Brevet FR2808891A1 — publié le 20011116

La présente invention concerne le domaine des dispositifs d'affichage à cristal liquide. ETAT DE LA TECHNIQUE Selon la nature physique du cristal liquide utilisé, on distingue dispositifs à cristaux liquides nématiques, cholestériques, smectiques, ferroélectriques, etc. Dans les afficheurs nématiques, qui font l'objet préférentiel de la présente invention, on utilise un cristal liquide nématique, achiral ou chiralisé par exemple en ajoutant un dopant chiral. On obtient de cette façon une texture spontanée uniforme ou faiblement tordue, dont pas de l'hélice est supérieur à quelques micromètres. L'orientation l'ancrage du cristal liquide à proximité des surfaces sont définis par des couches ou des traitements d'alignement appliqués sur les substrats. La plupart des dispositifs proposés et réalisés à ce jour sont monostables. En absence de champ électrique, une seule texture est réalisée dans le dispositif. Elle correspond à un minimum absolu de l'énergie totale de la cellule. Sous champ cette texture est déformée continument et ses propriétés optiques varient en fonction de la tension appliquée. A la coupure du champ, le nématique revient à nouveau dans la seule texture monostable. L'homme de l'art reconnaîtra parmi ces systèmes les modes de fonctionnement les plus répandus des afficheurs nématiques nématiques tordus (TN), supertordus (STN), à biréfringence électriquement contrôlée (ECB), nématiques verticalement alignés (VAN), etc. autre classe d'afficheurs nématiques est celle des nématiques bistables, multistables ou métastables. Dans ce cas, au moins deux textures distinctes, stables ou métastables en absence de champ, peuvent être réalisées dans la cellule, avec les mêmes ancrages sur les surfaces. On dénomme généralement bistables ou multistables au moins deux états de même énergie ou d'énergie très proche, susceptibles de durer quasi indéfiniment en l'absence de commande externe. Par contre on dénomme métastables des états de niveaux d'énergie différents, susceptibles de commuter après un temps important de relaxation. La commutation entre les deux états est réalisée par l'application de signaux électriques appropriés. Une fois l'état inscrit, il reste mémorisé en absence de champ grâce à la bistabilité. Cette mémoire des afficheurs bistables est très attractive pour de nombreuses applications. D'un côte, elle permet un faible taux de rafraîchissement des images, très favorable pour diminuer la consommation des appareils portables. D'autre part, pour des applications rapides (par exemple vidéo) la mémoire assure un tres fort taux de multiplexage, permettant un affichage vidéo de haute résolution. Récemment, un nouvel afficheur bistable [document 1 ] a été proposé, utilisant un cristal liquide nématique chiralisé ou un cholestérique. Les deux textures bistables, U (uniforme ou faiblement tordue) et T diffèrent entre elles d'une torsion de 180 et sont topologiquement incompatibles (Figure 1). Le pas spontané po du nématique est choisi proche de 4 fois l'épaisseur d de la cellule (po - 4.d) pour rendre les énergies de U et T sensiblement égales. Sans champ, il n'existe aucun autre état avec une énergie plus basse : U et T présentent une vraie bistabilité. En raison de l'incompatibilité topologique des deux textures bistables, est impossible de les transformer l'une dans l'autre par une distorsion continue en volume. La commutation entre U et T nécessite donc des transitions d'ancrage sur les surfaces, induites par un champ externe. dessus d'un champ électrique seuil E,, (seuil de cassure de l'ancrage), une texture presque homéotrope (référencée H sur la figure 1) est obtenue, avec au moins un des ancrages sur les substrats cassé : molécules sont normales à la lame au voisinage de cette surface. A la coupure du champ, les molécules nématiques à proximité de la surface cassée se trouvent en équilibre instable, sans aucun couple d'ancrage, et peuvent revenir soit à leur orientation initiale (réalisant la même texture que celle avant l'application du champ), soit tourner à 180 et induire après relaxation une texture de volume avec une torsion supplémentaire de 180 . A la fin de l'impulsion de commande, la cellule est guidée au choix vers l'un ou l'autre des états bistables, selon que le couplage entre les mouvements des molécules près des deux surfaces est élastique ou hydrodynamique: le couplage élastique donne un retour vers l'état U, le couplage hydrodynamique vers l'état T. Pour que l'information affichée sur le dispositif apparaisse, il est nécessaire que les textures