Brevet FR2844064A1 — publié le 20040305

PROC DE ET DISPOSITIF POUR COMMANDER UN AFFICHEUR A CRISTAL LIQUIDE FERRO LECTRIQUE, ET PROC D D'ALIGNEMENT DE CRISTAL LIQUIDE SOUS CHAMIP LECTRIQUE La présente invention concerne les afficheurs à cristaux liquides ferroélectriques (LCD, Liquid Crystal Display) et plus particulièrement un procédé d'alignement par champ électrique pour LCD ferroélectrique, un procédé de commande et un LCD ferroélectrique utilisant le même procédé pour faciliter la 10 génération d'images animées par un panneau LCD. Généralement, les afficheurs LCD affichent des images en appliquant des champs électriques à une couche d'un matériau de cristaux liquides en réponse à l'application d'un signal vidéo, dans lequel le champ électrique appliqué contrôle l'orientation de molécules de cristaux liquides au sein de la couche de matériau de 15 cristaux liquides. Généralement, le matériau de cristaux liquides au sein des LCD présente une phase de matériau intermédiaire entre les phases solide et liquide, dans laquelle les molécules de cristaux liquides présentent à la fois fluidité et élasticité. Actuellement, le type le plus courant de matériau de cristaux liquides utilisé dans les LCD 20 comprend un matériau de cristaux liquides en mode nématique en hélice (mode TN, Twisted Nematic). Bien que la vitesse de réponse des LCD en mode TN puisse varier en fonction des propriétés physiques du matériau de cristaux liquides, de l'espace intra-cellule, etc., le temps de réponse des LCD en mode TN est généralement supérieur à une trame d'image de 16,67ms environ (selon le NTSC, National 25 Television System Committee). En conséquence, les images animées affichées sur des LCD en mode TN apparaissent souvent floues et comportent des traînées indésirables sur les contours. Pour surmonter les problèmes susmentionnés, on peut remplacer le matériau de cristaux liquides en mode TN par un matériau de cristaux liquides ferroélectriques (FLC) ayant une vitesse de réponse généralement supérieure à celle 30 du matériau de cristaux liquides en mode TN. Ainsi, les LCD injectés avec un matériau FLC peuvent afficher des images animées de qualité élevée. Le matériau FLC présente une structure lamellaire, dans laquelle chaque couche de matériau FLC a les mêmes propriétés électriques et magnétiques. En conséquence, lors de la commande du matériau FLC, les molécules de matériau FLC 35 au sein de la même couche se mettent en rotation spontanément (c'est-à-dire, se polarisent) le long d'un cône virtuel en réponse à un champ électrique appliqué. En l'absence d'un champ électrique appliqué, les molécules au sein du matériau FLC se polarisent spontanément vers leur orientation d'alignement d'origine. En R'\Brevets\21300\21383.doc - 10 juillet 2003 - 1/30 conséquence, lorsque des champs électriques externes sont appliqués au matériau FLC, les molécules au sein du matériau FLC se mettent en rotation rapidement par l'interaction d'un champ externe et présentent une polarisation spontanée. La vitesse de réponse d'un matériau FLC est typiquement de cent à mille fois supérieure à celle 5 d'autres modes de matériau de cristaux liquides. En outre, un matériau FLC a une propriété IPS (In-Plane Switching) inhérente et peut ainsi être utilisé pour fournir des LCD offrant des angles de vision larges sans structures d'électrodes spéciales ni films de compensation. En fonction de son comportement en présence de champs électriques appliqués, un matériau FLC peut-être classifié en modes commutation V 10 ou semi-commutation V. Un matériau FLC en mode commutation V présente les transformations de phases thermodynamiques suivantes au moment o la température diminue: isotrope phase smectique A (SA) phase smectique X (Sm X*) cristalline. En phase isotrope, les molécules au sein du matériau FLC sont orientées et réparties 15 substantiellement de façon isotrope (par exemple, aléatoirement). En phase smectique A (SA), les molécules au sein du matériau FLC sont divisées en couches agencées symétriquement de molécules agencées verticalement. En phase smectique X (Sm X*), les molécules au sein du matériau FLC sont agencées selon un ordre intermédiaire entre phases smectique A et cristalline. La figure 1 illustre un graphe de transmissibilité de la lumière incidente par rapport à une tension appliquée à une cellule de cristaux liquides ferroélectriques en mode commutation V. Si l'on se réfère à la figure 1, la transmissibilité de la lumière incidente à une cellule FLC en mode commutation V présentant une phase smectique X (Sm X*) 25 dépend de la polarité d'une tension de données de commande appliquée (par exemple, +V et -V). En conséquence, l'agencement des molécules de cristaux liquides au sein d'un matériau FLC en mode commutation V peut être affecté par la tension externe appliquée. Un matériau FLC en mode commutation V bénéficie d'une vitesse de réponse élevée et de caractéristiques d'angles de vision larges, mais 30 a le désavantage d'exiger une grande quantité d'énergie pour être commandé, du fait qu'une valeur de capacité du matériau FLC en mode commutation V est relativement élevée. Ainsi, une valeur de capacité d'un condensateur mémoire utilisé pour maintenir des tensions de données appliquées doit également être élevée. En conséquence, si le matériau FLC est en mode commutation V pour des LCD, un 35 coefficient d'ouverture du LCD devient bas puisque la consommation d'énergie du LCD et qu'une surface d'électrode d'un sous-condensateur augmentent. Un matériau FLC en mode semi-commutation V bénéficie d'une vitesse de réponse élevée et de caractéristiques d'angles de vision larges et a, en outre, une R'\Brevets\21300\21383.doc - 10juillet 2003 - 2/30 valeur de capacité relativement basse. Par conséquent, on utilise souvent un matériau FLC en mode semi-commutation V pour afficher des images animées. La figure 2 illustre les transformations de phase d'un matériau de cristaux liquides ferroélectriques en mode semi-commutation V. Si l'on se réfère à la figure 2, au moment o la température diminue en dessous de la température de transformation de phase (Tni), un matériau FLC en mode semicommutation V présente une transformation de phase, de la phase isotrope à la phase nématique (N*), en dessous de la température de transformation de phase (Tsn), le matériau FLC en mode semi-commutation V présente une transformation de phase, 10 de la phase nématique (N*) à la phase smectique C (Sm C*) et, en dessous d'une température de transformation de phase (Tcs), le matériau FLC en mode semicommutation V présente une transformation de phase, de la phase smectique C à la phase cristalline. Ainsi, à mesure que la température diminue, le matériau FLC en mode semi-commutation V présente les transformations de phases 15 thermodynamiques suivantes: isotrope nématique (N*) phase smectique C (Sm C*) cristalline. La figure 3 illustre la fabrication d'une cellule de cristaux liquides incluant le matériau FLC en mode semi-commutation V. Si l'on se réfère à la figure 3, un matériau FLC en mode semi-commutation V 20 est typiquement injecté dans une cellule de cristaux liquides à une température supérieure à Tni. En conséquence, au moment d'être injectées dans la cellule de cristaux liquides, les molécules au sein du matériau FLC sont orientées et réparties substantiellement de façon isotrope (par exemple, de façon aléatoire). Lors de l'abaissement de la température du matériau FLC en dessous de Tni, les molécules 25 au sein du matériau FLC s'alignent substantiellement de façon parallèle les unes par rapport aux autres, selon une direction déterminée par la direction de frottement d'une couche d'orientation et le matériau FLC présente la phase nématique (N*). Si la température du matériau FLC est, en outre, abaissée à une température inférieure à Tsn en présence d'un champ électrique, le matériau FLC présente la phase smectique 30 (C*) et les molécules de cristaux liquides se polarisent spontanément suivant la direction du champ électrique, appliqué pour présenter un état monostable, dans lequel les molécules de cristaux liquides adoptent uniformément l'un des deux agencements moléculaires possibles. Si on diminue encore la température du matériau FLC en dessous de Tsn en l'absence du champ électrique appliqué, les 35 molécules de cristaux liquides deviennent séparées par couches pour présenter un état bistable, dans lequel les molécules de cristaux liquides au sein de chaque couche adoptent uniformément l'un des deux agencements moléculaires possibles. En outre, la répartition des agencements moléculaires au sein des couches est substantiellement R:\Brevets\21300\21383.doc - 10 juillet 2003 - 3/30 aléatoire. Au vu de ce qui précède, il est généralement plus difficile de contrôler unifomnément le matériau FLC présentant l'état bistable que de contrôler uniformnnément le matériau FLC présentant l'état monostable. En conséquence, les cellules FLC en mode semi-commutation V sont généralement fabriquées pour 5 présenter l'état monostable en refroidissant le matériau FLC en dessous de Tsn en présence d'un champ électrique généré par l'application d'une tension d'un courant continu (DC) faible au panneau LCD. Si l'on se réfère encore à la figure 3, le symbole "" >> décrit la direction du champ électrique appliqué comme se prolongeant hors du plan de l'illustration. 