(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが電極（３ａ，３ｂ）に覆われて互いに対向する少なくとも二つの基板（２ａ，２ｂ）を含み、前記基板は、それらを分離して閾値電界を有する双安定液晶タイプの材料（８）、例えば、コレステリック液晶で満たされる容積を、それらの間にて画定し、両方の電極は電圧源（５）に接続することを意図するものである、反射セル（１）であって、
前記セルは、電極の少なくとも一つ（３ｂ）が、考慮される基板（２ｂ）の表面を完全には覆わないパターン（６）と、前記パターンと同様に、考慮される基板の表面を覆う導電層（７）とを関連付けることによって形成されることを特徴とし、
前記層（７）の材料の導電率は、前記パターン（６）の材料の導電率よりも低い、反射セル。
【請求項２】
前記パターン（６）は、考慮される前記基板（２ｂ）の前記表面の１０％と６０％との間の表面を有することを特徴とする、請求項１に記載の反射セル。
【請求項３】
導電層（７）は、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳの被覆物によって形成されることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の反射セル。
【請求項４】
導電パターン（６）は、ＩＴＯの、又は金属の被覆物によって形成されることを特徴とする、請求項３に記載の反射セル。
【請求項５】
前記パターン（６）は、一組の平行な導電ストリップによって形成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載の反射セル。
【請求項６】
前記パターン（６）は、少なくとも一つの四辺形によって形成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載の反射セル。
【請求項７】
前記パターン（６）は、格子によって形成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載の反射セル。
【請求項８】
各電極（３ａ，３ｂ）は、考慮される基板の表面を完全には覆わないパターン（６）と、前記パターンと同様に、考慮される基板の表面を覆う導電層とを関連付けることによって形成されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一に記載の反射セル。
【請求項９】
交流電圧を前記セル（１）の前記電極（３ａ，３ｂ）の間に印加し、前記電極（３ａ，３ｂ）の間に交流電界（Ｅ）を生成し、この電界の最大振幅は、固定されて双安定液晶（８）の閾値電界（ＥＴＨ）よりも僅かに高いレベルを有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一に記載の反射セル（１）の反射率を変調する方法であって、
上記方法にて、前記反射率は、前記パターン（６）に覆われない前記液晶の領域において、前記電界の値（ＥＶ）を前記閾値電界（ＥＴＨ）未満に減少させるように、周波数を選択することによって変調される、
方法。
【請求項１０】
交流電圧を前記セル（１）の前記電極（３ａ，３ｂ）の間に印加し、前記電極（３ａ，３ｂ）の間に交流電界（Ｅ）を生成し、前記電圧の周波数は値が固定されて、前記電界の最大振幅が前記双安定液晶（８）の前記閾値電界（ＥＴＨ）よりも僅かに高い初期レベルを有するときに、パターン（６）に覆われない前記液晶の領域において、前記電界の値を前記閾値電界（ＥＴＨ）未満に減少させることを可能にすることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一に記載の反射セル（１）の反射率を変調する方法であって、
上記方法にて、前記反射率は、前記パターン（６）に覆われない前記液晶の領域において、前記電界を増加させるように、前記初期レベルよりも高い電界の振幅を選択することによって、従って、前記領域内部で、この電界を、前記閾値電界（ＥＴＨ）の値により近づけることによって、変調される、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の技術分野は、双安定液晶ベースの反射セル、例えばコレステリック液晶の技術分野である。
【背景技術】
【０００２】
