(57)【要約】【課題】良好な色彩と良好な明るさを効果的に達成する、より単純でコスト効率の良い設計を有するディスプレイデバイスを提供する。【解決手段】本発明は、電気泳動ディスプレイ部分と、領域を制御された液晶部分と、を備えるディスプレイデバイスであって、前記電気泳動ディスプレイ部分が前記領域を制御された液晶部分の上に配置されるか、または、前記領域を制御された液晶部分が前記電気泳動ディスプレイ部分の上に配置されるかのいずれかの構造を有する。【選択図】図１
2008112166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気泳動ディスプレイ部分と、領域を制御された液晶部分と、を備えるディスプレイデバイスであって、
前記電気泳動ディスプレイ部分が前記領域を制御された液晶部分の上に配置されるか、または、前記領域を制御された液晶部分が前記電気泳動ディスプレイ部分の上に配置されるかのいずれかの構造を有することを特徴とするディスプレイデバイス。
【請求項２】
電気泳動ディスプレイ部分が領域を制御された液晶部分の上に配置される構造を有するディスプレイデバイスを用いてカラーイメージを表示する方法であって、
電界を適用して第１の色を呈する粒子を前記電気泳動ディスプレイ部分の頂部へと移動させることにより、異なる色を呈する粒子の２つのセットにおける前記第１の色を前記電気泳動ディスプレイ部分に表示するステップと、
電界を適用して第２の色を呈する粒子を前記電気泳動ディスプレイ部分の頂部へと移動させることにより、異なる色を呈する粒子の２つのセットにおける前記第２の色を前記電気泳動ディスプレイ部分に表示するステップと、
電界を適用して、前記電気泳動ディスプレイ部分の第１の色を呈する粒子および第２の色を呈する粒子を前記電気泳動ディスプレイ部分の側面部分へと移動させることにより、および、前記領域を制御された液晶部分へと別の電界を適用し、弱い散乱であって実質的に透明の状態への変化を引き起こすことにより、バックグラウンド表面または基板における第３の色を表示するステップと、
電界を適用して、前記電気泳動ディスプレイ部分の第１の色を呈する粒子および第２の色を呈する粒子を前記電気泳動ディスプレイ部分の側面部分へと移動させることにより、および、前記領域を制御された液晶部分へと別の電界を適用し、強い散乱状態への変化を引き起こすことにより、白色を表示するステップと、を含むことを特徴とするカラーイメージを表示する方法。
【請求項３】
領域を制御された液晶部分が電気泳動ディスプレイ部分の上に配置される構造を有するディスプレイデバイスを用いてカラーイメージを表示する方法であって、
前記領域を制御された液晶部分へと電界を適用し、弱い散乱であって実質的に透明の状態への変化を引き起こすことにより、および、別の電界を適用して、第１の色を呈する粒子を前記電気泳動ディスプレイ部分の頂部へと移動させることにより、異なる色を呈する粒子の２つのセットにおける前記第１の色を前記電気泳動ディスプレイ部分に表示するステップと、
前記領域を制御された液晶部分へと電界を適用し、弱い散乱であって実質的に透明の状態への変化を引き起こすことにより、および、別の電界を適用して、第２の色を呈する粒子を前記電気泳動ディスプレイ部分の頂部へと移動させることにより、異なる色を呈する粒子の２つのセットにおける前記第２の色を前記電気泳動ディスプレイ部分に表示するステップと、
前記領域を制御された液晶部分へと電界を適用し、前記電気泳動ディスプレイ部分の第１の色を呈する粒子および第２の色を呈する粒子を前記電気泳動ディスプレイ部分の側面部分へと移動させることにより、および、前記領域を制御された液晶部分へと別の電界を適用し、弱い散乱であって実質的に透明の状態への変化を引き起こすことにより、バックグラウンド表面または基板における第３の色を表示するステップと、
前記領域を制御された液晶部分へと別の電界を適用して、強い散乱状態への変化を引き起こすことにより、白色を表示するステップと、を含むことを特徴とするカラーイメージを表示する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
カラーイメージを表示できる、再イメージング可能なディスプレイデバイスを本明細書に記載する。特に、電気泳動ディスプレイ部分もしくは層、および領域を制御された液晶ディスプレイ部分もしくは層の、新規な積層構造を有するカラーディスプレイデバイスに関し記載する。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動ディスプレイは技術的によく知られている。電気泳動ディスプレイは、通常、比重を適合させた透明なまたは着色された液体中にコロイド状に分散され、２つの平行で透明な導電性電極パネルを有するセル（ｃｅｌｌ）の中に収容された１種または２種の荷電された色素粒子懸濁液を含む。これらの荷電された粒子は電界の影響を受けて電極パネルの間を輸送され、それにより、電極上の電界を適切に利用することによってイメージを表示させることができる。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，１１３，８１０号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５２５，８６６号明細書
【特許文献３】米国特許第６，５７７，４３３号明細書
【特許文献４】米国特許第６，８５０，３３５号明細書
【特許文献５】米国特許第６，８５８，２２６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
公知の電気泳動ディスプレイデバイス、イメージを表示させるための構成物および工程が、それらの意図される目的にとって好適である一方、良好な色彩と良好な明るさを効果的に達成する、より単純でコスト効率の良い設計を有するカラー電気泳動ディスプレイに対するニーズが、依然として存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、電気泳動ディスプレイ部分と、領域を制御された液晶部分と、を備えるディスプレイデバイスであって、前記電気泳動ディスプレイ部分が前記領域を制御された液晶部分の上に配置されるか、または、前記領域を制御された液晶部分が前記電気泳動ディスプレイ部分の上に配置されるかのいずれかの構造を有する。
【０００６】
本ディスプレイデバイスは再イメージング可能であり、フルカラーイメージを効率的に表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本明細書における再イメージング可能なディスプレイデバイスは、フルカラーイメージを含むイメージを生成することができ、それらはカラーフィルタオーバーレイの使用に関連する暗さの問題を生じない。さらに、本ディスプレイデバイスは比較的単純な構造を利用し、特に、３色以上の異なる色の粒子を利用する電気泳動ディスプレイと比較して、効率の良い方法で異なる色を表示することができる。本明細書における電気泳動ディスプレイは任意のディスプレイ用途に用いることができ、また特に、例えば、再イメージング可能なペーパ、電子ブック、電子署名、時計、モニタ（テレビおよび／またはコンピュータ）および／または携帯電話ディスプレイ等を含む、表示されたイメージが変化し得る任意のディスプレイ用途に用いることができる。
【０００８】