10 Donc, la direction de polarisation spontanée du matériau FLC se prolonge également hors du plan de l'illustration. En conséquence, les électrodes utilisées pour générer le champ électrique appliqué sont formées sur les plaques supérieure et inférieure de la cellule de cristaux liquides, se prolongeant hors du plan de l'illustration. En outre, la couche d'orientation décrite ci-dessus est fonnée sur les plaques supérieure et 15 inférieure. Les figures 4A et 4B illustrent la dépendance de transmissibilité de la lumière à une tension appliquée à une cellule FLC en mode semicommutation V. Si l'on se réfère à la figure 4A, les cellules FLC en mode semi-commutation V contenant un matériau FLC aligné en présence d'un champ électrique appliqué 20 généré par une tension ayant une polarité négative (-V) (c'est-à-dire, fabriquée en présence d'un champ électrique ayant une polarité négative), transmettent la lumière en présence d'une tension appliquée ayant une polarité positive (+V) en se mettant en rotation de 90 par rapport à un axe de polarisation de la lumière. La transmissibilité de la lumière de la cellule FLC en mode semi-commutation V augmente 25 proportionnellement à l'intensité d'un champ électrique positif appliqué, généré par la tension positive (+V). En outre, la transmissibilité de la lumière de la cellule FLC en mode semi-commutation V atteint une valeur maximale lorsque l'intensité du champ électrique positif appliqué est supérieure à une valeur de seuil fixée du matériau FLC. En présence d'une tension appliquée ayant une tension négative (-V), 30 la cellule FLC en mode semi-commutation V ne se met pas en rotation par rapport à l'axe de polarisation de la lumière. En conséquence, en présence d'une tension appliquée ayant une polarité négative, la cellule FLC en mode semi-commutation V ne transmet substantiellement aucune lumière (c'est-à-dire que la cellule FLC en mode semi-commutation V intercepte la lumière). Si l'on se réfère à la figure 4B, les cellules FLC en mode semicommutation V contenant un matériau FLC aligné en présence d'un champ électrique appliqué généré par une tension ayant une polarité positive (+ V) (c'est-à-dire, fabriqué en présence d'un champ électrique ayant une polarité positive), transmettent de la R:\Brevets\21300\21383 doc - I juillet 2003 - 4/30 2844064 À lumière en présence d'une tension appliquée ayant une polarité négative (V). De plus, en présence d'une tension appliquée ayant une polarité positive (+V), la cellule FLC en mode semi-commutation V ne se met pas en rotation par rapport à l'axe de polarisation de la lumière. En conséquence, en présence d'une tension appliquée s ayant une polarité positive, la cellule FLC en mode semi-comimutation V intercepte la lumière. Les figures 5A et 5B illustrent les directions d'orientation d'un matériau FLC en mode semi-commutation V en présence de champs électriques appliqués utilisés pour fabriquer la cellule de cristaux liquides et de champs électriques appliqués 10 utilisés pour commander la cellule de cristaux liquides, respectivement. Si l'on se réfère à la figure 5A, lorsque la cellule FLC en mode semicommutation V est fabriquée en présence d'un champ électrique appliqué de façon externe généré par une tension ayant une polarité négative, la direction de polarisation spontanée (Ps) du matériau FLC devient uniformément alignée suivant 15 la direction du champ électrique appliqué de façon externe ayant la polarité négative (E(-)). Si l'on se réfère à la figure 5B, si lors d'une commande ultérieure du panneau LCD, un champ électrique ayant une polarité positive (par exemple, un champ électrique généré en appliquant au panneau LCD une tension ayant une polarité positive) (E(+)) est appliqué à la cellule FLC en mode semi- commutation V 20 fabriquée, le matériau FLC se polarise spontanément suivant une direction de polarisation spontanée (Ps) alignée, uniformément avec la direction du champ électrique appliqué ayant la polarité positive. En conséquence, un état de polarisation de lumière incidente vers une plaque inférieure du panneau LCD peut être mis en rotation pour s'aligner substantiellement avec la direction de polarisation d'un 25 polariseur supérieur sur une plaque supérieure via le matériau, FLC ayant la direction de polarisation spontanée (Ps) alignée uniformément avec le champ électrique appliqué de façon externe ayant la polarité positive, et la lumière incidente est transmise par l'intermédiaire de la plaque supérieure. Si toutefois lors de la commande du panneau LCD, le champ électrique externe appliqué est généré par une 30 tension appliquée ayant une polarité négative (et ainsi, lui-même a une polarité négative (E0(-)), ou si lors de la commande, aucun champ électrique n'est appliqué, le matériau FLC reste uniformément aligné suivant sa direction de polarisation spontanée initiale (Ps) (caractérisée par le champ électrique appliqué ayant la polarité négative) et le rayon de lumière incidente n'est pas transmis par l'intermédiaire de la 35 plaque supérieure (c'est-à-dire que la lumière est interceptée par la cellule de cristaux liquides). Si, pendant la fabrication, le panneau LCD entier est uniformément aligné sous un champ électrique appliqué ayant une seule polarité (par exemple, une polarité R:\Brevets\21300\21383.doc juillet 2003 - 5/30 positive (+) ou une polarité négative (-)), des défauts peuvent être générés au sein de la cellule FLC en mode semi-commutation V fabriquée lorsque le panneau LCD est commandé conformément à un procédé de commande par inversion. De tels défauts peuvent se manifester par une diminution de luminosité des images affichées et un 5 scintillement (par exemple, un clignotement) des images affichées. Un tel scintillement peut être réduit par l'emploi de procédés de commande par inversion pour commander les panneaux LCD, dans lesquels les procédés de commande par inversion empêchent également une dégradation du matériau de cristaux liquides au sein du panneau LCD en inversant la polarité des tensions de données appliquées 10 entre des périodes prédéterminées du panneau LCD. Par exemple, un procédé de commande par inversion de trame inverse la polarité des tensions de données appliquées entre les périodes de trames successives à une fréquence de 60 Hz, en correspondance avec la période de trame de 16,7 ms. Un procédé de commande par inversion de lignes inverse la polarité des tensions de données entre des périodes de 15 trames successives et des lignes horizontales. Un procédé de commande par inversion de colonnes inverse la polarité des tensions de données entre des périodes de trames successives et des lignes verticales. Enfin, un procédé de commande par inversion de points inverse la polarité des tensions de données entre des périodes de trames successives, des lignes horizontales et des lignes verticales, comme représenté 20 sur les figures 6A et 6B. Du fait que la polarité des tensions de données peut être inversée entre des périodes de trames successives, des lignes horizontales et des lignes verticales, le procédé de commande par inversion de points est le plus couramment utilisé au sein des LCD pour minimiser le scintillement. Les LCD comprenant une pluralité de cellules FLC en mode semi25 commutation V, fabriquées en présence d'un champ électrique appliqué uniformément ayant une polarité négative et agencées en un motif matriciel, peuvent être commandés selon le procédé de commande par inversion de points. En conséquence, et si l'on se réfère aux figures 7A et 7B, les cellules horizontalement et verticalement adjacentes parmi les cellules FLC en mode semi-commutation V 30 agencées au sein d'un panneau LCD peuvent alternativement transmettre et intercepter de la lumière, du fait que chaque cellule FLC en mode semi-commutation V peut seulement transmettre la lumière en présence d'un champ électrique appliqué ayant une polarité positive. Par exemple, les cellules impaires parmi les cellules FLC agencées au sein de lignes horizontales impaires de cellules de cristaux liquides et les 35 cellules paires parmi les cellules FLC agencées au sein de lignes horizontales paires de cellules de cristaux liquides transmettent de la lumière en réponse à un champ électrique ayant une polarité positive (+), appliqué lors de trames impaires (voir figure 7A) et interceptent de la lumière en réponse à un champ électrique ayant une R-\Brevets\21300\21383.doc- 10juillet 2003 - 6/30 polarité négative (-) appliqué lors de trames paires (cf. figure 7B). De plus, les cellules paires parmi les cellules FLC agencées au sein de lignes horizontales de cellules de cristaux liquides et les cellules impaires parmi les cellules FLC agencées au sein de lignes horizontales paires de cellules de cristaux liquides transmettent de 5 la lumière en réponse à un champ électrique ayant une polarité positive (+) appliqué lors de trames paires (voir figure 7B) et interceptent de la lumière en réponse à un champ électrique ayant une polarité négative (-) appliqué lors de trames impaires (voir figure 7A). Si l'on se réfère encore à la figure 7A et à la figure 7B à nouveau, les numéros 10 de référence " indiquent les axes de polarisation des plaques de polarisation agencées sur les substrats supérieur et inférieur du panneau LCD, respectivement. L'axe de polarisation de chaque plaque de polarisation détennine les caractéristiques de polarisation de lumière qu'il transmettra. Comme représenté sur les figures, les axes de polarisation des plaques de polarisation supérieure et 15 inférieure sont substantiellement perpendiculaires les uns aux autres. Dans des cellules de cristaux liquides transmettant de la lumière, la lumière ayant une direction de polarisation parallèle à Pi (ou P2) est transmise par une plaque de polarisation incidente par l'intermédiaire du matériau FLC et est transmise ultérieurement par une plaque de polarisation d'affichage o la lumière transmise par la plaque de 20 polarisation d'affichage a une direction de polarisation parallèle à P2 (ou Pi). Dans les cellules de cristaux liquides interceptant de la lumière, la lumière ayant une direction de polarisation parallèle à P1 (ou P2) est transmise par une plaque de polarisation incidente et n'est pas transmise par la plaque de polarisation