Brevet FR2765698A1 — publié le 19990108

DISPOSITIF D'AFFICHAGE À CRISTAL LIQUIDE DU TYPE A MATRICE ACTIVE CONTEXTE DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif d'affichage à cristal liquide et un procédé de fabrication du dispositif d'affichage à cristal liquide, et plus précisément, un procédé de production de deux domaines d'inclinaison au sein de la couche de cristal liquide et un procédé de fabrication du dispositif d'affichage à cristal liquide utilisant une couche de cristal liquide ayant deux domaines d'inclinaison et un dispositif d'affichage à cristal liquide utilisant cette dernière DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR Des dispositifs d'affichage à cristal liquide (ACL) nématiques torsadés (NT) ont principalement été utilisés pour des ordinateurs portatifs malgré leurs caractéristiques d'angle d'observation étroit. Cependant, l'amélioration de l'angle d'observation est une exigence préalable pour le remplacement de dispositifs d'affichage à tube à rayons cathodiques (TRC) par des ACL sur le marché des écrans et des télévisions. Par conséquent, dernièrement, pour améliorer les caractéristiques d'angle d'observation dans des ACL nématiques torsadés, divers nouveaux concepts d'ACL ont été suggérés. A titre d'exemple, des cristaux liquides nématiques utilisant un mode de commutation dans le plan (IPS) ont été mentionnés par R. Kiether et coll. (Proceedings of the 12th Int. 2 2765698 Display Res. Conf., Society for Information Display and Institute of Television Engineers of Japan, Hiroshima, p. 547, 1992). Un mode d'alignement vertical (AV) avec un film de compensation à biréfringence négative a également été proposé par K. Ohmuro et coll. (Digest of Technical Papers of 1997, Society for Information Display Int. Symposium, Society for Information Display, Boston, p. 845, 1997). Bien que le mode IPS offre des caractéristiques d'angle d'observation étendu comparables aux dispositifs d'affichage à TRC, la marge constituée par l'interstice entre les cellules est plus étroite et le temps de réponse est plutôt plus lent que celui du mode NT. En outre, le mode IPS présente un léger décalage des couleurs pour des angles d'observation obliques. Le mode AV à film à biréfringence négative présente une gamme d'angles d'observation supérieure à 70 en ce qui concerne l'angle polaire pour toutes les directions azimutales et un temps de réponse très rapide de moins de 25 ms. Cependant, pour obtenir des angles d'observation étendus, il est nécessaire d'améliorer la fabrication d'un domaine double ou d'un domaine multiple. Une technique destinée à fabriquer un domaine double ou un domaine multiple au sein de la couche de cristal liquide est décrite par K. Ohmuro et coll. (Society for Information Display, p. 845, 1997). Diverses technologies de formation de cristal liquide ayant une structure à deux domaines ou à domaines multiples permettant d'obtenir cet angle d'observation étendu, ont été proposées. Parmi celles-ci, on peut citer (1) un procédé de frottage multiple, (2) un procédé à couches d'alignement multiples, (3) un procédé à champ de franges de bord, et (4) un procédé à champ de franges parallèles. Le procédé de frottage multiple, le procédé à couches d'alignement multiples, et le procédé à champ de franges parallèles ont fait l'objet de démonstrations en ce qui concerne le niveau VGA à échelle de gris. 3 2765698 Cependant, ces procédés nécessitent un traitement fastidieux. A titre d'exemple, chaque panneau nécessite plus d'un frottement pour l'un ou les deux substrats lorsqu'on utilise le procédé de frottage multiple. Chaque panneau exige la formation d'un motif et l'attaque de la couche d'alignement pour un substrat ou les deux, lorsqu'on utilise le procédé à couches d'alignement multiples. La couche d'oxyde d'indium et d'étain (ITO) se trouvant sur la couche à filtres colorés nécessite la formation d'un motif lorsqu'on utilise le procédé à champ de franges parallèles. Le traitement utilisé par ces trois procédés met en jeu l'application d'un revêtement, une cuisson, la formation d'un motif, un développement et l'enlèvement du vernis photosensible ainsi qu'un traitement supplémentaire de frottage et de photolithograhie (pour le procédé à frottage multiple), ou l'application d'une couche supplémentaire (pour le procédé à couches d'alignements multiples), ou l'attaque de l'ITO sur le côté portant les filtres colorés (pour le procédé à champ de franges parallèles). Par conséquent, le traitement devient beaucoup plus complexe et plus coûteux que le traitement classique à un seul domaine. De plus, le procédé de frottage multiple fait apparaître une dissymétrie dans l'angle d'observation. Dans le dispositif d'affichage à cristal liquide du mode à commutation dans le plan (on se référera à "Asia Display Proceedings of the 15th International Display Research Conference" Society for Information Display and the Institute of Television Engineers of Japan, Hamamatsu, Japon, p. 577, 1995) proposé de façon à résoudre l'angle d'observation étroit du mode NT, des molécules de cristal liquide sont tout d'abord agencées parallèlement aux substrats en l'absence du champ électrique puis sont torsadées selon la forme du champ électrique. Par conséquent, il est connu que le temps de réponse, lorsqu'on utilise le mode IPS classique, n'est 4 2765698 pas suffisant pour l'affichage d'une image d'animation rapide, notamment dans un fonctionnement à échelle de gris. Par conséquent, il est important d'améliorer le temps de réponse pour des ACL à haute performance. En outre, comme les molécules de cristal liquide utilisées dans un dispositif d'affichage à cristal liquide utilisant un mode de commutation dans le plan présentent une anisotropie optique, l'image présente des couleurs différentes en fonction de la direction d'observation. ce phénomène est désigné sous le nom de décalage des couleurs. Ce phénomène de décalage des couleurs réduit la caractéristique d'affichage du dispositif d'affichage à cristal liquide (on se référera à Euro display '96, "Complete suppression of color shift in in-plane switching mode LCDs with a multi-domain structure obtained by unidirectional rubbing method"). RÉSUMÉ DE L'INVENTION Par conséquent, l'un des buts de la présente invention est de simplifier la technologie de production d'au moins deux domaines d'inclinaison au sein d'une couche de cristal liquide. Un autre but de l'invention est de fournir un procédé de formation d'un dispositif d'affichage à cristal liquide utilisant cette technologie simplifiée pour produire au moins deux domaines d'inclinaison au sein de la couche de cristal liquide. Un but supplémentaire de l'invention est d'améliorer les caractéristiques d'angle d'observation d'un dispositif d'affichage à cristal liquide. Un autre but de l'invention est de réduire le temps de réponse d'un dispositif d'affichage à cristal liquide. Selon une acception étendue de l'invention, pour produire deux domaines au sein d'une couche de cristal liquide, on forme tout d'abord deux électrodes sur un substrat, puis on forme sur le substrat une couche de cristal liquide alignée verticalement par rapport au 2765698 substrat à l'endroit o le substrat comporte deux électrodes séparées l'une de l'autre d'une distance sélectionnée. Enfin, on applique un champ électrique entre les deux électrodes. Selon un aspect de l'invention, un procédé de fabrication d'un dispositif à cristal liquide, comprend les étapes consistant: à utiliser un premier substrat; à former une première électrode et une seconde électrode sur une surface du premier substrat; à former une couche d'alignement homéotrope sur le premier substrat sur lequel se trouvent les deux électrodes; à utiliser un second substrat; à former une couche d'alignement homéotrope sur une surface du second substrat; à agencer les deux substrats de telle façon que les couches d'alignement homéotropes des deux substrats soient tournées l'une vers l'autre et soient séparées d'une distance sélectionnée; et à former une couche de cristal liquide dans un espace entre les couches d'alignement homéotropes des deux substrats. Selon un autre aspect de l'invention, un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage à cristal liquide, comprend les étapes consistant: à utiliser un premier substrat ayant une surface intérieure et une surface extérieure opposées à la surface intérieure; à former une première électrode et une seconde électrode sur la surface intérieure du premier substrat; à former une première couche d'alignement homéotrope sur la surface intérieure du premier substrat ayant les deux électrodes; à utiliser un second substrat ayant une surface intérieure et une surface extérieure opposée à la surface intérieure; à former une seconde couche d'alignement homéotrope sur la surface intérieure du second substrat; à agencer les deux substrats de telle façon que les deux surfaces intérieures des deux substrats soient tournées l'une vers l'autre, et