(57)【要約】【課題】コレステリック液晶ディスプレイ装置を提供すること。【解決手段】コレステリック液晶ディスプレイ装置（２４）において、表面安定化コレステリック液晶材料層を駆動して焦点円錐状態にするために、一連のパルス（２０、３４、３５、３６、３７、３８、４１）を含む駆動信号を印加する。少なくとも１つの先頭パルスは前記コレステリック液晶材料層を駆動して前記ホメオトロピック状態にするのに十分なエネルギーを有し、後続のパルスは前記コレステリック液晶材料層が駆動されて焦点円錐状態になる最小レベルにまで減少する時間平均エネルギーを有する。これにより、高コントラスト比を達成することができる特に低反射率の焦点円錐状態が生成される。【選択図】        図１３
2008502934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コレステリック液晶材料層を駆動して焦点円錐状態にする方法であって、前記方法は、駆動信号を前記コレステリック液晶材料層に印加することを含み、前記駆動信号は一連のパルスを含み、少なくとも１つの先頭パルスは前記コレステリック液晶材料層を駆動してホメオトロピック状態にするのに十分なエネルギーを有し、後続のパルスは前記コレステリック液晶材料層が駆動されて前記焦点円錐状態になる最小レベルまで減少する時間平均エネルギーを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記後続のパルスは単調に減少する時間平均エネルギーを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パルスは離隔していることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記パルスは前記コレステリック液晶材料層が緩和して一時的焦点円錐状態になることを可能にする間隔により離隔していることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記パルスは間に間隔を有しないことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
前記後続のパルスは同じ幅および間隔を有するとともに減少する振幅を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記後続のパルスは同じ振幅を有するとともに減少する幅を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記後続のパルスは同じ振幅と幅を有するとともに増加する間隔を有することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの先頭パルスは１００ミリ秒以下の持続期間を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記最小レベルはゼロであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記最小レベルはゼロより大きいことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記後続のパルスはそれぞれ１００ミリ秒以下の持続期間を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記後続のパルスはそれぞれ２０ミリ秒以下の持続期間を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記後続のパルスはそれぞれ５ミリ秒以上の持続期間を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの先頭パルスと前記後続のパルスが同じ持続期間を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
一連のパルスの内で、前記パルスはＤＣ均衡化されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記一連のパルス内の連続するパルスが交互に極性が変わるものであることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
一連のパルス内のすべてのパルスが交互に極性が変わるものであることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記コレステリック液晶材料層は隣接する整列層により表面安定化されていることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記コレステリック液晶材料層は前記駆動信号を前記コレステリック液晶材料層に印加することができる電極配置を有するコレステリック液晶ディスプレイ装置のセル内に設けられていることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記電極配置は、それぞれの駆動信号により前記コレステリック液晶材料層を横断して複数のピクセルを対応することが可能であることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記電極配置は前記コレステリック液晶材料層のそれぞれの側の線状電極のアレイを備え、それぞれのアレイの前記線状電極は相互に垂直に延びていることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記コレステリック液晶ディスプレイ装置は、さらに、液晶材料層の背面の黒色背景層を備えることを特徴とする請求項２０〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
コレステリック液晶材料層と前記コレステリック液晶材料層に駆動信号を印加することができる電極配置とを有する少なくとも１つのセルと、
前記電極配置に駆動信号を供給して前記コレステリック液晶材料層に印加して前記液晶材料を駆動して焦点円錐状態にするように構成された駆動回路と
を備え、
前記駆動信号は一連のパルスを備え、少なくとも１つの先頭パルスは前記コレステリック液晶材料層を駆動して前記ホメオトロピック状態にするのに十分なエネルギーを有し、前記後続のパルスは前記コレステリック液晶材料層が駆動されて焦点円錐状態になる最小レベルにまで減少する時間平均エネルギーを有する
ことを特徴とするコレステリック液ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コレステリック液晶材料を焦点円錐状態に駆動することに関するものである。特に、焦点円錐状態が暗状態として用いられるコレステリック液晶ディスプレイ装置に特に応用される。
【背景技術】
【０００２】
以下の説明は末尾の引用文献リストに示した全てを示した多数の技術文献を参照するものである。
【０００３】
安定化コレステリック・テクスチュア（ＳＣＴ）ディスプレイ装置としても知られるコレステリック液晶ディスプレイ装置は周知である。これらのディスプレイ装置は、２つの安定状態、すなわちコレステリック液晶材料の平面テクスチュア生じる着色反射状態（平面状態）と、上記反射状態に対してほとんど透明である焦点円錐テクスチュアから生じるわずかに光を後方散乱する状態（焦点円錐状態）とを有する材料のタイプであるコレステリック液晶材料を利用している。市販のＳＣＴディスプレイ装置では、焦点円錐状態は暗状態として動作し、このディスプレイ装置は黒色背景層を有し、透過光を吸収する。
【０００４】
これらの安定状態は準安定ホメオトロピック状態を介して達成されるが、この準安定ホメオトロピック状態は透明であり、臨界電界（Ｖｃ）を超える電界が正の誘電異方性でなければならない液晶に適用されるときにのみ存在する。これらの効果は最初グリューベル（Ｇｒｅｕｂｅｌ）（非特許文献１）により、次いで他の者により、例えば特許文献１（米国特許第５、４６３、８６３号明細書）に記載されている。
【０００５】
コレステリック液晶材料の挙動は次のように理解することができる。コレステリック液晶材料は、Ｖｃを超える高電圧を印加して同材料をホメオトロピック状態に駆動し、次いで駆動信号を除去して同材料が平面状態に緩和されるようにすることによって平面状態に駆動することができる。その後、所定の電圧の駆動パルスを印加した後、材料の黒色背景に対する反射率を測定することができる。材料を平面状態に駆動し、次いで駆動パルスを印加するこの過程を、電圧の異なる駆動パルスについて反復して図１に示す形状の反射率対電圧曲線を作成することができる。この曲線は上記材料の種々の安定状態の合いあの遷移を特徴付ける臨界点Ｖ１〜Ｖ４を有する。Ｖ４は上述の臨界電圧Ｖｃと同じである。Ｖ１未満およびＶ４を超える駆動パルスに対して、上記材料は平面状態であり、Ｖ２とＶ３の間の駆動パルスに対して、上記材料は焦点円錐状態である。上記曲線は、また、Ｖ１とＶ２の間に、およびＶ３とＶ４の間に可変反射率の安定状態があり、それらの状態を用いてディスプレイ装置においてグレイ（灰色）レベルを生成することができることを示している。