réalisées aient des proprietés optiques différentes. La plupart des dispositifs travaillent en lumière polarisée et utilisent des éléments optiques supplémentaires : des polariseurs, des filtres, des lames compensatrices, etc. Ces éléments et leurs orientations par rapport aux ancrages sur les deux surfaces sont choisis fonction de la configuration de l'afficheur, de façon à optimiser les performances optiques pertinentes : contraste, luminosité, colorimétrie, angle de vue, etc. Pour les afficheurs monostables, l'optimisation doit porter sur tout un continuum d'états, réalisés sous champ plus ou moins fort, parce que ces etats sont affichés pendant toute la durée d'une image. Un très grand nombre de géométries optiques ont été proposées et réalisées pour des dispositifs différents (TN, STN, etc.), en tenant compte des particularités de chacun de ces afficheurs. L'optique de l'afficheur bistable à cassure d'ancrage est très différente de celle des dispositifs monostables. D'abord, pendant la plupart la durée d'une image, seulement deux textures sont réalisées dans chaque élément de l'afficheur: celles correspondant aux deux états bistables. La configuration optimale doit permettre un contraste maximal entre ces deux textures, tout en minimisant les effets optiques transitoires pendant la commutation, dûs au passage rapide par des états intermédiaires sous champ. D'autre part, la différence principale entre les deux textures bistables, la torsion supplémentaire de 180 , n'est pas un paramètre libre pour l'optimisation: elle est imposée par le mécanisme physique de la réalisation des deux états bistables. En plus, la commutation bistable nécessite un fort champ électrique E>Ec (proche de 10 Vgm) et donc une tension de commande U=E.d qui est proportionnelle à l'épaisseur d de la cellule. La couche de cristal liquide doit donc être très fine (d - 2 - 3 gym) pour permettre la commande par des tensions raisonnables et l'optimisation optique doit tenir compte de ces impératifs. BASE DE L'INVENTION La présente invention a maintenant pour but de proposer un nouveau dispositif d'affichage à base de cristaux liquides, qui présente des propriétés supérieures à celles des dispositifs antérieurs connus. Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention, grâce à dispositif bistable d'affichage en réflexion caractérisé par le fait qu'il comprend a) un matériau cristal liquide contenu entre deux substrats parallèles, munis d'électrodes leurs surfaces intérieures en regard, pour permettre d'appliquer champ électrique sur le dit cristal liquide, au moins le substrat frontal et l'électrode frontale étant optiquement transparents, b) des couches ou des traitements d'alignement sur les électrodes, qui orientent le cristal liquide et permettent la réalisation alternative d'au moins deux textures distinctes stables ou métastables en absence de champ, où une des textures est soit non-tordue soit tordue à un angle total compris entre - 90 + 90 , et l'autre texture présente une torsion supplémentaire d'un angle proche de 180 , c) l'épaisseur d de la couche de cristal liquide étant choisie telle que produit d.dn est proche de ÂOM, où ÂO est la longueur d'onde médiane de bande spectrale utile de l'afficheur et dn est la biréfringence du cristal liquide pour cette longueur d'onde, d) des moyens conçus pour appliquer, sur le cristal liquide, des signaux électriques qui permettent de commuter par cassure de l'ancrage sur au moins un des deux substrats, entre les dites textures distinctes et de rester dans une d'entre-elles après l'enlèvement du champ, e) un polariseur, associé à la face avant du dispositif (placé à l'intérieur ou à l'extérieur de celle-ci) et orienté à un angle compris entre 15 et 75 par rapport au directeur du cristal liquide sur la face avant du dispositif, et f) un élément réflectif, spéculaire ou diffusant, placé sur la face arrière du cristal liquide, à l'intérieur ou à l'extérieur du dispositif, permettant à la lumiere de passer deux fois dans le dispositif et de retourner vers l'observateur ou vers des éléments optiques supplémentaires. L'afficheur bistable en réflexion ainsi proposé selon la présente invention offre de nombreux avantages. En particulier il peut garder et afficher une image pendant tres longtemps sans aucune consommation d'énergie, ni pour fonctionnement (il est bistable), ni pour son éclairage (il ne nécessite pas source de lumière interne). Ce dispositif bistable en réflexion peut être optimisé en tenant compte de différents paramètres. Avec un seul polariseur, il permet plusieurs