soient séparées d'une distance sélectionnée; à former une couche de cristal liquide dans un espace entre les deux 6 2765698 substrats; et à former une lame de compensation optique sur au moins une surface extérieure des deux substrats. Selon un autre aspect de l'invention, un dispositif d'affichage à cristal liquide comprend: un substrat ayant une surface; une première électrode formée sur la surface du substrat; une seconde électrode formée sur la même surface du substrat, un champ électrique étant produit entre la première électrode et la seconde électrode; une couche de cristal liquide formée sur la surface du substrat et comportant des molécules de cristal liquide, les molécules de cristal liquide étant alignées verticalement par rapport à la surface du substrat en l'absence du champ électrique entre les électrodes. Selon encore un autre aspect de l'invention, un dispositif d'affichage à cristal liquide comprend: un substrat; une première électrode formée sur la surface du substrat; une seconde électrode formée sur la surface du substrat, un champ électrique étant produit entre les deux électrodes; une couche de cristal liquide formée sur la surface du substrat et contenant des molécules de cristal liquide, les molécules de cristal liquide étant alignées verticalement par rapport à la surface du substrat en l'absence du champ électrique entre les électrodes; et une couche d'alignement homéotrope formée sur au moins l'une des surfaces supérieure et inférieure de la couche de cristal liquide. Selon encore un autre aspect de l'invention, un dispositif d'affichage à cristal liquide comprend: un substrat; une première électrode formée sur une surface du substrat; une seconde électrode formée sur la surface du substrat, un champ électrique étant produit entre les deux électrodes; une couche de cristal liquide formée sur la surface du substrat et contenant des molécules de cristal liquide; une couche d'alignement homéotrope formée sur au moins l'une des surfaces supérieure et inférieure de la couche de cristal liquide; et une lame 7 2765698 de compensation optique formée sur au moins l'une des parties supérieure et inférieure de la couche de cristal liquide, de sorte que les molécules de cristal liquide sont alignées verticalement par rapport à la surface du substrat en l'absence du champ électrique entre les deux électrodes. Selon encore un autre aspect de l'invention, un dispositif d'affichage à cristal liquide comprend: un premier substrat ayant une surface intérieure et une surface extérieure opposée à la surface intérieure; un second substrat disposé de façon opposée au premier substrat et ayant une surface intérieure et une surface extérieure opposée à la surface intérieure; une couche de cristal liquide prise en sandwich entre les surfaces intérieure des deux substrats et contenant des molécules de cristal liquide; une première électrode et une seconde électrode formées sur la surface intérieure du premier substrat, dans lequel la première électrode et la seconde électrode sont espacées l'une de l'autre pour l'application d'un champ électrique entre celles-ci; des couches d'alignement homéotropes respectivement formées sur la surface intérieure du premier substrat et sur la surface intérieure du second substrat; et une lame de compensation optique disposée sur au moins l'une des surfaces extérieures des premier et second substrats, dans lequel, en présence du champ électrique entre les deux électrodes, les molécules sont inclinées depuis les électrodes respectives vers une région centrale entre les deux électrodes. Selon encore un aspect supplémentaire de l'invention, un dispositif d'affichage à cristal liquide comprend: un substrat inférieur ou premier substrat ayant une surface intérieure et une surface extérieure opposée à la surface intérieure; un substrat supérieur ou second substrat ayant une surface intérieure et une surface extérieure opposée à la surface intérieure et disposée à l'opposé du premier substrat; une couche de 8 2765698 cristal liquide prise en sandwich entre les deux substrats et contenant des molécules de cristal liquide; une électrode de pixels et une contre-électrode formées sur la surface intérieure du premier substrat, un champ électrique destiné à exciter les molécules de cristal liquide étant produit entre les deux électrodes; des couches d'alignement homéotropes respectivement formées sur la surface intérieure du substrat inférieur et sur la surface intérieure du substrat supérieur; un polariseur disposé à l'extérieur du substrat inférieur; un analyseur disposé à l'extérieur du substrat supérieur; et une lame de compensation optique disposée au moins entre la couche de cristal liquide et le polariseur et entre la couche de cristal liquide et l'analyseur, de sorte qu'en l'absence du champ électrique entre les deux électrodes, les molécules de cristal liquide sont alignées verticalement par rapport à la surface du substrat, et qu'en présence du champ électrique entre les deux électrodes, les molécules sont inclinées, vers la droite et vers la gauche, vers le centre entre les deux électrodes. Selon encore un autre aspect de l'invention, un dispositif d'affichage à cristal liquide comprend: un substrat inférieur ou premier substrat ayant une surface intérieure et une surface extérieure opposée à la surface intérieure; un substrat supérieur ou second substrat ayant une surface intérieure et une surface extérieure opposée à la surface intérieure et disposée à l'opposé du premier substrat; une pluralité de lignes de bus de portes et une pluralité de lignes de bus de données coupant la pluralité de lignes de bus de portes, agencées selon la configuration d'une matrice sur une surface du premier substrat et définissant une pluralité de régions de pixels chacune délimitée par une paire de la pluralité de lignes de bus de portes et une paire de la pluralité de lignes de bus de données; une couche de cristal liquide prise en sandwich entre les surfaces intérieures 9 2765698 des deux substrats et contenant des molécules de cristal liquide; une électrode de pixels et une contre-électrode formées sur la surface intérieure du premier substrat, un champ électrique destiné à exciter les molécules de cristal liquide étant produit entre les deux électrodes; une pluralité de dispositifs de commutation correspondant respectivement à la pluralité de régions de pixels, chacun de la pluralité de dispositifs de commutation étant connecté à l'une correspondante de la pluralité de lignes de bus de données et à l'une correspondante de la pluralité d'électrodes de pixels, des couches d'alignement homéotropes respectivement formées sur la surface intérieure du second substrat et sur la surface intérieure du premier substrat; un polariseur disposé à l'extérieur du premier substrat; un analyseur disposé à l'extérieur du second substrat; et une lame de compensation optique disposée au moins entre la couche de cristal liquide et le polariseur ou entre la couche de cristal liquide et l'analyseur, de sorte qu'en présence du champ électrique entre l'électrode de pixels et la contre-électrode, les molécules sont inclinées, vers la droite et vers la gauche, vers le centre entre les deux électrodes. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Les dessins annexés, qui sont intégrés au présent fascicule, illustrent le mode de réalisation préféré de l'invention et, en association avec la description générale présentée ci-dessus et la description détaillée des modes de réalisation donnés ci-dessous, servent à décrire les principes de l'invention. La figure 1A est une vue en coupe transversale représentant un dispositif à cristal liquide avant qu'un champ électrique soit appliqué selon le premier mode de réalisation de l'invention. La figure lB est une vue en coupe transversale représentant un dispositif à cristal liquide après que le 2765698 champ électrique a été appliqué selon le premier mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue en coupe transversale d'un premier substrat du dispositif d'affichage à cristal liquide selon un seconde mode de réalisation de l'invention. La figure 3 est une vue en coupe transversale d'un second substrat du dispositif d'affichage à cristal liquide selon le second mode de réalisation de l'invention. La figure 4A est une vue en coupe transversale du dispositif d'affichage à cristal liquide en l'absence d'un champ électrique selon le second mode de réalisation de l'invention. La figure 4B est une vue en coupe transversale du dispositif d'affichage à cristal liquide en présence d'un champ électrique selon le second mode de réalisation de l'invention. La figure 5A est une vue en perspective représentant le dispositif d'affichage à cristal liquide en l'absence d'un champ électrique selon un troisième mode de réalisation de l'invention. La figure 5B est une vue en perspective représentant l'excitation des molécules de cristal liquide en présence d'un champ électrique selon le troisième