本明細書中に記載の再イメージング可能なディスプレイデバイスは、少なくとも２つの部分を含み、少なくとも１つの部分は電気泳動層であり、少なくとも１つの部分は領域を制御された液晶部分である。これらの部分は、一方を他方の上に配置し、それにより積層構造を形成する。部分とは、例えば、デバイスの層を含むディスプレイデバイスの一部をいう。層は、電気泳動ディスプレイ層または領域を制御された液晶組成層自体のみを含むのではなく、このような層の付加的な部分または成分、例えば導電基板および／またはこれらの層の電極等をも含む。
【０００９】
実施態様において、再イメージング可能とは、例えば、表示されるイメージを変化させるためのディスプレイデバイスの能力をいう。すなわち、表示されるイメージは変化され、あるひとつのイメージがディスプレイデバイス中に恒久的に存在するのではない。
【００１０】
＜電気泳動ディスプレイ部分＞
電気泳動ディスプレイ部分または層は、基板の間に配置されるディスプレイ領域を含み、少なくともそれらの基板のひとつは透明であり、本デバイスの電気泳動ディスプレイ部分における、デバイスにより形成されたイメージを見る観察者に対する観察面を含む。
【００１１】
実施態様において、少なくとも１つの基板は導電基板であることができ、および／または電極層を含んでなる、もしくは含むことができる。観察者が基板および／または電極に視覚的に気付かないように、基板および電極の両方は観察者に対し実質的に透明であることができる。
【００１２】
電極はパターンの形態をとってもよい。例えば、パターンは、単一の電極または電極の一部がディスプレイデバイスの１以上のピクセルまたはサブピクセルと関連するようなものであることができる。このようなパターンは、ディスプレイ層の個々の部分にわたり適切な制御を可能にし、異なる電極と関連したディスプレイの個々の部分を別個に制御することにより、全体的な所望のイメージを形成できるようにさせる。
【００１３】
導電基板を使用することができる。任意の好適な素材、例えば、現在知られ使用されている素材、または技術的に将来使用される素材を、限定なく使用することができる。少なくとも導電基板の１つ、特に、少なくとも頂部の導電基板は、これを通して本デバイスの電気泳動部分により形成されたイメージを観察することが可能であるが、このような観察を可能にするために透明である必要がある。所望される場合、両方の基板が透明であってもよい。底面または背面基板は透明である必要はなく、その代わりに、例えば光を反射する、または光を吸収する素材であるか、または着色された背面基板であってもよい。導電基板として用いられる好適な素材としては、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の透明な導電素材を被覆したポリマーフィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等、例えばＭＹＬＡＲ（Ｄｕ  Ｐｏｎｔ社製）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、ポリエチレンスルホネート（ＰＥＳ）フィルム等の導電ポリマーフィルム、ＩＴＯ被覆ガラス等の導電性ガラスフィルム、および導電性金属薄膜が挙げられる。
【００１４】
基板は、それらの間に電気泳動ディスプレイ領域を挟み、ディスプレイデバイスの全体の長さおよび幅に相当する長さおよび幅を有し得る。基板は従って、複数の分割された基板を用いることもできるが、本ディスプレイデバイスの電気泳動部分における１つ又はいくつかの個別のピクセルに渡る別の切片として存在しない連続した単一のフィルムであることができる。基板は約１０〜約５００ミクロン、例えば約２０〜約１００ミクロン等の高さまたは厚さを有するように作製することができる。
【００１５】
基板の間に配置される電気泳動ディスプレイ領域は、例えば、約５〜約１，０００μｍ、約１０〜約５００μｍ、または約２０〜約３５０μｍの厚さを有し得る。
【００１６】
ディスプレイ領域は、デバイスにおける全体のディスプレイ領域を形成する、数え切れない多数のピクセルからなる。数え切れない多数とは、例えば約２〜約１００，０００，０００またはそれ以上をいう。従って、例えば、数え切れない多数のピクセルのそれぞれが約１００μｍに渡る時、１，０００×１，０００ピクセル（または約４インチ×４インチのディスプレイ）の四角形には、合計約１，０００，０００ピクセルが含まれる。
【００１７】
所望により、電気泳動ディスプレイ部分のディスプレイ領域における各ピクセルまたは各サブピクセルは、任意の物理的なスペーサ素材等を用いて、隣接するピクセルまたはサブピクセルから分離され得る。各ピクセルは約１０μｍ〜約５，０００μｍ、例えば約１０μｍ〜約５００μｍ等の幅を有してもよい。１以上のピクセル、例えば全てまたは実質的に全てのピクセルを、さらに３以上のサブピクセルへと分割してもよい。ここで再び、個々のピクセルを分離するために用いるスペーサ素材と同一または異なってもよい任意の好適なスペーサ素材を、ピクセルを３以上のサブピクセルへと分割するために用いることができる。このサブピクセルは、約５μｍ〜約１，０００μｍ、例えば約１０μｍ〜約１００μｍ等の幅を有するように作製することができる。
【００１８】
ピクセル／サブピクセルは、従って、それぞれがディスプレイ媒体を収容する、数え切れない多数の個々のリザーバを規定する。このディスプレイ媒体は、誘電性の液体中に分散された、異なる色を呈する粒子の少なくとも２つのセットからなる。望ましくは、誘電性の液体は実質的に透明で実質的に無色である。しかし実施態様において、この液体は、例えば、その中で染料等の着色剤が分散することにより着色されていてもよく、その色がディスプレイ媒体中の着色粒子の色を補完することができる。
【００１９】
好適なスペーサの一般的な例には、例えばプラスチック材料でできたリブ形状のもの、および所望により例えばクモの巣状等のシート状、マイクロカプセル、その中にポケットを有するプラスチックシート等を含む。
【００２０】
図１は、本ディスプレイデバイスの電気泳動ディスプレイ部分における実施態様を示す。ディスプレイデバイスの電気泳動部分におけるシングルリザーバ１０を図１に示す。この部分は、頂部の観察面基板２０、例えば導電ＩＴＯ被覆ガラス電極基板等を含む。この部分の逆の面上には背面基板があり、この場合は背面電極３０からなる。さらに、リザーバは、リザーバのいずれかの面上の側面電極を含む。リザーバ１０はその中にディスプレイ媒体６０を含み、このディスプレイ媒体は、以下に記述されるように、ディスプレイデバイスのために少なくとも２色を提供する。ディスプレイ媒体は２つの異なる色を呈する粒子のセットをその中に含み、この場合は、実質的に透明な、または無色の誘電性の液体中に分散された赤色の粒子のセット７０および緑色の粒子のセット８０として示される。
【００２１】
色とは、例えば、同一範囲内での電磁スペクトルの波長における全体的な吸収特性をいう。従って、異なる色を呈する粒子のセットは互いに異なる色、すなわち吸収特性を呈する。
【００２２】
誘電性液体は単一の液体からなることができ、または２以上の液体の混合物であることができ、液体の混合物は互いに混和できるか、または上述のように混和できないもののいずれかであり得る。ディスプレイ媒体は、ディスプレイ媒体の重量にして、全体量で例えば約５％〜約７０％、約２０％〜約６０％等の粒子を含み得る。液体および粒子のセットは、その中で実質的に適合された密度を有し得、例えば互いに約１０％以内、またはより厳密には互いに５％以内または互いに２％以内の密度を有し得る。
【００２３】
実施態様において、誘電性液体は低い誘電定数、例えば約４以下、例えば約０．５〜約２の誘電定数を有する。液体の粘度は、例えば電解の影響下でその中の粒子の移動を可能にするために、操作温度において比較的低いものであり得る。実施態様において、この液体は室温（約２３℃〜約２７°Ｃ）で約０．２５センチストーク〜約１０センチストーク、例えば約１センチストーク〜約２センチストークの範囲の動粘度を有し得る。この液体は誘電性で実質的にイオンを含まないものであり得る。
【００２４】
ハロゲン化有機溶媒、飽和直鎖または分岐炭化水素、シリコンオイル、および低分子ハロゲン含有ポリマー等の有機溶媒が、使用できる液体のいくつかの好適なタイプである。
【００２５】
通常、ＩＳＯＰＡＲ  Ｍ等の炭化水素液体が、低コスト性、良好な絶縁耐力、低い粘性および非反応性によって電気泳動用途に用いられる。実施態様において、この液体は、シリコーン溶液等の非膨潤液体であり得る。市販のシリコーン溶液には、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ社から入手可能なポリジメチルシロキサンポリマーであるＤＯＷ２００を含む。
【００２６】
実施態様において、ディスプレイ媒体は、少なくとも２セットの、異なる色を呈する粒子を含む。例えば、色を呈する粒子の第１のセットは赤色を呈することができ、一方、粒子の第２のセットは緑色を呈することができる。所望により、その他の異なる色の組み合わせもまた使用できる。異なる色を呈する粒子セットは異なる荷電を呈し、例えば同じ符号荷電における異なる程度、または異なる符合荷電を呈する。異なる色を呈する粒子の２つのセットを用いる実施態様において、１つのセットは正の荷電を有し、他方のセットは負の荷電を有することができる。これらの逆の荷電は、例えば、頂部／底部の電極を通じて現在の／適用される電界を単純に切り替えることによって、１つのまたは他方の粒子のセットが電気泳動ディスプレイ部分における頂部観察面へと引き付けられるようにして、２つの色のそれぞれを表示することを容易にさせる。
【００２７】
実施態様において、例えば約１０-11〜約１０-15Ｓ／ｍ、例えば約１０-12〜約１０-13Ｓ／ｍ等のオーダーの伝導度を有する、低電気伝導度の電気泳動ディスプレイ媒体が記述される。ディスプレイ媒体の伝導度はすなわち、誘電性液体の伝導度と同程度である。ディスプレイ媒体の粒子は、そこに対して高い電界を適用すること（電場誘起荷電またはｉｎ  ｓｉｔｕ  ｃｈａｒｇｉｎｇと称する場合もある）によって荷電されることができ、そこにおいて、粒子の荷電は、例えば電界の強さおよび荷電時間（または荷電サイクル数）に依存する。荷電に続いて、粒子は、グラムあたりのマイクロクーロン（μＣ）（すなわち、１０-6Ｃ／ｇのオーダー）、例えば約±０．１〜約±２０μＣ／ｇ、約±０．３〜約±５μＣ／ｇのオーダーの荷電（質量比に対する荷電）を有し得る。
【００２８】
粒子は、例えば、約１００ｎｍ〜約１００μｍ、約０．５μｍ〜約２５μｍ等の平均サイズを有するように作製され得る。
【００２９】
粒子は、未加工（ｎｅａｔ）色素、染料化（レーキ化）色素、色素／ポリマー混合物、染料化または色素化凝集ポリマー粒子等であり得る。粒子の着色剤としては、染料、色素、染料混合物、色素混合物、または染料と色素の混合物を使用することができる。
【００３０】
実施態様において、着色粒子は、平均粒子サイズが約０．５〜約２５μｍ、例えば約５〜約１２μｍを有するように作製されたエマルジョン凝集粒子である。この粒子のサイズは、任意の好適なデバイス、例えば標準的なコールター・カウンターを用いて調べることができる。
【００３１】
エマルジョン凝集粒子は、完全な球状に近くなるよう作製されることもでき、それにより、ディスプレイ媒体内の移動に関して、より良い流動性を呈する。真円度１は、完全な球状の形状を有する粒子を特定する。エマルジョン凝集粒子は、平均真円度約０．９２〜約０．９９を有し得る。真円度は公知のＭａｌｖｅｒｎ  Ｓｙｓｍｅｘ  Ｆｌｏｗ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒ  ＦＰＩＡ−２１００を用いて調べることができる。
【００３２】
着色粒子は、粒子結合剤中に少なくとも１つの着色剤を含ませることにより着色することができる。着色剤としては、任意の好適な色素、染料、色素の混合物、染料の混合物または色素と染料の混合物を使用することができる。
【００３３】
ポリマー粒子において、着色剤は、例えば、粒子重量にして約０．１〜約７５％、例えば粒子重量にして約３〜約２５％の量で粒子中に含まれてもよい。
【００３４】
所望のリザーバにおけるディスプレイ媒体中に、少なくとも２種の着色粒子のうち所望の１色を表示するために、電気泳動ディスプレイ部分の頂部および底部基板および／または電極を横切って適切な電流を適用する。例えば、第１の色の粒子からなる第１のセットが負の電荷を帯び、粒子の第１のセットにおける第１の色とは異なる第２の色を有する粒子の第２のセットが正の電荷を帯びている場合、電界を適用して、頂部基板または電極が正の荷電を有して負に荷電した粒子の第１のセットを引き付け、また粒子の第２のセットを反発させるようにさせる。従って、このリザーバにおいては、観察者は粒子の第１のセットの第１の色を感知するであろう。他方、頂部基板または電極が負の荷電を有するように適用される電界を切り替えた場合には、そのことが正に荷電した粒子の第２のセットを引き付け、また粒子の第１のセットを反発させるようにさせるであろう。従って、このリザーバにおいては、観察者は粒子の第２のセットの第２の色を感知するであろう。このリザーバにおいて観察者が実質的に色を感知しないためには、頂部および底部基板／電極に電界を適用せずに側面の電極を通じて電界を適用し、正および負の荷電粒子がリザーバの各側面へと引き付けられ、それによりこのリザーバにおいて観察者が実質的に色を感知しないようにさせることができる。これは、側面電極における粒子の集合が通常は非常に小さい面積を占めるため、観察者はこの集合した粒子を感知できないことによる。各リザーバまたはリザーバのセットにおける色の制御（または色の欠失）に関するこのやり方によって、イメージが作成され、ディスプレイデバイスを通して表示され得る。
【００３５】
実施態様において、電気泳動粒子はまずｉｎ−ｓｉｔｕ  ｃｈａｒｇｉｎｇまたは電場誘起荷電により適切な荷電を有するように荷電され、その後、上述のような適切な電界の適用を介して操作に供され得る。例えば、荷電は約０．０５Ｖ／μｍ〜約５Ｖ／μｍの強さを有する電界を約０．００１秒〜約５時間適用することにより達成することができ、荷電の結果、上記の荷電を有する、異なる色を呈する粒子の複数セットからなる粒子をもたらすことができる。リザーバ中の粒子の移動を操作するために適用される電界は、約０．１Ｖ／μｍ〜約２５Ｖ／μｍで適用することができる。
【００３６】
