(57)【要約】液晶デバイス（２）は、透明な前方プレート（６）と後方プレート（８）の間に配置されたコレステリック液晶材料（４）を備えている。コレステリック液晶材料（４）は、第１の方向（２２）に印加される電界に応じて、透明状態と反射状態との間で切り換え可能である。反射状態では、材料（４）は、電界が印加されないときに第１波長により特徴付けられる光を反射する。電極（２４，２６）は、反射状態のコレステリック液晶材料（４）に第１の方向（２２）とは異なる第２の方向（２５）に電界を印加するために提供される。このように、コレステリック液晶材料（４）は、材料に第１波長とは異なる第２波長により特徴付けられる光を反射させるために変更される。表示装置（２）は、ピクセルが広範囲の色を実現できるように製造され、これによりディスプレイのための多色画像を達成することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶デバイスであって、
透明な前方プレート；
前記透明な前方プレートから離間した後方プレート；
前記透明な前方プレートと前記後方プレートの間にあるコレステリック液晶材料であって、印加電界がない状態では第１波長により特徴付けられる前記前方プレートを通る光を反射する反射状態を有するコレステリック液晶材料；および
前記コレステリック液晶材料に前記第１波長と異なる第２波長により特徴付けられる光を反射させるために、前記反射状態の前記コレステリック液晶材料に電界を印加する手段；を備えた液晶デバイス。
【請求項２】
前記反射状態のコレステリック液晶材料が、第１の方向のらせん軸を有するらせん配置の分子を有し、前記手段は第１の方向とは非平行な第２の方向に電界を印加するように適合されている、請求項１に記載のコレステリック液晶デバイス。
【請求項３】
前記反射状態のコレステリック液晶材料が、印加電界がない状態の第１のピッチにより特徴付けられ、前記手段は第１のピッチと異なる第２のピッチを生じるのに有効な電界を印加するように適合されている、請求項２に記載のコレステリック液晶デバイス。
【請求項４】
液晶表示デバイスであって、
透明な前方プレート；
前記前方プレートから離間した後方プレート；
前記透明な前方プレートと前記後方プレートの間にあり、第１の方向に沿って印加される印加電界に応じて透明状態と反射状態の間で切り換え可能なコレステリック液晶材料を有するコレステリック液晶層であって、前記反射状態の前記コレステリック液晶材料は前記透明な前方プレートを通る第１波長により特徴付けられる光を反射するのに有効である、コレステリック液晶層；および
前記反射状態の前記コレステリック液晶材料に前記第１波長と異なる第２波長により特徴付けられる光を反射させるために、前記コレステリック液晶材料に第１の方向とは異なる第２の方向に電界を印加する手段；を備えた液晶表示デバイス。
【請求項５】
第２の方向が第１の方向に垂直である、請求項４に記載の液晶表示デバイス。
【請求項６】
第１の方向が透明な前方プレートに垂直である、請求項４に記載の液晶表示デバイス。
【請求項７】
第１波長が青色を有する光に一致する、請求項４に記載の液晶表示デバイス。
【請求項８】
液晶ディスプレイであって、
透明な前方プレート；
前記透明な前方プレートから離間した後方プレート；
前記透明な前方プレートと前記後方プレートの間にあり、ある領域を有するコレステリック液晶層であって、透明状態と前記前方プレートを通る第１の波長を有する光を反射する反射状態との間で切り換えな前記コレステリック液晶材料を有するコレステリック液晶層；
透明状態と反射状態の間で前記コレステリック液晶材料を切り換える第１の電界を印加するための、前記領域で前記コレステリック液晶材料層に隣接する第１の電極；および
前記液晶材料に前記領域で前記第１波長と異なる第２波長の光を反射させる第２の電界を印加するための、前記領域の周囲で前記コレステリック液晶材料に隣接配置された第２の電極；を備えた液晶ディスプレイ。
【請求項９】
前記第１の対の電極が、透明な前方プレートに垂直な第１の方向に沿って第１の電界を印加し、第２の対の電極が、第１の方向に垂直な第２の方向に沿って第２の電界を印加する、請求項８に記載のコレステリック液晶ディスプレイ。
【請求項１０】