configurations, qui assurent un contraste de 50 à 60 en lumière blanche. Sans perte de qualité optique, l'optimisation permet aussi d'utiliser une épaisseur minimale de la cellule, ce qui rend la commutation plus rapide et réduit les tensions de commande nécessaires pour commutation. Selon d'autres caractéristiques de l'invention . le matériau cristal liquide comprend un cristal liquide ou un mélange de cristal liquide dans une phase nématique, . le matériau cristal liquide comprend un cristal liquide ou un mélange cristal liquide dans une phase cholestérique ou nématique dopée par substance chirale, pour permettre de rapprocher ou d'égaliser les énergies de certaines textures parmi les textures stables ou métastables, . le retard optique d An de la couche cristal liquide est dans les limites 0 Ào =0,35-.1.a, préférentiellement 0,20-Â,Q =0,32.m, où Â.o est la longueur d'onde médiane de la bande spectrale utile, . le polariseur est un polariseur linéaire ou elliptique, . une lame compensatrice est introduite dans le chemin optique entre polariseur et le réflecteur, à l'intérieur ou à l'extérieur du dispositif, avec un retard optique AI inférieur à ao/12 où #4 est la longueur d'onde médiane de la bande spectrale utile, . au moins une des électrodes contient plusieurs segments différents pour permettre de réaliser plusieurs éléments d'image (pixels) indépendants sur les mêmes substrats et dans le même dispositif, . les éléments d'image (pixels) indépendants sont munis des moyens indépendants pour appliquer le champ, . les éléments d'image (pixels) indépendants sont organisés dans une matrice passive multiplexée, . les éléments d'image (pixels) indépendants sont organisés dans une matrice active multiplexée, . le polariseur est orienté à un angle proche de 45 par rapport au directeur cristal liquide sur la face avant du dispositif, . l'angle de torsion de la première texture est pratiquement nul (dO - 0), dispositif est optimisé, quant à l'angle de torsion de texture dans l'état faible torsion, la torsion relative entre les deux états, l'orientation du polariseur par rapport à l'alignement du cristal liquide la face avant, l'épaisseur du matériau cristal liquide placé entre les deux substrats et la biréfringence du cristal liquide de façon à obtenir performances optiques optimales, notamment contraste, luminance, colorimétrie, . l'axe optique de la lame compensatrice est orienté sensiblement à 45 par rapport au polariseur, cristal liquide ntroduit un retard optique compris entre 100 nm et 180 . la lame compensatrice introduit un retard optique inférieur a 50nm, . le polariseur est combiné avec la lame compensatrice sous forme d'un élément unique pour réaliser un polariseur elliptique, . l'épaisseur du matériau cristal liquide est inférieure à 6 gm. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention, apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, et sur lesquels . la figure 1 précédemment décrite représente schématiquement les trois états susceptibles d'être obtenus avec un afficheur conforme à l'état de la technique, . la figure 2 représente schématiquement une vue en perspective d'un dispositif conforme à la présente invention, . la figure 3 schématise l'aller et retour de la lumière, grâce au reflecteur, dans le dispositif conforme à la présente invention, . les figures 4 et 5 schématisent différentes solutions d'équations, en fonction de l'orientation du polariseur, qui seront explicitées par la suite, . la figure 6 illustre une branche particulière d'une solution conforme à la présente invention donnant un bon contraste en lumière blanche, figure 7 représente la réflectivité R autour de la première branche, calculée à d, An et dOfixes à Wk variable, figure 8 représente les réflectivités R(P,WI) d'états "blancs" pour une branche donnée de solution, figure 9 présente la réflectivité de deux états en fonction de pour configuration optimale du dispositif en réflexion conforme à la presente invention, figure 10 présente des courbes colorimétriques, calculées pour une source standard D65, en fonction de d-An, figure 11 représente le contraste calculé en lumière blanche, . la figure 12 représente schématiquement en perspective un dispositif conforme à la présente invention incorporant une lame compensatrice additionnelle, . les figures 13 et 14 représentent différentes solutions d'optimisation qui seront explicitées par la suite, . la figure 15 présente la réflectivité d'états tordus correspondants, et . la figure 16 représente la réflectivité de deux états. PARTIE DESCRIPTIVE Comme les autres afficheurs