従って、ディスプレイデバイスを操作し、それによってイメージを形成させる際には、電界、特に可逆的な直流または交流の電界を、電極を介して適用し、ディスプレイ媒体における着色粒子のセットのうち所望するものを、表示されるべきディスプレイデバイスの所望の位置に移動させ、観察者に対して所望の色の表面を表示させるようにする。ディスプレイデバイスの各リザーバおよび／または電極を、全体的なイメージを示すことができるようなやり方で制御するためのハードウェア／ソフトウェアを含む制御方法は、ディスプレイ技術において公知であり、任意のこのような制御方法が本明細書中に適用され得る。
【００３７】
さらに、実施態様において、電気泳動部分における色の表示または透明な状態の表示は実質的に安定である。実質的に安定とは、例えば、これらの状態のそれぞれが、適用された電界が消失した後も、そのディスプレイの状態を一定期間維持できることをいう。
【００３８】
＜領域を制御された液晶ディスプレイ部分＞
本明細書中に記載のディスプレイデバイスはまた、領域を制御された液晶ディスプレイ部分または層を含む。この部分または層において、ディスプレイは白色の状態と、実質的に無色または透明な状態の間で切り替わる。このような状況は、そこにおいて光が強度に散乱され観察者が白色を感知する小領域と、そこにおいて光が弱く散乱され観察者が色を感知しない大領域の間の切り変え可能な部分によって達成される。
【００３９】
領域を制御された液晶ディスプレイは米国特許第６，８５８，２６６号中に記載されている。このようなディスプレイにおける液晶および液晶領域安定化化合物を含む液晶組成物、ここにおいてこの液晶組成物とは、所定の光を強く散乱させる第１の複数のより小さな液晶領域における強度の散乱状態と、所定の光を弱く散乱させる第２の複数のより大きな液晶領域における弱い散乱状態の間を切り替え可能なものであるが、この液晶組成物は、液晶組成物のための空間を規定する液晶封じ込め構造中に収容される。液晶組成物の状態は、第１の電界を適用することにより変化し得、単一の液晶領域における不安定な状態を獲得し、次いで第１の電界を強い散乱を誘導するレベルへと変化して強度の散乱状態を獲得し、そして、第１の電界よりも弱いが強度の散乱状態を誘導するレベルよりも強い第２の電界を適用することにより、強度の散乱状態から弱い散乱状態へと変化し得る。
【００４０】
実施態様において、より小さな液晶領域と、より大きな液晶領域との両方における液晶は、ランダムに配向した、らせん軸を有する。実施態様において、液晶組成物であって、（ａ）液晶および（ｂ）双極性モノマーおよび非双極性モノマーを含むポリマー化液晶領域安定化化合物を含む液晶組成物が存在する。
【００４１】
液晶は、複数の液晶領域を形成することが可能な任意の液晶であることができる。実施態様において、液晶は、例えば、キラルネマチック（すなわち、コレステリック）液晶またはネマチック液晶であり得る。液晶は単一の化合物または２以上の異なる化合物の混合物であり得る。
【００４２】
正の誘電異方性を伴うネマチック液晶は、１つの多環芳香族環および、１つの炭化水素族からなる柔軟な部分から作られる中核部（ハードコア）からなることができる。実施態様において、ネマチック液晶は、２以上の単環芳香族および、所望により置換されていてもよい多様な長さのアルキル基から作られる柔軟な部分から作られる中核部からなることができる。ほとんどの場合、市販のネマチック液晶は、ネマチック分子の混合物である。
【００４３】
多くの好適なネマチック液晶は、アルキル−ビフェニルニトリルまたはアルキル−テルフェニルニトリル分子の混合物であり、市販されている。本明細書中に記載のアルキルは、例えば、直鎖および分岐鎖アルキルであり、また、鎖中に１〜約２０以上の炭素原子を有する。例としては、ＥＭ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．にて入手可能なネマチック液晶  ＢＬ混合物、ＢＬ００１（Ｅ７）、ＢＬ００２（Ｅ８）、ＢＬ０３３（ＢＬ００２の変形）およびＢＬ０８７、および５ＣＢ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈにて市販）が挙げられる。
【００４４】
コレステリック液晶は、赤外（ＩＲ）または近赤外（Ｎｅａｒ  ＩＲ）領域における例を反映するために選択されたらせんピッチを伴う正の誘電異方性を有し、本明細書中に記載の用途に対し好適である。コレステリック液晶は通常３つの主要なグループに分類することができる。第１の主要グループにおいて、コレステリック液晶は、所望のらせんピッチ長を生み出すために十分な量の、コレステリック液晶混合物とネマチック液晶の混合物であり得る。好適なコレステリック液晶混合物は、例えば、ＥＭ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．にて入手可能なＢＬ混合物（少数例として、ＢＬ０８８、ＢＬ９０、ＢＬ９４およびＢＬ１０８）を含む。
【００４５】
第２の主要なタイプにおいて、コレステリック液晶は、所望のピッチ長を生み出すために十分な量の、ネマチック液晶およびキラル物質の混合物であり得る。高性能キラル物質はＭｅｒｃｋにて入手可能であり、例えばＺＬＩ４５７１、ＺＬＩ４５７２（Ｒ１０１１）、Ｓ８１１およびＲ８１１がある。
【００４６】
第３の主要なタイプにおいて、コレステリック液晶は、ネマチック液晶単一化合物であり得、これはキラルでもある（従ってキラルネマチック液晶の名称を有する）。所望により、キラルネマチック液晶単一化合物は、キラルネマチック液晶混合物とともに、またはキラル非液晶物質とともに混合され、所望の値のらせんピッチを調整することができる。このような単一化合物キラルネマチック液晶の少数の例を以下に示す。
【化１】
2008112166.tif 000003
【００４７】
液晶領域安定化化合物は、（１）（適用された電界に沿って）より小さい液晶領域と、より大きい液晶領域との間の切り替えを誘導（あるいは許可）し、また、（２）電界がゼロとなった後も液晶領域のサイズを維持する任意の化合物を包含する。実施態様において、液晶領域安定化化合物は、本明細書中の例えば、式（１）〜（６）中に示されるような有機双極性化合物である。
【００４８】
式（１）〜（６）の液晶領域安定化化合物を使用することができる：
【化２】
2008112166.tif 000004
【化３】
2008112166.tif 000005
【００４９】
異なる部分が単結合を通じて図式のように結合されるとき、それらは一重、二重、または三重結合を有し得る。「小分子」液晶領域安定化化合物は、式（１）、（３）および（５）に相当する化合物により例示される。オリゴマー／ポリマーである「巨大分子」液晶領域安定化化合物は、式（２）、（４）および（６）に相当する化合物により例示される。
【００５０】