【０００６】
図１の曲線はコレステリック液晶ディスプレイのための大部分の駆動スキームの基礎となっている。例えば、基本的な駆動スキームは図１の曲線を生成するのに用いられたタイプの駆動パルスを使用するものである。すなわち、先頭パルス（ｉｎｉｔｉａｌ  ｐｕｌｓｅ）が上記材料を駆動してホメオトロピック状態にし、緩和期間が続き、可変エネルギーのパルスを選択して可変反射率の安定状態を選択することが続く。
【０００７】
Ｖ１〜Ｖ４の値はディスプレイ装置の正確な性質と形状によって決まるので、たいていの駆動スキームに対してＶ１〜Ｖ４の値は問題としているディスプレイ装置について決定することが必要である。これはＳＣＴディスプレイ装置の製造においては煩わしいが、その理由は、Ｖ１〜Ｖ４が予測可能であるように装置を仕様書にぴったり合わせて製造すること、あるいはメーカーの装置の個々の試験および設置が必要となるからである。
【０００８】
ＳＣＴディスプレイ装置のコントラスト比は暗状態の反射率に対する明状態の反射率として定義される。高コントラストを達成するには、コレステリック液晶材料は明状態で高反射率を有していなければならないが、同じく重要なのは、コレステリック液晶材料は暗状態で低反射率を有していなければならない（これは市販のＳＣＴディスプレイ装置で液晶材料が焦点円錐状態にあるときに起きる）とともに光の後方散乱により劣化しないことである。従って、高コントラスト比のＳＣＴディスプレイ装置を製造するには、低反射率の暗状態を提供する必要がある。
【０００９】
さらに、異なる色（通常赤、緑および青）の光を反射するコレステリック液晶の層を有する３つの異なるセルのスタックを用いてフルカラーディスプレイ装置を製造する場合、下方のセルにより生成される色は情報のセル内の光散乱により修正される。非常に多くの場合、液晶材料層の整列を最適化して、明るい平面状態を依然として提供しつつ、低光散乱の焦点円錐状態を試み、達成する。この整列により、電圧を印加することなく状態を安定化することも可能になる。これらの最適化を１つの整列層において見出すことが可能であるとは限らない。
【００１０】
大ピッチ長コレステリック装置（ＩＲ光を反射する）についてのゲルバー（Ｇｅｒｂｅｒ）の最初の論文（非特許文献２）は、電界（最初は臨界電圧Ｖｃより高い）が急速にスイッチを切られると平面テクスチュアが形成されることを教示している。ゲルバーはまた電界がゆっくりとスイッチを切られると、指紋テクスチュアが形成され、これはより短いピッチのコレステリック液晶混合物に現れる焦点円錐テクスチュアに関連づけられると考えられることも教示している。
【００１１】
上述の基本的駆動スキームの他に、上記文献中で議論されている２つのさらなる駆動スキームを以下に検討する。
【００１２】
第1のさらなる駆動スキームはドーン（Ｄｏａｎｅ）により記載されているもの（非特許文献３）であり、高電圧パルスを印加して材料をホメオトロピック状態に駆動し、次いで急速にスイッチを切ってゼロボルトして平面テクスチュアを生じるか、または急速にスイッチを切って低ボルトにして円錐焦点テクスチュアにする。これらのうち後者は高電圧パルスと低電圧パルスの間に休止を有していてもよい。さらに、低電圧パルスを数回繰り返して焦点円錐テクスチュアの光散乱を低減することができる。これは緩行（スロー・アドレッシング）スキームである。
【００１３】
第２のさらなる駆動スキームは動的駆動スキームと呼ばれ、フアン（Ｈｕａｎｇ）等（非特許文献４）、ズー（Ｚｈｕ）およびフアン（Ｈｕａｎｇ）（非特許文献５）、並びにフアン（Ｈｕａｎｇ）およびステファノフ（Ｓｔｅｆａｎｏｖ）（非特許文献６）により示唆されている。このスキームは５つの要素、すなわち調製、後調製、選択、後選択および旋回（ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）からなる。これは液晶ダイレクタをある位置から非常に容易に切り換えることが可能であるということを利用しており、この最初の移動は調製期間の間に達成される。しかしながら、このスキームは上記第１のさらなるスキームよりもずっと速いものの、より散乱の少ない焦点円錐駆動スキームを創出することを企図していない。
【００１４】
【特許文献１】米国特許第５、４６３、８６３号明細書
【非特許文献１】ダブリュ．グリューベル他、「モレキュラー・クリスタル・リキッド・クリスタル」第２４巻第１０３頁、１９７３年（Ｗ  Ｇｒｅｕｂｅｌ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍｏｌ  Ｃｒｙｓｔ  Ｌｉｑ  Ｃｒｙｓｔ．，ｖｏｌ２４，ｐａｇｅ１０３，１９７３
【非特許文献２】ピー・アール  ゲルバー、ツァイトシュリフト・ナツールフォルシュンク第７１８頁１９８１年（ＰＲ  Ｇｅｒｂｅｒ，  Ｚ  Ｎａｔｕｒｆｏｒｓｃｈｕｎｇ，ｐａｇｅ７１８，１９８１）
【非特許文献３】ジェイ・ダブリュ  ドーン他、「ジャパン・ディスプレイ」１９９２年（ＪＷ  Ｄｏａｎｅ  エｔａｌ．，Ｊａｐａｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ，１９９２）
【非特許文献４】エックス・ワイ  フアン他、「ＳＩＤダイジェスト」１９９７年（ＸＹ  Ｈｕａｎｇ，ＳＩＤ  Ｄｉｇｅｓｔ  １９９７）
【非特許文献５】ワイ・エム  ズーおよびエックス・ワイ  フアン、「ＳＩＤダイジェスト」１９９７年（ＹＭ  Ｚｈｕ  ａｎｄ  ＸＹ  Ｈｕａｎｇ，ＳＩＤ  Ｄｉｇｅｓｔ  １９９７）
【非特許文献６】エックス・ワイ  フアン、エム  ステファノフ他、「ＳＩＤダイジェスト」第３５９頁、１９９７年（ＸＹ  Ｈｕａｎｇ，Ｍ  Ｓｔｅｆａｎｏｖ  ｅｔ  ａｌ．，ＳＩＤ  Ｄｉｇｅｓｔ  １９９７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従って、当技術において２つの以前からの需要が存在する。第１の需要はコレステリック液晶ディスプレイ装置における改善されたコントラストに関する。第２の需要はＬＣＴ製造仕様の緩和に関し、簡単に言えば、メーカーのコスト削減に関する。これらの需要のいずれかを満たすことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の第１の態様によれば、コレステリック液晶材料層を駆動して焦点円錐状態にする方法であって、駆動信号を前記コレステリック液晶材料層に印加することを含み、前記駆動信号は一連のパルスを含み、少なくとも１つの先頭パルスは前記コレステリック液晶材料層を駆動してホメオトロピック状態にするのに十分なエネルギーを有し、後続のパルスは前記コレステリック液晶材料層が駆動されて前記焦点円錐状態になる最小レベルに低減する時間平均エネルギーを有する方法が提供される。
【００１７】
同様に、本発明の第２の態様によれば、コレステリック液晶材料層と前記コレステリック液晶材料層に駆動信号を印加することができる電極配置とを有する少なくとも１つのセルと、前記電極配置に駆動信号を供給して前記コレステリック液晶材料層に印加して前記液晶材料を駆動して焦点円錐状態にするように構成された駆動回路とを備え、前記駆動信号は一連のパルスを備え、少なくとも１つの先頭パルスは前記コレステリック液晶材料層を駆動して前記ホメオトロピック状態にするのに十分なエネルギーを有し、前記後続のパルスは前記コレステリック液晶材料層が駆動されて焦点円錐状態になる最小レベルにまで減少する時間平均エネルギーを有することを特徴とするコレステリック液ディスプレイ装置が提供される。
【００１８】
従って、本発明は一連のパルスを含む駆動信号を用いて焦点円錐状態へ駆動することを可能にする。１つ以上の先頭パルスがコレステリック液晶材料を駆動してホメオトロピック状態にする。後続のパルスは時間平均エネルギー減少性である。そのような一連のパルスは液晶材料を駆動して焦点円錐状態にすることが見出されている。さらに重要なのは、そのような一連の駆動パルスにより生成された焦点円錐状態は低反射率であり、特に上述の既知の駆動スキームにより生成されたものよりも反射率が低いことである。従って、本発明では、ディスプレイ装置はより高いコントラスト比を達成することができる。同様に、コレステリック液晶材料層のスタックを有するディスプレイ装置の場合は、焦点円錐状態における後方散乱が減少するのでディスプレイ装置の全体の色範囲が改善される。
【００１９】