mode de réalisation de l'invention. La figure 6A est un dessin destiné à représenter la forme générale d'une molécule de cristal liquide de la couche de cristal liquide. La figure 6B est un dessin destiné à représenter une molécule de cristal liquide contenue dans une lame de compensation optique selon un troisième mode de réalisation de l'invention. La figure 7 est une vue en plan schématique du premier substrat d'un dispositif d'affichage à cristal il 2765698 liquide selon un quatrième mode de réalisation de l'invention. La figure 8 est une vue en coupe transversale du dispositif d'affichage à cristal liquide prise le long de la droite 8-8' de la figure 7, en l'absence de champ électrique selon le quatrième mode de réalisation de l'invention. La figure 9 est une vue en coupe transversale du dispositif d'affichage à cristal liquide prise le long de la droite 8-8' de la figure 7, en présence d'un champ électrique selon le quatrième mode de réalisation de l'invention. La figure 10 est un graphique représentant une courbe de transmittance optique en fonction de la tension dans un dispositif d'affichage selon l'invention. Les figures 11A et 11B représentent un motif de transmittance en fonction d'une tension appliquée dans un dispositif d'affichage à cristal liquide selon l'invention. La figure 12 représente la brillance en fonction de l'angle d'observation dans un dispositif d'affichage à cristal liquide selon l'invention. La figure 13 est un résultat de simulation du dispositif d'affichage à cristal liquide selon l'invention permettant de mesurer un rapport de transmittance. La figure 14 est un graphique représentant le rapport de contraste d'un dispositif d'affichage à cristal liquide ayant une lame de compensation à biréfringence négative selon l'invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS On va décrire ci-après des modes de réalisation préférés de la présente invention en se référant aux dessins annexes. 12 2765698 MODE DE REALISATION 1. Formation d'une Couche de Cristal Liquide ayant une Structure à Domaine Double. Comme représenté dans la figure 1A, une première électrode 12 et une seconde électrode 14 destinées à produire un champ électrique entre elles sont formées sur un substrat 10 inférieur ou premier substrat de verre. Les électrodes 12 et 14 sont constituées d'un matériau conducteur. Elles sont de préférence optiquement transparentes et peuvent être formées de matériaux classiques, comme cela est bien connu de la technique. Les électrodes peuvent être appliquées par dépôt sous vide, impression, ou toute autre technique utilisable qui assure les caractéristiques optiques et électriques souhaitées. Comme exemples de matériaux d'électrodes, on citera l'oxyde d'indium-étain, l'oxyde d'étain et l'oxyde d'étain dopé par de l'antimoine. Les électrodes sont relativement minces, ont par exemple une épaisseur de 200 Angstrôms, et présentent une transparence appropriée de façon qu'elles n'affectent de préférence pas notablement l'optique du dispositif d'affichage à cristal liquide. La distance entre les électrodes 12 et 14 peut être pratiquement égale à la largeur des électrodes respectives et peut être légèrement supérieure à celle des électrodes. La distance les séparant est par exemple de 3 à 20 micromètres. Il est préférable qu'elle soit d'environ 4 à 5 micromètres. Les électrodes peuvent avoir une forme interdigitée. La première électrode et la seconde électrode sont formées simultanément. En variante, l'une quelconque des électrodes 12 et 14 est formée en premier lieu, et l'électrode restante est formée ultérieurement. De plus, pour éviter une distorsion des lignes de séparation (voir figures 11B et 13), il est préférable de former les électrodes 12 et 14 dans une couche unique. Il est également préférable 13 2765698 d'éliminer la cause d'une éventuelle déformation des lignes de séparation en optimisant la forme des parties de bord de l'électrode. Dans le cas présent, la première électrode 12 et la seconde électrode 14 sont électriquement isolées l'une de l'autre. Une couche 16 d'alignement inférieure ou première couche d'alignement constituée de polyimide (JALS-204, fabriquée par la Japan Synthetic Rubber Co.) est appliquée sur une structure obtenue constituée du premier substrat 10 sur lequel sont formées les électrodes 12 et 14. La première couche 16 d'alignement est une couche d'alignement sujette à un traitement d'alignement homéotrope par une technique connue. Sur un substrat 18 supérieur ou second substrat est également formée une couche 20 d'alignement homéotrope supérieure correspondante ou seconde couche d'alignement constituée de polyimide (JALS-204, fabriquée par la Japan Synthetic Rubber Co.). Les couches d'alignement 16 et 20 ont chacune un angle de préinclinaison dans la gamme d'environ 88 degrés à environ 92 degrés. Le terme d'angle de préinclinaison désigne un angle formé entre les grands axes des molécules de cristal liquide et les surfaces des substrats. Le substrat 10 inférieur ou premier substrat et le substrat 18 supérieur ou second substrat sont disposés de façon à ce qu'ils soient opposés l'un à l'autre. Un composé de cristal liquide nématique destiné à former une couche 22 de cristal liquide est versé entre les premier et second substrats 10 et 18 qui sont ensuite scellés. Les molécules 24 de cristal liquide de la couche 22 de cristal liquide ont une propriété d'anisotropie diélectrique positive et peuvent être sélectionnées de façon à avoir une pureté et une fiabilité excellentes. La propriété d'anisotropie diélectrique positive ou négative a la signification suivante: 14 2765698 anisotropie diélectrique (A) = sll - El : constante diélectrique lorsque le champ électrique est appliqué parallèlement à la direction d'un grand axe de la molécule g: constante diélectrique lorsque le champ électrique est appliqué perpendiculairement à la direction d'un grand axe de la molécule. Lorsque l'anisotropie de la constante diélectrique est positive, le grand axe de la molécule de cristal liquide est disposé parallèlement à la direction du champ électrique. Lorsque l'anisotropie de la constante diélectrique est négative, le petit axe de la molécule de cristal liquide est disposé parallèlement à la direction du champ électrique. La couche 22 de cristal liquide a un indice de biréfringence (An) d'environ 0,065 à environ 0,070. Par conséquent, And est fixé à environ 0,2 à 0,6 micromètre. Les couches d'alignement homéotropes 16 et 20 agissent sur les molécules 24 de cristal liquide de façon à ce que les grands axes des molécules 24 de cristal liquide soient alignés sensiblement verticalement par rapport à la surface du substrat en l'absence d'un champ électrique entre les électrodes 12 et 14. Le principe de formation de la couche de cristal liquide ayant une structure à domaines multiples est le suivant: Lorsque aucun champ électrique n'est appliqué à la couche de cristal liquide, les molécules 24 de cristal liquide se trouvant dans la couche 22 de cristal liquide sont alignées verticalement par rapport aux surfaces des second et premier substrats 18 et 10. Contrairement à cela, lorsqu'un champ électrique est appliqué à la couche de cristal liquide, c'est-à-dire lorsqu'une tension V > Vth est appliquée, il se forme un champ de franges entre la première électrode et la seconde électrode. Par 2765698 conséquent, selon la direction du champ électrique, les molécules de cristal liquide de la couche de cristal liquide sont divisées en deux domaines Dl, D2 dans une région définie par les première et seconde électrodes, comme représenté dans la figure lB. A titre d'exemple, les molécules 24a de cristal liquide présentes dans un premier domaine sont alignées par rotation dans le sens des aiguilles d'une montre, tandis que les molécules 24b de cristal liquide se trouvant dans un second domaine sont alignées par rotation dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. Les molécules de cristal liquide se trouvant à la frontière entre les deux domaines sont alors alignées verticalement par rapport aux surfaces respectives des second et premier substrats. Cependant, les molécules 24c qui se trouvent dans une zone frontière entre les deux domaines Dl et D2 conserveront un état initial dans lequel les grands axes des molécules de cristal liquide sont alignés sensiblement verticalement par rapport aux surfaces des substrats en raison d'une influence des molécules adjacentes 24a et 24b sur les molécules 24c. Cette frontière est importante car elle sert à délimiter exactement les deux domaines. La ligne frontière sépare ainsi les domaines. Selon l'importance du champ électrique, les molécules 24c conservent leur état initial étant donné qu'elles reçoivent les lignes de force de dimensions semblables dans les deux directions des molecules se trouvant dans les deux domaines. En outre, dans les molécules 24c se trouvant dans la région frontière, l'inclinaison du grand axe des molécules et la direction du champ électrique sont de 90 degrés; par conséquent, les molécules sont influencées par un couple diélectrique de telle façon qu'elles conservent leur état initial.16 2765698 Par conséquent, contrairement à l'art antérieur, ce mode de réalisation rend possible la formation d'une couche de cristal liquide ayant une structure à domaine double en adoptant un procédé simple au lieu de traitements compliqués qui utilisent une pluralité d'opérations. MODE DE RÉALISATION 2. Formation d'un Dispositif d'Affichage à Cristal Liquide. Comme représenté dans la figure 2, l'électrode 32 de pixels et la contreélectrode 34 destinées à produire entre elles un champ électrique sont toutes deux formées sur le premier substrat 30 ou substrat de base. La distance entre les électrodes 32 et 34 peut être pratiquement identique à la largeur des électrodes respectives et peut être légèrement supérieure à celle des électrodes. La distance entre celles-ci est par exemple de 3 à 20 micromètres. Il est préférable qu'elle soit d'environ 4 à 5 micromètres. A ce stade, les deux électrodes 32 et 34 peuvent être formées soit simultanément, soit séparément. Le terme de "séparément" signifie que l'une quelconque des deux électrodes 32 et 34 est formée en premier et que l'autre est formée ultérieurement. Dans le cas présent, l'électrode 32 de pixels et la contre- électrode 34 sont formées de telle façon qu'elles sont isolées l'une de l'autre. Dans le présent mode de réalisation, sur la surface du premier substrat 30 ainsi obtenu dans lequel sont formées l'électrode de pixel et la contre-électrode 32 et 34, est appliquée une couche 36 d'alignement homéotrope constituée de polyimide JALS-204 fabriqué par la Japan Synthetic Rubber. La couche 36 d'alignement inférieure est une couche d'alignement déjà soumise à un traitement d'alignement 17 2765698 homéotrope par une technique connue. La couche 36 d'alignement présente un angle de préinclinaison dans la gamme d'environ 88 degrés à environ 92 degrés. La struc- ture obtenue est ensuite nettoyée à l'eau désionisée. Comme représenté dans la figure 3, sur la surface intérieure d'un substrat 38 supérieur ou second substrat, est formé un filtre 39 coloré muni d'une matrice noire (non représentée) par un procédé classique. Le second substrat 38 ne possède pas de contre-électrode constituée d'oxyde d'indium-étain. Sur le second substrat 38 sur lequel est formé le filtre coloré, est appliquée une couche 40 d'alignement homéotrope constituée de polyimide JALS-204 fabriqué par la Japan Synthetic Rubber Co. La couche 40 d'alignement a également un angle de préinclinaison dans la gamme d'environ 88 degrés à environ 92 degrés. La structure obtenue est ensuite nettoyée à l'eau désionisée. Comme représenté dans la figure 4A, le second substrat 38 de verre sur lequel sont formés le filtre 39 coloré et la couche 40 d'alignement homéotrope, et le premier substrat sont assemblés de façon à produire un interstice (d) de cellule d'environ 3,0 micromètres à environ 8,5 micromètres entre les couches d'alignement 36 et 40. Après cela, un cristal liquide nématique est inséré à l'intérieur de cet espace pour produire une couche 42 de cristal liquide. La couche 42 de cristal liquide présente un indice biréfringent (An) d'environ 0, 065 à environ 0,070. Par conséquent, And est fixé à environ 0,2 à 0,6 micromètre. Dans le cas présent, les molécules 44 de cristal liquide de la couche 42 de cris- tal liquide ont une anisotropie diélectrique positive. Il en résulte que les couches d'alignement homéotropes 36 et agissent sur les molécules 44 de cristal liquide de telle façon que les grands axes des molécules 44 de cristal liquide sont alignés sensiblement perpendicu- 18 2765698 lairement à la surface du substrat en l'absence d'un champ électrique entre les électrodes 32 et 34. La structure ainsi obtenue est désignée ci-après sous le nom de panneau ACL. Comme représenté dans la figure 4A, une lame 46 de compensation optique est fixée au panneau ACL sur la surface du substrat 38. Un polariseur 48 est fixé au panneau ACL sur la surface du premier substrat 30 et l'analyseur 49 est fixé au panneau ACL sur la surface exposée de la lame 46 de compensation optique. La lame 46 de compensation optique peut être disposée d'un côté ou de l'autre d'un panneau ACL, le polariseur 48 et l'analyseur 49 prenant en sandwich entre eux la lame 46 de compensation et le panneau ACL. Plus précisément, bien que la lame 46 de compensation optique soit interposée entre le second substrat 38 et l'analyseur 49 comme représenté dans la figure 4A, la lame de compensation optique peut être disposée entre le premier substrat 30 et le polariseur 48 et peut être disposée de part et d'autre du panneau ACL. D'une manière plus générale, la lame de compensation peut être considérée comme étant formée sur au moins l'une des parties supérieure et infé- rieure de la couche de cristal liquide ou, si elle n'est pas formée directement sur celles-ci, sur au moins un côté des parties supérieure et inférieure de la couche de cristal liquide, c'est-à-dire de telle façon qu'une autre couche ou qu'un autre substrat se trouve entre elles. On va ensuite décrire un principe de fonctionnement selon lequel la couche de cristal liquide varie d'une structure à un seul domaine à une structure à deux domaines. En l'absence d'un champ électrique appliqué, les molécules de cristal liquide sont alignées verticalement par rapport à la surface des deux substrats. 19 2765698 Lors de l'application d'un champ électrique, un champ de franges ayant une composante verticale qui présente une forme symétrique par rapport à une bordure, est formé entre les deux électrodes. Il en résulte que, comme représenté dans la figure 4B, les molécules de cristal liquide se trouvant dans la couche 42 de cristal liquide dans un pixel élémentaire commencent à s'aligner. A titre d'exemple, les molécules 44a de cristal liquide se trouvant dans une région dl du premier domaine sont alignées dans le sens des aiguilles d'une montre, tandis que les molécules 44b de cristal liquide se trouvant dans une région d2 du second domaine sont alignées dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. Les molécules 44c existant dans une zone frontière entre les deux domaines dl et d2 continuent de conserver un état initial dans lequel les grands axes des molécules de cristal liquide sont alignés sensiblement verticalement par rapport à la surface du substrat en raison d'une influence des molecules adjacentes 44a et 44b sur les molécules 44c. Par conséquent, les molécules 44 sont alignées selon une configuration symétrique par rapport à une frontière entre les électrodes 32 et 34. Conformément au présent mode de réalisation, plusieurs traitements de frottage et de photolithographie destinés à former la structure à deux domaines peuvent être éliminés. Il en résulte que l'invention peut faciliter la formation de la structure à deux domaines à l'intérieur de la couche de cristal liquide dans les pixels élémentaires respectifs. MODE DE REALISATION 3. Structure d'un Dispositif d'Affichage à Cristal Liquide Comme représenté dans la figure 5A, un premier substrat 30 et un second substrat 38 sont disposés de 2765698 façon opposée l'un à l'autre avec un interstice (d) entre cellules d'environ 3,0 micromètres à environ 8,5 micromètres. Dans le cas présent, le premier substrat 30 est un substrat inférieur et le second substrat 38 est un substrat supérieur. Les substrats 30 et 38 sont faits d'un matériau à base de verre transparent. A ce stade, l'interstice entre cellules est déterminé en considérant le temps de réponse, la tension d'excitation et la transmittance du dispositif d'affichage à cristal liquide, etc. L'interstice entre cellules est de préférence fixé de telle façon que AndcX/2 soit d'environ 0,2 à 0,6 micromètre. En général, à mesure que And augmente, la transmittance augmente tandis que l'angle d'observation diminue. A mesure que l'interstice (d) entre cellules augmente, la tension d'excitation décroît et le temps de réponse augmente. La lame de compensation optique sera décrite plus loin. Une couche 42 de cristal liquide est interposée entre le premier substrat 30 et le second substrat 38. La couche 42 de cristal liquide comprend un cristal liquide nématique qui présente une anisotropie diélectrique positive. Du fait de la caractéristique selon laquelle des cristaux liquides présentent une configuration inclinée lors de l'application du champ électrique, il est préférable d'utiliser des cristaux liquides ayant de faibles coefficients d'élasticité, ce qui réduit la tension d'excitation. Comme les cristaux liquides à anisotropie diélectrique positive ont une pureté et une fiabilité élevées, on les utilisera dans ce mode de réalisation. Un additif peut être utilisé dans le cristal liquide pour accélérer le retour à l'alignement initial. Comme exemple d'additif, on peut utiliser un additif chiral cholestérique en solution dans le matériau constituant le cristal liquide. 