電子供与体部分（Ｄ１〜Ｄ６）は、電子を供与し得る任意の好適な原子または基であり、実施態様においてハメットの式に従うものは、負のハメット定数（σｐ）を有し得る。実施態様において、電子供与体部分（Ｄ１〜Ｄ６）は、その原子価の必要条件（例えば、窒素原子は３つの原子価を有する）を満たすために１以上の付加的な部分を必要とし得る原子である。実施態様において、電子供与体部分（Ｄ１〜Ｄ６）は、（ａ）Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｐ、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩからなる群から選択される原子であって、その原子の原子価が、液晶適合化部分（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｚｉｎｇ  ｍｏｉｅｔｙ）（Ｓ１〜Ｓ６）および／または共役架橋部分（ｃｏｎｊｕｇａｔｅｄ  ｂｒｉｄｇｉｎｇ  ｍｏｉｅｔｙ）（Ｃ１〜Ｃ６）との結合によって、および所望により、ポリマー化可能な部分（Ｚ２、Ｚ４、Ｚ６）との結合によって満たされるもの、（ｂ）液晶適合化部分（Ｓ１〜Ｓ６）および／または共役架橋部分（Ｃ１〜Ｃ６）、および所望により、ポリマー化可能部分（Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｂｌｅ  ｍｏｉｅｔｙ）（Ｚ２、Ｚ４、Ｚ６）と結合したＮ、Ｏ、Ｓ、およびＰからなる群から選択される原子であって、その原子が少なくとも１つのその他の部分とも結合してその原子の原子価を満たすもの、（ｃ）フェロセニル、（ｄ）アズレニル、および（ｅ）約５〜約３０原子を有する（炭素原子およびヘテロ原子の数を参照する）少なくとも１つの芳香複素環であって、ヘテロ原子が例えば酸素（例えばフラン、ベンゾフラン、ジベンゾフラン等）、硫黄（例えば１，４−ジチイン、ベンゾ−１，４−ジチイン、ジベンゾ−１，４−ジチイン、テトラチアフルバレン、チオフェン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン等）、または窒素（例えばピロール、インドール、カルバゾール、ピラゾール、イミダゾール等）、セレン（例えばセレノフェン、ベンゾセレノフェン、ジベンゾセレノフェン等）、およびテルル（例えばテルロフェン、ベンゾテルロフェン、ジベンゾテルロフェン等）からなる群から選択され得る。
【００５１】
電子供与体部分（Ｄ１〜Ｄ６）として選択された原子における原子価を満たすためのその他の部分または複数部分は、例えば、水素原子、または以下の（ａ）例えば１〜約２０炭素原子を有する直鎖アルキル鎖、（ｂ）例えば３〜約４０炭素原子を有する分岐鎖アルキル鎖、（ｃ）例えば３〜約３０炭素原子を有するシクロアルキル基、および（ｄ）アリル基、アリルアルキル基または例えば、ｐ−メチル−ベンジル、３−（ｐ−エチル−フェニル）−プロピルおよび５−（１−ナフチル）−ペンチル等の７〜約３０炭素原子を有するアルキルアリル基のような炭化水素基であることができる。
【００５２】
共役架橋部分（Ｃ１〜Ｃ６）は、それを通じて電子が電子供与体部分（Ｄ１〜Ｄ６）から電子受容体部分（Ａ１〜Ａ６）へと通過できる、任意の好適な基である。実施態様において、共役架橋部分（Ｃ１〜Ｃ６）は、例えば（以下記載する区分（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）の間に重複はない）、（ａ）−Ｃ6Ｈ4−、および−Ｃ6Ｈ4−Ｃ6Ｈ4−等の、例えば約６の炭素原子〜約４０の炭素原子を有する１、２またはそれ以上の芳香環等の少なくとも１つの芳香環、（ｂ）例えば約８の炭素原子〜約５０の炭素原子を有する、１以上のエテニルまたはエチニル結合を通じて共役した少なくとも１、２またはそれ以上の芳香環等の少なくとも１つの芳香環、および（ｃ）例えば約１０〜約５０の炭素原子を有する縮合芳香族環からなるπ電子共役架橋である。
【００５３】
液晶適合化部分（Ｓ１〜Ｓ６）は、液晶領域安定化化合物の液晶との混和性を増加させる任意の好適な基であり得る。液晶適合化部分（Ｓ１〜Ｓ６）は、１、２、３、またはそれ以上の基であることができ、それぞれの基は同じであるか、または互いに異なっていてもよい。液晶適合化部分（Ｓ１〜Ｓ６）は、例えば、以下の（ａ）例えば１〜約３０炭素原子を有する、置換されたまたは置換されていない炭化水素、（ｂ）例えば５〜約１５原子（炭素原子およびヘテロ原子の数を参照し、ヘテロ原子は例えばＮ、Ｏ、Ｓ、ＰおよびＳｅ）を有する複素環部分、（ｃ）例えば５〜約１５原子（炭素原子およびヘテロ原子の数を参照し、ヘテロ原子は例えばＮ、Ｏ、Ｓ、ＰおよびＳｅ）を有するヘテロ非環式部分であることができる。
【００５４】
ポリマー化可能な部分Ｚ２、Ｚ４およびＺ６は、ポリマー化されてオリゴマー／ポリマーを形成できる任意のモノマーであり得る。好適なモノマーには、アクリルまたはエテニル等のような、ポリマー化可能な二重結合（−ＣＨ＝ＣＨ2）または三重結合を有するものを含む。モノマー中の１以上の水素原子は、所望により、例えば以下の（ａ）１〜約１０炭素原子を有するアルキル鎖、（ｂ）アルコキシ等の置換されたアルキル鎖、ハロゲン化物（Ｆ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩ等のハロゲン化物）置換されたアルキル基、およびアミノ−アルキル基であって、アルキル部分が１〜約１０炭素原子を有するもの等と置き換えられ得る。ポリマー化可能な部分の例は、Ｈ2Ｃ＝ＣＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−（アクリル）、Ｈ2Ｃ＝Ｃ（ＣＨ3）−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−（メタクリル）、Ｈ2Ｃ＝Ｃ（Ｃ2Ｈ5）−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−（エタクリル）、−ＣＨ＝ＣＨ2（ビニル）および−Ｃ（ＣＨ3）＝ＣＨ2である。ポリマー化可能な部分Ｚｉ（ｉ＝２、４、６）は、Ｓｉ（ｉ＝２、４、６）、Ｄｉ（ｉ＝２、４、６）、Ｃｉ（ｉ＝２、４、６）、Ａｉ（ｉ＝２、４、６）またはＲ６へと結合され得る。
【００５５】
値ｅ’、ｅ’’およびｅ’’’はポリマー化の度合を表し、例えば１〜約１００またはそれ以上の範囲の数である。値ａ’、ａ’’、ｂ’、ｂ’’、ｃ’、ｃ’’は、例えば１〜３等の整数である。
【００５６】
電子受容体部分（Ａ１〜Ａ６）は、電子を受容可能な任意の好適な原子または基であることができる。実施態様において、電子受容体部分（Ａ１〜Ａ６）は電子求引性の機能的部分であり、ハメットの式に従って正のハメット定数（σｐ）を有する。電子受容体部分（Ａ１、Ａ２）は、例えば以下（ａ）アルデヒド（−ＣＯ−Ｈ）、（ｂ）ケトン（−ＣＯ−Ｒ）であって、Ｒが例えば１〜約２０炭素原子を有する直鎖アルキル基、例えば３〜約４０炭素原子を有する分岐アルキル基、例えば３〜約３０炭素原子を有するシクロアルキル基、ｐ−メチル−ベンジル、３−（ｐ−エチル−フェニル）−プロピルおよび５−（１−ナフチル）−ペンチル等の、例えば７〜約３０炭素原子を有するアリルアルキル基またはアルキルアリル基であり得るもの、（ｃ）エステル（−ＣＯＯＲ）であって、Ｒが例えば１〜約２０炭素原子を有する直鎖アルキル基、例えば３〜約４０炭素原子を有する分岐アルキル基、例えば３〜約３０炭素原子を有するシクロアルキル基、例えば７〜約３０炭素原子を有するアリルアルキル基またはアルキルアリル基であり得るもの、（ｄ）カルボン酸（−ＣＯＯＨ）、（ｅ）シアノ（ＣＮ）、（ｆ）ニトロ（ＮＯ2）、（ｇ）ニトロソ（Ｎ＝Ｏ）、（ｈ）硫黄をベースとする基（例えば−ＳＯ2−ＣＨ3；および−ＳＯ2−ＣＦ3）、（ｉ）フッ素原子、（ｊ）アルケン（−ＣＨ＝ＣＲ2または−ＣＨ＝ＣＨＲ）であって、各Ｒが独立して例えば１〜約２０炭素原子を有する直鎖アルキル基、例えば３〜約４０炭素原子を有する分岐アルキル基、例えば３〜約３０炭素原子を有するシクロアルキル基、例えば７〜約３０炭素原子を有するアリルアルキル基またはアルキルアリル基であり得るもの、および（ｋ）ホウ素原子であり得る。
【００５７】