もう一つの利点は、上記駆動スキームにより焦点円錐状態が信頼性をもって達成でき、上述の既知の駆動スキームよりもディスプレイ装置の詳細な性質と形状に依存する度合いがずっと少ないことである。特異、図１のＶ１〜Ｖ４の電圧を詳細に知ることは必要でない。上記少なくとも１つの先頭パルスはコレステリック液晶材料層を駆動してホメオトロピック状態にするのに十分なエネルギーを有していることが必要であるが、これは、パルスに比較的高いエネルギーを供給するだけで、例えばパルス用の高電圧を選択するだけで広範囲のディスプレイについて容易に達成される。同様に、後続パルスの時間平均エネルギーが減少される最小レベルはコレステリック液晶材料を駆動して焦点円錐状態にするには十分に低いことが必要であるが、これもまた容易に達成される。設計上の制約を低減するために、時間平均エネルギーを最小値ゼロまで減少させることができる。焦点円錐状態にもっと速く駆動することは最小レベルを高く選択することにより達成することができ、種々のパルス列でディスプレイ装置を試験することにより最小レベルの実際の値を選択するのが簡単である。
【００２０】
このようにディスプレイ装置の詳しい性質と形状に対する依存度が減少していることにより、製造許容度および／または個々のディスプレイ装置を試験することを緩和することで、製造上の利点が顕著である。例えば、液晶材料層の厚さの重要性が減少する。これは、製造コストが低下し、収率が増加するので、非常に重要である。
【００２１】
関連する利点は、駆動スキームを、さもなければディスプレイ装置が曲げられた場合に厚さが局部的に予測不可能な仕方で変動するために駆動において問題を生じる、可撓性ディスプレイ装置に用いることができることである。
【００２２】
コレステリック液晶材料の分子に起きる物理現象は完全に理解されている訳ではないが、以下の説明が役に立つであろう。最終状態は焦点円錐状態である可能性があり、散乱が減少する理由は、印加された信号に由来するドメインのサイズが平均して可視光の波長と比べて大きく、または小さくなるので、可視光の散乱量が減少するためであると考えられる。一連のパルスによってこれが達成される物理的機構は不明である。しかしながら、この物理的現象について不明確であることは、上述の一連のパルスを用いてコレステリック液晶材料を駆動して低反射率の焦点円錐状態にすることができるという実際の観察に基づいている本発明の実施に何ら影響しない。
【００２３】
また、本発明は任意の表面処理に追加的に適用可能であり、任意のコレステリック液晶材料および任意の整列型に適用可能である。
【００２４】
本発明のさらなる態様によれば、表面安定化コレステリック・テクスチュア液晶ディスプレイ装置であって、（Ａ）少なくとも１つの環境的に封入された電圧アドレッシング可能なコレステリック材料層であって、看者からもっとも遠い所定の光学的表面コーティング（例えば、黒色吸収層）を有するもの、および（Ｂ）所定の電圧シーケンスをコレステリック材料中の実質的にそれぞれのアドレッシング可能な位置に印加するための電子駆動手段を備え、前記駆動手段は、複数の実質的に全体として中性の電気パルスに隣接した時間ドメインであって、前記複数の内に（ｉ）前記要素をリセットするＶ４電圧エネルギー状態を超えるパルスがあり、かつ、その後に（ｉｉ）少なくとも実質的にＶ２または実質的にＶ３電圧−エネルギー状態がその中に含まれるまでそれぞれの電圧−エネルギー状態において逸れるパルスの塊となったサブセットがある時間ドメインを用いるそれぞれの電圧−コレステリック材料要素のホメオトロピック状態から低光散乱の焦点円錐状態への直接切換、および（ｉｉｉ）既知の駆動スキームを用いて要素を低光散乱の焦点円錐テクスチュア状態からホメオトロピック状態への直接切換を特徴とする。
【００２５】
本発明のさらなる態様によれば、実質的に封入された要素内においてそれに対する電気的アドレッシングにより光学的な状態−状態遷移を駆動する方法であって、前記方法は、（１）ホメオトロピック状態から低光散乱焦点円錐テクスチュア状態への要素の直接的切換を、複数の実質的に全体として中性の電気パルスに隣接した時間ドメインであって、前記複数の内に、（１ａ）前記要素をリセットするＶ４電圧エネルギー状態を超えるパルスがあり、かつ、その後に（１ｂ）少なくとも実質的にＶ２または実質的にＶ３電圧−エネルギー状態がその中に含まれるまでそれぞれの電圧−エネルギー状態において逸れるパルスの塊となったサブセットがある、時間ドメインを用いてそれぞれの電圧−コレステリック材料要素のホメオトロピック状態から低光散乱の焦点円錐状態への直接切換する工程、および（２）既知の駆動スキームを用いて要素を低光散乱の焦点円錐テクスチュア状態からホメオトロピック状態への直接切換する工程を特徴とする方法が提供される。
【００２６】
本発明のさらなる態様によれば、実質的に封入されたコレステリック材料に対してセルの透明性を達成する駆動方法であって、複数の領域−「Ｖ４電圧×持続期間」領域および「Ｖ２−または−Ｖ３×持続期間」領域を含む−を有する駆動「電圧×持続期間」エンベロープがある駆動方法が提供される。（「電圧×持続期間」という用語はパルスの面積（これは方形波については高さ＝電圧に幅＝持続期間を掛けたものであるが、他の形状のパルスは積分または近似計算を必要とする）またはパルスの全エネルギー（これは面積と同様に計算することができる）を意味する。
【００２７】
本発明のさらなる態様によれば、少なくとも１つの実質的に封入されたセル内でコレステリック材料を駆動してホメオトロピック状態から低光散乱焦点円錐テクスチュア状態にする方法であって、（１）少なくとも１つのセルのセルに、複数中の少なくとも１つの先頭パルスであって「Ｖ４電圧×持続期間」を超えるエネルギーを有するものを印加すること、および（２）前記セルに、複数中少なくとも１つの末尾パルスであって「Ｖ２−または−Ｖ３×持続期間」未満のエネルギーを有するものを印加することを含み、かつ（３）複数中の任意のパルスを前記セルに前記少なくとも１つの先頭パルスと前記少なくとも１つの末尾パルスとの間で印加することは「Ｖ４電圧×持続期間」と「Ｖ２−または−Ｖ３×持続期間」の間のエネルギーを有することを含む、所定のシーケンスの複数のエネルギーパルスを印加することにより駆動方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
より良い理解のために、添付図面を参照して本発明の一実施形態を非限定的な例により説明する。
【００２９】
まず、駆動スキームを適用することができるコレステリック液晶ディスプレイ装置２４を説明する。ディスプレイ装置２４のセル１０は図２に示され、層状構造を有している。個々の層１１〜１９の厚さは図２においては明瞭性のために誇張されている。
【００３０】
ゼル１０は２つの剛性基体１１および１２を備え、これらの剛性基体はガラスまたは好ましくはプラスチック製にすることができる。これらの基体１１、１２はそれらの内表面に、透明導電性材料、典型的にはインジウム酸化錫の層として形成されたそれぞれの透明導電性層１３、１４を有する。導電性層１３、１４はパターニングされて直接アドレッシング可能なピクセルの規則的なアレイを提供する。以下にさらに詳細に説明する。
【００３１】
任意的に、各導電性層１３、１４にそれぞれの絶縁層１５、１６、例えば二酸化ケイ素、またはおそらく複数の絶縁層を上塗りする。
【００３２】
基体１１、１２はそれらの間に、典型的には厚さが３μｍ〜８μｍのキャビティ２０を形成する。キャビティ２０は液晶層１９を含み、キャビティ２０の周縁に設けられた糊シール２１によりシールされる。従って、液晶層１９は導電層１３、１４の間に配置される。
【００３３】
各基体１１、１２はさらに、液晶層１９に隣接して形成されたそれぞれの整列層１７、１８を備え、それぞれの導電層１３、１４または絶縁層１５、１６が設けられている場合は絶縁層１５、１６を覆う。整列層１７、１８は整列し、液晶層１９を安定化し、典型的にはポリアミド製であり、任意的に一方向に擦ることができる。従って、液晶層１９は表面安定化されるが、その代わりにバルク安定化してもよい。
【００３４】
液晶層１９はコレステリック液晶材料を用いて成る。そのような材料は反射率と透過率が異なるいくつかの状態を有する。これらの状態は、アイ．セイジ、「液晶の応用と用途」、ビー．バハドゥール著、第３巻第３０１頁１９９２年。ワールドサイエンティフィック社出版（Ｉ．Ｓａｇｅ，“Ｌｉｑｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｕｓｅｓ”，Ｅｄｉｔｏｒ  Ｂ  Ｂａｈａｄｕｒ，ｖｏｌ３，ｐａｇｅ３０１，１９９２，Ｗｏｒｌｄ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、本文献は引用により本明細書において参照されその教示は本発明に適用される）に記載されているように、平面状態、焦点円錐状態、およびホメオトロピック（疑似ネマティック）状態である。
