravure d'une couche métallique déposée sur le substrat 5 à l'opposé de la couche constituant l'électrode 12 (voir figure 5).
Le système d'adressage comprend ensuite un ensemble de moyens électroniques et d'interfaces permettant de réaliser l'adressage des points lumineux, conformément à des données d'images. Ces moyens comportent (figure 6) :
- un circuit d'entrée CT dans lequel sont entrées par tout moyen conventionnel les données de l'image en termes ligne-colonne,
- un circuit électronique de traitement, EL comportant notamment des moyens logiques (microprocesseur, mémoire morte, mémoire vive ete ...), programmés pour commander notamment les séquences de commutation décrites infra,
- un générateur de tension de ligne GTL permettant d'appliquer séquentiellement, à la commande du circuit électronique EL, les tensions de polarisation Ep requises sur les électrodes 1 2, , 1 22, 1 23, ete ... - un générateur de tension de colonne GTC permettant d'appliquer séquentiellement, entre l'électrode de masse 9 et l'électrode 1 3, , 1 32, 133 requises, une tension de polarisation EN.
Grâce à ce dispositif, on peut ainsi adresser chacun des points lumineux tels que celui situé à l'intersection de la ligne L et de la colonne C sur la figure 4.
On va d'ailleurs maintenant décrire à l'appui des figures 7A et 7b le procédé permettant de commuter les points lumineux dans l'écran décrit ci-dessus à l'appui des figures 4 et 5.
Sur la figure 7A, on a représenté très schematiquement les séries d'électrodes 1 2, , 1 22, ete ... et les électrodes en forme d'arbre de distribution 13,, 1 32, 133 ete ... En figure 7B, on a représenté, à titre d'exemple explicatif, en regard des lignes 12,, 122 ete ... les polarisations appliquées séquentiellement à des instants t0, t, et t2.
Dans ce mode de réalisation, on polarise quatre lignes de cellules simultanément, c'est-à-dire qu'on applique, simultanément, des tensions de polarisation sur cinq électrodes 12, , 1 22, ete ... D'une manière générale, dans ce mode de réalisation, on décale ensuite successivement les électrodes polarisées, à la manière d'une chenille.
En figure 7B, on a représenté les tensions appliquées successivement sur huit électrodes 1 2, - 1 28.
En t0, la première électrode 1 2, ainsi que les électrodes 1 27 et 1 28 sont à un potentiel nul, seules les électrodes 1 22 - 1 26 étant polarisées alternativement avec des tensions négatives puis positives.
En t, , la ligne 1 22 est décommutée, c'est-à-dire qu'elle est mise au potentiel OV, tandis que la ligne 1 27 est polarisée positivement.
En t2, la troisième électrode 1 23 est dépolarisée, c'est-à-dire qu'elle est mise à un potentiel nul, tandis que la ligne 1 28 est polarisée négativement. On observe qu'ainsi cinq électrodes 1 2n consécutives sont à un instant quelconque t polarisées positivement ou négativement, et que ces électrodes sont décalées séquentiellement. Dans ce mode préféré de réalisation, qui concerne une image vidéo classique, ce décalage est fait à la fréquence de 24 Hz.
Sur la figure 7A, on a représenté les champs appliqués en raison de la polarisation des électrodes 1 2 en t, . On observe que quatre lignes de points lumineux (constitués chacun par deux cellules individuelles) sont ainsi polarisées de telle sorte qu'un champ électrique fort parallèle Ep est généré à l'intérieur des cellules concernées, les couches moléculaires constituant le cristal, prenant alors la position instable décrite supra.
Dans ce mode de réalisation, concomitamment à chaque décommutation, on applique sur toutes les cellules de la ligne commutée, au moyen des électrodes 13,, 1 32, ete ... un signal permettant de commuter dans le sens autorisant le passage de la lumière, les cellules souhaitées de la ligne.
Sur l'exemple illustré en figures 7A et 7B, l'instant t,, la ligne 1 22 est décommutée, et des signaux électriques de polarisation sont appliqués sur toutes les électrodes 1 3, - 1 34, 1 3n.
Ainsi, dans l'exemple illustré en figures 7A et 7B, à l'instant t2, on applique une polarisation positive à l'électrode 1 33 et une polarisation négative aux électrodes 13, , 132, 134 . Cela signifie, dans cet exemple, que le point lumineux de la ligne limitée par les électrodes 1 22 et 1 23, situé à l'aplomb des électrodes 1 33 est allumé, les autres points étant éteints.