電子受容体部分（Ａ３、Ａ４）は、例えば以下（ａ）カルボニル基（−ＣＯ−）、（ｂ）カルボキシル基（−ＣＯＯ−）、（ｃ）スルホン（−ＳＯ2−）、（ｄ）アルケン（−ＣＨ＝Ｃ（Ｒ）−）であって、各Ｒが例えば１〜約２０炭素原子を有する直鎖アルキル基、例えば３〜約４０炭素原子を有する分岐アルキル基、例えば３〜約３０炭素原子を有するシクロアルキル基、例えば７〜約３０炭素原子を有するアリルアルキル基またはアルキルアリル基であり得るもの、および（ｅ）イミン基（−Ｃ＝Ｎ−）であり得る。
【００５８】
電子受容体部分（Ａ５、Ａ６）は、例えば以下（ａ）アルデヒド（−ＣＯ−Ｈ）、（ｂ）ケトン（−ＣＯ−Ｒ）であって、Ｒが例えば１〜約２０炭素原子を有する直鎖アルキル基、例えば３〜約４０炭素原子を有する分岐アルキル基、例えば３〜約３０炭素原子を有するシクロアルキル基、例えば７〜約３０炭素原子を有するアリルアルキル基またはアルキルアリル基であり得るもの、（ｃ）エステル（−ＣＯＯＲ）であって、Ｒが例えば１〜約２０炭素原子を有する直鎖アルキル基、例えば３〜約４０炭素原子を有する分岐アルキル基、例えば３〜約３０炭素原子を有するシクロアルキル基、例えば７〜約３０炭素原子を有するアリルアルキル基またはアルキルアリル基であり得るもの、（ｄ）カルボン酸（−ＣＯＯＨ）、（ｅ）シアノ（ＣＮ）、（ｆ）ニトロ（ＮＯ2）、（ｇ）ニトロソ（Ｎ＝Ｏ）、（ｈ）硫黄をベースとする基（例えば−ＳＯ2−ＣＨ3；および−ＳＯ2−ＣＦ3）、（ｉ）フッ素原子、（ｊ）アルケン（−ＣＨ＝ＣＲ2または−ＣＨ＝ＣＨＲ）であって、各Ｒが独立して例えば１〜約２０炭素原子を有する直鎖アルキル基、例えば３〜約４０炭素原子を有する分岐アルキル基、例えば３〜約３０炭素原子を有するシクロアルキル基、例えば７〜約３０炭素原子を有するアリルアルキル基またはアルキルアリル基であり得るもの、および（ｋ）ホウ素原子であり得る。
【００５９】
スペーサ（ｓｐａｃｅｒ）部分（Ｒ５、Ｒ６）は、少なくとも２つの利用可能な価数を有することができる任意の原子または基であって、それは１つの面上の共役架橋部分（Ｃ５、Ｃ６）および他方の面上の液晶適合化部分（Ｓ５、Ｓ６）の両方との結合を形成することができ、例えば以下（ａ）直接結合（すなわち、スペーサ部分（Ｒ５、Ｒ６）が存在しない）、（ｂ）酸素原子、（ｃ）硫黄原子または−ＳＯ−、−ＳＯ2−等の硫黄基等の硫黄含有部分、（ｄ）式−（Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2）n−Ｏ−を有するグリコールエーテル単位であって、ｎが１〜約５の整数であるもの、（ｅ）窒素原子または−Ｎ（Ｒ）−タイプの窒素含有部分であって、Ｒは例えば、水素、例えば１〜約２０炭素原子を有する直鎖アルキル基、例えば３〜約４０炭素原子を有する分岐アルキル基、例えば３〜約３０炭素原子を有するシクロアルキル基、例えば７〜約３０炭素原子を有するアリルアルキル基またはアルキルアリル基であり得る。
【００６０】
（１）〜（６）の各式の具体的な化合物の例、およびその化合物の製造方法の例は、米国特許第６，８５８，２６６号中に見ることができる。
【００６１】
液晶組成物は、例えば選択されるらせんピッチの液晶を、１つの、またはそれ以上の付加的成分（例えば分散剤および非双極性コモノマー等）と共に液晶領域安定化化合物と混合することにより調製される。液晶組成物は振盪および／または攪拌により均一化することができる。
【００６２】
ひとつの分散剤または２以上の異なる分散剤の混合物が、所望により液晶組成物中に含まれてもよい。分散剤（ひとつまたは複数）は、液晶組成物の重量に基づき、重量で約０．１重量％〜約２０重量％、または約１重量％〜約１０重量％の範囲の量で存在し得る。
【００６３】
巨大分子の液晶領域安定化化合物（例えば式（２）、（４）、および（６）の化合物）のモノマーは、本明細書中で双極性モノマーとして記載される。この双極性モノマーの構造を説明するために、式（２）の化合物中の双極性モノマーはＳ２、Ｄ２、Ｃ２、Ａ２、およびｅ’が１である場合のＺ２に対応する。
【００６４】
ひとつ、ふたつ、またはそれ以上の異なるタイプの双極性モノマーを、巨大分子の液晶領域安定化化合物のそれぞれを合成するために使用できる。実施態様において、双極性モノマー（単数または複数）は、巨大分子の液晶領域安定化化合物のそれぞれを合成するために任意の非双極性モノマーと共にポリマー化されてもよい。双極性モノマーおよび任意の非双極性モノマーは、任意の好適な等しい比率または等しくない比率（重量またはモル数において）で用いることができる。非双極性モノマーとは、本明細書中で非双極性のコモノマーとして記載され得る。コモノマーとは、ひとつ、ふたつ、またはそれ以上の異なるタイプの非双極性モノマーを、ひとつ、ふたつ、またはそれ以上の異なるタイプの双極性モノマーと共に使用する実施態様を含む。
【００６５】
非双極性モノマーは、電子供与体部分と電子受容体部分のいずれをも含まず、それは電子供与体部分および電子受容体部分を含む式（１）〜（６）の液晶領域安定化化合物の例とは対照的である。非双極性モノマーは、双極性モノマーおよび開始剤の液晶組成物への溶解性を向上させる任意の好適な化合物であり得る。非双極性モノマーは液状状態で存在することができ、１以上のポリマー化可能な官能基を含む。それは双極性モノマーの量に対して約１０重量％〜約３００重量％の量で添加され、または約１０重量％〜約５０重量％添加される。実施態様において、ひとつ、ふたつ、またはそれ以上の非双極性のモノマーを使用することができる。実施態様において、得られる液晶領域安定化化合物は、双極性構造単位および非双極性構造単位を含むランダムなコポリマー（２、３またはそれ以上のモノマー）であり得る。
【００６６】
非双極性モノマーは、コアに結合した１以上（６まで）のポリマー化可能な官能基を含むモノマーであることができる。ポリマー化可能な基は、アクリレート、メタクリレート、またはエタクリレートの、ポリマー化可能な官能基であり得る。モノマーのコアは、例えば１〜約６０の炭素原子を有する炭化水素のモノ−、またはポリラジカル（６つまでのラジカル）であることができ、ここにおける炭化水素は、例えば１〜約６０の炭素原子を有する直鎖アルキル基；例えば３〜約５０の炭素原子を有する分岐アルキル基；例えば３〜約３０の炭素原子を有するシクロアルキル基；例えば７〜約６０の炭素原子を有するアリルアルキル基またはアルキルアリル基であり得る。
【００６７】
利用する各種成分の量に関しては、以下の例示的な比率が与えられる。（ａ）液晶組成物の重量に基づく約８０重量％〜約９８重量％の液晶、（ｂ）液晶組成物の重量に基づく約２重量％〜約２０重量％の液晶領域安定化化合物、（ｃ）液晶組成物の重量に基づく約０．２重量％〜約３重量％の開始剤、（ｄ）液晶化合物の重量に基づく約０．５重量％〜約５重量％の分散剤、（ｅ）液晶組成物の重量に基づく約１重量％〜約３重量％の非双極性コモノマー。
【００６８】
液晶領域の存在状態をここで論じることとする。強いおよび弱い散乱状態において、液晶のらせん軸は、全て完璧に互いに平行に方向付けられてはいない。実際、実施態様において、液晶のらせん軸は、程度の差はあるがランダムに方向づけられている。領域の境界は、らせん軸の方向が変化する場所において現れる。このポリ領域の状態はフォーカルコニック（ｆｏｃａｌ−ｃｏｎｉｃ）状態として知られる。
【００６９】