これらのセルは、一般に、それぞれが電極に覆われて互いに対向する二つの基板を含む。基板は、それらを分離して双安定液晶で満たされる容積を、それらの間にて画定する。
【０００３】
そのようなセルは、例えば、国際公開第２０１２／０５１１２７号（特許文献１）によって知られている。コレステリック液晶は、液晶と関連するキラルドーパント材料のタイプによって決定される可視スペクトルの一部に入射する光を反射する特異性を有する。スペクトルの他の部分では透過する。これらの液晶が特定のレベルの電界（即ち、閾値電界）を受けると、それらの状態が変化して完全に透明になる。
【０００４】
それらの透明性により、少なくとも二つの原色の組み合わせである色を反射することを可能にする多色セルを構成するために、コレステリック液晶ベースのセルを互いの上に積み重ねることができる。
【０００５】
米国特許公開第２００６／００６６８０３号公報（特許文献２）及び米国特許第７６３００２９号明細書（特許文献３）は、多色表示を行うことを可能にする基本セルの積み重ねを記載している。
【０００６】
周知のセルに関連する問題は、それらの反射率の変調である。
【０００７】
実際には、所与の原色のレベルを測定するために、セルの反射率を測定する必要がある。考慮されるセルの色に関係なく、セルについての用語「グレイレベル」が一般に用いられる。
【０００８】
従来の解決策は、電極に印加される電界の値を変調することにある。
【０００９】
実際には、コレステリック液晶がそのプレーナ状態（このとき、反射はその最大である）にあり電界の値が次第に増加すると、コレステリック液晶のプレーナ状態は、その螺旋構造が破壊され、透明かつ安定している、いわゆるフォーカルコニック構造を経る。
【００１０】
このフォーカルコニック状態から、電界の強度をさらに増加させることによって、電界が閾値電界を超えると、液晶は、電界と整合し、透明かつ不安定であるホメオトロピック状態に遷移する。
【００１１】
この最後の状態において、電界をオフにすると、コレステリック液晶は、再びそのプレーナ状態（高反射）に遷移する。
【００１２】
フォーカルコニック状態においては、電界をオフしてからこの状態のままである。液晶をそのプレーナ状態に戻すためには、ホメオトロピック状態を経て、すなわち、閾値電界を超えて電界を増加させることが要求される。
【００１３】
フォーカルコニック状態は、電極に印加する電圧が増加すると（従って、電界が増加すると）減少する反射率を示すことが注目された。従って、全体材料をホメオトロピック状態に遷移させる閾値電界の値よりも低い電界を伴うすべての場合にて電界の値を維持しつつ、その電界の値を調整することによって、反射率のレベルを測定することが可能である。この方法は、欧州特許第５８２６５６号明細書（特許文献４）に記載されている。
【００１４】
この周知の方法の欠点は、結果として得られるグレイレベルが、制御するのが困難なままであることである。印加電圧に対する、状態が変化した、材料の量は、電圧の値だけでなく、液晶の表面状態又は構造欠陥等の他の構造パラメータにも依存する。
【００１５】
グレイレベルに対して得られる結果は、同じ電界と関連して同じ電界を受けるいくつかのセルと同様に、一つのセルにおいて低い均質性を有する。
【００１６】
時分割多重化を行うこと、すなわち、所与のセルに対して、反射状態の時間と透明状態の時間との間の比率を変更するために、セル制御信号の周波数を変更することも提案された。視覚の持続は、もはや安定状態ではなく制御信号の周波数に関連する動的状態である、所望のグレイレベルを知覚することを可能にする。
【００１７】
電気制御の複雑化及びセルにパワーを常時供給する必要性に加えて、この方法は、状態の間を切り替えるための時間が制御信号の周期よりも短い液晶材料を要する欠点も有する。しかし、周知の材料は、長すぎる（約４０〜６０ミリ秒の継続時間を有するビデオフレームと比較して、約数十ミリ秒である）切り替え時間を示すが、これらの切り替え時間は温度によりさらに変化する。
【００１８】
また、考慮されるセルのグレイレベルを制御することを可能にする、コレステリック液晶ベースの表示装置が、米国特許公開第２０１１／０１９１１１号公報（特許文献５）によって知られている。この装置は、特に、透明な電極、コレステリック液晶層、及び中間層を含むセルを含む。中間層は、液晶の誘電率と異なる（液晶の誘電率よりも低い又は大きい）誘電率を有する。中間層は、所与の電圧に対して電界がより強い液晶内の領域を生成することを可能にする。この異なる電界レベルは、誘電率が液晶の誘電率とは異なる層の性質と、電極の間の所与の電圧に対して得られる電界のレベルにも影響を及ぼす層の厚さとの両方に関連する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０５１１２７号