21 2765698 Pour produire un champ électrique qui excite les cristaux liquides en mode IPS, on forme une électrode 32 de pixels et une contre-électrode 34 sur l'un ou l'autre du premier substrat 30 et du second substrat 38. L'autre des deux substrats ne porte pas d'électrode. L'électrode 32 de pixels et la contre-électrode 34 sont électriquement isolées l'une de l'autre. Dans ce mode de réalisation, l'électrode 32 de pixels et la contre-électrode 34 sont toutes deux formées sur la surface intérieure du premier substrat 30. Dans le cas présent, l'électrode 32 de pixels et la contre-électrode 34 sont agencées de façon à être séparées l'une de l'autre d'une distance sélectionnée. La distance entre l'électrode 32 de pixels et la contre-électrode 34 peut être pratiquement identique à la largeur respective des électrodes 32 et 34 et peut être légèrement supérieure à celle des électrodes 32 et 34 respectives. La distance les séparant est par exemple de 3 à 20 micromètres. Il est préférable qu'elle soit d'environ 4 à 5 micromètres. Divers types et diverses formes d'électrodes 32 et 34 peuvent être utilisés ici dans le cadre de la présente invention. A titre d'exemple, les électrodes 32 et 34 peuvent avoir une configuration interdigitée, la distance entre les électrodes étant d'environ 20 micromètres et la largeur des électrodes étant d'environ 10 micromètres. L'électrode 32 de pixels et la contre-électrode 34 sont faites d'un matériau opaque ayant une excellente conductivité, par exemple le chrome et l'aluminium. Les électrodes 32 et 34 peuvent être faites d'un matériau métallique transparent tel que de l'oxyde d'indium-étain. Le signal de la ligne de bus de données est ici appliqué à l'électrode 32 de pixels et un signal commun est fourni en entrée à la contre-électrode 34. 22 2765698 Bien que cela ne soit pas représenté dans les dessins, sur la surface intérieure du substrat 30 portant l'électrode 32 de pixels et la contreélectrode 34, il est formé une pluralité de lignes de bus de portes et une pluralité de lignes de bus de données ayant une configuration matricielle et une pluralité de dispositifs de commutation. Sur la surface intérieure du substrat 38 ne portant pas d'électrode, sont formés une pluralité de filtres colorés (non représentés). Dans ce mode de réalisation, les couches d'alignement sont disposées afin d'orienter les molécules de cristal liquide dans une direction initiale. Les couches d'alignement homéotropes 36 et 40 sont respectivement formées sur les surfaces intérieures du premier substrat 30 et du second substrat 38 par application sur ceux-ci d'un matériau d'alignement homéotrope à l'endroit o le premier substrat 30 présente l'électrode 32 de pixels et la contre-électrode 34. Les angles de préinclinaison des couches d'alignement supérieure et inférieure 36 et 40 sont d'environ 88 degrés à environ 92 degrés par rapport aux substrats. Les couches d'alignement homéotropes 36 et 40 induisent un alignement d'inclinaison permettant d'agencer les grands axes des molécules de cristal liquide dans une direction sensiblement perpendiculaire aux substrats. Par conséquent, on peut constater que l'angle de préinclinaison que les couches d'alignement homéotropes font avec les substrats 30 et 38 est d'environ 90 degrés, comme représenté par les orientations des molécules 44 de cristal liquide. Un polariseur 48 est disposé sur la surface extérieure du premier substrat 30 de façon que l'angle entre son axe de polarisation et la direction du champ électrique entre les électrodes 32 et 34 soit d'environ 23 2765698 degrés à 50 degrés, et de préférence, d'environ 45 degrés. La raison pour laquelle l'angle entre son axe de polarisation et la direction du champ électrique doit être d'environ 45 degrés, est la suivante: En mode IPS, la transmittance de la lumière est déterminée par l'équation (1) suivante: T=T0sin2(2X) sin2(.And/X)...équation (1) dans laquelle X est un angle formé entre l'axe optique des molécules de cristal liquide et l'axe de polarisation d'un polariseur. An est l'anisotropie de l'indice de réfraction, d est un interstice de cellule effectif (épaisseur d'une couche de cristal liquide) et X est la longueur d'onde de la lumière incidente. Par conséquent, pour obtenir une transmittance maximale de la lumière, l'angle entre l'axe optique des molécules de cristal liquide et l'axe de polarisation d'un polariseur doit être de 45 degrés. Un analyseur 49 est disposé à l'extérieur du second substrat 38 à l'endroit o l'axe de l'analyseur 49 coupe celui du polariseur 48. Dans ce mode de réalisation, pour augmenter notablement le contraste, on utilise un moyen de compensation optique ayant approximativement le même retard que celui du cristal liquide NT. Bien qu'une lame 46 de compensation optique soit disposée entre le second substrat 38 et l'analyseur 49 dans les figures 5A et 5B, la lame 46 de compensation optique peut être disposée d'un côté ou de l'autre du panneau ACL, le polariseur 48 et l'analyseur 49 prenant en sandwich entre eux la lame 46 de compensation et le panneau ACL. Plus précisément, la lame de compensation optique peut être disposée au moins entre la couche de cristal liquide et le polariseur, ou entre la couche de cristal liquide et l'analyseur. 24 2765698 La lame 46 de compensation optique comprend des cellules de cristal liquide nématique ayant approximativement la même valeur de And (o An représente l'indice biréfringent du cristal liquide et d est l'épaisseur de la couche de cristal liquide) que celle du panneau ACL. D'une manière générale, la couche de cristal liquide, comme représenté dans la figure 6A, comprend une pluralité de molécules (44; nx=ny anisotrope. Il en résulte, à titre d'exemple, dans le cas o les molécules 44 de la couche de cristal liquide sont disposées perpendiculairement aux substrats, que lorsqu'un observateur regarde un écran en position frontale avec un angle d'observation perpendiculaire à l'écran, comme la lumière qui a passé à travers le polariseur 48 passe le long de l'axe optique des molécules 44 de cristal liquide et ne subit donc pas de changement de caractéristique de polarisation, l'écran devient foncé. Par ailleurs, si l'observateur regarde l'écran en position frontale avec un angle d'observation s'écartant de l'axe de polarisation, comme il voit un axe oblique des molécules de cristal liquide, il se produit une perte de lumière. Il en résulte que cette perte de lumière dégrade le contraste du dispositif d'affichage à cristal liquide. Par conséquent, dans ce mode de réalisation, pour améliorer le contraste, on utilise la lame 46 de compensation optique. La lame 46 de compensation optique est un film de cristal liquide durci comprenant une 2765698 pluralité de molécules 46a ayant une biréfringence négative, comme représenté dans la figure 6B. Chaque molécule 46a de cristal liquide (nx=ny > nz) a un rayon nx ou ny supérieur à sa hauteur nz. Chaque molécule 46a a une structure du type disque ou une structure étirée de façon bidirectionnelle. Par conséquent, la lame 46 de compensation optique compense l'indice de réfraction anisotrope du panneau ACL de sorte que le panneau ACL peut présenter des caractéristiques en apparence isotropes. On va décrire ci-après le fonctionnement du dispositif d'affichage à cristal liquide. En premier lieu, comme représenté dans la figure 5A, avant qu'un champ électrique soit appliqué entre l'électrode 32 de pixels et la contre-électrode 34, du fait des couches d'alignement homéotropes 36 et 40, les molécules 44 de cristal liquide se trouvant dans la couche 42 de cristal liquide sont disposées de façon que leur grand axe soit perpendiculaire aux surfaces des substrats. La lumière qui a passé à travers le polariseur 48 présente des caractéristiques de polarisation linéaire. La lumière polarisée linéairement ne change pas lorsqu'elle passe à travers la couche 42 de cristal liquide étant donné que la lumière polarisée linéairement passe par les axes optiques des molécules 44 de cristal liquide. De ce fait, la lumière qui a été transmise à travers la couche 42 de cristal liquide ne peut pas passer à travers l'analyseur 49 étant donné que l'axe de l'analyseur 49 est croisé par rapport à celui du polariseur 48. Par conséquent, l'écran devient foncé. A ce stade, la lame 46 de compensation optique compense l'indice de réfraction anisotrope de la couche 42 de cristal liquide de sorte que l'écran devient entièrement foncé sous tous les angles d'observation. Par conséquent, 26 2765698 le contraste peut être fortement amélioré par addition du moyen de compensation optique. De plus, comme représenté dans la figure 5B, lorsqu'une tension est appliquée à l'électrode 32 de pixels et à la contre-électrode 34, un champ électrique est produit entre l'électrode 32 de pixels et la contre- électrode 34 disposées sur le substrat 30 inférieur. Plus précisément, dans une partie proche de la surface du premier substrat 30, un champ électrique est