d'affichage ayant l'axe de polarisation de P2 (ou Pl). La figure 8 illustre un graphe de tension de données chargée dans une cellule FLC en mode semi-commutation V dans un panneau LCD et les caractéristiques de transmissibilité de la lumière correspondantes de la cellule de cristaux liquides. Si l'on se réfère à la figure 8, une tension de données de commande ayant une fréquence de 60 Hz est appliquée uniformément aux cellules FLC susmentionnées 30 (par exemple, des cellules fabriquées en présence d'un champ électrique appliqué ayant une polarité négative) agencées dans le panneau LCD. En conséquence, la polarité de la tension de données de commande appliquée est inversée lors de chaque période de trame successive du panneau LCD (c'est-à-dire 16,7 ms). Il s'ensuit que les cellules FLC transmettent de la lumière pendant les périodes de trames impaires 35 1Fr, 3Fr, 5Fr, etc., lorsque la tension de données de commande appliquée génère un champ électrique ayant une polarité positive (par exemple, lorsque la tension de données de commande appliquée a une polarité positive, +V) et ne transmet substantiellement pas de lumière (c'est-à-dire intercepte de la lumière) lorsque la R:\Brevets\21300\21383. doc - 10 juillet 2003 -7/30 g tension de données de commande appliquée génère un champ électrique ayant une polarité négative (par exemple, lorsque la tension de données de commande appliquée a une polarité négative, -V). Par conséquent, lorsque des panneaux LCD comportant des cellules FLC en mode semi-commutation V fabriqués uniformément 5 sont commandées, la luminosité totale du panneau LCD diminue et les images affichées par les panneaux LCD semblent scintiller car les observateurs perçoivent la lumière transmise périodiquement dans chaque période de trame du panneau LCD. En outre, du flou ou des traînées sur les contours surviennent lorsque le panneau LCD affiche des images animées, à cause du temps de réponse lent du 10 matériau FLC et à cause des caractéristiques de maintenance prédéterminées du matériau FLC. Les tubes à rayon cathodique (CRT, Cathode Ray Tube) TRC n'affichent pas d'images en maintenant des tensions de données. Au contraire, les tubes à rayon cathodique sont un type de système d'affichage à impulsions capable d'afficher des images instantanément. En conséquence, le flou ou les traînées sur les 15 contours susmentionnés ne surviennent pas lorsque des images animées sont affichées par des tubes à rayon cathodique. Si l'on se réfère à la figure 9, les tubes à rayon cathodique affichent des images en irradiant des électrons sur une partie d'un écran fluorescent pour une courte durée au sein de chaque période de trame. En conséquence, chaque partie de l'écran fluorescent reste sombre pendant une partie de 20 chaque période de trame. l'opposé, et en référence à la figure 10, les LCD affichent des images en chargeant des tensions de données à des cellules de cristaux liquides lors d'une période de balayage lorsque des tensions de grilles élevées (Vgh) sont appliquées, dans lesquelles, une fois qu'elles sont chargées, les tensions de données sont maintenues dans les cellules de cristaux liquides jusqu'à ce qu'elles 25 soient rafraîchies lors d'une nouvelle période de trame. Si l'on se réfèere aux figures 11 et 12, du fait que les tubes à rayon cathodique affichent des images instantanément en tant que système d'affichage de type à impulsions, la perception par un observateur, d'une image animée est claire. cause des temps de réponse du matériau de cristaux liquides au sein des LCD, toutefois, la 30 perception par un observateur d'une image animée n'est pas claire. On peut noter que la différence de perception d'image entre le tube à rayon cathodique et le LCD résulte de l'oeil d'un observateur qui suit une image affichée sur des périodes de trames successives au fur et à mesure que l'image se déplace. En conséquence, même si la vitesse de réponse du dispositif LCD est rapide, les observateurs voient des 35 images animées affichées de façon peu claire. En conséquence, la présente invention est destinée à un procédé et à un dispositif pour commander un LCD ferroélectrique, et à un procédé d'alignement de champ électrique appliqué à un LCD ferroélectrique qui écarte sensiblement un ou R:\Brevets\21300\21383.doc - 10 juillet 2003 8/30 plusieurs des problèmes dus aux restrictions et aux inconvénients de la technique apparentée. Un avantage de la présente invention propose un procédé d'alignement de champ électrique d'un LCD ferroélectrique, un procédé de commande et un LCD 5 ferroélectrique utilisant le même procédé, capable de faciliter la génération d'images animées. Des caractéristiques et avantages supplémentaires de l'invention sont énoncés dans la description qui suit, et ressortiront en partie de la description, ou peuvent être appris par la pratique de l'invention. Ces avantages de l'invention ainsi que d'autres 10 seront réalisés et atteints par la structure particulièrement précisée dans la description écrite et les revendications correspondantes, ainsi que dans les dessins annexés. Pour obtenir ces avantages ainsi que d'autres et conformément à l'objet de la présente invention, comme présenté et décrit dans sa globalité, un procédé d'alignement de champ électrique pour LCD ferroélectrique comprend la fourniture 15 d'un panneau d'affichage à cristaux liquides (LCD) ayant une pluralité de cellules de cristaux liquides agencées en un motif matriciel; la fourniture d'un matériau de cristaux liquides ferroélectriques (FLC) au sein de la pluralité de cellules de cristaux liquides à une première température; le refroidissement du matériau FLC en dessous d'une température de transformation de phase suffisante pour amener le matériau 20 FLC à présenter une phase smectique C; et l'application d'un champ électrique au panneau d'affichage à cristaux liquides pour aligner le matériau FLC lors du refroidissement, o le champ électrique appliqué a un motif de polarité d'alignement dans lequel une polarité du champ électrique appliqué est inversée entre les lignes verticales adjacentes des cellules de cristaux liquides. La fourniture du matériau FLC peut comprendre l'injection ou le dépôt du matériau FLC. Le matériau FLC présente de préférence une phase isotrope à la première température et une phase nématique à la première température. La température de transformation de phase est de préférence comprise entre 30 60 C environ et 80 C environ. L'application du champ électrique comprend de préférence l'application d'une tension de + 1 à 9 volts environ au panneau LCD Selon un mode de réalisation, la lumière est transmissible par des cellules de cristaux liquides contenant le matériau FLC aligné en présence d'un champ 35 électrique appliqué ayant un motif de polarité de commande opposée au motif de polarité d'alignement. R:\Brevets\21300\21383.doc - 10 juillet 2003 - 9/30 L'invention propose également un procédé pour commander un panneau d'affichage à cristaux liquides ferroélectriques, comprenant: l'application d'une première tension de données de commande, ayant un premier motif de polarité, aux cellules de cristaux liquides au sein d'un panneau d'affichage à cristaux liquides 5 (LCD) contenant un matériau de cristaux liquides ferroélectriques (FLC) aligné pendant une première période de sous-trame du panneau LCD inférieure à une période de trame du panneau LCD, dans lequel le matériau FLC aligné est aligné en présence d'un champ électrique appliqué ayant un motif de polarité d'alignement dans lequel une polarité du champ électrique appliqué est inversée entre les lignes 10 verticalesadjacentes des cellules de cristaux liquides pendant le refroidissement du matériau FLC en dessous d'une température de transformation de phase, d'une phase nématique à une phase smectique C; et l'application d'une seconde tension de données de commande, ayant un second motif de polarité, aux cellules de cristaux liquides contenant le matériau FLC aligné pendant une seconde période de sous15 trame de la période de trame du panneau LCD, dans lequel le second motif de polarité est opposé au premier motif de polarité, et dans lequel la seconde période de sous-trame est substantiellement égale au temps restant dans la période de trame après la première période de sous-trame. Les polarités des tensions de données de commande ayant les premier et 20 second motifs de polarité, fournies à celles agencées successivement des lignes verticales adjacentes du panneau LCD, sont de préférence opposées les unes aux autres. La polarité des tensions de données de commande appliquées à chacune des cellules de cristaux liquides est de préférence inversée entre les souspériodes 25 successives. Le procédé de commande peut comprendre en outre l'application d'un signal de balayage au panneau LCD pour sélectionner une ligne horizontale de cellules de cristaux liquides à laquelle les première et seconde tensions de données de commande sont appliquées. Selon un mode de réalisation, le premier motif de polarité est substantiellement identique au motif de polarité d'alignement; le second motif de polarité est opposé au motif de polarité d'alignement; et dans chaque période de trame du panneau LCD, la première période de sous-trame survient avant la seconde période de soustrame. Selon un mode de réalisation, la lumière est transmissible par les cellules de cristaux liquides contenant le matériau FLC aligné en présence d'un champ électrique appliqué ayant un motif de polarité de commande opposé au motif de polarité d'alignement. R:\Brevets\21300\21383.doc - 10 juillet 2003 - 10/30 1 1 L'invention propose également un dispositif de commande d'un affichage à cristaux liquides ferroélectriques, comprenant: un circuit de commande de données pour appliquer: une première tension de donmées de commande, ayant