【００３５】
平面状態では、液晶層１９はそれぞれそれに入射する光の帯域幅を反射する。反射光の波長λはブラッグの法則、すなわち、λ＝ｎＰ、により与えられ、ここにλは反射光の波長であり、ｎは光により見られる液晶材料の屈折率であり、Ｐは液晶材料のピッチ長である。従って、原則として、ピッチ長Ｐを選択することにより設計の選択として任意の色を反射することが可能である。それはそれとして、当業者に知られているように、正確な色を決定する多数のさらなる因子が存在する。入射光の全てが平面状態で反射される訳ではない。以下に詳細に説明するように、３つのセル１０を用いる典型的なフルカラーディスプレイ装置２４では、全反射率は典型的には３０％程度である。液晶層１９により反射されなかった光は、度以下に詳細に説明するように、液晶層１９を通して伝搬され、次いで黒色層２７により吸収される。本駆動スキームでは平面状態が明状態として使用される。
【００３６】
焦点円錐状態では、液晶層１９は、平面状態に対して、透過性であり、入射光を透過するが、厳密に言うと、液晶層１９は穏やかに光散乱性であり、反射率が低く、典型的には３〜４％程度である。従って、以下に詳細に説明するように、黒色そう２７がセル１０の背後にあると、この状態は黒いと考えられる。本駆動スキームでは、焦点円錐状態を暗状態として使用される。
【００３７】
焦点円錐状態および平面状態は安定な状態であり、駆動信号が液晶層１９に印加されていない場合に共存することが可能である。さらに、液晶層１９は、液晶材料の異なるドメインが焦点円錐状態および平面状態のそれぞれ一方の状態である安定状態で存在することが可能である。そのような安定状態の範囲は焦点円錐状態および平面状態のそれぞれにおける液晶の量の異なる混合物を用いて可能であり、そのため液晶材料の全反射率は安定状態の全域で変化する。
【００３８】
ホメオトロピック状態では、液晶層１９は焦点円錐状態よりも一層透過性であり、典型的には反射率が０．５〜０．７５程度である。
【００３９】
焦点円錐状態および平面状態は安定な状態であり、駆動信号が液晶層１９に印加されていない場合に共存することが可能である。ホメオトロピック状態は不安定であるため、液晶層１９を駆動してホメオトロピック状態にする駆動信号が中断すると、液晶層１９は短期間に緩和して、駆動信号が急速にゼロ電圧に遷移すると安定状態、例えば平面状態になる。
【００４０】
次に、ディスプレイ装置を図３を参照して説明する。
【００４１】
ディスプレイ装置２４はセル１０Ｒ、１０Ｇおよび１０Ｂのスタックを用いて成り、それぞれが図２に図示し、かつ上述したタイプのセル１０である。セル１０Ｒ、１０Ｇおよび１０Ｂはそれぞれ液晶層１９を有し、これらの液晶層１９はそれぞれ赤、緑および青の色を持つ光を反射するように配置されている。従って、セル１０Ｒ、１０Ｇおよび１０Ｂは赤色セル１０Ｒ、緑色セル１０Ｇおよび青色セル１０Ｂと呼ぶ。青色セル１０Ｒ、緑色セル１０Ｇおよび青色セル１０Ｂを選択的に使用するとフルカラーの画像を表示することができるが、一般にディスプレイ装置は、１を含む任意の数のセル１０を用いて作製することが可能である。
【００４２】
図３において、ディスプレイ装置２４の看者その側に位置する前面が最上方であり、ディスプレイ装置２４の背面が最下方である。従って、セル１０の前面から背面への順序は、青色セル１０Ｂ、緑色セル１０Ｇおよび赤色セル１０Ｒである。この順序はウエストおよびボドナー、「フルカラーディスプレイ用反射性コレステリックフィルムのスタックの最適化」アジア・ディスプレイ、１９９９年第２０〜３２頁（Ｗｅｓｔ  ａｎｄ  Ｂｏｄｎａｒ，“Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｔａｃｋｓ  ｏｆ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  Ｆｉｌｍｓ  ｆｏｒ  Ｆｕｌｌ  Ｃｏｌｏｕｒ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ”，  Ａｓｉａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  １９９９  ｐｐ２０−３２）に開示されている理由で好ましい。もっとも、原理的には任意の他の順序を用いることも可能である。
【００４３】
隣接する一対のセル１０Ｒと１０Ｇおよび隣接する一対のセル１０Ｇと１０Ｂはそれぞれの接着層２５、２６により相互に保持される。
【００４４】
ディスプレイ装置２４は、特に最背面である赤色セル１０Ｒの背面に形成されることにより、背面に位置する黒色層２７を有する。黒色層２１を黒色塗料の層として形成してもよい。使用時、黒色層２７はセル１０Ｒ、１０Ｇまたは１０Ｂにより反射されなかった任意の入射光を吸収する。従って、セル１０Ｒ、１０Ｇまたは１０Ｂがすべて黒色状態に切り換えられると、ディスプレイ装置は黒く見える。
【００４５】
ディスプレイ装置２４は国際公開第０１／８８６８８号パンフレットに開示されている装置のタイプに類似している。本文献は引用により本明細書において参照されその教示は本発明に適用される。
【００４６】
導電層１３、１４はパターニングされて図４に示す電極配置を提供する。図４はコレステリック液晶材料の層１９および導電層１３、１４の一部の斜視図であり、セル１０の他の部品は明瞭性のために省略した。特に、各導電層１３、１４は線状電極２８、２９のそれぞれのアレイとして形成され、各導電層１３、１４の電極２８、２９は相互に垂直に延びている。これは従来の受動多重アドレッシング電極配置である。そのような電極配置は、コレステリック液晶材料の層１９の部分を、ピクセルの２次元矩形アレイとしてそれぞれの導電層１３、１４の電極２８、２９の間の各交点においてアドレッシングすることが可能である。
【００４７】
あるいはまた、導電層１３、１４をパターニングしてコレステリック液晶材料の層１の部分をピクセルとして駆動することが可能な他の電極配置を提供してもよい。
【００４８】
制御回路２２は各セル１０の導電層１３、１４に駆動信号を供給して液晶層１９の両端に電界を印加して各ピクセルの液晶材料を駆動して選択的に所望の反射率を有する安定状態にする。制御回路２２は各アレイの個々の電極２８、２９を従来の方法で、例えば連続ラインを１つのアレイの電極２８を選択することにより走査する方法で走査し、駆動信号を他のアレイのそれぞれの電極２９に供給することにより各走査されたラインについて適切な駆動信号を各ピクセルに印加する。
【００４９】
液晶層１９を駆動して焦点円錐状態の反射率よりも高い反射率を有する安定状態にするために、制御回路２２は既知の形状の駆動信号を、例えば上述の既知の駆動スキームに従って印加する。一つの可能性は駆動信号を、材料を駆動してホメオトロピック状態にする先頭パルスと、これに続く緩和期間と、これに続く可変エネルギーの選択パルスとから構成して可変反射率の安定状態を選択するようにすることである。選択パルスは図１に示す曲線に従って選択された電圧を有し、上記曲線に沿う任意の点における反射率を与え、それにより、例えばフアン他、「フルカラー（４０９６色）反射性コレステリック液晶ディスプレイ装置」アジア・ディスプレイ１９９８年第８８３〜８８５頁１９７３年（Ｈｕａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｆｕｌｌ  Ｃｏｌｏｒ  （４０９６  Ｃｏｌｏｒｓ）Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ”、Ａｓｉａｓ  Ｄｉｓｐｌａｙ  １９９８，ｐｐ８８３−８８５，１９７３）に開示されているようなグレイスケールを達成することができる。本文献は引用により本明細書において参照されその教示は本発明に適用される。
【００５０】
典型的には、駆動信号はパルスの形を取る。これらのパルスは持続期間が５０〜１００ミリ秒の３０〜５０ＶのＡＣまたはバイポーラーパルスであり、液晶をホメオトロピック状態に切換、その状態から平面状態に急速にスイッチを切るようにしてもよい。駆動信号は１０〜２０Ｖおよび１〜５０ミリ秒の持続期間の１つ以上（しばしば２〜５個）のパルスであり、液晶を安定状態に切り換えることが可能である。駆動信号の最適化はセル１０の所定の形状について実験的に見出すことが可能である。これは、正確な新ン幅と持続期間は多数の因子、例えば液晶層１９の厚さ、液晶の誘電異方性および温度によって決まるからである。従って、現実の駆動信号は上記の値とは異なる可能性がある。もっともそれらの値は最適化工程用の好適な出発値である。
【００５１】
液晶層１９を駆動して焦点円錐状態にするために、制御回路２２は本発明に従って以下に説明するように駆動信号を印加する。既知の駆動スキームから区別するのを支援するために、この駆動信号をＬＳＳ駆動スキームと呼ぶ（ＬＳＳは低散乱スキームを表す）。