en réflexion, les dispositifs bistables peuvent être réalisés en de nombreuses configurations, avec un seul ou avec deux polariseurs, avec une ou plusieurs lames compensatrices, etc. Dans la presente invention le dispositif comprend un seul polariseur, placé sur le chemin de la lumière, sur la face avant du dispositif. Cette configuration a l'important avantage d'une luminosité maximale parce qu'elle minimise les pertes de lumière dues à un éventuel deuxième polariseur. La configuration la plus simple du dispositif conforme à la présente invention, comprend seulement, comme illustré sur la figure 2, un polariseur 0 en face avant et un miroir 50 en face arrière de la couche de cristal liquide 30 placé entre deux substrats 20, 40, munis d'électrodes sur leurs surfaces internes, sans aucun élément optique supplémentaire (par exemple lame compensatrice). Sur la figure 2, l'orientation du polariseur 10 est référencée 12, les directions d'alignement définies respectivement sur chacun deux substrats 20, 40 sont référencées 22 et 42 (soit un angle de torsion ), et l'on a schématisé les deux états U et T susceptibles d'être occupés par le matériau cristal liquide 30. Pour optimiser le dispositif conforme à la présente invention, on peut jouer sur tous les paramètres qui définissent les propriétés optiques de l'afficheur : l'angle de torsion d(Po de la texture dans l'état U de faible torsion (00o I Ces paramètres seront choisis de façon à obtenir des performances optiques optimales du dispositif, notamment contraste, luminance, colorimétrie, etc. Une particularité des afficheurs bistables est le fait que la plupart du temps seulement deux états sont réalisés et donc seulement ces deux états bistables doivent être optimisés optiquement. On va démontrer qu'en général, pour n'importe quelle orientation P du polariseur 10, plusieurs solutions vont donner des performances optiques optimales. Le choix entre solutions va permettre d'optimiser aussi la commutation du cristal liquide, par exemple en diminuant l'épaisseur d de la couche 30, sans perte de qualité optique. En effet, les dispositifs bistables nécessitent l'application d'un champ électrique E très fort, proche de 10 V/pm, imposé par les seuils habituels très élevés des cassures des ancrages. Les tensions de commande U = d E sont donc grandes par rapport aux afficheurs traditionnels. Une diminution de l'épaisseur va permettre de baisser du même facteur. Les temps optiques de relaxation après la commutation, proportionnels à d2, sont aussi favorablement raccourcis à faible d, ce qui est très important pour des applications rapides, par exemple pour l'affichage vidéo. Finalement, la commutation des nématiques bistables est commandée par les écoulements hydrodynamiques de cisaillement, lancés à la fin de l'impulsion de commande par les faibles couplages élastiques entre les deux ancrages de surface. Une épaisseur faible du cristal liquide renforce les couplages hydrodynamiques et élastiques et donc favorise une commande plus efficace de l'afficheur. L'homme de l'art comprendra l'importance de la configuration optimale présentée dans cette invention, qui permet d'améliorer à la fois la qualité optique, la rapidité, la tension de commande et la commutation du dispositif entre les deux états bistables. Pour une texture uniformément tordue, dont le pas d'hélice est nettement plus grand que la longueur d'onde de la lumière, quand la propagation est parallèle à l'axe de l'hélice, il existe des formules analytiques bien connues [document 2], qui décrivent avec une bonne approximation les propriétés optiques du système. En tenant compte du double passage de la lumière dans le dispositif (comme on l'a schématisé sur la figure 3) et en supposant un polariseur 10 et un miroir 50 parfaits, nous obtenons les formules suivantes pour la réflectivité de l'afficheur R=I-cos 2(s) cos 2(2P-a) (1) s a sont des fonctions de la biréfringence intégrée du cristal liquide d-An longueur d'onde de la lumière A., de l'angle de torsion de l'état dO et l'orientation du polariseur P. Pour obtenir un contraste optimal en lumière monochromatique il faut qu' des états bistables, de torsion dO ou dGD-ter, soit noir (R = 0). Pour chaque orientation du polariseur 10, l'équation (1) présente une série solutions (ek, dOk) qui assurent cette condition (Figures 4 et 5). premières branches (k=0,1,2 ou 3) des solutions MP) et dOk(P) sont présentées sur les figures 4 et 5 où pour simplicité on se limite aux orientations du polariseur 10: -45 sPs+45 et à la torsion de la cellule 0 correspondent à 45 Toutes ces