コレステリック液晶材料が、第２の印加電界がない状態で反射状態の青色光を反射する、請求項８に記載のコレステリック液晶ディスプレイ。
【請求項１１】
約５〜５００ボルトの間の電圧を第２の電極の両側に印加することにより第２の電界が得られる、請求項８に記載のコレステリック液晶ディスプレイ。
【請求項１２】
コレステリック液晶表示デバイスであって、
透明な前方プレート、
前記前方プレートから離間した後方プレート、
透明な前方プレートと後方プレートの間にあり、複数のピクセルを含む層であって、各ピクセルが第１のサブピクセルと第１のサブピクセルに隣接する第２のサブピクセルとを有し、前記層は透明状態と反射状態の間で切り換え可能なコレステリック液晶材料から構成され、前記反射状態の前記コレステリック液晶材料は印加電界がない状態で第１波長の光を反射する層、
前記第１のサブピクセルにある前記コレステリック液晶材料を透明状態と反射状態の間で切り換えるべく第１の方向に第１の電界を印加するための、前記第１のサブピクセルにおける第１の電極、
第１のサブピクセルにある前記コレステリック液晶材料に第１波長とは異なる第２波長の光を反射させるために、第１の方向とは異なる第２の方向に第１のサブ画像で第２の電界を印加する手段、および
第１のサブピクセルから独立した前記第２のサブピクセルにある前記コレステリック液晶材料を切り換えるよう、前記透明状態と前記反射状態の間で前記コレステリック液晶を切り換えるための、前記第２のサブピクセルにおける電極、を備えたコレステリック液晶表示デバイス。
【請求項１３】
第１のサブピクセルで第２の電界を印加する前記手段が、第１の電界を印加する電極とは異なる１対の電極を含む、請求項１２に記載のコレステリック液晶表示デバイス。
【請求項１４】
前記第２のサブピクセルが第１の色の光を反射し、前記第１のサブピクセルが第１の色とは異なる第２の色の光を反射し、第１のサブピクセルと第２のサブピクセルからの光は、ピクセルからの光が第３の色であると知覚されるように組み合わされる、請求項１２に記載のコレステリック液晶表示デバイス。
【請求項１５】
コレステリック液晶材料を有するコレステリック液晶デバイスを操作する方法であって、
透明状態と反射状態の間でコレステリック液晶材料を切り換えるために、コレステリック液晶材料に第１の方向の第１の電界を印加するステップであって、前記反射状態のコレステリック液晶材料は、印加電界がない状態では第１波長により特徴付けられる光を反射するステップと、
前記コレステリック液晶材料に第１波長とは異なる第２波長により特徴付けられる光を反射させるために、前記反射状態のコレステリック液晶材料に第２方向の第２の電界を印加するステップと、から成る方法。
【請求項１６】
約５〜５００ボルト間の電圧を第２の電極の両側に印加することにより第２の電界が得られる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
第１波長が青色に一致し、第２波長は、緑色または赤色の範囲の色に一致させるべく第１波長より大きい、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明はコレステリック液晶デバイスに関する。より詳細には、本発明は、印加電界により反射光の波長が変更される反射状態を有するコレステリック液晶材料を備えたコレステリック液晶デバイスと、反射光の波長変更のためのそのようなデバイスの操作方法とに関する。
【０００２】
（発明の背景技術）
一般的なコレステリック液晶表示デバイスは、透明な前方プレートと後方プレートとの間に配置されたコレステリック液晶材料の層を備えている。透明な導電性薄膜から形成された電極が両プレートの内表面に適用される。前方プレートに垂直な電極間に印加される電界（Ｖ⊥）に応じて、コレステリック液晶材料は、透明状態と反射状態の間で切り替わる。反射状態では、コレステリック材料は前方プレートを通る光を遮断し、前方プレートを通じて光を戻すように反射する。通常のディスプレイは、複数のピクセル（画素）を備え、各ピクセルは他の領域から独立したある別個の領域を切り換える電極を有するコレステリック液晶層の別個の領域に各々対応する。反射状態では、該領域は、ディスプレイのための画像を作成するために、周囲のピクセルからの光と協力する明るいピクセルを形成する。