【特許文献２】米国特許公開第２００６／００６６８０３号公報
【特許文献３】米国特許第７６３００２９号明細書
【特許文献４】欧州特許第５８２６５６号明細書
【特許文献５】米国特許公開第２０１１／０１９１１１号公報
【特許文献６】仏国特許第２９５７６８４号明細書
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】Ａ．Ｆ．Ｎａｕｍｏｖ，  Ｉ．Ｒ．Ｇｕｒａｌｎｉｋ  ａｎｄ  Ｇ．Ｖｄｏｖｉｎ「Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ａｄａｐｔａｔｉｖｅ  ｌｅｎｓｅｓ  ｗｉｔｈ  ｍｏｄａｌ  ｃｏｎｔｒｏｌ」Ｏｐｔｉｃ  ｌｅｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ.１３，１９９８年７月１日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
そのような解決策は、所与の厚さを有し液晶に囲まれるパターンの再現可能な実装を含むように実装するには複雑である。
【００２２】
さらに、実施される電圧制御は、実装される異なる中間層の数に依存する、所定数のグレイレベルを得ることを可能にする。特に、中間層は、一つのみの中間のグレイレベルを得ることを可能にし、より多くのグレイレベルを有するためには、異なる性質の中間層の数を増加させることが要求され、そのことによって、セルの実装がさらに複雑になる。
【００２３】
本発明は、結果として得られる「グレイレベル」、すなわち、反射率を制御することが容易である双安定液晶セルを提供することを目的とする。
【００２４】
本発明に係るセルは、連続的に変化し得るグレイレベルを簡素なやり方で得ることを可能にする。
【００２５】
さらに、本発明に係るセルは、何らの常時の電力供給なくして所望のグレイレベルを維持することができる。従って、消費電力が少なく、その電力供給は簡素化される。
【００２６】
本発明は、また、そのような反射セルの反射率を変調する方法に関する。
【００２７】
本発明に係るセル及び方法は、表示手段のための多色の基本画素を作ることを可能にする。画素の各原色は、反射率の関係から正確に制御することができる。
【００２８】
従って、本発明は、それぞれが電極に覆われて互いに対向する少なくとも二つの基板を含み、前記基板は、それらを分離して、閾値電界を有する双安定液晶タイプの材料、例えば、コレステリック液晶で満たされる容積を、それらの間にて画定し、両方の電極は電圧源に接続することを意図するものであり、このとき、前記セルは、電極の少なくとも一つが、考慮される基板の表面を完全には覆わないパターンと、考慮される基板の表面を覆う導電層とを関連付けることによって形成されることを特徴とし、前記層の材料の導電率は前記パターンの材料の導電率よりも低い。
【００２９】
有利には、パターンには、基板の表面の１０％と６０％との間の基板の表面が考慮される。
【００３０】
導電層は、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳの被覆物によって形成することができる。
【００３１】
導電パターンは、ＩＴＯの、又は金属の被覆物によって形成することができる。
【００３２】
異なる実施形態によれば、パターンは、一組の平行な導電ストリップによって、又は少なくとも一つの四辺形又は格子によって、形成することができる。
【００３３】
別の実施形態によれば、各電極は、考慮される基板の表面を完全には覆わないパターンと、考慮される基板の表面を覆う導電層とを関連付けることによって形成することができる。
【００３４】
本発明は、また、本発明に係る反射セルの反射率を変調する方法に関し、当該方法は交流電圧がセルの電極の間に印加されることを特徴とし、電極の間に交流電界を生成し、この電界の最大振幅は固定されて双安定液晶の閾値電界よりも僅かに高いレベルを有し、当該方法において、パターンに覆われていない液晶の領域において、電界の値を閾値電界未満に減少させるために、反射率は周波数を選択することによって変調される。