un premier motif de polarité, à une cellule de cristaux liquides d'un panneau d'affichage à 5 cristaux liquides (LCD) contenant un matériau de cristaux liquides ferroélectriques (FLC) pendant une première période de sous-trame inférieure à une période de trame du panneau LCD, dans lequel le matériau FLC aligné est aligné en présence d'un champ électrique appliqué ayant un motif de polarité d'alignement dans lequel une polarité du champ électrique appliqué est inversée entre les lignes verticales 10 adjacentes des cellules de cristaux liquides lors du refroidissement du matériau FLC en dessous d'une température de transformation de phase d'une phase nématique à une phase smectique C; et une seconde tension de données de commande, ayant un second motif de polarité, aux cellules de cristaux liquides pendant une seconde période de sous-trame de la période de trame du panneau LCD, dans lequel le second 15 motif de polarité est opposé au premier motif de polarité; et dans lequel la seconde période de sous-trame est substantiellement égale au temps restant dans la période de trame après la première période de sous-trame. Le circuit de commande de données est de préférence connecté aux lignes de données du panneau LCD; et applique en variante les première et seconde tensions 20 de données de commande aux cellules de cristaux liquides, dans lequel les polarités des tensions de données de commande appliquées sont inversées entre celles adjacentes des lignes verticales des cellules de cristaux liquides. Selon un mode de réalisation,le premier motif de polarité est substantiellement identique au motif de polarité d'alignement; le second motif de polarité est opposé 25 au motif de polarité d'alignement; et dans chaque période de trame du panneau LCD, la première période de sous-trame survient avant la seconde période de soustrame. Le dispositif de commande peut comprendre en outre un circuit de commande de balayage connecté aux lignes des grilles du panneau LCD afin d'appliquer un 30 signal de balayage au panneau LCD pour sélectionner une ligne horizontale des cellules de cristaux liquides à laquelle les première et seconde tensions de données de commande sont appliquées. Selon un mode de réalisation, le dispositif de commande comprend en outre un contrôleur d'horloge pour commander le circuit de commande de données et le 35 circuit de commande de balayage, caractérisé en ce que chacune des tensions de données de commande est appliquée aux cellules de cristaux liquides au moins une fois au cours de chaque période de trame du panneau LCD. R:\Brevets\21300\21383.doc - 10juillet 2003 - 11/30 Selon un mode de réalisation, le contrôleur d'horloge commande le circuit de commande de données et le circuit de commande de balayage à une fréquence de Hz environ. Selon un mode de réalisation, la lumière est transmissible par des cellules de 5 cristaux liquides contenant le matériau FLC aligné en présence d'un champ électrique appliqué ayant un motif de polarité de commande opposé au motif de polarité d'alignement, et la lumière n'est substantiellement pas transmissible par des cellules de cristaux liquides contenant le matériau FLC aligné en présence d'un champ électrique appliqué ayant un motif de polarité de commande substantiellement 10 identique au motif de polarité d'alignement. Le panneau d'affichage à cristaux liquides peut afficher une image lumineusement pendant une première durée au cours de la période de trame en réponse aux tensions de données de commande et afficher l'image sombrement lors d'une seconde durée prédétermninée au cours de la période de trame, dans laquelle la 15 seconde durée prédéterminée est égale à la quantité restante au sein de la période de trame après la première durée prédéterminée. Il convient de noter qu'à la fois la description générale précédente et la description détaillée suivante sont fournies à titre d'exemple et d'explication, et sont destinées à fournir une explication approfondie de l'invention telle que revendiquée. 20 Les dessins annexés, qui sont inclus pour fournir une compréhension approfondie de l'invention et y sont incorporés, et constituent une partie de ce mémoire descriptif, illustrent des modes de réalisation de l'invention et, conjointement avec la description, servent à expliquer les principes de l'invention. Dans les dessins: la figure 1 illustre une relation entre la transmissibilité de la lumière incidente et les tensions de données de commande appliquées aux cellules de cristaux liquides ferroélectriques en mode commutation V; la figure 2 illustre des transformations de phase d'un matériau de cristaux liquides ferroélectriques en mode semi- commutation V; la figure 3 illustre la fabrication d'une cellule de cristaux liquides comprenant un matériau de cristaux liquides en mode semi-commutation V; les figures 4A et 4B illustrent une relation entre la transmissibilité de la lumière incidente et les tensions de données de commande appliquées aux cellules de cristaux liquides ferroélectriques en mode commutation V alignées en présence de champs 35 électriques appliqués ayant des polarités opposées; les figures 5A et 5B illustrent une orientation d'un matériau de cristaux liquides ferroélectriques en mode semi-commutation V, aligné en présence d'un champ électrique appliqué et des orientations d'un matériau de cristaux liquides R- '\Brevets\21300\21383.doc - 10 juillet 2003 - 12/30 ferroélectriques en mode semi-commutation V commandé en présence de champs électriques ayant des polarités substantiellement identiques à, et différentes de la polarité du champ électrique appliqué présent pendant l'alignement; les figures 6A et 6B illustrent un procédé de commande par inversion de points pour commander un panneau d'affichage à cristaux liquides les figures 7A et 7B illustrent des caractéristiques de transmission et d'interception de la lumière de cellules de cristaux liquides ferroélectriques en mode semi-commutation V alignées uniformément, commandées conformément au procédé de commande par inversion de points; la figure 8 illustre un graphe de tension de données de commande chargée à des cellules de cristaux liquides ferroélectriques en mode semi- commutation V et des caractéristiques de transmissibilité de la lumière des cellules de cristaux liquides correspondant à la tension de données de commande chargée; la figure 9 illustre des caractéristiques de transmissibilité de la lumière d'un 15 tube à rayon cathodique; la figure 10 illustre des caractéristiques de transmissibilité de la lumière d'un afficheur à cristaux liquides de la technique apparentée; la figure 11 illustre une image perçue par un observateur qui suit une image animée affichée sur un tube à rayon cathodique; la figure 12 illustre une image perçue par un observateur qui suit une image animée affichée sur un afficheur à cristaux liquides de la technique apparentée; la figure 13 illustre un procédé d'alignement de champ électrique pour un afficheur à cristaux liquides ferroélectriques, conformément aux principes de la présente invention; la figure 14 illustre un schéma équivalent d'un afficheur à cristaux liquides ferroélectriques, conformément aux principes de la présente invention; la figure 15 illustre une vue en coupe transversale de cellules de cristaux liquides agencées au sein de deux lignes verticales adjacentes de cellules de cristaux liquides d'un afficheur à cristaux liquides ferroélectriques, selon les principes de la 30 présente invention; la figure 16 illustre un schéma de principe d'un dispositif de commande pour l'afficheur à cristaux liquides ferroélectriques, conformément aux principes de la présente invention; la figure 17 illustre un schéma de principe du circuit de commande de données 35 représenté sur la figure 16; la figure 18 illustre un schéma de principe du convertisseur numériqueanalogique représenté sur la figure 17; R:\Brevets\21300\21383.doc - 10juillet 2003 - 13/30 la figure 19 illustre un schéma de principe du circuit de commande de grille représenté sur la figure 16; la figure 20 illustre la polarité de champs électriques appliqués pour aligner un matériau de cristaux liquides ferroélectriques, conformément aux principes de la présente invention; la figure 21 illustre un graphe d'une tension de domnnées appliquée lors de la commande des cellules de cristaux liquides représenté sur la figure 20 et les caractéristiques correspondantes de transmissibilité de la lumière des cellules de cristaux liquides, conformément aux principes de la présente invention; les figures 22A et 22B illustrent les caractéristiques de transmission et d'interception de la lumière au moment de l'application de tensions de données au panneau d'affichage à cristaux liquides, conformément aux principes de la présente invention; et la figure 23 illustre les caractéristiques d'impulsion de l'afficheur à cristaux 15 liquides, selon les principes de la présente invention. On va maintenant faire référence en détail aux modes de réalisation de la présente invention dont des exemples sont illustrés dans les dessins cijoints. La figure 13 illustre un procédé d'alignement de champ électrique pour un afficheur à cristaux liquides ferroélectriques, conformément aux principes de la 20 présente invention. Si l'on se réfère à la figure 13, un procédé d'alignement de champ électrique pour un afficheur à cristaux liquides ferroélectriques (FLC) selon les principes de la présente invention, peut être exécuté en injectant un matériau FLC dans un panneau d'affichage à cristaux liquides (LCD, Liquid Crystal Display) ayant une pluralité de 25 cellules de cristaux liquides agencées au sein d'un motif matriciel. Dans un aspect de la présente invention, le panneau LCD peut comprendre des substrats en verre supérieur et inférieur supportant chacun un film