Dans cet exemple, à un instant postérieur à t2 (t2 + dt), on applique sur toutes les colonnes un signal de compensation égal à l'inverse du signal de polarisation envoyé en t2, cela dans le but de compenser pour les lignes voisines les effets du champ normal appliqués sur la ligne activée, (c'est-à- dire celle qui vient d'être commutée) pour éviter des effets de traînée. En figure 8, on a représenté les impulsions respectivement envoyées en t2 et t2 + dt sur les colonnes commandées par les électrodes 1 33 et 1 35, les impulsions envoyées sur les autres colonnes dans cet exemple étant inverses.
Dans le mode de réalisation décrit ici :
- les supports 40 et 41 ' agencés de part et d'autres des couches diélectriques 4 et 5 sont ici constitués d'un verre d'indice de réfraction 1 ,7.
- les couches diélectriques 4 et 5 sont ici constituées d'une couche de polyimide d'indice de réfraction de 1 , 7 ou d'un oxyde minéral d'indice de réfraction élevé de 1 ,7 dont l'épaisseur est de l'ordre de grandeur du grand côté des domaines 7, lesquels ont pour dimension 3 x 3,0 μm.
- la couche 1 est ici constituée d'un cristal liquide smectique chiral présentant un angle de précession du cône smectique de 90 degrés et est divisée en pixels ou domaines 7 de 3 μm de côté et de 0,5 micromètre d'épaisseur, couche orientée de façon à orienter les couches smectiques parallèlement à la médiane aux domaines 7.
- les couches smectiques sont orientées parallèlement à l'un des côtés des domaines 7.
- la couche conductrice 9 est constituée d'un oxyde d'indium et d'étain (ITO) transparente.
- les électrodes 1 2,, 1 22, ete ..., 1 3, , 132 ete ... sont constituées d'aluminium déposé en couche mince et photogravé.
- le champ électrique fort transversal Ep parallèle aux faces de chaque cellule est compris entre 10 et 500 volts par micron.
- le champ électrique faible perpendiculaire aux faces d'ancrage EN est compris entre 0,1 et 20 volts par micron. - l'orientation moyenne d'ancrage du cristal liquide est obtenue sous l'effet du champ Ep seul, et l'on ne réalise pas de traitement d'alignement sur les faces de la cellule proprement dite.
- le support 41 est muni d'un dispositif de thermostation (constitué ici par une résistance chauffante) permettant de maintenir la couche électrooptique à une température élevée.
- les parois 6 de séparation des domaines 7 sont réalisées en poiyimide par dépôt sur le support 5 suivi d'une photogravure, la couche 1 étant coulée dans les logements ainsi constitués.
On peut utiliser pour les faces 2 et 3 des matériaux d'ancrage comme un nylon frotté, un PVA frotté, un poiyimide frotté présentant un ancrage planaire fort ou très fort ou un SiO évaporé.
Avantageusement, les cellules 7 seront réalisées avec une épaisseur mince ou très mince (par exemple de 0, 1 à 1 μm) de façon à ce que la longueur caractérisant la force de l'ancrage, ou longueur caractéristique, sur les parois 2 et 3 latérales de ladite couche soit supérieure à ladite épaisseur de ladite cellule.
Avantageusement, les parois 2 et 3 peuvent être non parallèles dans une zone au moins et définissent une zone en biseau ou coin dans une zone au moins de la cellule, cela pour obtenir des zones dans la cellule où les contraintes mécaniques sont élevées et de ce fait commutent rapidement.
Ce dispositif pourra en particulier être utilisé comme commutateur électrooptique en réflexion totale. Le voyant lumineux, polarisé TE, est dans ce cas incident à 45° de la direction d'alignement ou d'orientation moyenne des lignes de cellules de cristal liquide et il est incident (cf. figures 1 A et 1 B).
Ledit système peut fonctionner en particulier comme modulateur spatial de lumière en réflexion totale, pour la création de niveaux de gris d'une très

Claims

REVENDICATIONS
1 - Procédé de commutation d'une cellule de cristal liquide, caractérisé en ce qu'il comprend au moins la succession d'opérations suivantes :
- on créé des conditions d'équilibre instable des couches moléculaires constituant le cristal, la cellule étant alors susceptible de basculer, à partir de ladite position d'équilibre instable, vers l'une des deux positions stables d'énergie identique,
on interrompt lesdites conditions,
- et on créé de secondes conditions dites de "commutation" provoquant à partir de la position d'équilibre instable, le basculement de chaque cellule vers l'une, choisie, des deux positions d'équilibre stable.