【００３５】
本発明に係る方法の別の実施形態によれば、交流電圧をセルの電極の間に印加することができ、電極の間に交流電界を生成し、前記電圧の周波数は値が固定されて、電界の最大振幅が双安定液晶の閾値電界よりも僅かに高い初期レベルを有するときに、パターンに覆われない液晶の領域において、電界の値を閾値電界未満に減少させることを可能にし、
当該方法において、反射率は、パターンに覆われない液晶の領域において電界を増加させるために、初期レベルよりも高い電界の振幅を選択することによって、従って、前記領域内で、この電界を閾値電界の値により近づけることによって、変調される。
【００３６】
本発明は、様々な実施形態の以下の説明を読むことによってよりよく理解されるであろう。当該説明は、以下の添付の図面を参照してなされる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る、セルの断面概略図である。
【図２】図２は、本発明に係る、セルの電極の一実施形態の正面図である。
【図３ａ】図３ａは、本発明に係る、セルの電極の他の実施形態の正面図である。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明に係る、セルの電極の他の実施形態の正面図である。
【図４】図４は、本発明に係る、セル内の電界の空間的変化を示す図である。
【図５】図５は、本発明の別の実施形態に係る、セルの断面概略図である。
【図６】図６は、本発明に係る、セルに対応する電気回路図である。
【図７ａ】図７ａは、異なるレベルの信号周波数に対して得られるグレイレベルを視覚化することを可能にする写真である。
【図７ｂ】図７ｂは、異なるレベルの信号周波数に対して得られるグレイレベルを視覚化することを可能にする写真である。
【図７ｃ】図７ｃは、異なるレベルの信号周波数に対して得られるグレイレベルを視覚化することを可能にする写真である。
【図７ｄ】図７ｄは、異なるレベルの信号周波数に対して得られるグレイレベルを視覚化することを可能にする写真である。
【図７ｅ】図７ｅは、異なるレベルの信号周波数に対して得られるグレイレベルを視覚化することを可能にする写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１を参照することによって、本発明の一実施形態に係る反射セル１は、それぞれが電極３ａ及び３ｂを担持して互いに対向する二つの基板２ａ及び２ｂを含む。基板２ａ及び２ｂはガラススライドであってもよい。
【００３９】
基板２ａ及び２ｂは、基板２ａ及び２ｂを分離して、閾値電界を有する双安定液晶タイプの材料８、例えば、コレステリック液晶で満たされる容積４を、基板２ａ及び２ｂの間にて画定する。このようにして、液晶８は、二つの基板２ａ及び２ｂの間に介在する。
【００４０】
両方の電極３ａ及び３ｂは、発電機等の電圧源５に接続され、電極３ａ及び３ｂの間に電圧Ｕを印加し、それによって、両方の基板２ａ及び２ｂの間に、従って、液晶８を画定する二つの表面の間に、電界Ｅを生成する。
【００４１】
従来、コレステリック液晶８は、（液晶のプレーナ状態と称される）印加される電界が無い場合に、周期Ｐを伴う螺旋状の巨視的な構造を含む材料である。この材料は、螺旋のピッチＰを調整することを可能にするキラルドーパントと関連するネマチック相を有する。液晶８によって反射される波長はピッチＰに、従って、用いられるキラルドーパントに依存する。
【００４２】
コレステリック液晶は、その休止状態において、そのピッチＰ（λ＝ｎ・Ｐ、このとき、λは反射波長であり、ｎは材料の平均屈折率であり、及びＰは螺旋のピッチである）と関連する波長を有する光を反射するプレーナ状態となる。
【００４３】
前述したように、電界Ｅの値が増加すると、液晶は、そのプレーナ状態から、螺旋構造が部分的に切り替わる（反射率をより減少させる）フォーカルコニック状態に、その後、液晶が電界Ｅと整合されて材料が透明になるホメオトロピック状態に遷移する。
【００４４】
プレーナ及びフォーカルコニック状態は、電界が存在しないときに材料がその状態のままである安定状態である。（透明な）ホメオトロピック状態は、電界の存在を要する不安定状態である。
【００４５】
電界をオフすると、材料は、ホメオトロピック状態からプレーナ状態（最大反射係数）に遷移する。