d'alignement, dans lequel les directions d'alignement des films d'alignement sont substantiellement parallèles les unes aux autres. Dans un autre aspect de la présente invention, le matériau FLC peut 30 être injecté à une température à laquelle le matériau présente une phase isotrope (S 1). La température du matériau FLC injecté présentant la phase isotrope peut être abaissée en dessous d'une première température de transformation de phase (Tni) (S2) de telle sorte que le matériau FLC injecté refroidi présente une phase nématique (Nst) (S3). Ensuite, la température du matériau FLC refroidi présentant la phase 35 nématique (N*) peut de plus être abaissée en dessous d'une seconde température de transformation de phase (Tsn) (S4) tout en appliquant au panneau LCD un champ électrique suffisant pour induire une polarisation spontanée du matériau FLC. En conséquence, le matériau FLC peut être aligné en correspondance avec le champ R:\Brevcts\21300\21 383.doc - 10juillet 2003 - 14/30 électrique appliqué à mesure que le matériau FLC est refroidi pour présenter une phase smectique C (Sm C) (S6). Au moment de combiner le refroidissement et l'application du champ électrique, on peut obtenir un matériau FLC présentant l'état monostable. Dans un aspect de la présente invention, la température d'injection peut 5 être de 100 C environ. Dans un autre aspect de la présente invention, la première température de transformation de phase (Tni) peut être comprise entre 90 C et 100 C environ. Dans encore un autre aspect de la présente invention, la seconde température de transformation de phase (Tsn) peut être comprise entre 60 C environ et 80 C environ. Les première et seconde températures de transformation (Tni et 10 Tsn, respectivement) peuvent varier en fonction du type de matériau FLC injecté. Dans encore un autre aspect de la présente invention, le champ électrique appliqué peut être généré en appliquant une tension directement aux électrodes supérieure et inférieure du panneau LCD. Dans encore un autre aspect de la présente invention, le champ électrique appliqué peut être généré en appliquant une tension en courant 15 continu de + 1 à 9 V environ au panneau LCD. Dans un autre aspect de la présente invention, le champ électrique appliqué peut avoir un motif de polarité d'alignement, dans lequel une polarité du champ électrique appliqué au panneau LCD peut être inversée entre les lignes verticales de cellules de cristaux liquides au sein du panneau LCD. Dans un aspect de la présente invention, la direction de la polarisation 20 spontanée du matériau FLC peut être substantiellement identique à une direction du champ électrique appliqué. Dans un autre aspect de la présente invention, le matériau FLC peut être déposé sur l'un des substrats, plutôt que d'être injecté entre les deux substrats. En conséquence, après que le matériau FLC a été déposé sur l'un des substrats, l'autre substrat parmi les substrats sur lequel le matériau FLC n'est pas 25 déposé est relié au substrat ayant le matériau FLC déposé. Conformément aux principes de la présente invention, le matériau FLC peut être injecté dans les cellules de cristaux liquides du panneau LCD à une température à laquelle le matériau de cristaux liquides présente la phase nématique (N*). En conséquence, les étapes Si et S2 susmentionnées peuvent être omises et l'afficheur 30 FLC peut être fabriqué en exécutant seulement les étapes S3 à S6 susmentionnées. La figure 14 illustre un schéma de câblage équivalent d'un afficheur à cristaux liquides ferroélectriques, conformément aux principes de la présente invention. La figure 15 illustre une vue en coupe transversale de deux cellules de cristaux liquides adjacentes d'un afficheur à cristaux liquides ferroélectriques, conformément aux 35 principes de la présente invention. Si l'on se réfèere aux figures 14 et 15, l'afficheur FLC de la présente invention peut, par exemple, comprendre un substrat de matrice de transistors à couche mince (TFT, Thin Film Transistor) 1 supportant un nombre " n " de lignes de grilles (G1 à R:\Brevets'\21300\21383.doc 10juillet 2003 - 15/30 Gn) et un nombre de matrice TFT 1 et le substrat de matrice de filtre de couleur 12. Les première et seconde couches métalliques peuvent être chacune déposées et modelées sur le substrat de matrice TFT 1. La première couche métallique peut être déposée et modelée pour former une pluralité d'électrodes de grilles 2 dépassant des lignes respectives parmi les lignes de grilles G1 à Gn. En conséquence, des signaux de balayage (par exemple, des tensions de grilles élevées) peuvent être appliqués aux 15 électrodes de grilles 2 de chaque TFT via les lignes respectives parmi les grilles Gl à Gn. La seconde couche métallique peut être déposée et modelée pour former une pluralité d'électrodes de source 6 dépassant des lignes de données respectives parmi les lignes de données D1 à Dm et une pluralité d'électrodes de drain 7, espacées des électrodes de source respectives parmi la pluralité d'électrodes de source 6. La 20 pluralité d'électrodes de drain peut être connectée aux électrodes de pixels respectives parmi les électrodes de pixels 9 ultérieurement formées au sein de chaque cellule de cristaux liquides. Un film isolant de grilles 3 formé d'un matériau isolant inorganique peut être formé entre les deux couches métalliques modelées et isoler électriquement la première couche métallique de la seconde couche métallique. Une 25 couche active 4 et une couche de contact ohmique 5 peuvent être formées entre le film isolant de grilles 3 et les électrodes de source et de drain 6 et 7, pour mettre en place un canal entre les électrodes de source et de drain du TFT. Dans un aspect de la présente invention, la couche active 4 peut être formée d'un matériau de silicium amorphe intrinsèque. Dans un autre aspect de la présente invention, la couche de 30 contact ohmique 5 peut être formée d'un matériau semi-conducteur dopé avec des impuretés de type N ou de type P. Une couche de protection 8, formée d'un matériau isolant organique ou inorganique peut être formée sur la surface entière du substrat de matrice TFT, comprenant les TFT et le film isolant de grilles 3. Les électrodes de pixels 9 peuvent être formées pour se connecter électriquement avec les électrodes 35 respectives parmi les électrodes de drain 7 précédemment formées par l'intermédiaire de trous de contact formés dans des régions prédéterminées de la couche de protection 8. Un premier film d'alignement 10 peut être formé sur la surface entière du substrat de matrice TFT 1 et peut être en contact avec le matériau R:\Brevets\21300\21383 doc - 10 juillet 2003 - 16/30 FLC 1 1 injecté ultérieurement. Dans un aspect de la présente invention, la surface du premier film d'alignement 10 qui peut être mise en contact avec le matériau FLC peut comprendre une pluralité de sillons (non représentés) pour aligner des molécules de matériau de cristaux liquides suivant une première direction d'alignement. Une 5 première plaque de polarisation 17 peut être montée sur la surface arrière du substrat de matrice TFT 1 pour transmettre sélectivement de la lumière ayant une première direction de polarisation linéaire. Le substrat de matrice de filtre de couleur 12 peut soutenir la couche de masque noir 14, dans laquelle la couche de masque noir 14 empêche la déperdition 10 de lumière à une région limite entre des cellules de cristaux liquides adjacentes fournies avec le matériau de cristaux liquides ayant des propriétés de transmittance optique indésirables. La couche de filtre de couleur 13 peut être prévue par-dessus la couche de masque noir 14 pour transmettre sélectivement de la lumière ayant des plages de longueurs d'ondes prédéterminées correspondant aux couleurs rouge, vert 15 et bleu. Une électrode commune 15 peut être formée sur la surface entière du substrat de matrice de filtre de couleur 12 comprenant la couche de masque noir 14 et la couche de filtre de couleur 13. Dans un aspect de la présente invention, l'électrode commune 15 peut être formée d'un matériau conducteur transparent. Dans un autre aspect de la présente invention, l'électrode commune 15 peut être formée par une 20 technique de déposition par évaporation, ou équivalent. Un second film d'alignement 16 peut être formé sur la surface entière du substrat de matrice de filtre de couleur 12 et peut entrer en contact avec le matériau FLC 11 injecté ultérieurement. Dans un aspect de la présente invention, la surface du second film d'alignement 16, qui peut être mis en contact avec les matériaux FLC, peut 25 comprendre une pluralité de sillons (non représentés) pour aligner des molécules de matériau de cristaux liquides suivant une seconde direction d'alignement, substantiellement parallèle à la première direction d'alignement. Une seconde plaque de polarisation 18 peut être montée sur la surface avant du substrat de matrice de filtre de couleur 12 pour transmettre sélectivement de la lumière ayant une seconde 30 direction de polarisation linéaire. Dans un aspect de la présente invention, la première direction de polarisation linéaire et la seconde direction de polarisation linéaire peuvent être substantiellement perpendiculaires. Selon les principes de la présente invention, les lignes de données D1 à Dm peuvent être connectées à un circuit de commande de données (non représenté) et 35 peuvent être commandées par le circuit de commande de données conformément à un procédé de commande par inversion de colonnes. Dans un aspect de la présente invention, les lignes de grilles G1 à Gn peuvent être connectées à une barre de courtcircuit conductrice (non représentée). R:\Brevets\21300\21383.doc - 1 Ojuillet 2003 - 17/30 Lors de l'alignement du matériau FLC, une tension de grilles élevée peut être appliquée substantiellement