【００５２】
以下の説明では、以下の電圧を参照する。図１を参照して上記説明したように、Ｖ１〜Ｖ４は平面状態のコレステリック液晶材料について定義される。すなわち、Ｖ１は材料の状態を変化させない駆動パルスの最大電圧であり、Ｖ２はそれを切り換えて完全焦点円錐状態にする最小電圧であり、Ｖ３はそれを切り換えて完全焦点円錐状態にする最大電圧であり、Ｖ４はそれを切り換えて完全ホメオトロピック状態にする最小電圧である。さらに、行および列に相互に垂直に延びている線状電極のアレイを有するディスプレイ装置について、Ｖｒは行に印加される電圧であり、ＶｃＡｃｔｉｖｅはカッッ性（従動）列に印加される電圧である。
【００５３】
本質的に、これらの実施形態はコレステリック−ホメオトロピック・ネマティック遷移に関し、この遷移は電界降下であり、従ってボルト／μｍセル厚として引用される。
【００５４】
セル１０に印加されるＬＳＳ駆動信号の一例を、実際の駆動信号のオシロスコープからの電圧の出力記録である図５に示す。駆動信号は交互に極性が変化する一連のパルス３０を含む。パルス３０は５０ミリ秒の持続期間を有し、それらの間には間隔を有しない。実際、パルス３０は方形波形を持つが、オシロスコープの解像度により図５においてはわずかに丸みを帯びて見える。
【００５５】
先頭パルス３０の振幅は液晶層を駆動してホメオトロピック状態にするのに必要なレベル（Ｖｃ）を十分に上回る。典型的には、先頭パルス３０の振幅は５０Ｖ〜６０Ｖ程度である。後続のパルス３０の振幅は単調に減少するので、パルス３０のエネルギーも単調に減少する。パルスの振幅とエネルギーはゼロまで減少する。本例では反対の極性の隣接する対のパルス３０は同じ極性を有し、同じ極性の各連続パルス３０の振幅は５％減少する。この一連のパルスは沿う１９の液晶材料を駆動して、光散乱程度が低いため、上述の既知の駆動スキームを用いてアクセスされた焦点円錐状態と比較して低反射率である焦点円錐状態にすることが見出された。
【００５６】
ＬＳＳ駆動スキームは、先頭のリセットパルスがコレステリック液晶材料を駆動してホメオトロピック状態に下後、高電圧電界を突然除去し、緩和期間にわたってコレステリック液晶材料が緩和して平面状態になる。これは制御回路２２により用いられて液晶材料層１９を駆動して焦点円錐状態の反射率よりも高い反射率を有する安定状態にする駆動スキームである。この既知の駆動スキームのための駆動信号を図６に、先頭リセットパルス３１（これは一般に１つの極性のパルス、ＤＣ均衡化パルスまたはＡＣパルスであってもよい）、それに続いて緩和期間３２、それに続いて選択パルス３３を備えるものとして示す。複数であってもよいｎ個の選択パルス３３がある。液晶材料層１９を駆動して焦点円錐状態の反射率よりも高い反射率を有する安定状態にすることによりグレーレベルを達成するために、制御回路２２は選択パルス３３にＶ１とＶ２の間、またはＶ３とＶ４の間の電圧を供給する。既知の駆動スキームによれば、液晶材料層１９を駆動して焦点円錐状態にするために、選択パルスはＶ２とＶ３の間の電圧を有する。
【００５７】
制御回路２２はＬＳＳ駆動信号を既知の駆動信号の代わりに印加して焦点円錐状態を達成するが、既知の駆動信号とＬＳＳ駆動信号を実際のセル１０に印加し、得られたコントラスト比を測定することにより試験を行った。
【００５８】
第１に、液晶材料層を含む２つのセル１０で行った。これらのセルは日産化学株式会社から入手した緑色コレステリック液晶ポリイミドであるＳＥ１３０ＢおよびＳＥ７５１１Ｌである液晶材料の層を含んでいた。それぞれの場合、層１９の厚さは６μｍであった。既知の駆動スキームに対するこれらの試験の結果を表１に示し、ｌＳＳ駆動信号に対する結果を図２に示す。
【００５９】
【表１】
2008502934.tif 000003
【００６０】
【表２】
2008502934.tif 000004
【００６１】
各液晶材料について、平面状態は同じ反射率であったが、焦点円錐状態は異なる反射率を有し、最良の従来スキームがＬＳＳ駆動スキームからのコントラスト比よりもずっと低いコントラスト比を有している。
【００６２】
第２に、ＭｅｒｃｋＳ８１１キラル・ドーパントを含有するＭｅｒｃｋＢＬ０８７ホスト液晶である液晶材料の厚さ６μｍの層を含むセル１０で試験を行った。
【００６３】
この場合、振幅６０Ｖの均衡化ＤＣリセットパルス３１、５０ミリ秒の緩和期間、および持続期間１４ミリ秒および間隔５０ミリ秒の２つの均衡化ＤＣ選択パルス３３を用いて既知の駆動信号を印加した。これにより選択パルスの振幅が２７Ｖのときに最小反射率焦点円錐状態が生成した。この状態で反射率は標準白書の２．６５％であり、コントラスト比は６．９９であった。
【００６４】
図５に示す形のＬＳＳ駆動信号を先頭パルスが６０Ｖ、同じ極性の各連続パルス３０について電圧低下が１Ｖ、各正または負の極性パルス３０の持続期間が５ミリ秒（すなわち、２つのパルス３０からなる均衡化ＤＣパルスの持続期間が１０ミリ秒）で印加した。これにより標準白色反射率を有し、コントラスト比が１７．６１である焦点円錐状態が生成した。
【００６５】
また、これらの試験から分かるように、ＬＳＳ駆動信号により改善された反射率とコントラスト比とを有する焦点円錐状態の生成が可能になる。
【００６６】
さらに、重要なことは、図５に示す一連のパルスを液晶材料の電圧Ｖ１〜Ｖ４を詳しく知らずに実現することができることである。先頭パルス３０はＶ４を超える電圧を有している必要があるが、比較的高い電圧を選択し、問題としているセル１０についてＶ４の実際の値を決定する必要がないようにすることは容易である。パルス３０の電圧の低下は電圧Ｖ２とＶ３を同様に知る必要がないことを意味する。これは液晶材料を駆動して焦点円錐状態にするにはＶ２とＶ３の電圧を知る必要があり、セル１０の製造に厳格な公差を適用する必要があるため、またはそれぞれの製造されたセル１０の試験が必要であるため、製造がますます困難になり製造コストが増加するため、既知の駆動スキームとはまったく対照的である。従って、ＬＳＳ駆動信号の一連のパルス３０を用いるとこれらの製造上の問題が減少し、コスト削減および高収率化が可能になる。
【００６７】
１つ以上のパルスの後に後続のパルスがあり、減少する時間平均エネルギーを有する後続のパルスが存在する限り、図５に示すＬＳＳ駆動信号の形の多くの変形例を適用することができる。そのような変更の若干の例は以下の通りである。
【００６８】
多数の変形例を適用して一連のパルス３０の全体の持続時間を短縮することができる。全体の持続時間を短縮するためのこれらの可能性は
（１）各連続パルス３０について電圧降下を増加すること、
（２）各パルス３０の持続期間を短縮すること、および／または
（３）シリーズ中のパルス３０のエネルギーが、ゼロに落下する代わりに、そこまで低下することができる最小レベルを増加すること
である。
【００６９】
これらの３つの可能性を以下の通りに検討した。
（１）各連続パルス３０について電圧降下を増加すること
連続パルス３０についての電圧降下は変化し得る。パルス３０当りの１％〜１０％の電圧降下を試験した。パルス３０がより多くなると、すなわちパルス３０当りの電圧降下が少ないと、特にホメオトロピック整列と一緒に用いた場合にコントラスト比は少し高くなる。表３は、上述の試験において用いられたような、持続期間が５０ミリ秒と１０ミリ秒のパルス３０を同じタイプのセル１０に用いたとき、特に液晶材料を均一に整列させた場合の結果を示す。
【００７０】
【表３】
2008502934.tif 000005
【００７１】
同様に、図７は、平面状態における種々の反射波長を有する種々の液晶材料のデータを示し、図７は連続パルス３０についての電圧降下に対する（任意単位でＹにより示した）後方散乱光の程度のグラフである。
【００７２】
（２）各パルス３０の持続期間を低減すること
一般にパルス３０の持続期間は１００ミリ秒以下である。図５に示すＬＳＳ駆動信号のパルスの持続期間は、均一整列層（ＰＩ３）１９および緑色コレステリック液晶材料を持つセル１０を用いて５０ミリ秒から１０ミリ秒、５ミリ秒および２．５ミリ秒の値に短縮した。達成されたコントラスト比を表４に示す。
【００７３】
【表４】
2008502934.tif 000006
【００７４】
表４から分かるように、パルス３０が長いとコントラスト比が最良になるが、パルス３０の持続期間に若干の短縮を適用することが可能であり、従って、一連のパルス３０の全体の持続時間を短縮し、同じコントラスト比でコストを比較的少なくすることが可能である。結局、パルスは最大２０ミリ秒の持続期間にするのが好ましい。
【００７５】