produit est produit dans le plan (El) qui est pratiquement parallèle au substrat 30. Dans une partie adjacente au second substrat 38, un champ électrique (E2) de forme elliptique, comme représenté dans la figure 5B, est produit. Les molécules de cristal liquide qui sont proches du premier substrat 30 continuent de conserver un état perpendiculaire au substrat 30 du fait de la force de Van der Waals entre la couche 36 d'alignement homéotrope et les molécules de cristal liquide. Les molécules 44c qui se trouvent dans une partie intermédiaire entre l'électrode 32 de pixels et la contre-électrode 34 conservent un état inactif étant donné qu'elles ne sont pas influencées par le champ. Cependant, les molécules de cristal liquide 44a et 44b, à l'exception des molécules de cristal liquide qui sont proches des premier et second substrats et des molécules 44c de cristal liquide qui se trouvent dans une partie centrale entre les électrodes 32 et 34, sont inclinées de telle façon que les grands axes des molécules 44a et 44b soient parallèles à la ligne du champ électrique. Plus précisément, les molécules 44a de cristal liquide se trouvant du côté gauche sont inclinées dans le sens des aiguilles d'une montre, tandis que les molécules 44b de cristal liquide se trouvant du côté droit sont inclinées dans le sens contraire des aiguilles 27 2765698 d'une montre. Il en résulte que la couche 42 de cristal liquide est divisée en deux domaines dl et d2 (voir figure 4B). Les molécules de cristal liquide contenues dans le même domaine sont disposées dans la même direction, et la direction d'orientation est différente d'un domaine à l'autre. Il en résulte que la couche 42 de cristal liquide est divisée en deux domaines adjacents par une interface les séparant. Conformément à la présente invention, comme la structure à deux domaines de la couche de cristal liquide est obtenue au moyen du champ électrique, une symétrie totale peut être atteinte. Le champ El qui est pratiquement parallèle à la surface du substrat 30 est orienté à environ 45 degrés par rapport à l'axe de polarisation du polariseur 48. Le champ électrique qui est la projection sur la surface du substrat 30 du champ électrique E2 est également orienté à environ 45 degrés par rapport à l'axe de polarisation du polariseur 48. Il en résulte que la lumière qui passe à travers le polariseur 48 et qui est ainsi polarisée linéairement devient polarisée elliptiquement à l'intérieur de la couche 42 de cristal liquide étant donné que l'état de polarisation de la lumière polarisée linéairement change à l'intérieur de la couche 42 de cristal liquide. La lumière polarisée de façon elliptique passe ensuite à travers l'analyseur 49. Il en résulte que l'écran devient blanc. Par conséquent, comme on peut le noter d'après * l'équation 1, la transmittance devient maximale. MODE DE RÉALISATION 4: Dispositif d'Affichage à Cristal Liquide du Type à Matrice Active ayant une Structure à Domaines multiples dans une Couche de Cristal Liquide Comme représenté dans la figure 7, dans un dispositif d'affichage à cristal liquide complet, des rangées constituées d'une pluralité de lignes de bus de 28 2765698 portes 51-1, 51-2 et des colonnes orthogonales constituées d'un certain nombre de lignes de bus de données 55-1, 55-2 sont agencées selon la configuration d'une matrice sur un substrat 50 inférieur transparent ou premier substrat. Les lignes de bus de portes 51-1, 51-2 et les lignes de bus de données 55-1, 55-2 sont électriquement isolées les unes des autres par une couche d'isolation de portes (non représentée) disposée entre elles. Par conséquent, un pixel est formé dans les régions délimitées par ces deux types de lignes. A titre d'exemple, comme représenté dans la figure 7, un pixel Pl est formé dans la région délimitée par les deux types de lignes 51-1, 51-2 et 55-1, 55- 2. D'une manière semblable, des pixels P2, P3 et P4 sont formés. Chacune des contre- électrodes 52-1, 52-2, 52-3 et 52-4 est formée dans des régions de pixels respectives Pl, P2, P3 et P4 du premier substrat 50, par exemple dans une structure ayant la forme d'un cadre carré et est électriquement connectée aux autres contre-électrodes adjacentes à l'intérieur des autres pixels adjacents. Par conséquent, le même signal commun est transféré à toutes les contre-électrodes 52-1, 52-2, 52-3 et 52-4. L'électrode 56-1 de pixels est formée dans les régions de pixels Pl du premier substrat 50 sur lequel est formée la contre-électrode 52-1. Dans le cas présent, l'électrode 56-1 de pixels peut être modifiée de façon à avoir diverses configurations. Dans ce mode de réalisation, l'électrode 56-1 de pixels est formée selon la configuration d'une lettre "I". Une première partie 56-la de rebord et une seconde partie 56- lc de rebord de l'électrode 56-1 de pixels sont agencées parallèlement l'une à l'autre et sont chevauchées par la contre- électrode 52-1. Une partie 56-lb d'âme des électrodes 56- 1 de pixels est utilisée pour connecter la première partie 56-la de rebord à la seconde partie 56-lc de rebord et pour diviser la région délimitée par la contre- 29 2765698 électrode 52-1. Dans ce mode de réalisation, à titre d'exemple, la première partie 56-la de rebord et la seconde partie 56-lc de rebord sont chevauchées par des parties de la contre-électrode qui sont parallèles aux lignes de bus de portes 51-1 et 51-2 et la partie 56-lb d'âme de l'électrode 56-1 de pixels est disposée entre la contre- électrode 52-1 et est parallèle aux lignes de bus de données 55-1 et 55- 2. Des dispositifs de commutation, par exemple des transistors à couches minces TFT1 à TFT2 sont chacun agencés dans l'une correspondante des parties d'intersection des lignes de bus de portes 51-2 et des lignes de bus de données 55-1 et 55-2. Les transistors à couches minces TFT1 à TFT2 comportent chacun une couche 54 de canal, une électrode 56-ld de source, partant des électrodes de pixels 56-1 et la ligne de bus de données -1 ou 55-2. Une région d'ouverture AP correspondant à un pixel élémentaire du dispositif d'affichage à cristal liquide est ici un espace délimité par la contre- électrode 52-1 et l'électrode 56-1 de pixels et un condensateur du type à capacité supplémentaire est formé dans une région de chevauchement de la contre-électrode 52-1 et de l'électrode 56-1 de pixels. Une structure constituée d'un substrat supérieur ou d'un second substrat n'est pas représentée dans la figure 7. Des ondes de signaux contenant des informations, sont par exemple appliquées à la ligne 55-1 de bus de données et des ondes de balayage sont appliquées de façon synchrone à la ligne 51-2 de bus de portes. Dans le cas présent, bien que cela soit représenté dans les dessins, chacune des lignes de bus de portes 51-1 et 51-2 et chacune des lignes de bus de données 55-1 et 55-2 sont respectivement connectées à un circuit intégré d'attaque de porte et à un circuit intégré à haut degré d'intégration d'attaque de données. Le signal d'information est transféré de la ligne 55-1 de bus de 2765698 données à l'électrode 56-1 de pixels par l'intermédiaire d'un transistor à couche mince TFT1. Par conséquent, un champ électrique est produit entre la contre-électrode 52-1 et l'électrode 56-1 de pixels. Les figures 8 et 9 sont des vues en coupe transversale d'un pixel Pi prises le long de la droite VIII-VIII' de la figure 7 à l'endroit o les lignes de bus de portes (électrodes 51-2 de porte) et la contre- électrode 52-1 sont formées dans une surface du premier substrat 50 et o la couche 53 d'isolation de porte est formée sur une surface de la structure obtenue portant la ligne 51-2 de bus de portes et la contreélectrode 52-1 formée sur celle-ci. Une couche 57 de silicium amorphe est déposée sur une couche 51 d'isolation de porte superposée à la ligne 51-2 de bus de portes et est soumise à la formation d'un motif pour former une couche 54 de canal. La ligne de bus de données (électrode de drain; 55-1) est formée sur une surface de la couche 53 d'isolation de porte, en chevauchant un côté de la couche 54 de canal, et l'électrode 56-1 de pixels est formée sur une surface de la couche 53 d'isolation de porte, en chevauchant l'autre côté de la couche 54 de canal. Un TFT1 est ainsi entièrement obtenu. La couche 53 d'isolation de porte est ici utilisée pour isoler la ligne de bus de portes (électrode de porte; 51-2) et la ligne de bus de données (électrode de drain; 55-1) et sert également à assurer l'isolation entre la contre- électrode 52-1 et l'électrode 56-1 de pixels. La couche 57 d'alignement homéotrope inférieure est appliquée sur la structure obtenue qui est constituée par le premier substrat 50 ou substrat inférieur sur lequel est formé le transistor à couche mince. Une matrice 61 noire est formée sur unsubstrat 60 supérieur ou second substrat, qui est opposé au premier substrat 50, de telle façon que la matrice 51 noire soit en face du transistor TFT1 à 31 2765698 couche mince. Un filtre 62 coloré est formé sur un côté de