【００４６】
ＥＴＨは、フォーカルコニック状態からホメオトロピック状態への遷移を可能にする閾値を示す。
【００４７】
多くの文献には、コレステリック液晶の構造及び組成が記載されており、従って、ここで、より詳細を提供する必要はない。
【００４８】
例えば、様々な可視波長に対する、いくつかのコレステリック液晶及び関連するキラルドーパントを記載する特許文献１を参照することができる。
【００４９】
本発明によれば、セル１は、考慮される基板２ｂの表面を完全には覆わないパターン６と、パターン６と同様に、考慮される基板２ｂの表面を覆う導電層７とを関連付けることによって形成される電極の一つ、ここでは、電極３ｂを備える。
【００５０】
当然のことながら、電極３ａ及び３ｂは透明な材料で形成される。電極３ａ、及び電極３ｂのパターン６は、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）及び酸化スズ（ＳｎＯ２）と関連する被覆物によって構成される。そのような材料は、通常、英語の頭字語であるＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）で表される。
【００５１】
導電層７の材料は、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳである。ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳは、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（即ち、ＰＥＤＯＴ）と、スルホン酸ナトリウムポリスチレン（即ち、ＰＳＳ）との、二つのポリマの混合物を指す。
【００５２】
従って、導電層７の材料の導電率は、パターン６の材料の導電率よりも低い。（σで示すことが多い）導電率は、Ｓ・ｃｍ−１即ち、センチメートル毎のジーメンスで表され、（ρで示すことが多い）抵抗率の逆数であり、Ω・ｃｍ即ち、オーム×センチメートルで表される。このとき、σ＝１／ρである。
【００５３】
薄膜材料に対して、材料の電気抵抗特性は、通常、（ＲＳ又はＲ□で示す）「シート抵抗」と表される。シート抵抗ＲＳは、ＲＳ＝ρ／ｅと考えられ、材料の層の厚さｅに対する抵抗率の比率に等しい。シート抵抗は、正方形の表面及び厚さｅを伴う被覆物の抵抗値を与え、Ωで表すものであるが、実際の抵抗とのあらゆる混同を避けるためにΩ／ｍｍ２（オーム／平方ミリメートル）で示す。被覆物の二つの側辺の間の、考慮される被覆物の電気抵抗は、実際には、正方形の表面に対するＲＳに等しいが、正方形ではない試料に対しては異なる。
【００５４】
従って、低い導電率は、高い抵抗率と、及び高いシート抵抗とも対応する。
【００５５】
従って、導電層７の材料の導電率がパターン６の材料の導電率よりも低いということは、導電層７の材料のシート抵抗がパターン６の材料のシート抵抗よりも高いことを意味する。
【００５６】
従って、ＩＴＯのシート抵抗ＲＳは約１０から１００Ω／ｍｍ２であるが、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳのシート抵抗ＲＳは約１０ＭΩ／ｍｍ２（メガオーム／平方ミリメートル）である。
【００５７】
導電率のこの差分は、電極の間に交流電圧を印加するときに、容積４内の電界勾配を確保することを可能にする。勾配は、電気信号の周波数にさらに依存する。周波数が高いほど、電気信号はセル内に伝播しにくい。
【００５８】
二つの導電電極の間へのコレステリック液晶のアセンブリが容量を構成することは、よく知られている。（当業者に周知の刊行物から抜粋した）図６は、そのようなアセンブリの従来型の図を示す。容量Ｃは、液晶８によって形成されるコンデンサの容量である。抵抗Ｒ１は、導電パターン６に覆われる領域の抵抗を示し、抵抗Ｒ２は、単一の導電層７に覆われる領域の抵抗を示す。Ｒ１及びＲ２と関連するインダクタンスＬ１及びＬ２を、ここに示すが、多くの場合は無視することができる。
【００５９】
そのようなＬＣ回路の関連は、電圧の周波数に大きく依存する電圧降下の観点からの挙動を有する。
【００６０】