表４から分かるように、コントラスト比が顕著に低下する臨界値が存在し、この特定のセルについてはほぼ５ミリ秒と２．５ミリ秒の間であるが、一般には、これはおそらく材料と温度の双方によって決まる。ＬＳＳ駆動スキームは短い持続期間については依然として機能しているが、この理由でパルス３０の持続期間が５ミリ秒以上であることが好ましい。一般に、パルス３０の持続期間を種々の持続期間の試験により使用条件および材料について最適化することができる。
【００７６】
（３）シリーズ中のパルス３０のエネルギーの最小レベルを増加すること
一般に、パルス３０のエネルギーが低下する最小レベルは、それが液晶材料が駆動されて焦点円錐状態になるのに十分低い限り、ゼロより大きくすることができる。この最小レベルは、セル１０の性質に若干の制限が課されることになるが、実験的に決定することができ、一方、任意のセルに最小レベルゼロへの低下を適用可能である。従って、実地では、最小レベルは一連のパルス３０の全体の持続期間と製造上の制約の増加との間のバランスをとって選択される。一般的には、最小レベルが増加すると一連のパルス３０の全体の持続期間が最小レゼルゼロと比較して５０％程度短縮することができる。
【００７７】
これを実証するために、図５に示す駆動信号をセル１０に印加し、シリーズの末尾のパルス３０の数の増加をせず、最小レベルがそれに対応して増加するようにして一連の試験を行った。得られた結果を図８に示す。図８は脱落したパルス３０の数に対して駆動信号の印加後のセル１０の反射率（任意単位）のグラフである。２つの異なる液晶材料についての曲線が示され、三角形は赤色コレステリック液晶材料に対するポイントを示し、正方形は緑色コレステリック液晶材料に対するポイントを示す。各材料について、多数の脱落パルスがあり、従って低反射率焦点円錐状態が達成されなくなる最小エネルギーが存在する。脱落パルスの数、従って最小エネルギーは赤色液晶材料については緑色液晶材料よりも低い。
【００７８】
さらに、図１に示す曲線が先頭パルス３０と後続のパルス３０との間に休止を持たないコンセプトと矛盾しないスキームを用いて得られるならば、最小レベルはほぼＶ２に一致する。これは表５に示すように実験的に決定されたものである。
【００７９】
【表５】
2008502934.tif 000007
【００８０】
駆動信号の他の変形例は一連のパルス３０の波形を変更することができる。そのような変形例を次に図９〜１４を参照して説明する。図９〜１４はそれぞれの駆動信号について電圧対時間のグラフである。図９〜１４においては、明瞭性のために比較的少数のパルスが示されているが、実際の駆動スキームではより多数のパルスを使用することができる。
【００８１】
図５に示すＬＳＳ駆動信号では、エネルギーは一定持続期間および減少する振幅のパルス３０を用いることで減少される。この駆動信号はさらに図９に拡大して示す。
【００８２】
別手段として、例えば図１０に示すような駆動信号を用いてパルス３０を好ましくは一定間隔で離隔させることができ、ここでは各パルス３０は持続期間ｔｇの間隔により分離されている。これを検討するために、上述のように、ＭｅｒｃｋＳ８１１キラル・ドーパントを含有するＭｅｒｃｋＢＬ０８７ホスト液晶である液晶材料の厚さ６μｍの層１９を含むセル１０で試験を行った。図１０に示す形のＬＳＳ駆動信号を先頭パルス３０の電圧を６０Ｖ、各連続パルス３０についての電圧低下を１Ｖ、各パルス３０の持続期間を５μｍとして印加した。ＬＳＳ駆動信号は均衡化ＤＣパルス３０の間が一定間隔であり、試験はこの感化ｋｔｇの種々の値について繰り返した。表６は結果を示す。
【００８３】
【表６】
2008502934.tif 000008
【００８４】
これらの結果から２つの点が分かるであろう。第１に、間隔ｔｇの如何にかかわらず、図１０に示すＬＳＳ駆動信号は、上記報告にある同じセルに印加された既知の駆動信号よりも顕著に良好な反射率およびコントラスト比を生成する。第２に、最適間隔ｔｇはほぼ０．５ミリ秒〜１ミリ秒である。これは液晶材料が緩和して一時的な平面状態になるのに要する期間であり、これは安定な平面状態に類似しているが、ピッチ長がより長く、実際約２倍のピッチ長であるコレステリック液晶材料の周知の状態である。従って、一般に、コレステリック液晶材料が緩和して一時的平面状態になるのを可能にするのに十分な間隔を有する一連のパルスを含む駆動信号で最良の結果を得ることができると考えられる。
【００８５】
しかしながら、パルス３０のエネルギーを異なる方法で、例えば下記のようにして、減少させることができる。
【００８６】
図１１はパルス３４のエネルギーをパルス幅変調により減少させる駆動信号を示す。この場合、パルス３４は図９に示すものと同じであるが、振幅が一定であり持続期間が短縮している。一定新ン幅のパルス３４を使用すると信号を生成する回路が単純化するという利点があるが、これは一般にパルス幅変調の主たる利点である。
【００８７】
図１２は図１１に示すパルス幅変調を用いるがパルス３５間に間隔を空けた駆動信号を示す。この倍、各パルス３５は均衡化ＤＣパルスであるため、間に間隔を設けない反対極性の２つの一極性パルス３５ａおよび３５ｂとして同様に考えることができよう。パルス３５間の間隔を増加させてパルス３５の周波数を一定になるようにしたり、パルス３５間の間隔を一定にしたりすることが可能である。いずれの場合も、パルス３５の時間平均エネルギーは減少する。
【００８８】
図１３はパルス幅変調ＡＣパルス３６を用いる駆動信号を示す。特に、各パルス３６は振幅が一定で持続時間が減少してパルス３６のエネルギーが厳守したＡＣパルスである。パルス間３６の間隔を増加してパルス３６の周波数が一定になるようにしたり、パルス３６間の間隔を一定になるようにしたりすることが可能である。いずれの場合も、パルス３６の時間平均エネルギーは減少する。図１３の個々のＡＣパルス３６は交互に変わる極性で相互間に間隔のない一群のパルス３７として同様に考えることができる。この場合、駆動信号はパルス３７の群を含み、各群のパルス３７の数を減少させたものであると考えるのが適切である。
【００８９】
図１４は同じ振幅および持続期間を有するがパルス３８間の間隔が増加しているパルス３８を含む駆動信号である。この場合、各パルス３８のエネルギーは同じであるが、間隔が増加していることはパルス３８の時間平均エネルギーが一連のパルス３８に沿って減少していることを意味する。
【００９０】
従って、図９〜１４はパルス３０および３４〜３８の時間平均エネルギーが種々の方法で減少している駆動信号を示す。もちろん、パルスの時間平均エネルギーを別の方法で、例えば図９〜１４の駆動信号に適用された技術を組み合わせることによって、減少させることも可能である。そして、もちろん、上記の全てを組み合わせることも可能である。
【００９１】
上述の駆動信号は図９〜図１４に示す形を有する波形をセル１０の導電層１３または１４に直接印加することにより印加することができる。別方法としては、一極性パルスを導電層１３、１４の各一つに印加して各コレステリック液晶材料層１９の受ける駆動信号が図９〜１４に示す形のものであるようにすることができる。この一例を図１５Ａ〜１５Ｃに示す。図１５Ａおよび１５Ｂは、それぞれの導電層１３、１４に印加され、図１２の駆動信号と同じ形のパルス４１を有する図１５Ｃに示す層１９を通る駆動信号を生成する一極性パルス３９、４０を示す。
【００９２】
パルス３０および３４の形は重要ではない。方形波を有するパルス３０は生成が容易であるため好ましいが、他の波形も同様に可能である。
【００９３】
上記の駆動信号はすべて、各一連のパルス３０、３４〜３８および４１の中でＤＣ均衡化され電気分解を防止している。しかしながら、これは本質的ではない。別方法として、パルスは一極性であってもよい（例えば、図９〜図１４の駆動信号において負極性のパルスを除去することにより）。この場合、例えば各連続する一連のパルスの極性を交互に変更することにより、連続する一連のパルス間でＤＣ均衡化を提供することが依然として望ましい。
【００９４】
図１６は一連の一極性パルス４２を含むＬＳＳ駆動信号の一例を示す。パルス４２は相互間に間隔を持たないので、この一連のパルスは同様に一連の工程で減少する振幅を有する単一のパルスとみなすことができる。図１６に示す駆動信号に対する可能な変更は駆動信号の電圧を直線的に減少させる（一連の無限に小さいパルスと同等である）か、またはパルス４２の相互間に間隔を存在させることである。
【００９５】
一極性パルスの使用を検討するために、上述のように、ＭｅｒｃｋＳ８１１キラル・ドーパントを含有するＭｅｒｃｋＢＬ０８７ホスト液晶である液晶材料の厚さ６μｍの層１９を含むセル１０で試験を行った。図１６に示す形のＬＳＳ駆動信号を先頭パルス４２の電圧を６０Ｖ、各連続パルス４２についての電圧低下を１Ｖ、および各パルス４２の持続期間を１０μｍとして印加した。これにより、標準白色に対して反射率１．３４％を有しコントラスト比が１３．７９の焦点円錐状態が生成される。これから明かであるように、一極性パルス４２を使用すると上記報告にある同じセル１０に印加された既知の駆動信号に対して明かな改善がなされる。