solutions correspondent à un contraste infini en lumière monochromatique avec Zo=d.d k. En pratique, on demande à l'afficheur d'assurer un bon contraste aussi en lumière blanche, i.e. quand # varie autour de Àk (à Pet dO fixes) R doit rester proche de zéro. La première branche (@o, d0o) présentée sur la figure 6 satisfait le mieux ce critère et correspond à un contraste en lumière blanche très supérieur aux autres branches. Plus bas on ne va considérer que cette solution. Sur la Figure 7 est présentée la réflectivité R autour de la première branche calculée à d, An et dO fixes à Xolk variable. Pour P compris entre -10 et +45 (ou entre 45 et 100 si dO On voit que dans cette configuration l'optimisation de l'état noir n'impose pas une orientation particulière du polariseur mais seulement - 10 la figure 5 on voit directement que cette épaisseur minimale d I (4dn) est obtenue pour P = 45 et qu'elle varie lentement dans la région Cette épaisseur est deux fois plus petite que la valeur optimale en transmission [document 1 ] ou réflexion avec deux polariseurs. Le dispositif conforme à la présente invention permet donc, avec P proche ' 45 , de baisser les tensions de commande un facteur deux, tout en gardant une bonne qualité optique. Les temps relaxation après la coupure du champs sont divisés par quatre et peuvent devenir de l'ordre d'une milliseconde, compatibles avec l'affichage vidéo haute résolution. Pour l'état bistable "blanc" du dispositif, on demande une réflectivité forte, préférence R = 1, et une faible dispersion en longueur d'onde. Ces deux conditions assurent une luminance maximale et une bonne colorimetrie de l'état blanc. La seule différence entre l'état noir (déjà optimise) et l'état blanc (à optimiser) est une torsion supplémentaire de 180 . la figure 8 on a présenté les réflectivités R(P,7dl) des états "blancs" correspondent à la branche zéro de l'état noir déjà optimisé. On voit que dans tous les cas R est très proche de 1 et dépend très peu de 4 & pour +1 Cela confirme l'intérêt de la configuration optimale de l'afficheur bistable réflexion conforme à la présente invention avec P - 45 , d 71,o l 4-4n (ou #,o est choisi proche de la médiane de la bande passante de l'afficheur) et dO - 0 pour l'état de faible torsion. En. effet, cette configuration optimise non seulement l'optique des deux états bistables, mais aussi permet d'utiliser une épaisseur minimale de la couche de cristal liquide 30, et améliore par conséquent la commutation entre les deux états. la figure 9 on présente la réflectivité des deux états pour P=45 , en fonction de .IIÂo pour la configuration optimale du dispositif en réflexion. réflectivité de l'état blanc ou texture T (dO = 80 ) varie très lentement autour de À = Âo. Par contre, l'état noir ou texture U (do =0 ) a une dispersion R(,.) non négligeable, qui diminue le contraste en lumière blanche donne un état noir coloré. Sur la figure 10 on présente les courbes colorimétriques, calculées pour une source standard D65, en fonction de d-An. L'état clair (dO =180 ) est très proche du blanc parfait, mais l'état sombre (dO=0) coloré. contraste calculé en lumière blanche (figure 11) optimal (-57) pour d-An =137nm, correspondant à une couleur bleue très foncée de l'état sombre =0. Selon une variante comme illustré sur la figure 12, amélioration supplémentaire de l'afficheur bistable en réflexion proposé dans la présente invention comporte une lame compensatrice 60 de faible épaisseur optique, introduite entre le polariseur 10 et le réflecteur 50, à l'intérieur ou à l'extérieur du dispositif. L'axe optique 62 de cette lame compensatrice 60 uniaxe est choisi essentiellement à 45 par rapport au polariseur 10. La différence de chemin optique introduite par le compensateur 60 en un seul passage de la lumière à travers lui est où d. est son épaisseur et dnc, sa biréfringence (positive ou négative). Le déphasage angulaire correspondant est défini par S,=2nd@dnd,#, ou #, est la longueur d'onde de la lumière au centre de la bande spectrale, pour laquelle le dispositif doit être optimisé. Qualitativement, le rôle de la lame compensatrice 60 de faible déphasage est le suivant. Il a été déjà démontré que la configuration optique optimale du dispositif correspond à une épaisseur optique de l'état U proche de d. An = X014. Pourtant, pour la commutation du dispositif il est préférable de baisser le plus possible l'épaisseur d du nématique 30. Ces deux conditions peuvent être satisfaites simultanément en remplaçant une partie du déphasage du cristal liquide 30 par un déphasage introduit par la lame