【０００３】
好ましいタイプのコレステリック液晶材料は、キラル添加物とネマチックホストから構成される。ネマチック分子は長手方向の分子軸に沿って長く延びる。キラル添加物がある状態では、分子は反射状態ではらせん配置を形成し、分子軸はらせん軸に垂直であり、らせん軸は前方プレートに垂直である。らせん配置は、反射光の波長（λ）に直接関係するピッチにより特徴付けられる。対照的に、分子が整列していない時には、これは散在状態と呼ばれるが、材料は透明になる。らせん軸に沿った電界の印加は、分子を散乱するか分子を整列させるかにより透明状態と反射状態の間でコレステリック液晶を切り換えるのに有効である。一旦切り換えられると、電界が除去された後でも、適切な電界が材料を再び切り換えるために印加されるまで、コレステリック材料はその状態を保つ。
【０００４】
反射光の波長は、らせん配置をしたコレステリック分子のピッチにより決定される。ピッチは、ネマチック分子に対するキラル添加物の割合により決定される。キラル添加物の濃度が異なると、ピッチ長さが異なる。共通する材料に関しては、添加物が少量であると赤色に対応するより長い波長を有する反射光が生じるが、添加物の緑色か青色にシフトするより短い波長を有する光を反射するには添加物の濃度がより高いことが有効である。
【０００５】
したがって、従来のコレステリックディスプレイの１つの欠点は、一旦材料が構成されると、材料が所定の波長（すなわち単一色）の光の反射に制限されることである。多色ディスプレイを得るためには、２つ以上のコレステリック液晶材料が必要とされる。例えば赤色、緑色、青色のコレステリック液晶材料の層を積み重ねて、異なる色を生成するためにそれらを選択的に反射状態と透明状態の間で切り換えることが可能である。しかしながら、そのような積み重ね（スタック）は、厚みがあり、重く、製造に費用がかかることが多い。またそのようなスタックは一般に、各色の層の切り換えを制御する別々のドライバを必要とする。
【０００６】
従って、多色ディスプレイを形成するために液晶材料の単層を利用し、薄くて比較的安価なデバイスとして容易に製造可能なコレステリック液晶デバイスに対する要求が長い間存在している。
【０００７】
（発明の詳細な説明）
本発明によれば、コレステリック液晶デバイスは、印加電界がない状態では第１波長により特徴付けられる光を反射する反射状態を有するコレステリック液晶材料と、コレステリック液晶材料に第１波長とは異なる第２波長により特徴付けられる光を反射させるために電界を印加する手段とを備えている。好ましい実施形態では、本発明は、観察者によって見ることができる表示を作成するように協力する複数のピクセルを備えた表示装置を提供する。各ピクセルでは第１の方向の電界に応じてコレステリック液晶材料を透明状態と反射状態の間で切り換え可能である。本発明による印加電界がない状態では、反射状態のコレステリック液晶材料は、ディスプレイのための第１の色に一致する第１波長により特徴付けられる光を反射する。本発明によれば、反射状態のコレステリック液晶材料に、第１の方向とは異なる第２の方向に電界が印加される。このように、コレステリック液晶材料は、第１波長とは異なる、第１の色と異なる第２の色に対応する第２波長により特徴付けられる光を材料に反射させるように、変更される。従って、ピクセルの色は、コレステリック材料の反射率を切り換えるために、第１の方向に平行ではない、好ましくは第１の方向に概ね垂直な、電界の印加により選択される。
【０００８】
それゆえ本発明は、多色ディスプレイ画像を生成するための色が変わるピクセルを提供する。本発明の１態様では、サブピクセルからの光が組み合わさってピクセルの色を生成するように、表示装置の各ピクセルがサブピクセルから形成される。コレステリック液晶材料は各サブピクセルにおいて、透明状態と反射状態の間で独立して切り換えることができる。さらに、少なくとも１つのサブピクセルは、反射光の波長を変更する電界を印加する手段を備えている。サブピクセルでコレステリック材料を選択的に切り換えて１つのサブピクセルの色を変えることにより、ピクセルに対して広範な色を得ることができ、そのため十分なカラーディスプレイが達成される。