la matrice 61 noire sur un substrat 60 supérieur ou second substrat, de telle façon que le filtre 62 coloré soit tourné vers la région de pixel. Une couche 63 d'alignement homéotrope est appliquée sur une surface du second substrat 60 sur laquelle sont formés la matrice 61 noire et le filtre 62 coloré. Le cristal 70 liquide à anisotropie positive de la constante diélectrique est maintenu entre les premier et second substrats 50 et 60. Dans ce mode de réalisation, comme le mode de réalisation 3, comme représenté dans la figure 8, un polariseur 59 est fixé à la surface extérieure du premier substrat 50. Pour obtenir une transmittance maximale de la lumière, l'angle entre l'axe optique des molécules de cristal liquide et l'axe de polarisation d'un polariseur doit être de 45 degrés. Un analyseur 67 est fixé à la surface extérieure du second substrat 60. Bien que cela ne soit pas représenté dans le dessin, l'axe de l'analyseur 67 est croisé par rapport à celui du polariseur 59. Pour augmenter fortement le contraste, un moyen de compensation optique ayant approximativement le même retard que celui du cristal liquide nématique est également utilisé, comme dans le mode de réalisation 3. Une lame 65 de compensation optique est disposée entre le second substrat 60 et l'analyseur 67. La lame 65 de compensation optique peut être disposée d'un côté ou de l'autre du panneau ACL, le polariseur 59 et l'analyseur 67 prenant en sandwich entre eux la lame 65 de compensation et le panneau ACL. Comme le troisième mode de réalisation, la lame 65 de compensation optique comprend des cellules de cristal liquide nématique ayant approximativement la même valeur de And (o An représente l'indice de biréfringence du cristal liquide et d est l'épaisseur de la couche de cristal liquide) que le panneau ACL. 32 2765698 Si aucun signal n'est appliqué à la ligne 51-2 de bus de portes et à la ligne 55-1 de bus de données, comme représenté dans la figure 8, les molécules 70-1 de cristal liquide sont alignées de telle façon que les axes optiques des molécules 70-1 de cristal liquide soient verticaux par rapport aux substrats, sous l'effet des couches d'alignement homéotropes 57 et 63. Si des signaux sont appliqués à la ligne 51-1 de bus de portes, et à la ligne 55-1 de bus de données, comme représenté dans la figure 9, un champ électrique à gradient vertical est produit entre la contre- électrode 52-1 et l'électrode 56-1 de pixels. Par conséquent, les molécules 70-1 de cristal liquide sont agencées selon la forme d'un champ de franges, en formant ainsi des domaines doubles à l'intérieur de la couche de cristal liquide. Comme décrit ci-dessus à propos des autres modes de réalisation 1 à 3, des molécules 70c de cristal liquide existant dans une partie centrale entre la contre-électrode 52 et l'électrode 56 de pixels conservent alors l'état qu'elles avaient lorsque le champ électrique n'était pas appliqué et les molécules de cristal liquide 70a et 70b se trouvant de part et d'autre des molécules 70c de cristal liquide sont inclinées selon une forme symétrique. Divers types et formes d'électrodes peuvent ici être adoptées dans le cadre de la présente invention. A titre d'exemple, la contre-électrode 52 et l'électrode 56 de pixels peuvent chacune être modifiées selon diverses configurations, par exemple une forme de peigne, une forme annulaire, les lettres "I", "T", "II", etc. Une lampe à halogène est ensuite utilisée de façon à mesurer une caractéristique électro-optique, en tant que source lumineuse, et une source de tension à 60 Hz à onde carrée provenant d'un générateur de fonction est appliquée à la cellule de cristal liquide échantillon. La 33 2765698 lumière passant à travers la cellule est détectée par un tube photomultiplicateur. Les caractéristiques électro- optiques représentant la relation entre la tension efficace appliquée aux pixels et la brillance (intensité lumineuse transmise) dans les présents modes de réalisation, sont représentées dans la figure 10. La figure 10 représente l'intensité lumineuse transmise en fonction d'une tension appliquée. La transmission de lumière commence à se produire pour une tension appliquée d'environ 7 volts, et la transmission devient presque saturée à environ 40 volts. Comme les caractéristiques de transmission dans la direction normale sont une fonction de sin2(6/2), o 6(=27And/k) est un retard de phase, dans le cas o la cellule est telle que And = k/2, la transmission croît continûment lorsque la tension continue d'augmenter. La relation transmission-tension de saturation dépend de la distance entre les électrodes, de l'interstice entre cellules, et des matériaux de cristal liquide, c'est-à-dire qu'on a Vth = nl/d(K3/0As) 1/2. Vth est ici une tension de seuil du dispositif d'affichage à cristal liquide, 1 est une distance entre électrodes, d est l'interstice entre cellules effectif, sO est la constante diélectrique, AE est la constante d'anisotropie diélectrique, et K3 est la constante de déformation élastique. Par conséquent, Vth peut être réduit à environ 5 V par régulation de l'interstice entre cellules, de la distance entre électrodes, etc., pour optimiser la conception. Le comportement dynamique et l'observation au microscope du dispositif d'affichage à cristal liquide seront présentés ci-après. Le temps de montée pour une tension appliquée de 40 volts est d'environ 11 ms et le temps de descente est d'environ 9 ms. Cette vitesse est pratiquement la même que celle d'une cellule utilisant le mode d'alignement vertical. 3 4 2765698 Le motif de transmission est également observé en utilisant un microscope à polarisation. Lorsqu'une tension inférieure à une tension de seuil est appliquée, la cellule présente un état entièrement noir, à l'exception d'une région proche des éléments d'espacement sphériques qui sont répartis de façon à maintenir l'interstice entre cellules entre les substrats. Les éléments d'espacement sphériques sont des sphères de matière plastique répartis entre les substrats de façon à maintenir l'interstice entre cellules. En l'absence du champ électrique, dans la plupart des régions, les molécules de cristal liquide sont agencées perpendiculairement aux surfaces des substrats. Cependant, dans la région des éléments d'espacement sphériques, les molécules de cristal liquide sont agencées le long de la surface des éléments d'espacement, de sorte que de la lumière s'échappe étant donné que les molécules se trouvant dans ces régions ne sont pas exactement agencées perpendiculairement aux surfaces des substrats. Lorsque la tension augmente et dépasse la valeur de seuil, une transmittance commence à apparaître dans la région proche des électrodes, et la région de transmission s'étend sur tout cet espace, comme représenté dans les figures 11A et 11B. Des lignes de séparation se trouvent dans la partie centrale entre les électrodes étant donné que les cristaux liquides ne se déplacent pas à travers la totalité de l'interstice entre cellules dans la partie centrale, c'est-à-dire que les lignes directrices sont repoussées vers la partie centrale en partant des deux côtés. Les lignes de séparation sont très stables et ne sont pas perturbées, même pour une tension appliquée d'environ 55 volts. Comme les lignes de séparation ne s'orientent pas vers une autre zone que la zone originale, elles n'affectent pas la qualité de l'affichage. 2765698 La figure 12 représente la variation de la brillance en fonction de l'angle d'observation. La référence est l'intensité lumineuse pour une tension de polarisation de volts et une direction perpendiculaire à l'écran. Par conséquent, dans la figure 12, la référence numérique 90 indiquée à l'intérieur d'un rectangle représente une région illustrée à l'intérieur de laquelle la brillance est supérieure à 90%. La référence numérique 70 représente une région dans laquelle la brillance est supérieure à 70%. De la même manière, chaque référence numérique indiquée à l'intérieur d'un rectangle représente une région illustrée, dans laquelle la brillance est supérieure à la frontière numérique. Comme représenté dans la figure 12, toutes les régions illustrées présentent une brillance uniforme. Comme cela ressort de la figure 12, l'uniformité de la brillance est nettement améliorée par comparaison à celle de la cellule classique associée à un domaine unique lors de la déformation d'une phase alignée verticale (DAP). La transmission normalisée dépasse 30% à l'intérieur d'un angle polaire de 60 degrés dans toutes les directions. Cela résulte de la configuration de la directrice du cristal liquide du type à deux domaines du fait de la commutation dans le plan. La figure 13 représente le résultat d'une simulation du dispositif d'affichage à cristal liquide selon le quatrième mode de réalisation de l'invention. On notera que lors de l'application du champ électrique, les molécules qui se trouvent entre l'électrode 56-lb de pixels et la contre-électrode 52-1 sont disposées selon la forme du champ électrique, comme décrit plus haut. Les molécules qui se trouvent au-dessus de 56-lb et 52-1 restent dans l'état initial étant donné que l'espace situé au-dessus des électrodes 56-lb et 52-1 ont la même valeur du potentiel qu'avant l'application du champ. 