実施態様において、より小さな液晶領域は、例えば約０．５〜約１０マイクロメートルの範囲の領域サイズを有し、または例えば約５〜約１０マイクロメートルの任意のそのサブセットを有する。実施態様において、より大きな液晶領域は、例えば以下の範囲の領域サイズを有する。（ａ）例えば約１０〜約４０マイクロメートルの範囲の長さ、または例えば約２５〜約３０マイクロメートルの任意のそのサブセット、および（ｂ）例えば約５〜約２０マイクロメートルの幅、または例えば約５〜約１０マイクロメートルの任意のそのサブセット。
【００７０】
強い散乱状態とは、所定のひとつまたは複数の光波長における、０％〜約２０％の透過率、特に０％〜約１０％の透過率をいい、また、弱い散乱状態とは、所定のひとつまたは複数の光波長における、約８０％〜１００％の透過率、特に約９０％〜１００％の透過率をいう。
【００７１】
弱い散乱状態および強い散乱状態が互いに切り替え可能であると記述される場合、このことは以下の実施態様を包含する。（ａ）弱い散乱状態が、通常毎回同じ液晶領域サイズ範囲を有する場合に、弱い散乱状態への切り替えが存在し、強い散乱状態が、通常毎回同じ液晶領域サイズ範囲を有する場合に、強い散乱状態への切り替えが存在すること（この実施態様は、複数の弱い散乱状態のそれぞれを作り出すために用いられる手段を変えることなく用いることにより、および、複数の強い散乱状態のそれぞれを作り出すために用いられる手段を変えることなく用いることにより、達成することができる）、（ｂ）強い散乱状態と弱い散乱状態との間の切り替えが繰り返される場合、複数の弱い散乱状態における液晶領域のサイズ範囲が変化し得ること（この実施態様は、例えば複数の弱い散乱状態の中で異なる電界強度を使用することにより達成することができる）、および（ｃ）強い散乱状態と弱い散乱状態との間の切り替えが繰り返される場合、複数の強い散乱状態における液晶領域のサイズ範囲が変化し得ること（この実施態様は、例えば複数の強い散乱状態の中で異なる電界強度を使用することにより達成することができる）を包含する。
【００７２】
領域を制御された液晶部分は、液晶組成物に関する空間を規定する液晶収容構造を含む。その空間は、例えば約５マイクロメートル〜約５０マイクロメートルの範囲の厚さを有する。実施態様において、所定の光が、直角または任意のその他の適切な角度でこの空間（および液晶組成物）に入る。
【００７３】
所定の光が液晶組成物へと到達できるように、構造は実質的に透明であることができる。構造を記述するために使用されるとき、実質的に透明なという語句には１以上の実質的に透明な部分および／または１以上の開口部を包含する。
【００７４】
実施態様において、ディスプレイデバイスはまた、例えば、領域を制御された液晶部分の観察面または電気泳動ディスプレイ部分の観察面下部に配置され、着色された（すなわち、白色でない）表面を含むことができ、液晶組成物がこの構造における実質的に透明な部分と着色された表面の間に配置され得るときに、弱い散乱状態における液晶組成物を通過する所定の光の一部を吸収することができる。着色された表面による光の吸収の程度は、この構造における実質的に透明な部分、および着色された表面における液晶組成物を通じて観察するときに観察者が所定の色（黒色、灰色、赤色、緑色、または任意のその他の所望の色）を目にするような程度であることができる。
【００７５】
実施態様において、液晶収容構造は２枚の平らな基板または区分からなり、それらはそれらの両部の周辺をシールされており、液晶組成物のための空間を規定するスペーサにより分離されている。区分は透明であり、例えばガラスまたはプラスチック素材から作製することができる。透明区分の内部側面は導電性の電極層で覆われ、それは必要とされる電極を構成し、デバイスを異なる状態へと切り替えるための異なる電界を適用する。
【００７６】
本明細書中で使用するとき、透明な状態とは、より大きい液晶領域からなる弱い散乱状態をいう。この状態において、領域を制御された液晶部分は実質的に無色に見え、また実質的に透明または透けて見える。
【００７７】
光源（本デバイスの外部または本デバイス内へ組み込まれる）は、電気泳動ディスプレイ部分および領域を制御された液晶部分に対する光の供給を含む、ディスプレイデバイスへと供給される所定の光を生じることができる。ディスプレイデバイス、光デジタル保存デバイス、光スイッチングデバイス、または何らかのその他の光通信用デバイスに関し有用な波長等の、任意の好適なひとつまたは複数の光波長を利用することができる。好適なひとつまたは複数の波長は、約３８０ｎｍ〜約２０００ｎｍなどのスペクトルにおける任意の部分であり得る。光源は、例えば、レーザー、電球または日光であってもよい。光スイッチングデバイスに関して、所定の光とは、光スイッチングデバイスによりオンまたはオフにされる光の波長をいう。本デバイスがディスプレイとして使用する場合、所定の光とは周辺可視光であり得る。
【００７８】
電界発生装置（本デバイスの外部または本デバイス内へ組み込まれる）は、電気泳動ディスプレイ部分および領域を制御された液晶部分の両方において所望の電界を生じる。電界発生装置は単一のデバイスまたは２以上のデバイスであることができ、所望の電界を生じさせることができる。電界発生装置は、例えば０Ｖ／μｍ〜約１０Ｖ／μｍ、特に約１Ｖ／μｍ〜約１０Ｖ／μｍの範囲の電界、０Ｖ〜約２５０Ｖ、特に約２０Ｖ〜約１２０Ｖの範囲の電圧を生じ得る。
【００７９】
初期状態（液晶組成物に対し任意の電界を適用する前）または弱い散乱状態のいずれかから強い散乱状態へと変化させるために、電界発生装置は、例えば、十分な強度を有する第１の電界を発生させ、単一の液晶領域（すなわち、別の液晶領域が視覚的に観察されない）を有する不安定な状態を形成する。第１の電界は、例えば約２Ｖ／μｍ〜約１０Ｖ／μｍ、特に、約３Ｖ／μｍ〜約７Ｖ／μｍの範囲の値であり得る。この第１の電界は、例えば約１ｍｓｅｃ〜約１ｓｅｃ、特に約１０ｍｓｅｃ〜約１００ｍｓｅｃの間の時間適用される。第１の電界は次いで強い散乱状態を引き起こすレベルまで減少されて、強い散乱状態が得られる。液晶領域は、強い散乱状態を引き起こすレベルにおいて、自発的に強い散乱状態となる。この強い散乱状態を引き起こすレベルとは、例えば第１の電界の０％〜約３０％、特に第１の電界における０〜約１０％の範囲の電界に相当する。
【００８０】
初期状態または強い散乱状態のいずれかから、弱い散乱状態へと変化させるために、電界発生装置は、例えば、第１の電界よりも弱いが強い散乱状態を引き起こすレベルよりも強い第２の電界を発生させる。第２の電界は、強い散乱状態を引き起こすレベルよりも強く、例えば、第１の電界と強い散乱状態を引き起こすレベルとの間の差における約３０％〜約７０％、特に約４０％〜約６０％の範囲の値だけ大きい。
【００８１】
図２はディスプレイデバイス１００における領域を制御された液晶部分を示し、ここにおいて液晶組成物は、この部分が強度の光散乱状態であって観察者が白色を感知する小領域１１５と、この部分が弱い光散乱状態であって実質的に無色透明であるように見える大領域１２０の間で切り替わる。この部分を頂部および底部導電基板１３０、１４０をそれぞれ含むように示す。また、黒色のバックグラウンド表面１５０も、この示される部分に含まれる。透明な弱い散乱状態である小領域の状態において、観察者はバックグラウンド表面の色由来の色である黒色を感知するであろう。
【００８２】
＜ディスプレイデバイス＞