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態によれば、図１は、方向３に見た時のディスプレイを作成するための電気的に調節できるカラーコレステリック液晶表示デバイス２を示す。ディスプレイは所望の画像を生成するよう選択された種々の反射率と色を有する複数のピクセルより形成されている。１つのピクセルに対応するデバイス２の一部のみを図１に示しているが、デバイス２は類似のデザインの多数のピクセルから形成することができ、各ピクセルは別々に切り換えることができ、色は所望の画像を生成すべく調節することができる。デバイス２は、コレステリック液晶材料の１つの層４を備えている。ピクセルの反射率と色は、領域５でのコレステリック材料の性質により決定される。本発明によれば、領域５でのコレステリック材料は、暗いピクセルや明るいピクセルを作成するために透明状態と反射状態間で切り換えられるだけでなく、反射光の波長が印加電界に応じて変更され、それにより所望の色を得るようにも適合される。また重要なことには、領域５での材料の反射率と色は、周囲の材料からは独立して変更することができ、そのため所望の表示画像のために必要なものとして各ピクセルからの光を選択することが可能である。
【００１０】
表示装置２は層４の周囲に透明な前方プレート６と、後方プレート８とを備える。プレート６は、デバイスに光を入れるために、ガラスか透明ポリマー材料のような透明材料から適切に形成される。光はピクセルの所望の条件を作成するために反射または吸収される。後方プレート８は通常は前方プレート６と類似であるが、前方プレートと組み合わさってデバイスに所望の強度と剛性を提供するように、任意の材料から適切に形成され得る。この実施形態では、後方層８は透明であり、デバイス２を通過して伝えられた光を吸収する外部の不透明層１０を有する。このように、コレステリック液晶材料が透明状態である場合、前方プレート６を通ってデバイスに入る光は領域５を通過して伝えられ、ディスプレイのための暗色または黒色のピクセルを作成するためにコーティングにより吸収される。層１０はコーティングまたは接着剤で貼り付けた薄膜として、後方層８の外表面１２上に好ましくは施される。代わりに、後方プレート８が、追加層１０の必要なしでデバイス２を通過して伝えられた光を吸収すべく、それ自体不透明であってもよい。
【００１１】
コレステリック液晶材料は、前方プレートに概ね垂直で、見る方向３に平行な、第１の方向２２に印加された電界Ｅｔに応じて、透明状態と反射状態の間で切り換え可能である。この目的のために、デバイス２は、前方プレート６と後方プレート８の内表面１８，２０にそれぞれ配置された１対の第１の電極１４，１６を備える。電極１４，１６は、インジウム−スズ酸化物、アンチモン−スズ酸化物、または透明性を維持するのに十分に薄いが導電を促進するのに十分な厚さで施された他の材料のような、導電性の透明材料の薄膜から好ましくは形成される。薄膜は表面上にコーティングされ、所望の電極を形成するためにパターン化される。その後、透明ポリマーのコーティング１５，１７が電極１４，１６上に施される。コーティング１５，１７は、当該技術分野においてよく知られているように、前方プレートを通る光を反射するのに有効な平面的整列に反射状態のコレステリック液晶分子を配向させるための摩擦内表面１６，１８を有する。図１に示した実施形態では前方プレート表面１８上の薄膜が個別の電極１４を形成するためにパターン化されるが、代わりに、電極１４は隣接ピクセルを含む表面１８をカバーする非パターン化層から形成されてもよい。この場合には、層は領域５を切り換えるための制限された電界の印加の際に、パターン化された電極１８と協力する。電極１４，１６は電位差をそれらの間に確立し、それにより透明状態と反射状態間でコレステリック材料を切り換えるのに十分な領域５における電界を形成するために、外部電源（図示しない）に接続されるよう適合される。
【００１２】