compensatrice 60 d'.An+ 8, = Xo/4 où d' Sur figures 13 et 14 on présente les premières branches solutions et dO(P,b), calculées pour R(dO)=0 et pour 8= -10 , 0 , et +20 . la figure 15 on présente la réflectivité des états tordus R(dO- correspondants (des résultats similaires sont obtenus pour dO+;z ). L'homme de l'art comprendra grâce à ces figures que l'introduction d'un faible déphasage positif (8 - 15 ) permet de diminuer encore l'épaisseur de la couche de cristal liquide 30. Pour un déphasage plus grand, l'état clair e n> @r devient progressivement moins lumineux 6t fortement coloré, ce qui diminue la qualité optique de l'afficheur. Sur figure 16 on présente les réflectivités des deux états et dO--ir calculées pour dO-- -25,4 , P=30 , & -- 15 , Âo=560nm, eÂo)=0 en fonction de #o/Â. Cette configuration optimisée à une qualité optique comparable au cas sans compensateur 60 (8,=0), tout en permettant d'utiliser une épaisseur de la couche de cristal liquide 30 plus fine d'environ 15%. Dans les calculs qui précèdent, on suppose la dispersion ddnJdÂ compensateur 60 est similaire à celle ddn/dÂ cristal liquide 30 lui-même. pratique, le choix judicieux de la dispersion compensateur 60 (par exemple avec le signe opposé) peut donner des avantages supplémentaires, notamment une dispersion plus faible l'état noir du dispositif et donc un meilleur contraste en lumière blanche. Exemple de réalisation: Un exemple non limitatif du dispositif proposé dans la présente invention été réalisé et étudié par les inventeurs. Pour démontrer ses avantages il a été comparé à une cellule bistable par cassure d'ancrage optimisée pour l'affichage en transmission. Dans les deux cas un des ancrages sur les surfaces 40 est fort et avec un angle d'inclinaison d'environ 30 (évaporation rasante de SiO à 85 ). Sur l'autre surface un ancrage planaire plus faible a été imposé par évaporation de SiO à 75 . Le nématique commercial 5CB (Merck) a été chiralisé rajoutant le dopant chiral S 811 (Merck). concentration retenue pour chacune des deux cellules a été adaptée pour obtenir un pas spontané du mélange Po=4.d (d=1.5 gm pour la cellule transmission conforme à l'état de la technique et d=0.85 Nm pour la cellule en réflexion conforme à la présente invention). Les seuils statiques de cassure de l'ancrage mesurés sur la lame d'ancrage faible pour les deux cellules ont été comparables (E,= 7 Vlgm ). La commutation reproductible entre les deux états bistables U et T était réalisée avec les mêmes signaux électriques pour les deux dispositifs, mais avec des tensions très différentes : U=18 V pour la cellule en transmission conforme à l'état de la technique (d=1.5 gm) et U=8 V pour la cellule en réflexion proposée dans la présente invention (d=0.85 gm). Les temps de relaxation optique après la commutation, mesurés dans la cellule en réflexion conforme à la présente invention (z= 2 ms) sont aussi très inférieurs à ceux dans la cellule en transmission conforme à l'état de la technique (T= 6 ms). Ces résultats confirment le grand intérêt appliqué que représente la configuration en réflexion proposée dans la présente invention. Bien entendu la présente invention n' pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, mais 'étend à toutes variantes conformes à son esprit. [ 1 ] FR-A-2 740 894 [ 2 ] Appl. Phys. Lett. 51 (18) Nov 1987 Optical properties of général twisted nematic liquid-crystal displays , H. L. Ong REVENDICATIONS 1. Dispositif bistable d'affichage en réflexion caractérisé par le fait qu'il comprend a) un matériau cristal liquide (30) contenu entre deux substrats parallèles (20, 40), munis d'électrodes sur leurs surfaces intérieures en regard, pour permettre d'appliquer un champ électrique sur le dit cristal liquide, au moins le substrat frontal (20) et l'électrode frontale étant optiquement transparents, des couches ou des traitements d'alignement sur les électrodes, orientent le cristal liquide et permettent la réalisation alternative d'au moins deux textures distinctes stables ou métastables en absence de champ, où des textures est soit non-tordue soit tordue à un angle total compris entre - 90 et + 90 , et l'autre texture présente une torsion supplémentaire d'un angle proche de 180 , c) l'épaisseur d de la couche de cristal liquide (30) étant choisie telle que le produit d.dn est proche de .'i,014, où .t,0 est la longueur d'onde médiane de la bande spectrale utile de l'afficheur et An est la biréfringence du cristal liquide pour cette longueur d'onde, des moyens conçus pour appliquer, sur le cristal liquide, des signaux electriques qui