【００９６】
しかしながら、焦点円錐状態の反射率とコンテント比は上記報告にある同じセル１０に印加された図５の駆動信号に比較して劣化された。図５の駆動信号において、正負の極性の２つの連続パルス３０を一緒にして図１６の単一の一極性パルス４２に同等である均衡化ＤＣパルスとみなすことができる。従って、図１６の駆動信号を用いて、より長い一極性パルス４２で試験を行った。持続期間１５ミリ秒の一極性パルス４２は標準白色の１．１９％の反射率を有しコントラスト比が１５．６０の焦点円錐状態を生成した。持続期間２０ミリ秒の一極性パルス４２は標準白色の１．１０％の反射率を有しコントラスト比が１６．８６の焦点円錐状態を生成した。これは、より長い持続期間の一極性パルス４２は交互に極性が変わるパルスのコントラスト比と同等のコントラスト比を生成することができることを示している。これは一連のパルスの全体の持続時間をより長くすることで達成している。
【００９７】
この駆動スキームの実際のコレステリック・ディスプレイ装置２４への実装を説明する。ディスプレイ装置２４を、それぞれ厚さ５μｍ〜６μｍの液晶材料層１９を有する赤色、緑色および青色セル１０Ｒ、１０Ｂおよび１０Ｇで上述のように作製した。既知の駆動スキームで駆動される同じディスプレイ装置２４と比較して以下のような結果が得られた。ディスプレイ装置２４を２５℃〜３０℃に保持した。Ｙｘｙ値をＭｉｎｏｌｔａＣＳ１００カラー・カメラを用いて測定した。Ｙｘｙは色彩と明度の１９３１ＣＩＥ色度図を参照する。表７および表８はＬＳＳスキームを用いる２つの例を従来の駆動スキームと比較して示す。
【００９８】
【表７】
2008502934.tif 000009
【００９９】
【表８】
2008502934.tif 000010
【０１００】
表７および表８からＬＳＳ駆動信号を使用するとほぼ２２％のコントラスト比の増加が得られることが分かる。
【０１０１】
受動多重アドレッシング電極配置に適用された既知の駆動スキームは下記の問題を有する。Ｍ列×Ｎ行の行列式において、ピクセル（ｍ、ｎ）の電圧（Ｖｐ）はＶｍ（ｍ列の電圧）−Ｖｎ（行ｎの電圧）である。行列駆動の簡単な走査は行毎（列）に順次駆動することに基づいている。コレステリックＬＣのような多安定な安定材料を駆動するときは、特定の列におけるピクセルであってこの列を駆動する間（または直後）に達成されるピクセルの適切な光学状態（反射率）は残りの走査（他の列の駆動）によって変化してはならず、すなわち後続のピクセルの駆動はすでに駆動されたものに影響してはならない。
【０１０２】
図１に示す曲線（以下ＥＯＣ（電気工学曲線）という）の左側は右側（（Ｖ２−Ｖ１）＞（Ｖ４−Ｖ３））よりも緩やかであるため、左側で駆動することにより、より多くの灰色レベルを達成することが容易であり、またセル厚等の物理パラメータの変化を受けにくくなる。
【０１０３】
ＥＯＣの左側で駆動することは、通常、２段階、すなわち、
（１）平面状態にリセットすること−すべての行列またはそれぞれの被駆動列を駆動して平面状態にする（３層ＲＧＢスタックでは白色を与える）。
（２）各列および行に適切な電圧を印加することにより列を順次走査して、被駆動ピクセルの電圧（Ｖｒ−ＶｃＡｃｔｉｖａｔｅ）がＶ１−Ｖ２の範囲になるようにすること
からなる。
【０１０４】
ＶｃＡｃｔｉｖｅ＝０ならば、Ｖｒｍａｘ（行に印加される最大電圧）＝Ｖ２およびＶｒｍｉｎ（行に印加する最小電圧）＝Ｖ１である。
【０１０５】
非選択または非駆動ピクセルはが変化しないことを保証するために、すべてのそのようなピクセルの電圧（ＶｃＮｏｎ−Ａｃｔｉｖｅ）を
ＶｃＮｏｎ−Ａｃｔｉｖｅ  −  ＶｒｏｗＭｉｎ  ≦  Ｖ１、および
ＶｒＭａｘ  ＶｃＮｏｎＡｃｔｉｖｅ  ≦  Ｖ１
（ここに、ＶｒＭａｘおよびＶｒＭｉｎは行列の行に印加する最大および最小電圧である）であるように設定することが重要である。
【０１０６】
実地上は、ＶｃＮｏｎａｃｔｉｖｅを（Ｖｒｍａｘ＋Ｖｒｍｉｎ）／２に設定し、通常は（Ｖ２−Ｖ１）＜２Ｖ１であることが必要である。
【０１０７】
ＥＯＣの左側で動作するという基本的限界はＶ２に近い険しさ（勾配）が比較的に小さいことである。従って、低反射率を達成するためには、通常Ｖｍａｘを増加する。しかし、場合によっては、これは逆であり、非駆動列のピクセルの電圧はＶ１よりも高く、その反射率は低下する。
【０１０８】
この欠点はより多くの列を走査するとより深刻になる。従って、行列のサイズが限定される。
【０１０９】
コレステリック材料を駆動して、Ｖｒｍａｘを増加させずに低反射状態（焦点円錐）にする他の方法は、パルス期間を増加すること、または１つより多くのパルスを各列に印加することである。パルス期間およびパルス数は他のすべての非駆動ピクセル（非活性列のピクセル）に印加されるので、この方法もそれらの反射率を減少させることができる。
【０１１０】
実施例に示すように、３２×３２格子画像の特定面積（６×６ピクセル）の反射率を、ＬＳＳ方で達成されたのと同じレベルまで減少させるために、白色領域の反射率を３０％を超えて減少させる。
【０１１１】
パルス期間／パルス数を増加することの他の欠点は、ＥＯＣがより急峻であり、これにより達成可能な灰色レベルの数が減少することである。
【０１１２】
しかしながら、ＬＳＳ駆動信号を受動多重アドレッシング電極配置とともに使用することの利点は次の通りである。
【０１１３】
ＬＳＳ駆動信号を行列駆動に実装する方法は、下記のように３つの工程に基づいている。
（１）行列のすべてのピクセルをＬＳＳ法によりＦＣ（焦点円錐）へ駆動するこれは
（ａ）同じ電圧を全ての列に印加し、同じ電圧をすべてのセグメント（行列を大きなセルとして扱う）こと、または
（ｂ）列毎に走査し、同じ電圧を全ての行および全ての非活性列に印加し、適切な電圧を活性列に印加する（一回に１つの列を単一のピクセルとして扱う）こと。
（２）次いで、マスク画像を作製する。マスク画像は画像中の最下反射率レベル（もっとも暗いピクセル）に駆動しなければならないすべてのピクセルからなる。他の全てのピクセルはＥＯＣの右側で平面状態（明状態）へ駆動される。ＶｒｍａｘはＶｒｍａｘ≧Ｖ４（平面状に設定されたピクセルを駆動する）となるように設定し、Ｖｒｍｉｎ≧Ｖ３（より暗いピクセルがより暗い方へ適用される）。ＶｃＮｏｎａｃｔｉｖｅは（Ｖ４−Ｖ３）／２に設定され、ＥＯＣ野右側がずっと急峻（Ｖ４−Ｖ３）＜（Ｖ２−Ｖ１）であるため、非活性電圧は比較的に低い。非活性列のピクセルの反射率の減少はＥＯＣの左側での駆動に比べて小さい。
（３）画像は正常に駆動される（ＥＯＣの左側）が、ＶｒｍａｘはＶ２未満に減少される。
【０１１４】
すべての被駆動セルの電圧はＶ３よりもずっと少ないので、焦点円錐状態に設定されたピクセルは状態を替えず、画像中の暗い領域は暗いままである。Ｖｍａｘ（そしてＶｍａｘ−Ｖｍｉｎ）は小さいので、非活性ピクセルの電圧も低い。従って、反射率の減少は小さい。また、パルスの走査を少なくすることおよび／またはパルスをより短くすることが必要である。
【０１１５】
他の例として、赤色、緑色および青色セル１０Ｒ、１０Ｇおよび１０Ｂのスタックを有し、それぞれ３２行および３２列のピクセルを有するディスプレイ装置を作製した。列はセル１０Ｒ、１０Ｇおよび１０Ｂ間で並行に接続し、全行列のサイズが３２列×９６行となるようにした。ピクセルのサイズは５ｍｍ×５ｍｍである。
【０１１６】
既知の駆動スキームとＬＳＳ駆動信号とを比較した。試験した画像は３２×３２格子であった。画像は１つの６×６ピクセル白色正方形を含み、１つの６×６ピクセル黒色正方形を含んでいた。反射率の測定をＭｉｎｏｌｔａＣＳ１００カラー・カメラを用いて黒色正方形および白色正方形で行った。
【０１１７】
正常（左ＥＯＣ）駆動電圧を印加した。第１の工程は、２０ミリ秒４６ボルトのパルス（同じ電圧Ｖｃに接続された３２列および全９６行をＶｒに接続する、ＶＣ−Ｖｒ＝４６ボルト）を印加することにより、すべての行列をリセットして平面状にすることである。第２の工程は３２列を下記のパラメータで走査することである。
【０１１８】
異なるパルス期間を下記のように用いた。
第１の工程：
Ｖａｃｔｉｖｅ＝０ボルト
Ｖｒｍａｘ＝２８ボルト
Ｖｒｍｉｎ＝１１ボルト
ＶｃＮｏｎＡｃｔｉｖｅ＝１９ボルト。
【０１１９】
既知のスキームを用いて得られた結果を表９および表１０に示す。表９は８ミリ秒の走査パルス期間についての結果を示し、表１０は１４ミリ秒の走査パルス期間についての結果を示す。
【０１２０】
【表９】
2008502934.tif 000011
【０１２１】
【表１０】
2008502934.tif 000012
【０１２２】