simultanément aux lignes de grilles GI à Gn au sein du panneau LCD via la barre de court-circuit. Au moment de l'application de la tension de grilles élevée à la barre de court-circuit, les canaux entre les électrodes de source 5 et de drain 6 et 7 du TFT deviennent électriquement conducteurs et conduisent une tension de données appliquée aux lignes de données D1 à Dm, de l'électrode de source 6 à l'électrode de drain 7. Dans un aspect de la présente invention, la tension de données peut être appliquée aux lignes de données DI à Dm, conformément à un procédé de commande par inversion de colonnes, dans lequel la polarité de la tension 10 de données appliquée est inversée entre les lignes consécutives parmi les lignes de données D1 à Dm. Par exemple, et en référence à la figure 14, une tension de données ayant une polarité négative (-V) peut, par exemple, être appliquée aux lignes de données impaires Dl, D3,..., Dm-1 alors qu'une tension de données ayant une polarité positive (+V) peut, par exemple, être appliquée aux lignes de données 15 paires D2, D4,..., Dm. En conséquence, une tension de données ayant la polarité négative (-V) peut être appliquée aux électrodes de pixels 9, connectées aux lignes de données impaires Dl1, D3,..., Dm-1 par l'intermédiaire du canal conducteur entre les électrodes de source et de drain 6 et 7 du TFT et une tension de données ayant une polarité positive (+V) peut être appliquée de la même manière aux électrodes de 20 pixels 9 connectées aux lignes de données paires D2, D4,..., Dmi. Conformément aux principes de la présente invention, les tensions de grilles élevées et de données susmentionnées peuvent être appliquées aux lignes de grilles et de données, respectivement, à mesure que la température du matériau FLC est abaissée en dessous de la seconde température de transformation de phase (Tsn), dans laquelle la 25 phase du matériau FLC passe de la phase nématique (N*) à la phase smectique C (Sm C*). En appliquant la tension de données ayant une polarité négative (-V) aux lignes verticales impaires de cellules de cristaux liquides, le matériau FLC au sein des lignes verticales impaires de cellules de cristaux liquides se polarise spontanément 30 suivant une direction de polarisation spontanée (Ps) qui est substantiellement identique à une direction d'un champ électrique négatif (-E) généré comme résultat de l'application de la tension de données ayant la polarité négative (-V). En appliquant la tension de données ayant la polarité positive (+V) aux lignes verticales paires de cellules de cristaux liquides, le matériau FLC au sein des lignes verticales 35 paires de cellules de cristaux liquides se polarise spontanément suivant une direction de polarisation spontanée (Ps) qui est substantiellement identique à une direction d'un champ électrique positif (+E) généré comme résultat de l'application de la tension de données ayant la polarité positive (+V). R:\Brevets\21300\21383.doc - 10juillet 2003 - 18/30 En conséquence, des lignes verticales impaires de cellules de cristaux liquides (Clc) peuvent transmettre de la lumière en présence d'une tension de données de commande appliquée ayant une polarité positive (+V), dans laquelle la quantité de lumière transmise peut être déterminée par l'amplitude de la tension de données 5 appliquée. De la même façon, des lignes verticales paires de cellules de cristaux liquides (Clc) peuvent transmettre de la lumière en présence d'une tension de données de commande appliquée ayant une polarité négative (-V), dans laquelle la quantité de lumière transmise peut être déterminée par l'amplitude de la tension de données appliquée. Si l'on se réfère encore à la figure 14, des condensateurs mémoire (Cst) peuvent être connectés à, et maintenir des tensions de données appliquées à des cellules correspondantes parmi les cellules de cristaux liquides (Clc). Dans un aspect de la présente invention, chaque condensateur mémoire (Cst) peut être connecté entre une cellule de cristaux liquides (Clc) et une ligne précédente parmi les lignes de 15 grilles G1 à Gn-1 ou entre une cellule de cristaux liquides (Clc) et une ligne commune (non représentée). La figure 16 illustre un dispositif de commande d'un afficheur à cristaux liquides, selon les principes de la présente invention. Si l'on se réfère à la figure 16, un dispositif de commande, conformément aux 20 principes de la présente invention peut, par exemple, être couplé au panneau LCD 64 susmentionné ayant une pluralité de cellules FLC en mode semi-commutation V agencées en motif matriciel. Le dispositif de commande peut comprendre un circuit de commande de données 62 pour appliquer des tensions de données aux lignes de données DI à Dm du panneau LCD 64, conformément à un procédé de commande 25 par inversion de colonnes, uncircuit de commande de grilles 63 pour appliquer des impulsions de balayage aux lignes de grilles G1 à Gn du panneau LCD 64, et un contrôleur d'horloge 61 pour commander les circuits de commande de données et de grilles 62 et 63 au moins deux fois lors de chaque période de trame du panneau LCD. Selon les principes de la présente invention, le contrôleur d'horloge 61 peut 30 doubler la fréquence d'un signal d'horloge principal (MCLK) appliqué de façon externe, un signal de synchronisation verticale (V) et un signal de synchronisation horizontale (H) fourni en sortie par une carte de circuit de commande principale (non représentée). En outre, le contrôleur d'horloge 61 peut générer des signaux de commande de grilles et de données à fréquence double (2GDC) et (2DDC), 35 respectivement, en utilisant les signaux de synchronisation verticale et horizontale (V) et (H) ayant la fréquence double. Conformément aux principes de la présente invention, les fréquences des signaux de commande de grilles et de données à fréquence double (2DDC) et (2GDC) peuvent être substantiellement le double des R:\Brevets\21300\21383.doc - 10juillet 2003 - 19/30 fréquences des signaux de commande de grilles et de données de la technique apparentée qui perniettent aux tensions de grilles et de données d'être appliquées une seule fois lors d'une seule période de trame d'un panneau LCD. Si l'on se réfère à la figure 17, le circuit de commande de données 62 peut être 5 proposé en tant que circuit intégré (CI) de commande de données de type par inversion de colonnes et peut commander un nombre de données D1 à Dm. Le signal de contrôle de données à fréquence double (2DDC) fourni au circuit 15 de commande de données de type par inversion de commande 62 peut, par exemple, comprendre une impulsion de démarrage de source à fréquence double (2SSP), une horloge à décalage de source à fréquence double (2SSC), un signal de sortie de source à fréquence double (2SEO) et un signal de contrôle de polarité à fréquence double (2POL), etc. Les fréquences des composants susmentionnés du signal de 20 contrôle de données à fréquence double (2DDC) peuvent être substantiellement le double des fréquences des composants de la technique apparentée des signaux de contrôle de données qui contrôlent les tensions de données de contrôle appliquées une seule fois lors d'une seule période de trame d'un panneau LCD. Le registre à décalage 71 peut décaler l'impulsion de démarrage de source à 25 fréquence double (2SSP) produite par le contrôleur d'horloge 61, conformément à l'horloge d'échantillonnage de source à fréquence double (2SSC) pour générer un signal d'échantillonnage. En outre, le registre à décalage 71 peut décaler l'impulsion de démarrage de source à fréquence double (2SSP) et transférer le signal de report (CAR) vers un prochain étage du registre à décalage 71. Le registre de données 72 peut stocker des données impaires (RGBodd) et des données paires (RGBeven) séparées par le contrôleur d'horloge 61, et fournir les données impaires et paires (RGBodd, RGBeven) stockées à la première bascule 73 en tant que données sous forme de pixels numériques. En réponse au signal d'échantillonnage généré par le registre à décalage 71, la 35 première bascule 73 échantillonne les données sous forme de pixels numériques (par exemple, RGBodd et RGBeven) fournies par le registre de données 72, verrouille les données sous forme de pixels numériques échantillonnées en correspondance avec une ligne horizontale, et fournit en sortie des données sous forme de pixels R:\Brevets\21300\21383. doc - 10 juillet 2003 - 20/30 numériques échantillomnnées préalablement verrouillées en correspondance avec une autre ligne horizontale. La seconde bascule 74 peut verrouiller les données sous forme de pixels numériques correspondant à une autre ligne horizontale fournie en sortie par la première bascule 73 et fournit en sortie des donmées sous forme de pixels numériques verrouillées correspondant à encore une autre ligne horizontale en réponse à un signal de sortie de source à fréquence double (2SOE) fourni en sortie par le contrôleur d'horloge 61. Si l'on se réfère aux figures 17 et 18, le CNA 75 peut, par exemple, 10 comprendre un décodeur-P (PDEC) 83 à partir duquel une tension gamma ayant une polarité positive (DGH) peut être fournie, un décodeur-N (NDEC) 84 à partir duquel une tension gamma ayant une polarité négative (DGL) peut être fournie et un multiplexeur 81 pour sélectionner une sortie de l'un parmi le décodeur-P 83 et le décodeur-N 84. Dans un aspect de la présente invention, le décodeur-P 83 peut 15 décoder les données sous forme de pixels numériques fournies en sortie par la seconde bascule 74 et sélectionner une tension gamma de polarité positive correspondante (DGH) à fournir à une ligne de données. Dans un autre aspect de la présente invention, le décodeur-N 84 peut décoder des données sous forme de pixels numériques fournies en sortie par la seconde bascule 74 et sélectionner une tension 20 gamma de polarité négative correspondante (DGL) à fournir à une ligne de données. Dans un aspect de la présente invention, le multiplexeur 81 peut sélectionner alternativement la tension gamma positive (DGH) et la tension gamma négative (DGL) lors de chaque période de demi-trame du panneau LCD 64 en réponse au signal de contrôle de polarité à fréquence double fourni en entrée (2POL). Si l'on se réfère à nouveau à la figure 17, le circuit de sortie 76 peut être prévu comme un tampon et minimiser une atténuation de signal des tensions de données fournies aux lignes de données D 1 à Dp. Le générateur de tension gamma 77 peut subdiviser les tensions gamma standard fournies en sortie par un circuit de génération de tension gamma standard 30 (non représenté) et fournir des tensions gamma subdivisées au CNA 75 en correspondance avec des gradations de luminosité dans une image. Dans un aspect de la présente invention, le générateur de tension gamma 77 peut, par exemple, comprendre un circuit pour générer la tension gamma ayant la polarité positive (DGH) et un circuit pour générer la tension gamma ayant la polarité négative (DGL). 