本明細書中に記載のディスプレイデバイスは、積層構造中に電気泳動ディスプレイ部分または層および領域を制御された液晶部分または層の各々のうち少なくともひとつを含み、それらの部分の一方が、それらの部分における他方の上に存在する。
【００８３】
デバイスにおいて、部分または層の各々は、２つの部分の間にフィルムまたは基板等の付加的な層を含むことによって分離され得る。この層は所望により電気的に絶縁されることにより、他方から分離された各部分の制御を妨害し得るいかなる電気的シグナルをも導かないようにすることができる。この層はまた、望ましくは実質的に透明で無色である。層としては、任意の好適な材料を使用することができ、例えば、ガラス、プラスチック、およびその他のものが含まれ、従って、上述の電気泳動ディスプレイ部分の基板素材として記載された任意の材料であることができる。
【００８４】
デバイスにおいて、このデバイスの各部分はその他の部分から分離して制御される。従って、電気泳動ディスプレイ部分はその部分に適用される電界によって制御され、一方、電気泳動ディスプレイ部分と関連した（すなわち、上または下に重ねられた）領域を制御された液晶部分は、別個に適用された電界によって制御される。
【００８５】
実施態様において、領域を制御された液晶層は、白色の状態および透明な状態の間で切り替わる。電気泳動ディスプレイ層は、３つの状態：色１、色２および透明な状態の間で切り替わり、このことは電気泳動ディスプレイ層における電極の設計（頂部面／底部面／側面）を用いて達成され、そこにおいて粒子が横方向に移動することにより透明な状態が作り出される。全体として、このシステムは複数の色およびグレーレベルを示すことができる。
【実施例１】
【００８６】
本ディスプレイデバイスのさらなる記述を、図３〜５を参照して行う。図３において、ディスプレイデバイス２００は、電気泳動ディスプレイ層２１０を、領域を制御された液晶層２２０上に有する。この場合、電気泳動ディスプレイ層は赤色粒子のセットと緑色粒子のセットを含み、それぞれは逆の電荷を帯びている。従って観察者は、本デバイスの電気泳動ディスプレイ層側面から本デバイスを観察する。実質的に透明な基板２３０は、電気泳動ディスプレイ層と領域を制御された液晶層とを分離する。着色されたバックグラウンド表面または基板２４０は、ディスプレイデバイスの背部表面に含まれ、この場合は青色のバックグラウンドである。
【００８７】
図３のディスプレイデバイスは、フルカラーイメージを以下のように表示することができる。（例えば、赤色粒子が負の荷電を帯びている場合に頂部導電基板または電極を横切って正の荷電を適用することにより、）電気泳動層における赤色粒子が電界によって頂部へと移動されるとき、観察者はデバイスのこの位置に赤色を感知する。一方、（例えば、緑色粒子が正の荷電を帯びている場合に頂部導電基板または電極を横切って負の荷電を適用することにより、）電気泳動層における緑色粒子が電界によって頂部へと移動されるとき、観察者はデバイスのこの位置に緑色を感知する。電気泳動層における緑色および赤色粒子がこの層のそれぞれの側面へと移動され、領域を制御された液晶層が白色の、強い散乱状態にあるとき、その結果、観察者はデバイスのこの位置に白色を感知する。最終的に、電気泳動層における緑色および赤色粒子が、例えば図４に示すように、この層のそれぞれの側面へと移動され、領域を制御された液晶層が実質的に透明な、弱い散乱状態にあるとき、その結果、観察者はデバイスのこの位置に青色を感知する（すなわち、バックグラウンド表面の色）。
【００８８】
図５において、ディスプレイデバイス２００は、領域を制御された液晶層２２０を電気泳動ディスプレイ層２１０の上に有する。この場合、電気泳動ディスプレイ層は、赤色粒子のセットおよび緑色粒子のセットを含み、それぞれは逆の電荷を帯びている。従って、観察者は、デバイスにおける領域を制御された液晶層面からデバイスを観察する。実質的に透明な基板２３０は、電気泳動ディスプレイ層と領域を制御された液晶層とを分離する。着色されたバックグラウンド表面または基板２４０はディスプレイデバイスの背面表面に含まれ、この場合青色のバックグラウンドである。
【００８９】
図５のディスプレイデバイスはフルカラーイメージを以下のように表示することができる。領域を制御された液晶層が、実質的に透明な弱い散乱状態にあり、（例えば、赤色粒子が負の荷電を帯びている場合に頂部導電基板または電極を横切って正の荷電を適用することにより）電気泳動層における赤色粒子が電界によって頂部へと移動されるとき、観察者はデバイスのこの位置に赤色を感知する。領域を制御された液晶層が、実質的に透明な弱い散乱状態にあり、（例えば、緑色粒子が正の荷電を帯びている場合に頂部導電基板または電極を横切って負の荷電を適用することにより、）電気泳動層における緑色粒子が電界によって頂部へと移動されるとき、観察者はデバイスのこの位置に緑色を感知する。領域を制御された液晶層が白色の強い散乱状態にあるとき、その結果観察者はデバイスのこの位置に白色を感知する。最終的に、領域を制御された液晶層が  実質的に透明な弱い散乱状態にあり、電気泳動層における緑色および赤色粒子がこの層のそれぞれの側面へと移動されるとき、観察者はデバイスのこの位置に青色を感知する（すなわち、バックグラウンド表面の色）。
【００９０】
実施態様において、例えば１つまたは両方の電気泳動粒子が半透明である場合に、ディスプレイデバイスを用いて色の組み合わせを得ることができる。この場合、全３色がディスプレイ頂部から見える場合には黒色を得ることもできる。例えば、減ずるべき色の色素（シアン、マゼンタ、およびイエロー）が、着色されたバックグラウンドおよび２つの粒子タイプに使用される場合、着色されたバックグラウンドの頂部に半透明な電気泳動粒子をオーバーラップさせることにより、プロセスブラックカラーが作り出されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本ディスプレイデバイスの電気泳動ディスプレイ部分の構造例を示す図である。
【図２】本ディスプレイデバイスにおける領域を制御された液晶部分の構造例、およびその状態の切り替えを示す図である。
【図３】電気泳動ディスプレイ層が領域を制御された液晶層の上に配置されるディスプレイデバイスの例を示す図である。
【図４】電気泳動ディスプレイ層が領域を制御された液晶層の上に配置されるディスプレイデバイスの例を示す図である。
【図５】領域を制御された液晶層が電気泳動ディスプレイ層の上に配置されるディスプレイデバイスの例を示す図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０  シングルリザーバ、２０  観察面基板、３０  背面電極、６０  ディスプレイ媒体、７０  赤色の粒子のセット、８０  緑色の粒子のセット、１００  ディスプレイデバイス、１１５  小領域、１２０  大領域、１３０  頂部導電基板、１４０  底部導電基板、１５０  バックグラウンド表面、２００  ディスプレイデバイス、２１０  電気泳動ディスプレイ層、２２０  領域を制御された液晶層、２３０  実質的に透明な基板、２４０  着色されたバックグラウンド表面または基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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