コレステリック液晶材料の層４は、前方プレート６と後方プレート８の間の隙間に配置される。コレステリック液晶材料は、正誘電異方性の性質を有するタイプであることが好ましい。適切な液晶材料が当該技術分野においてよく知られており、ネマチック液晶分子から成るホスト物質と、キラル分子から成る添加物との混合物から一般に構成される。ホスト成分に対するキラル成分の割合は、コレステリック材料の本来のらせんピッチと反射波長（λ）を決定する。一般に、共通の材料に関しては、より長い赤い波長を達成するために低濃度の添加物が利用され、より短い緑色から青色の波長を達成するために添加物の漸進的な追加がなされる。反射状態のコレステリック液晶材料が多色カラーディスプレイを生成するために可視スペクトルの光を反射するこの実施形態では、反射状態と本発明に従って印加された電界がない状態で青色に一致する第１波長の光を反射する液晶材料を、選択することが好ましい。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態によれば、デバイス２は、切り換え電場Ｅｔ２２に概ね垂直な方向２５に領域５の両側の電界Ｅｐを印加するために、領域５の周囲に配置された１対の第２の電極２４，２６をさらに備える。この目的のために、電極２４，２６は、後方プレート８の上の電極１６の周囲に適切に配置され、ポリマーコーティング１５，１７によりカバーされる。印加電界Ｅｐを作成すべく電極２４，２６の間に交流電圧を印加するために、可変電圧交流電源２８とスイッチ３０が設けられる。この実施形態は電極２４，２６が共に後方プレート８の上に位置するものとして示されているが、コレステリック液晶材料に近接する電極のいかなる場所も、コレステリック液晶のピッチの変化を許容できるものとするのに十分なＥｐを生成する。従って、代替実施形態では、前方プレート６の上か、１つは前方プレート６上で１つは後方プレート８の上かに、この第２の電極を配置してもよい。
【００１４】
操作中、領域５でのコレステリック液晶材料は、方向３に見たディスプレイのための暗色または有色のピクセルを作成するために活性化される。コレステリック材料が透明状態にある場合、前方プレート６を通ってディスプレイに入る周囲光は領域５を通って伝えられ、層１０に吸収され、それゆえ暗色または黒色のピクセルを作成する。色ピクセルを作成するために、第１の電極１４，１６に電位が印加され、材料を反射状態に切り換えるのに十分な第１の方向２２の切り換え電界Ｅｔが確立される。反射状態は、印加電界が断たれた後でさえも、材料を透明状態に戻すように切り換える電界が印加される時まで保たれることが指摘されている。反射状態では、領域５での材料は、前方プレート６を通過してデバイスに入るように許容された周囲光を遮断し、選択波長の光を前方プレートによって戻すように反射する。電極２４，２６の間の印加電界のような任意の印加電界がない状態では、反射光は第１波長により特徴付けられる。第１波長は液晶材料の性質と組成によって決まる。本発明によれば、反射状態の材料に対し、第１の方向２２とは異なる第２の方向２５の電界Ｅｐを作成し、かつ領域５での液晶材料に第１波長とは異なる第２波長により特徴付けられる光を反射させるために、電極２４と２６の間に第２の電位が印加される。このように、ピクセルのための所望の色を達成するために反射光の波長を変更することができる。
【００１５】
本発明は以下の理論に限定されるわけではないが、コレステリック液晶材料は、分子軸に沿って長く延びるネマチック液晶分子を含んでいると考えられる。透明状態では、分子はランダムに散在している。しかしながら、反射状態に切り換えられると、分子はらせん軸に沿ってらせん配置に整列し、分子軸は前方プレートと平行な第１の方向に配置され、らせん軸は第１の方向および前方プレートに垂直な第２の方向に配置される。所望の軸の向きは、摩擦表面と隣接分子との相互作用により達成され、見る方向３に沿って反射される光が生じる。反射光の波長はらせん配置のピッチに関係し、該ピッチは、印加電界がない状態では、液晶材料の組成により決定される。本発明によれば、電極２４と電極２６の間の適切な電位の印加は、方向２５と概ね平行で、らせん配置に概ね垂直な電界を生成する。印加電界とコレステリック液晶分子間の相互作用はらせん配置のピッチを変更する。このようなピッチの増加は、最初の色からより長い波長の任意の所望の色までの色シフトを生成するよう、反射波長を変更する。第１の本来の波長と第２波長との間の差が、電極間の電圧差に依存し、電界の関数として増加することが判明している。さらに、方向２２に印加される電界Ｅｔは、透明状態と反射状態の間での切り換えによるグレースケール制御のために、方向２５のＥｐと共に印加することができる。