35 Si l'on se réfèere maintenant aux figures 16 et 19, le circuit de commande de grilles 63 peut, par exemple, comprendre un registre à décalage 91 pour générer séquentiellement des impulsions de balayage (par exemple, des tensions de grilles élevées) en réponse au signal de contrôle de grilles à fréquence double (DGDC) R:\Brevets\21300\21383.doc - 10juillet 2003 - 21/30 fourni en sortie par le contrôleur d'horloge 61 et un décalage de niveau 92 pour décaler les tensions des impulsions de balayage vers des niveaux appropriés pour commander des cellules de cristaux liquides de commande (Clc) dans le panneau LCD 64. Le signal de contrôle de grilles à fréquence double (2GDC) peut, par exemple, comprendre une impulsion de démarrage de grilles à fréquence double (2GSP), une horloge à décalage de grilles à fréquence double (2GSC) , un signal de sortie de grilles à fréquence double (2GOE), etc. Les fréquences des composants susmentionnés du signal de contrôle de grilles à fréquence double (2GDC) du signal 10 de contrôle de données à fréquence double (2DDC) peuvent être substantiellement le double des fréquences des composants de la technique apparentée des signaux de contrôle de grilles qui contrôlent des tensions de grilles appliquées seulement une fois pendant une seule période de trame d'un panneau LCD. Dans un aspect de la présente invention, le circuit de commande de grilles 63 peut générer 15 séquentiellement un nombre " n " d'impulsions de balayage lors de chaque moitié de la période de trame du panneau LCD 64 en réponse au signal de contrôle de grilles à fréquence double (2GDC). La figure 20 illustre le motif de polarité d'alignement du champ électrique appliqué au panneau LCD, conformément aux principes de la présente invention. Si l'on se réfère à la figure 20, le matériau FLC au sein des lignes verticales impaires de cellules de cristaux liquides (par exemple, les cellules de cristaux liquides situées de (1,1) à (1,n), de (3,1) à (3,n),..., (m-1,1) à (m-l,n)) peut être aligné en présence d'un champ électrique appliqué ayant une polarité négative (-). Dans un aspect de la présente invention, le matériau FLC au sein des lignes verticales 25 paires de cristaux liquides (par exemple, des cellules de cristaux liquides situées de (2,1) à (2,n),..., (m-2,1) à (m2,n), (m,1) à (m,n)) peut être aligné en présence d'un champ électrique appliqué ayant une polarité positive (+). En conséquence, et comme décrit ci-dessus, le matériau FLC au sein des lignes verticales impaires de cellules de cristaux liquides peut se polariser spontanément suivant une direction différente de 30 celle d'un matériau FLC au sein des lignes verticales paires de cellules de cristaux liquides. La figure 21 illustre un graphe d'une tension de données de commande appliquée aux cellules de cristaux liquides représentées sur la figure 20 et les caractéristiques de transmissibilité de la lumière correspondante des cellules de 35 cristaux liquides, conformément aux principes de la présente invention. Si l'on se réfere à la figure21, la fréquence de la tension de données de commande (120 Hz) est substantiellement le double de la fréquence de trame du panneau LCD (60 Hz). En conséquence, la période d'inversion de polarité des R:kBrevets\21300\2 1383.doc - 10O juillet 2003 - 22/30 tensions de commande (environ 8,3 ms) peut être substantiellement la moitié de la période de trame du panneau LCD (16,7 ms). Ainsi, la polarité des tensions de données de commande appliquées au panneau LCD peut être inversée à chaque demi-période de trame du panneau LCD et appliquée aux lignes de données D1 à Dm 5 par le circuit de commande de données de type par inversion de colonnes 62 et aux lignes de grilles Gl à Gn par le circuit de commande de grilles 63. Dans un aspect de la présente invention, la première moitié de chaque période de trame du panneau LCD peut être caractérisée comme premières périodes de sous-trame (par exemple, 1HFr, 3HFr,..., 1 1HFr, etc.), alors que la seconde moitié de chaque période de trame 10 du panneau LCD peut être caractérisé comme secondes périodes de sous-trame (par exemple, 2HFr, 4HFr,..., 1OHFr, etc.). Si l'on se réfère à la figure 22A, pendant les premières périodes de soustrame, les lignes verticales impaires des cellules de cristaux liquides (par exemple, les cellules de cristaux liquides situées de (1,1) à (1,n), de (3,1) à (3,n),..., de (m-l,1) à 15 (m-l,n)) peuvent, par exemple, transmettre de la lumière en présence d'une tension de données de commande appliquée ayant une polarité positive (+V). Dans un autre aspect de la présente invention, les lignes verticales paires des cellules de cristaux liquides (par exemple, les cellules de cristaux liquides paires situées de (2,1) à (2,n), de (4,1) à (4,n),..., de (m, 1) à (m,n)) peuvent, par exemple, transmettre de la lumière 20 en présence d'une tension de données de commande appliquée ayant une polarité négative (-V). Si l'on se réfère à la figure 22B, pendant les secondes périodes de sous- trame, les lignes verticales impaires des cellules de cristaux liquides (par exemple, les cellules de cristaux liquides situées de (1,1) à (1,n), de (3,1) à (3,n),..., de (m-1,1) à (m-l,n)) peuvent, par exemple, intercepter substantiellement de la 25 lumière en présence d'une tension de données de commande appliquée ayant une polarité positive (+V). Dans un autre aspect de la présente invention, les lignes verticales paires des cellules de cristaux liquides (par exemple, les cellules de cristaux liquides situées de (2,1) à (2,n), de (4,1) à (4,n),..., de (m,1) à (m,n)) peuvent, par exemple, intercepter substantiellement de la lumière en présence d'une 30 tension de données de commande appliquée ayant une polarité négative (-V). En conséquence, le LCD à FLC peut afficher sélectivement des images pendant les premières périodes de sous-trame au sein de chaque période de trame du panneau LCD et peut ne pas afficher d'images pendant des secondes périodes de sous-trame au sein de chaque période de trame du panneau LCD. Si l'on se réfère aux figures 20, 22A et 22B, les numéros de référence " P1 " et > indiquent l'axe de polarisation des première et seconde plaques de polarisation 17 et 18, respectivement (comme représenté sur la figure 15). R\Brevets\21300\21383.doc - I Ojuillet 2003 - 23/30 Selon les principes de la présente invention, le procédé d'alignement, le dispositif et le procédé de commande FLC décrits ci-dessus fournissent une vitesse de réponse élevée et un angle de vision large aux panneaux LCD. En outre, le matériau FLC peut être proposé en tant que matériau FLC en mode semi5 commutation V ayant une capacité C relativement petite. Dans un aspect de la présente invention, le matériau FLC peut être aligné en présence d'un champ électrique appliqué fourni via un système de commande de données par inversion de colonnes. Dans un autre aspect de la présente invention, les cellules de cristaux liquides FLC peuvent être commandées à une fréquence d'environ 120Hz. En 10 conséquence, et en référence à la figure 23, le LCD à FLC de la présente invention peut être commandé d'une manière semi-impulsionnelle, dans laquelle des images peuvent être affichées lumineusement lors des premières périodes de sous-trame, alors que des images peuvent être affichées sombrement lors des secondes périodes de sous-trame, de façon similaire au type de commande d'impulsions des tubes à 15 rayon cathodique. En outre, conformément aux principes de la présente invention, le procédé d'alignement FLC peut aligner le matériau FLC dans les cellules de cristaux liquides d'un panneau LCD en présence d'un champ électrique appliqué. Dans un aspect de la présente invention, le champ électrique appliqué peut comprendre un motif de 20 polarité d'alignement, dans lequel une polarité du champ électrique appliqué peut être inversée, conformément à un procédé de commande par inversion de colonnes, entre les lignes verticales de cellules de cristaux liquides dans le panneau LCD. Dans un autre aspect de la présente invention, le procédé de commande par inversion de colonnes peut être contrôlé conformément au procédé de commande et le dispositif 25 de commande peut permettre l'affichage d'images à des vitesses de réponse élevées et la minimisation d'un phénomène de mouvement flou et de traînées sur les contours dans les images animées caractéristiques des dispositifs de type à impulsions. Il sera évident pour l'homme de l'art que diverses modifications et variations peuvent être apportées à la présente invention sans sortir de l'esprit ou de la portée de 30 l'invention. Par exemple, bien qu'il ait été décrit que le panneau LCD peut être commandé en utilisant des