従って、パルスが長いと焦点円錐状態および平面状態の反射率が低くなるが全体としてコントラスト比は高くなることが分かる。ここで、パルス数が増加すると暗状態は反射性に乏しくなり、コントラスト比が増加するが、最大になった後低下するが、その理由は明状態が連続パルスによりより多く影響される（減少させられる）からである。ピクセルの大きなアレイでは、これはコントラスト比に対して深刻な悪影響を及ぼす。
【０１２３】
次に、ＬＳＳ駆動信号を下記のパラメータで印加した。
ＬＳＳマスク電圧（ＥＯＣの右側で駆動）：
Ｖａｃｔｉｖｅ＝０ボルト
Ｖｒｍａｘ＝４６ボルト（リセットと同じ）
Ｖｒｍｉｎ＝２７ボルト
ＶｃＮｏｎＡｃｔｉｖｅ＝３７ボルト。
【０１２４】
ＬＳＳ駆動信号を図５に示す形で、５ミリ秒の持続期間４０パルスで振幅を４０Ｖ〜０Ｖに直線的に減少させて印加した。
【０１２５】
正常駆動パラメータは下記の通りである：
実施例１と同じ電圧で４あるが、２パルス（それぞれ８ミリ秒）のみ
Ｖａｃｔｉｖｅ＝０ボルト
Ｖｒｍａｘ＝２８ボルト
Ｖｒｍｉｎ＝１１ボルト
ＶｃＮｏｎＡｃｔｉｖｅ＝１９ボルト。
表１１に結果を示す。
【０１２６】
【表１１】
2008502934.tif 000013
【０１２７】
従って、黒色状態および白色状態ともに非常に良好であり、いずれの場合も正常駆動スキームの値に対して改善（すなわち高い白色値および低い黒色値）する値を有する。従って、コントラスト比は非常に高い。
【０１２８】
数字、アルファベット文字、およびローマ字シンボルは上述の説明で説明の便宜のためにのみ使用したが、いかなる方法工程についても特定の順序を付するものであるとみなしてはならない。同様に、本発明は現在好適と考えられる本発明の実施形態に関して説明したが、当業者は理解するように、上述のシステムおよび技法の多数の変形例および順列組合せが存在し、これらも特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内の範囲内に入る。
【０１２９】
本発明の説明において、現在受け入れられている化学的理論およびモデルを参照して説明したが、そのような理論およびモデルは一般に、断熱的および抜本的な変更がなされることを免れないものである。往々にしてこれらの変更は基本的要素の説明が発展したためであり、これらの要素の間の新しい変革が考えつかれたためであり、あるいは新しい解釈がこれらの要素またはそれらの変革について生じたためである。従って、本発明は実施形態における特定の技術的実現化に関するものであることが重要である。従って、ここに提示されたこれらの実施形態に関するいかなる理論またはモデルもこれらの実施形態が実地において実質的に実現化できるように教示する目的で提示されている。これらの実施形態の代替または同等の説明はそれらの実現化を否定も変更もしない。
【０１３０】
引用文献一覧
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ジェイ・ダブリュ  ドーン他、「ジャパン・ディスプレイ」１９９２年（ＪＷ  Ｄｏａｎｅ  エｔａｌ．，Ｊａｐａｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ，１９９２）
エックス・ワイ  フアン他、「ＳＩＤダイジェスト」１９９５年（ＸＹ  Ｈｕａｎｇ，ＳＩＤ  Ｄｉｇｅｓｔ  １９９５）
ワイ・エム  ズーおよびエックス・ワイ  フアン、「ＳＩＤダイジェスト」１９９７年（ＹＭ  Ｚｈｕ  ａｎｄ  ＸＹ  Ｈｕａｎｇ，ＳＩＤ  Ｄｉｇｅｓｔ  １９９７）
エックス・ワイ  フアン、エム  ステファノフ他、「ＳＩＤダイジェスト」第３５９頁、１９９７年（ＸＹ  Ｈｕａｎｇ，Ｍ  Ｓｔｅｆａｎｏｖ  ｅｔ  ａｌ．，ＳＩＤ  Ｄｉｇｅｓｔ  １９９７）
アイ．セイジ、「液晶の応用と用途」、ビー．バハドゥール著、第３巻第３０１頁１９９２年。ワールドサイエンティフィック社出版（Ｉ．Ｓａｇｅ，“Ｌｉｑｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｕｓｅｓ”，Ｅｄｉｔｏｒ  Ｂ  Ｂａｈａｄｕｒ，ｖｏｌ３，ｐａｇｅ３０１，１９９２，Ｗｏｒｌｄ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ
ウエストおよびボドナー、「フルカラーディスプレイ用反射性コレステリックフィルムのスタックの最適化」アジア・ディスプレイ、１９９９年第２０〜３２頁（Ｗｅｓｔ  ａｎｄ  Ｂｏｄｎａｒ，“Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｔａｃｋｓ  ｏｆ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  Ｆｉｌｍｓ  ｆｏｒ  Ｆｕｌｌ  Ｃｏｌｏｕｒ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ”，  Ａｓｉａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  １９９９  ｐｐ２０−３２）
フアン他、「フルカラー（４０９６色）反射性コレステリック液晶ディスプレイ装置」アジア・ディスプレイ１９９８年第８８３〜８８５頁１９７３年（Ｈｕａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｆｕｌｌ  Ｃｏｌｏｒ  （４０９６  Ｃｏｌｏｒｓ）Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ”、Ａｓｉａｓ  Ｄｉｓｐｌａｙ  １９９８，ｐｐ８８３−８８５，１９７３）
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】最初平面状態のコレステリック液晶材料に印加された駆動パルスについての電圧対反射率のグラフである。
【図２】コレステリック液晶ディスプレイ装置のセルの断面図である。
【図３】コレステリック液晶ディスプレイ装置の断面図である。
【図４】図２のセルの電極配置の斜視図である。
【図５】セルのコレステリック液晶材料に印加された駆動信号のオシロスコープ像図である。
【図６】既知の駆動信号の図である。
【図７】図５の駆動信号における連続パルスの後方散乱光の程度対電圧降下のグラフである。
【図８】図５の駆動信号がパルス印加されてパルスが脱落したセルの反射率対脱落パルス数のグラフである。
【図９】若干の択一的な駆動信号に対する電圧対時間のグラフである。
【図１０】若干の択一的な駆動信号に対する電圧対時間のグラフである。
【図１１】若干の択一的な駆動信号に対する電圧対時間のグラフである。
【図１２】若干の択一的な駆動信号に対する電圧対時間のグラフである。
【図１３】若干の択一的な駆動信号に対する電圧対時間のグラフである。
【図１４】若干の択一的な駆動信号に対する電圧対時間のグラフである。
【図１５Ａ】若干の択一的な駆動信号に対する電圧対時間のグラフである。
【図１５Ｂ】若干の択一的な駆動信号に対する電圧対時間のグラフである。
【図１５Ｃ】若干の択一的な駆動信号に対する電圧対時間のグラフである。
【図１６】若干の択一的な駆動信号に対する電圧対時間のグラフである。
【符号の説明】
【０１３２】
１０  セル
１０Ｒ  赤色セル
１０Ｇ  緑色セル
１０Ｂ  青色セル
１１、１２  剛性基体
１３、１４  導電性層
１５、１６  絶縁層
１７、１８  整列層
１９  液晶層
２０  キャビティ
２１  糊シール
２２  制御回路
２４  コレステリック液晶ディスプレイ装置
２５、２６  接着層
２７  黒色層
３０  パルス
３１  先頭リセットパルス
３２  緩和期間
３３  選択パルス
【図１】
2008502934.tif 000014
【図２】
2008502934.tif 000015
【図３】
2008502934.tif 000016
【図４】
2008502934.tif 000017
【図５】
2008502934.tif 000018
【図６】
2008502934.tif 000019
【図７】
2008502934.tif 000020
【図８】
2008502934.tif 000021
【図９】
2008502934.tif 000022
【図１０】
2008502934.tif 000023
【図１１】
2008502934.tif 000024
【図１２】
2008502934.tif 000025
【図１３】
2008502934.tif 000026
【図１４】
2008502934.tif 000027
【図１５Ａ】
2008502934.tif 000028
【図１５Ｂ】
2008502934.tif 000029
【図１５Ｃ】
2008502934.tif 000030
【図１６】
2008502934.tif 000031
【国際調査報告】
2008502934.tif 000032
2008502934.tif 000033
2008502934.tif 000034