permettent de commuter par cassure de l'ancrage sur au moins un des deux substrats, entre les dites textures distinctes et de rester dans une d'entre-elles après l'enlèvement du champ, un polariseur (10), associé à la face avant du dispositif, placé à l'intérieur à l'extérieur de celle-ci, et orienté à un angle compris entre 15C> et 750 par rapport au directeur du cristal liquide sur la face avant du dispositif, et f) un élément (50) réflectif, spéculaire ou diffusant, placé sur la face arrière du cristal liquide, à l'intérieur ou à l'extérieur du dispositif, permettant à la lumière de passer deux fois dans le dispositif et de retourner vers un observateur ou vers des éléments optiques supplémentaires. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le matériau cristal liquide (30) comprend un cristal liquide ou un mélange de cristal liquide dans une phase nématique. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le matériau cristal liquide (30) comprend un cristal liquide ou un mélange de cristal liquide dans une phase cholestérique ou nématique dopée par une substance chirale, pour permettre de rapprocher ou d'égaliser les énergies de certaines textures parmi les textures stables ou métastables. 4. Dispositif selon l'une revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le retard optique d An la couche cristal liquide (30) est dans les limites 0,15-1.o =0,35-Âo, préférentiellement 0,20e =0,32e1.0, où 4 est la longueur d'onde médiane de bande spectrale utile. 5. Dispositif selon l'une revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le polariseur (10) est polariseur linéaire ou elliptique . 6. Dispositif selon l'une revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'une lame compensatrice (60) est introduite dans le chemin optique entre le polariseur (10) et le "flecteur (50), à l'intérieur ou à l'extérieur du dispositif, avec un retard optique AI inférieur à ?112 où 4 est la longueur d'onde médiane de la bande spectrale utile. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que au moins une des électrodes contient plusieurs segments différents pour permettre de réaliser plusieurs éléments d'image (pixels) indépendants sur les mêmes substrats et dans le même dispositif. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les éléments d'image (pixels) indépendants sont munis des moyens indépendants pour appliquer champ. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les éléments d'image (pixels) indépendants sont organisés dans une matrice passive multiplexée. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les éléments d'image (pixels) indépendants sont organisés dans une matrice active multiplexée. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que le polariseur (10) est orienté à un angle proche de 45 par rapport au directeur du cristal liquide la face avant du dispositif. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que l'angle de torsion de la première texture est pratiquement nul (dO -0). 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait qu'il est optimisé, quant à l'angle de torsion (doo) de la texture dans l'état de faible torsion, la torsion relative ( 180 ) entre les deux états, l'orientation (P) du polariseur (10) par rapport à l'alignement du cristal liquide (30) sur la face avant (20), l'épaisseur (d) du matériau cristal liquide (30) placé entre les deux substrats (20, 40) et la biréfringence (An) du cristal liquide de façon à obtenir des performances optiques optimales, notamment contraste, luminance, colorimétrie. 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, prise en combinaison avec la revendication 6, caractérisé par le fait que l'axe optique (62) de la lame compensatrice (60) est orienté sensiblement à 45 par rapport au polariseur (10). Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, prise combinaison avec la revendication 6, caractérisé par le fait que le cristal liquide (30) introduit un retard optique compris entre 100 nm et 180 nm. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 15 prise combinaison avec la revendication 6, caractérisé par le fait que la lame compensatrice (60) introduit un retard optique inférieur à 50nm. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 16, prise combinaison avec la revendication 6, caractérisé par le fait que le polariseur (10) est combiné avec la lame compensatrice (60) sous forme d'un élément unique pour réaliser un polariseur elliptique. 18. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait que l'épaisseur du matériau cristal liquide (30) est inférieure à 6 p.m.