signaux ayant une fréquence substantiellement double de la fréquence de trame du panneau LCD, il apparaîtra aisément que les signaux de commande peuvent avoir des fréquences triple, quadruple, etc., la fréquence de trame du panneau LCD. Par conséquent, il est prévu que la présente invention couvre les 35 modifications et variations de l'invention, dans la mesure o elles s'intègrent au cadre de la portée des revendications annexées et leurs équivalents. R:\Brevets\21300\21383.doc - 10 juillet 2003 - 24/30 REVENDICATIONS 1. Un procédé pour aligner un matériau de cristaux liquides ferroélectriques au sein d'un afficheur à cristaux liquides, comprenant: la fourniture d'un panneau d'affichage à cristaux liquides (LCD) ayant une pluralité de cellules de cristaux liquides agencées en un motif matriciel; la fourniture d'un matériau de cristaux liquides ferroélectriques (FLC) au sein de la pluralité de cellules de cristaux liquides à une première température; le refroidissement du matériau FLC en dessous d'une température de 10 transformation de phase suffisante pour amener le matériau FLC à présenter une phase smectique C; et l'application d'un champ électrique au panneau d'affichage à cristaux liquides pour aligner le matériau FLC lors du refroidissement, o le champ électrique appliqué a un motif de polarité d'alignement dans lequel une polarité du champ 15 électrique appliqué est inversée entre les lignes verticales adjacentes des cellules de cristaux liquides. 2. Le procédé d'alignement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fourniture du matériau FLC comprend l'injection du matériau FLC. 20 3. Le procédé d'alignement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fourniture du matériau FLC comprend le dépôt du matériau FLC. 4. Le procédé d'alignement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau FLC présente une phase isotrope à la première température. 5. Le procédé d'alignement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le matériau FLC présente une phase nématique à la 30 première température. 6. Le procédé d'alignement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la température de transformation de phase est comprise entre 60 C environ et 80 C environ. 7. Le procédé d'alignement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'application du champ électrique comprend l'application d'une tension de + 1 à 9 volts environ au panneau LCD. R:\Brevets\21300\21383.doc - 10juillet 2003 - 25/30 8. Le procédé d'alignement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la lumière est transmissible par des cellules de cristaux liquides contenant le matériau FLC aligné en présence d'un champ électrique appliqué ayant un motif de polarité de commande opposée au motif de polarité d'alignement. 9. Un procédé pour commander un panneau d'affichage à cristaux liquides ferroélectriques, comprenant l'application d'une première tension de données de commande, ayant un 10 premier motif de polarité, aux cellules de cristaux liquides au sein d'un panneau d'affichage à cristaux liquides (LCD) contenant un matériau de cristaux liquides ferroélectriques (FLC) aligné pendant une première période de sous-trame (1HFr, 3HFr,..., 1 lHFr...), du panneau LCD inférieure à une période de trame du panneau LCD, dans lequel le matériau FLC aligné est aligné en présence d'un champ 15 électrique appliqué ayant un motif de polarité d'alignement dans lequel une polarité du champ électrique appliqué est inversée entre les lignes verticales adjacentes des cellules de cristaux liquides pendant le refroidissement du matériau FLC en dessous d'une température de transformation de phase, d'une phase nématique à une phase smectique C; et l'application d'une seconde tension de données de commande, ayant un second motif de polarité, aux cellules de cristaux liquides contenant le matériau FLC aligné pendant une seconde période de sous-trame (2HFr, 4HFr,..., lOHFr,...).de la période de trame du panneau LCD, dans lequel le second motif de polarité est opposé au premier motif de polarité, et dans lequel la seconde période de sous- trame est 25 substantiellement égale au temps restant dans la période de trame après la première période de sous-trame. 10. Le procédé de commande selon la revendication 9, caractérisé en ce que les polarités des tensions de données de commande ayant les premier et second 30 motifs de polarité, fournies à celles agencées successivement des lignes verticales adjacentes du panneau LCD, sont opposées les unes aux autres. 11. Le procédé de commande selon la revendication 10, caractérisé en ce que la polarité des tensions de données de commande appliquées à chacune des 35 cellules de cristaux liquides est inversée entre les sous-périodes successives. 12. Le procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, comportant en outre l'application d'un signal de balayage au panneau LCD R:\Brevets\21300\21383.doc - O10juillet 2003 - 26130 pour sélectionner une ligne horizontale de cellules de cristaux liquides à laquelle les première et seconde tensions de données de commande sont appliquées. 13. Le procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que le premier motif de polarité est substantiellement identique au motif de polarité d'alignement; le second motif de polarité est opposé au motif de polarité d'alignement; et dans chaque période de trame du panneau LCD, la première période de sous10 trame survient avant la seconde période de sous-trame. 14. Le procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que la lumière est transmissible par les cellules de cristaux liquides contenant le matériau FLC aligné en présence d'un champ électrique 15 appliqué ayant un motif de polarité de commande opposé au motif de polarité d'alignement. 15. Un dispositif de commande d'un affichage à cristaux liquides ferroélectriques, comprenant: un circuit de commande de données (62) pour appliquer: une première tension de données de commande, ayant un premier motif de polarité, à une cellule de cristaux liquides d'un panneau d'affichage à cristaux liquides (LCD) contenant un matériau de cristaux liquides ferroélectriques (FLC) pendant une première période de sous-trame inférieure à une période de trame du 25 panneau LCD, dans lequel le matériau FLC aligné est aligné en présence d'un champ électrique appliqué ayant un motif de polarité d'alignement dans lequel une polarité du champ électrique appliqué est inversée entre les lignes verticales adjacentes des cellules de cristaux liquides lors du refroidissement du matériau FLC en dessous d'une température de transformation de phase d'une phase nématique à une phase 30 smectique C; et une seconde tension de données de commande, ayant un second motif de polarité, aux cellules de cristaux liquides pendant une seconde période de sous-trame (2HFr, 4HFr,..., 10HFr,..).de la période de trame du panneau LCD, dans lequel le second motif de polarité est opposé au premier motif de polarité; et dans lequel la 35 seconde période de sous- trame est substantiellement égale au temps restant dans la période de trame après la première période de sous-trame. R:\Brevets\21300\21383.doc - 10juillet 2003 - 27/30 16. Le dispositif de commande selon la revendication 15, caractérisé en ce que le circuit de commande de données (62): est connecté aux lignes de données du panneau LCD; et applique en variante les première et seconde tensions de domnnées de commande 5 aux cellules de cristaux liquides, dans lequel les polarités des tensions de données de commande appliquées sont inversées entre celles adjacentes des lignes verticales des cellules de cristaux liquides. 17. Le dispositif de commande selon la revendication 15, caractérisé en ce 10 que le premier motif de polarité est substantiellement identique au motif de polarité d'alignement; le second motif de polarité est opposé au motif de polarité d'alignement; et dans chaque période de trame du panneau LCD, la première période de sous15 trame survient avant la seconde période de sous-trame. 18. Le dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications à 17, comprenant en outre un circuit de commande de balayage connecté aux lignes des grilles du panneau LCD afin d'appliquer un signal de balayage au panneau 20 LCD pour sélectionner une ligne horizontale des cellules de cristaux liquides à laquelle les première et seconde tensions de données de commande sont appliquées. 19. Le dispositif de commande selon la revendication 18, comprenant en outre un contrôleur d'horloge pour commander le circuit de commande de données 25 (62) et le circuit de commande de balayage, caractérisé en ce que chacune des tensions de données de commande est appliquée aux cellules de cristaux liquides au moins une fois au cours de chaque période de trame du panneau LCD. 20. Le dispositif de commande selon la revendications 19, caractérisé en 30 ce que le contrôleur d'horloge commande le circuit de commande de données (62) et le circuit de commande de balayage à une fréquence de 120 Hz environ. 21. Le dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications à 20, caractérisé en ce que la lumière est transmissible par des cellules de cristaux 35 liquides contenant le matériau FLC aligné en présence d'un champ électrique appliqué ayant un motif de polarité de commande opposé au motif de polarité d'alignement. R:\Brevets\21300\21383.doc - 10 juillet 2003 - 28130 22. Le dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications à 21, caractérisé en ce que la lumière n'est substantiellement pas transmissible par des cellules de cristaux liquides contenant le matériau FLC aligné en présence d'un champ électrique appliqué ayant un motif de polarité de commande substantiellement identique au motif de polarité d'alignement. R:\Brevets\21300\21383.doc - 10 juillet 2003 - 29/30