【００１６】
可視の青色または紫外領域の波長を有するコレステリック液晶４から始まり、赤色波長に向かってすべての色を介して結晶を制御すべく電極２４，２６の両側の電圧を増加させることにより、広範囲にある色をディスプレイ２のために達成することができる。図１には２つの電極が示されているが、多くの電極を使用してもよい。電極２４，２６は、色の変化を制御するのに必要な電圧を減少させるのに実際上できるだけ互いに密接に配置することが好ましい。一般に、ピクセルのための所望の色を達成しつつ、印加電圧を最小限にすることが好ましい。約５０μｍの距離だけ離れた電極の場合、適切な色の変化は約５〜５００ボルトの間の電圧の印加によりもたされ得ることが分かっている。コレステリック液晶の化学組成や電極の間隔に基づいて、他の電圧も有効であり得る。色シフトは、直流電圧または交流電圧の印加により適切に得られ、電極に隣接して生じる傾向がある液晶材料中の添加物の蓄積を回避するためには、交流電圧を印加することが好ましい。
【００１７】
図２を参照すると、印加電界Ｅｐの関数としての反射コレステリック液晶表示デバイスのピーク波長（ｎｍ）のプロットが、メルクケミカル社（Ｍｅ ｒｃｋ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）のＢＬ０６１という名で利用できる青色液晶コレステリック材料を備えた表示装置に関して示されている。前方プレートと後方プレートはガラスで作られており、透明なポリイミド樹脂の内部コーティングを有していた。電極はプレート表面のコーティングとパターン化により形成されたインジウム−スズ酸化物より構成された。電極２４，２６は幅約１０μｍで、約５０μｍ間隔に離間させた。コレステリック液晶層は厚さ約５μｍであった。面内電界を生成するために、様々な振幅の方形波交流電圧を１ｋＨｚで印加した。図２は、電極間の印加電圧の関数としての反射光の波長を示す。領域３４に示されるように、印加電界がない状態では、反射光は青色スペクトルの波長を有し、観察された時に青色を生成した。符号３６で示されるように、約２４０〜２６０ボルトの間の電圧の印加は、緑色スペクトルの光を反射するよう波長を変化させる。符号３８で示されるように、約２８０ボルトを超える高電圧の印加は、色を赤色スペクトルに変える。
【００１８】
図３は、符号３５，３７，３９でそれぞれ示された青色、緑色、赤色領域に関して１９３１　ｘ，ｙ色度図上にプロットした図２の結果を示す。
上述のセルで、最初に青色だったコレステリック液晶が約２４０〜２６０Ｖの印加電圧で緑色にされ、約２８０〜３００Ｖで赤色にされたことを理解することができる。本願出願人は、電極間の距離を減少が、所望の色の変化をもたらすのに必要な電圧を減少させることを見出した。また、より大きな距離にわたって有効電場を印加し、それによりより大きな寸法のピクセルでの一様な色を促進するために、多くの電極を使用することもできる。
【００１９】
本発明の代替態様によれば、増強された色の範囲を有するディスプレイが、図４の液晶表示デバイス４０により提供される。デバイス４０は、少なくとも１つのサブピクセル４４が本発明による反射色を変える電界を印加する手段を含む、サブピクセル４４，４６を含んでいるピクセル４２を備えている。サブピクセル４２，４４は、各々のサブ画像によって反射された光が観察者によってディスプレイ中の単一ピクセルとして知覚されるように、密接配置される。
【００２０】
図４を参照すると、デバイス４０は図１のデバイス２と同様に形成され、内部ポリマーコーティング６６，６８を有する前方プレート６２と後方プレート６４の間に配置されたコレステリック液晶材料の層６０を備えている。プレート６４には不透明なコーティング６３が施される。サブピクセル４２には、コレステリック材料を透明状態と反射状態の間で切り換える第１の方向７４の電界を印加するための、１対の第１の電極７０，７１が配置されている。さらに、サブピクセル４４には、反射状態のコレステリック材料により反射された光の色を変えるのに有効な第２の方向７６の電界を生成するための、１対の第２の電極７２，７３が変数交流電圧源５８に接続配置されている。サブピクセル４６には、透明状態と反射状態間で隣接するコレステリック材料を切り換える方向７４に平行な電界を生成するための、電極７０，７２と類似の１対の電極７８，８０が配置されている。