36 2765698 Comme représenté, les molécules se trouvant dans une région frontière conservent un état d'équilibre du fait des forces provenant des molécules se trouvant dans les deux domaines ont les mêmes valeurs. Par conséquent, dans cette région, la lumière ne peut pas passer, de sorte qu'une ligne de séparation apparaît. Dans ce dispositif d'affichage à cristal liquide, la transmittance maximale est obtenue à environ 30 ms étant donné que la transmittance se sature à environ 30 ms. Ce résultat montre que le dispositif d'affichage à cristal liquide présente un temps de réponse rapide par comparaison au dispositif d'affichage à cristal liquide classique à mode de commutation dans le plan ayant une transmittance maximale à plus d'environ 50 à 60 ms. Pour vérifier l'augmentation du contraste dû à la lame de compensation optique à indice négativement biréfringent, on a mesuré le rapport de contraste de ce dispositif. Le résultat est représenté dans la figure 14. Une référence numérique 100 indiquée dans un rectangle représente une région dans laquelle le rapport de contraste est d'environ 100%. Une référence numérique 30 indiquée dans un rectangle représente une région dans laquelle le rapport de contraste est de 30%. Une référence numérique 10 indiquée dans un rectangle représente une région dans laquelle le rapport de contraste est de 10%. Comme représenté dans la figure 14, les régions présentent presque toutes une valeur du rapport de contraste supérieure à 10. On notera donc que l'angle d'observation est tout à fait excellent. On utilise la lame de compensation optique fabriquée par Nitto Denko Co. est utilisée. La lame de compensation optique a une dimension de (nx- nz)d=0,2-0,6 micromètres à X=589 nm. Le dispositif d'affichage à cristal liquide à deux domaines se trouvant dans la couche de cristal liquide entre les électrodes présente de façon évidente 37 2765698 des symétries quadruples et planes dans un miroir, comme représenté dans la courbe d'isocontraste de la figure 14, dans laquelle on peut voir que la région présentant un rapport de contraste supérieur à 10 est meilleure que la cellule NT classique et est comparable à la structure à deux domaines de la cellule AV munie du film de compensation optique qui est proposé par K. Ohmuro et coll. dans SID 97 Digest, p. 845, 1997. En particulier, on notera que les caractéristiques d'angle d'observation dans une direction orientée à 45 degrés en diagonale sont tout à fait satisfaisantes. Comme décrit ci-dessus, conformément à l'invention, en présence du champ électrique, un champ électrique elliptique est produit et les molécules de cristal liquide sont ainsi disposées symétriquement par rapport à un point se situant dans une zone ou une région centrale intermédiaire entre les électrodes. Il en résulte que, comme la couche de cristal liquide est divisée en deux domaines, un angle d'observation étendu et symétrique peut être obtenu. On peut facilement obtenir la structure à deux domaines sans traitement compliqué. En outre, en l'absence du champ électrique, la perte de lumière est évitée par la lame de compensation optique de sorte que l'écran devient parfaitement noir. De ce fait, le rapport de contraste est sensiblement amélioré. De plus, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, avant que le champ électrique ne soit produit, les molécules de cristal liquide se placent de telle façon que leurs grands axes soient perpendiculaires aux substrats. Après que le champ électrique a été appliqué, les molécules sont inclinées en fonction de la forme du champ. Par conséquent, par comparaison au dispositif d'affichage à cristal liquide classique utilisant le mode de commutation dans le plan, dans lequel des molécules de cristal liquide sont tout d'abord 38 2765698 disposées parallèlement aux substrats en l'absence du champ électrique puis sont torsadées selon la forme du champ électrique en présence de ce champ électrique, le temps de réponse du dispositif d'affichage à cristal liquide de l'invention est sensiblement amélioré. En outre, comme les cristaux liquides ont une anisotropie positive de la constante diélectrique, elle présente donc une bonne pureté et une bonne fiabilité, et la qualité du dispositif est nettement améliorée. De plus, comme une structure à deux domaines est formée à l'intérieur de la couche de cristal liquide, lorsque l'observateur regarde l'écran dans des directions obliques, des nombres pratiquement égaux des grands axes et des petits axes des molécules de cristal liquide sont vus en présence du champ électrique. Par conséquent, le décalage de couleur qui se produit dans le dispositif d'affichage à cristal liquide classique peut être évité. Les spécialistes de la technique noteront que le dispositif d'affichage à cristal liquide ayant la couche de cristal liquide à structure à domaines multiples peut être fabriqué en utilisant la technologie décrite ci- dessus pour former deux domaines d'inclinaison conformément à l'invention. Diverses autres modifications apparaîtront aux spécialistes de la technique et pourront être réalisées par ceux-ci sans qu'ils s'écartent du cadre de l'invention. Par conséquent, il est entendu que le cadre des revendications annexées au présent fascicule n'est pas limitée à la présente invention mais au contraire, que les revendications peuvent être considérées selon leur acception la plus large. 39 2765698 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'affichage à cristal liquide, caractérisé en ce qu'il comprend: un premier substrat (50) ayant une surface intérieure et une surface extérieure opposée à la surface intérieure; un second substrat (60) ayant une surface intérieure et une surface extérieure opposée à la surface intérieure et disposée à l'opposé du premier substrat; une pluralité de lignes (51-2) de bus de portes et une pluralité de lignes (55-1) de bus de données coupant la pluralité de lignes de bus de portes, agencées selon la configuration d'une matrice sur une surface du premier substrat et définissant une pluralité de régions de pixels chacune délimitée par une paire de la pluralité de lignes de bus de portes et par une paire de la pluralité de lignes de bus de données; une couche de cristal liquide prise en sandwich entre les surfaces intérieures des deux subs- trats et comportant des molécules de cristal liquide; une électrode (56-1) de pixels et une contre- électrode (52-1) formées sur la surface intérieure du premier substrat, l'électrode de pixels et la contre- électrode étant espacées l'une de l'autre pour l'application d'un champ électrique entre celles-ci pour aligner les molécules de cristal liquide entre les deux électrodes le long de lignes de champ électrique du champ électrique; 2765698 une pluralité de dispositifs de commutation correspondant à la pluralité de régions de pixels, chacun de la pluralité de dispositifs de commutation étant connecté à l'une correspondante de la pluralité de lignes (55-1) de bus de données et à l'une correspondante de la pluralité d'électrodes de pixels; des couches (57) d'alignement homéotropes respectivement formées sur la surface intérieure du second substrat et sur la surface intérieure du premier substrat, les molécules étant alignées perpendiculairement aux surfaces intérieures des deux substrats en l'absence du champ électrique; un polariseur (59) disposé sur la surface extérieure du premier substrat; une lame de compensation optique disposée sur la surface extérieure du second substrat; et un analyseur disposé sur la lame de compensation optique, dans lequel en présence du champ électrique entre l'électrode de pixel et la contre- électrode, les molécules sont inclinées le long des lignes de champ électrique vers une région centrale entre les deux électrodes o les molécules restent alignées perpendiculairement aux surfaces intérieures des substrats. 2. Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de cristal liquide est formée d'un matériau ayant une propriété d'anisotropie diélectrique positive. 3. Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'angle entre l'axe du polariseur et la direction du champ électrique est d'environ 45 degrés. 4. Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que 41 2765698 l'angle entre l'axe du polariseur et l'axe de l'analyseur est d'environ 90 degrés. 5. Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la lame de compensation optique est faite d'un film de cristal liquide contenant une pluralité de molécules à indice négativement biréfringent. 6. Dispositif d'affichage à cristal liquide suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chacune de l'électrode de pixels et de la contre- électrode est faite d'un film métallique transparent.