2 - Procédé de commutation d'une cellule de cristal liquide smectique C chiral (1 ) présentant un ancrage planaire en géométrique page de livre ou Bookshelf alignée par les parois (2) (3), caractérisé en ce qu'il comprend au moins ia succession d'opérations suivantes :
- l'on impose un premier champ électrique fort Ep substantiellement parallèle aux parois d'ancrage suivant une direction faisant un angle compris entre 90 degrés et 10 degrés par rapport à la normale au plan des couches smectiques.
- l'on interrompt ledit champ fort.
- l'on impose un champ électrique EN comportant au moins une composante d'orientation normale aux faces d'ancrage et de sens choisi en fonction de l'orientation finale souhaitée de la ferroélectricité de la couche smectique.
3 - Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'on impose un second champ électrique fort parallèle Epi de sens inverse du premier champ électrique fort parallèle Ep consécutivement à l'interruption dudit premier champ électrique fort.
4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le champ d'orientation normale EN est imposé simultanément à l'application dudit second champ fort E0I.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3, 4, caractérisé en ce que le champ EN d'orientation normale est imposé simultanément à l'interruption du premier champ fort Ep.
6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que ledit premier champ électrique fort Ep est appliqué à 45° de la direction normale aux plans smectiques.
7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit second champ fort Epi est appliqué à 45° de la direction normale aux plans smectiques.
8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 7 caractérisé en ce que ledit second champ électrique fort est de courte durée, de façon à permettre une rotation de π/2 des molécules de cristal liquide sur le cône smectique.
9 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que l'on utilisera une couche de cristal liquide smectique C chiral (1 ) en cellule bistable en configuration stabilisée par les surfaces de très mince épaisseur.
10 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'on divise la couche électrooptique (1 ) en domaines indépendants (7).
1 1 - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les domaines sont limités par des parois (6) d'un matériau secondaire. 1 2 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 10, 1 1 caractérisé en ce que la direction de la normale aux plans smectiques est parallèle à un côté desdits domaines (7).
1 3 - Procédé selon la revendication 10 caractérisé en ce que la direction de la normale aux couches smectiques est orientée à 45° par rapport à l'un des côtés du domaine (7).
14 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 13 caractérisé en ce que les cellules sont limités par des matériaux identiques (2) (5) présentant des conditions d'ancrage identiques.
1 5 - Dispositif d'affichage comportant au moins une cellule de cristal liquide, caractérisé en ce qu'il comporte :
- des moyens adaptés à créer des conditions d'équilibre instable des couches moléculaires constituant le cristal, la cellule étant alors susceptible de basculer, à partir de ladite position d'équilibre instable, vers l'une des deux positions stables d'énergie identique,
- des moyens adaptés à interrompre lesdites conditions,
- et des moyens adaptés à créer des secondes conditions dites de "commutation" provoquant à partir de la position d'équilibre instable, le basculement de chaque cellule vers l'une, choisie, des deux positions d'équilibre stable.
1 6 - Dispositif d'affichage comportant au moins une cellule de cristal liquide smectique C chiral (1 ) présentant un ancrage planaire en géométrie page de livre ou Bookshelf alignée par les parois (2, 3) de ladite cellule, caractérisé en ce qu'il comporte :
- des moyens adaptés à imposer un champ électrique fort Ep substantiellement parallèle aux parois d'ancrage suivant une direction faisant un angle compris entre 90° et 10° par rapport à la normale au plan des couches smectiques, - des moyens permettant d'interrompre ledit champ fort,
- des moyens permettant d'imposer un champ électrique EN d'orientation normale aux faces d'ancrage et de sens choisi en fonction de l'orientation finale souhaitée de la ferroélectricité de la couche smectique.
1 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 5, 1 6 comportant une pluralité de cellules, caractérisé en ce que chacune de ces cellules est séparée de ses voisines par des parois réalisées en matériau diélectrique.
1 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 5 à 1 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'adressage adaptés à permettre l'application individuelle à chacune des cellules desdits champs électrique fort et d'orientation normale.
1 9 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, en certaines zones au moins de la cellule (7) règne une contrainte mécanique maximale qui réduit au minimum l'énergie du champ EN utilisé.
20 - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite contrainte mécanique maximale est produite par une très faible épaisseur de la couche électrooptique.
21 - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite contrainte mécanique maximale est produite par la réalisation de microcavités sur les parois de la couche électrooptique.
22 - Procédé selon ia revendication 12, caractérisé en ce que la cellule présente une partie centrale à profil en V (51 ) dont la base présente un méplat (52) portant sur le fond opposé de la cellule et muni desdites microcavités.
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