【００２１】
操作中、サブピクセル４４，４６は、電極７０，７２と電極７８，８０に電位を印加することにより、反射状態と透明状態の間で独立して切り換えられる。両方のサブピクセルが透明状態にある時、前方プレート６２を通ってデバイスに入る外周光は、層６０を通って伝えられ、不透明層６３に吸収され、それゆえ暗色のピクセルを作成する。色ピクセルを作成するためには、電位が電極７１，７２に印加され、サブピクセル４４における隣接コレステリック材料が反射状態に切り換えられる。同様に、電極７８および８０に電圧を印加して、サブピクセル４６が反射状態に切り換えられる。好ましいコレステリック材料は、方向７６の電場がない状態では、青色に一致する波長の光を反射する。従って、サブピクセル４４または４６の一方または両方の切り換えは、ピクセル４２のための青色を提供する。色を変えるために、電位が、図１の電極２４，２６に類似の様式で電極７２，７３に印加される。その後、選択された色を有する反射光がサブピクセル４６からの反射青色光と組み合わさって、ピクセルのための所望の全体的な色を達成する。
【００２２】
赤・緑・青の原色の組み合わせにより、広範な色が得られることが知られている。したがって、サブピクセル４４の色を選択的に調節し、サブピクセル４４からの光をサブピクセル４６からの反射光と選択的に組み合わせることにより、全範囲の色を達成することができる。例として、図３の色度図の青色領域３５の光を反射するコレステリック材料が選択される。電源５８の電圧はサブピクセル４４に対して緑色の光（すなわち領域３７の光）を反射するようコレステリック材料を変更するために調節される。サブピクセル４６は緑色のピクセルを作成するために暗色状態にあってもよいし、反射状態にあってもよい。その結果、ピクセルの色は、サブピクセルからの青色と緑色の組み合わせによって生じる。赤色範囲３９に向かってサブピクセル４４の色を制御するために、電極７２，７３により高い電圧が印加され得る。サブピクセル４６が暗くなり、ディスプレイのための赤色ピクセルが得られる。代替的に、サブピクセル４６が反射状態にあり、青色と赤色の組み合わせの色がピクセルのために得られる。反射青色光との組み合せによって生ずる色は、サブピクセル４４からの反射光の正確な波長に基づいて決まり、該波長はそこに加えられる電圧によって決まる。したがって、サブピクセル４４に対する電圧を調節することにより、全範囲内のいかなる色もピクセルのために選択することができる。
【００２３】
説明した実施形態では、人によって見えるディスプレイの生成のために、可視スペクトル内の光を反射するデバイスが使用されているが、本発明は他のタイプのコレステリック液晶デバイスにも使用可能である。従って、本発明は、スイッチにより透過または反射される光の波長を調節する電界を印加する、コレステリック液晶材料を備えた光学スイッチにも使用可能である。この目的のためには、可視スペクトルの外側の光、すなわち紫外光あるいは赤外光、を反射するのに有効な組成を有するコレステリック材料が使用される。
【００２４】
本願出願人の発明を特定の実施形態の点から説明してきたが、当業者によって他の形式が容易に適合され得ることは明らかである。従って、本発明の範囲は特許請求の範囲にのみ限定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコレステリック液晶表示デバイスのある領域の断面図。
【図２】本発明に従って印加された印加電圧（Ｖｐ）の関数としての、コレステリック液晶材料の反射光のピーク波長（ｎｍ）のプロット。
【図３】本発明による印加電圧（Ｖｐ）を受けたコレステリック液晶材料に対する反射光の色を示す１９３１　国際照明委員会（ＣＩＥ）の色度図。
【図４】本発明の別の態様による、隣接するサブピクセルを備えたコレステリック液晶表示デバイスのピクセルの断面図。
【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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