刊行物：Ａ．Ｆ．Ｎａｕｍｏｖ，  Ｉ．Ｒ．Ｇｕｒａｌｎｉｋ  ａｎｄ  Ｇ．Ｖｄｏｖｉｎ「Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ａｄａｐｔａｔｉｖｅ  ｌｅｎｓｅｓ  ｗｉｔｈ  ｍｏｄａｌ  ｃｏｎｔｒｏｌ」Ｏｐｔｉｃ  ｌｅｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ.１３，１９９８年７月１日（非特許文献１）には、可変焦点距離を有する液晶ベースのレンズが記載されており、そこでは、液晶は二つの電極の間に配置され、当該電極の一つは、高抵抗電極を担持する透明な開口部を画定する環状の接触部を担持する。この刊行物は、電圧が所与の周波数を有するときに、液晶中の電界が、高導電電極の間に、実質的に放物線の形状を有することを示している。著者らは、周波数に依存するこの電界変化を用いて、このようにして実現されたレンズに、様々な焦点距離特性を備える。
【００６１】
液晶内での、及び周波数による、電界変化についてのこの現象は、さらに可変焦点距離を伴うレンズの製造への応用の一部として、仏国特許第２９５７６８４号明細書（特許文献６）にも記載されている。
【００６２】
周知の、かつ、既にモデル化されているこれらの物理的現象は、閾値電界を伴う双安定性の液晶材料（例えば、コレステリック）とともに本発明によって用いられる。
【００６３】
現象は、コリメーションとはならないが、電圧がオフされているときの可変のグレイレベルとなる。ここで、グレイレベルは、印加された電圧の周波数に依存している。代わりとして、パターン６は、アルミニウムが添加された酸化錫（ＡＺＯ）等の金属酸化物で、又は金属材料、例えば、銀線の薄いアレイで作ることができる。金属被覆物の場合、ワイヤの数及び厚さは、セル１の透明性を阻害しないように選択される。
【００６４】
図２は、正面図において、電極３ｂの実施形態を示す。ここで、パターン６は、パターン６の残りの部分と同じ導電材料で作られるバー６ａによって、全てが接続される、一組の平行な導電ストリップによって形成されていることが分かる。
【００６５】
そのようなパターン６は、基板２ｂをエッチングして導電材料（ＩＴＯ）を真空蒸着することによって、容易に実現することができる。
【００６６】
パターン６と、パターン６を担持しない基板２ｂの表面との両方を覆う導電層７が、被覆される。ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳの層７の被覆は、回転塗布（ｓｐｉｎ  ｃｏａｔｉｎｇ）によって行われる。この被覆モードは、均一な厚さ及び均質な組成を有する導電層の実装を確保することを可能にする。均一な厚さ及び均質な組成は、層７の導電率の均一な分布を確保することを可能にする。
【００６７】
パターン６をエッチングして導電層７を薄膜被覆すると、液晶８の厚さが全体セルに対して均一であるセルが得られることが注目されるであろう（約４マイクロメートルの液晶の厚さ）。従って、特許文献５の場合のように、セル内部の電極及び液晶によって形成されるコンデンサの容量の空間的変化はない。特に、図４は、パターン６を表す太い線及び導電層７の細い線が、実際の厚さと無関係であるセル１の概略図である。液晶８の厚さは、パターン６と、パターン６の外側の導電層７（約４マイクロメートル）との両方に対して一定である。図１及び図５の場合も同様である。
【００６８】
図４は、セル１の一部を断面視で示す。発電機５は、電極３ａ及び電極３ｂ、すなわち（ここでは二つのストリップのみを示す）パターン６及び導電層７に接続する。
【００６９】
発電機５は、これらの電極３ａ及び３ｂの間に交流電界Ｅを生成する交流電圧を、電極３ａ及び３ｂの間に印加する。この電界Ｅの最大振幅は、双安定液晶８の閾値電界ＥＴＨよりも僅かに高いレベルで選択される。
【００７０】
セル１の図の下に位置する曲線９は、液晶８内の電界の空間分布を（点線で）示すことを可能にする。
【００７１】
パターン６に関して、電界ＥＴＨは、パターン６及び電極３ａを形成する材料の導電率のために最大であることが注目される。液晶は、パターン６に面するこれらの領域において（透明な）ホメオトロピック状態に遷移する。
【００７２】
電界ＥＶは、パターン６のストリップの間に位置する液晶８の領域内の最大電界ＥＭに対して、より低い又は等しい可変レベルを有することも注目される。実際に、これらの領域において、互いに対向する電極は、一方は高導電電極３ａであり、他方は低い導電率を有する導電層７である。この領域における電界ＥＶの値は、電極３ａ，３ｂに印加される電圧の周波数によって変化する。
【００７３】
ゼロ周波数（直流）に対して、電界ＥＶは最大電界ＥＭに等しい。より高い周波数に対して、電界ＥＶは減少し、この電界は周波数が高いほど低い。図４の矢印ｆ↑は、周波数ｆの増加に伴う電界の層の（点線で示す）段階的な動きを示す。
【００７４】
いくつかの周波数に対して、電界ＥＶは閾値電界ＥＴＨよりも低くなることが注目され得るが、このことは、コレステリック液晶８が、安定的であるフォーカルコニック状態に遷移することを意味する。従って、電流をオフにしているときは、セルは、プレーナ状態にある液晶８の部分（パターン６に面している液晶）と、フォーカルコニック状態にあり（透明であり）パターン６のストリップの間に長手方向に位置する液晶の部分とを有する。
【００７５】
従って、セルの反射率は、それに関連する光の周波数に対して１００％よりも低い。
【００７６】
従って、発電機５によって供給される電圧の周波数を変更することによって、セルの反射率（グレイレベル）を調整することができる。
【００７７】
本発明によると、電界が閾値電界よりも低い領域においては、液晶８の全体層の挙動を制御することに依存するものではないことが注目される。
【００７８】
反対に、系統的に反射する、液晶の容積の部分（パターン６の下に位置する部分）は、閾値電界よりも高い電界を受けるので、完全に制御される。
【００７９】
その反射率が調整される液晶の部分は、パターン６の領域の間に位置する部分である。セルの予備的なキャリブレーションにより、周波数の変化に応じてその挙動を制御することが可能になる。
【００８０】
さらに、周知の時分割多重化法と比較して、この方法は、セルのグレイレベルを測定するために、液晶８の動的な切り替えに依存するものではない。液晶の動的挙動は、もはや、セルのグレイレベルの変調を確実にすることに対する技術的障害ではない。さらに、電源をオフにした後、グレイレベルは維持される。
【００８１】
セルは、選択される周波数に応じて、パターンに覆われる表面と、パターンに覆われない表面との間の比率に依存する、最大反射率（ゼロ周波数）又は最小反射率（最大周波数）を有することが分かる。
【００８２】
従って、最小反射率のレベルは、パターン６が適用される基板３ｂの表面に対するパターン６の表面の比率に依存する。
【００８３】
本発明によりさらに、周波数レベルを変更することによって連続的に変動するグレイレベルを得ることが可能になる。従って、もはや、特許文献５の場合のようにパターンの増大に依存するものではない。
【００８４】
しかしながら、電界が閾値電界ＥＴＨよりも低くなるように電圧を電極に印加することによって、ゼロ反射率を得ることも可能である。この場合、液晶はフォーカルコニック状態をとり、また、このとき、液晶はパターン６に面している。
【００８５】
従って、設定の自由度が特に高い。
【００８６】
パターンは、セルに対して一般的に望ましいコントラスト特性に従うだけでなく、表示されるパターンのサイズ及び観察距離にも従って定義される。使用する最大周波数は、パターンの寸法特性にも影響する。
【００８７】
反射率の変調を最大にするためには、導電路の幅を最小限にする必要がある。
【００８８】
パターンに覆われる表面と、基板の表面との間の約５０％の表面比率は、（ゼロ反射率を有する可能性を伴いつつも）５０％と１００％との間に含まれる反射率の性能を提供する。
【００８９】
従って、考慮される基板の表面の１０％と６０％との間に含まれるパターンに覆われる表面を選択することが可能である。
【００９０】
一例として、本発明に係るセルが製造された。当該セルにおいて、パターンは、図２に示すタイプのものであり、ＩＴＯの導電ストリップによって形成され、基板２ｂの全体表面を覆うＰＥＤＯＴ−ＰＳＳの均質かつ均一な導電層７で覆われるものである。層７は、エッチングされたパターン６を担持する基板上に、回転塗布によって被覆される。液晶８の層の厚さは、一定であり４マイクロメートルに等しい。
【００９１】
セルの電気特性は、以下の通りである。
パターン６のシート抵抗：ＲＳ６＝２０Ω／ｍｍ２
層７のシート抵抗：ＲＳ７＝１．５ＭΩ／ｍｍ２
液晶８の容量：Ｃ＝１０−５Ｆ／ｍ−２
【００９２】
閾値電界は、最大振幅が３０ボルトよりも僅かに低い交流電圧を、電極３ａ及び３ｂの間に印加することによって、そのようなセル上に得られる。
【００９３】
実験のために、（最大振幅が閾値電界よりも高い電界を生成する）３０ボルトの交流電圧を、様々な周波数レベルでこのセルに印加し、セルの得られた反射率の状態を観察するために信号を停止した。
【００９４】
それぞれの場合において、得られるグレイレベル又は反射率は、グレイレベルの％又は反射率の％で考慮される。１００％の反射率又はグレイレベルは、プレーナ状態に完全に遷移した液晶と対応する。０％の反射率又はグレイレベルは、完全にフォーカルコニック状態のままである（透明である）液晶に対応する。
【００９５】
図７ａ、７ｂ、７ｃ及び７ｄは、得られた反射率の状態（３０ボルトの交流電圧）を示す写真である。
図７ａは、５ｋＨｚ周波数の信号を印加した後のグレイレベル１００％（最大反射率）のもの。
図７ｂは、１０ｋＨｚ周波数の信号を印加した後のグレイレベル９０％のもの。
図７ｃは、１５ｋＨｚの周波数の信号を印加した後のグレイレベル８０％のもの。
図７ｄは、２０ｋＨｚの周波数の信号を印加した後のグレイレベル５０％（半分の反射率）のもの。
【００９６】
図７ｅは、（最大振幅が閾値電界よりも低い電界を生成する）２５ボルトの交流電圧を印加した後に得られる反射率の状態を示す写真である。
【００９７】
得られた電界は、全体セルに対する閾値電界よりも低く、グレイレベルは０％（ゼロ反射率）である。液晶は、フォーカルコニック状態のままであり、従って、透明である。
【００９８】
図７ｅの写真は、３０ｋＨｚの信号周波数で得られたが、２５ボルトの電圧に対して生成される電界は、液晶の閾値電界よりも尚低いので、任意の他の周波数に対しても同じ状態が得られたであろう。
【００９９】
代わりとして、固定された周波数の交流電圧を、セルの電極の間に印加することによって、反射セルの反射率を変調することが可能である。この場合において、変化させるのは、電圧の振幅（従って、電界Ｅの振幅）であるが、周波数ではない。
【０１００】
当然のことながら、この電界は、双安定液晶の閾値電界よりも僅かに高いレベルを、常時有するはずである。
【０１０１】
電界の分布は、パターン６のアームの間の高反射率の領域の存在によって再び変化する。
【０１０２】
十分に高い動作周波数は、パターン６のアームの間の電界が、閾値電界ＥＴＨよりも高い所与の初期の電界の振幅に対して最小となるように選択される。
【０１０３】
従って、電界の振幅の増加は、パターン６のアームの間の電界の増加を引き起こす。図４の矢印Ｅ↑は、（点線で示す）電界の層の段階的な動きを、電界Ｅの振幅の増加により示す。
【０１０４】
当然のことながら、パターン６に様々な形状を設けることが可能である。
【０１０５】
従って、図３ａは、同じ対称軸を有する三つの四辺形によって形成されるパターン６を示し、当該三つの四辺形は、基板上にエッチングされた四つの導電バーによって形成される周辺的な正方形６ｂ、四つの導電バーによって同様に形成される中央正方形６ｃ、及び単純な、エッチングされたブロック状の、中央にある正方形６ｄのことである。導電層７は、異なる四辺形６ａ、６ｃ、及び６ｄだけでなく全体基板を覆う。当然のことながら、四辺形は、同じ電位を有するように、電圧源において互いに接続される。当該接続は、四辺形６ａ、６ｃ、及び６ｄと同じ導電材料でできている導電路１０によって作成され得る。
【０１０６】
図３ｂは、互いに直交するバーを含む格子の形状を有するパターン６を示す。格子６は、基板上の薄い金属層をエッチングすることによって得られる導電線のアレイによって、より簡素に形成することができる。
【０１０７】
図５は、各基板２ａ，２ｂが、考慮される基板の表面を完全には覆わないパターン６と、考慮される基板の表面を覆う導電層７とを関連付けることによって形成される電極３ａ又は３ｂを有する点で図１の実施形態とは異なる、本発明の別の実施形態を示す。
【０１０８】
各層７の材料の導電率は、関連するパターン６の材料の導電率よりも低い。
【０１０９】
この構成の利点は、得られる効果がより顕著であることである。周波数による電界の変化は、より大きい。
【０１１０】
しかしながら、この実施形態では、互いに対向する電極を正確に配置するために、二つの板材のより正確なアセンブリが要求される。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図７ｅ】
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