JP6632626B2 - 液晶ディスプレイデバイスおよびその駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、ディスプレイ技術、特に液晶ディスプレイデバイスおよびその駆動方法の分野に関する。

双安定電子ペーパー技術は主に、粒子移動電子ペーパー技術および双安定液晶ディスプレイ技術である２つのカテゴリーを含む。粒子移動電子ペーパー技術の主流は、マイクロカプセル電気泳動ディスプレイ技術であるが、マイクロカプセル内の粒子の移動速度は比較的遅く、マイクロカプセル電気泳動ディスプレイ技術に基づいた電子ペーパーのページターニングおよびスイッチング速度に影響を与える。液晶分子はマイクロカプセル内の粒子より小さく、電界の作用下で急速に回転され得る。したがって、双安定液晶マイクロカプセルを開発することは、双安定電子ペーパー技術の開発にとって重要な目標である。

現在のところ、大量生産された電子ペーパーディスプレイパネルモジュールは主にモノクロＢ／Ｗディスプレイであり、一方で、カラーデジタルコンテンツはカラーディスプレイを満たす必要があるので、カラーディスプレイは将来の電子ペーパーの開発に関する重要な問題である。フレキシブルなディスプレイの将来の開発傾向に基づいて、カラーフレキシブル電子ペーパーディスプレイデバイスの開発が、ディスプレイ分野が直面している問題である。

従来のスメクチック相液晶ディスプレイデバイスはカラーディスプレイ効果を実現するための液晶の２つまたは３つの層から構成され、例えば特許文献１に開示されるディスプレイデバイスは液晶の３種の層から構成され、各々の層構造に加えられる二色性染料は異なり、３つの層は互いに重ね合わせられ、複数の色の表示を達成するように白色反射体上に配置される。特許文献１に記載される技術は、複雑なプロセスを有し、多層構造に起因して入射光を大幅に損失し、不十分なカラーディスプレイ効果であり、フレキシブルなディスプレイを実現することができない。

中国特許第１０１６４４８４５Ａ号

このことを考慮して、従来技術における上記または他の欠点を克服するために、本発明は液晶ディスプレイデバイスおよびその駆動方法を提供する。液晶ディスプレイデバイスは、混合した２つの異なる液晶マイクロカプセルを使用し、高コントラストおよび反復可能な書き込みのカラーディスプレイ効果を達成するためにハイ・ロー電圧およびハイ・ロー温度を組み合わせた２つの液晶マイクロカプセル間の駆動電圧および温度の差を使用する。

一態様において、本発明は、上側基板および下側基板であって、封入される液晶の１つまたは複数の層が上側基板と下側基板との間に挟まれる、上側基板および下側基板と、上側基板および下側基板の面に配置される第１の透過性電極および第２の透過性電極とを含む液晶ディスプレイデバイスであって、上側基板および下側基板の面の各々は液晶の層に隣接し、第１の透過性電極および第２の透過性電極はディスプレイ領域を構成するように互いに対向し、封入される液晶の層は、均一に分布した第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルを含み、第１の液晶マイクロカプセルは、スメクチック液晶、導電性材料および第１の染料を含む第１の液晶材料を含み、第２の液晶マイクロカプセルは、スメクチック液晶、ネマチック液晶、導電性材料および第２の染料を含む第２の液晶材料を含む、液晶ディスプレイデバイスを提供する。

スメクチック液晶液中への少量のネマチック液晶の添加はスメクチック液晶の粘度を減少させることができ、それにより、透過性状態にリフレッシュする（ｒｅｆｒｅｓｈｉｎｇ、回復する）第２の液晶材料の透過性点の温度は第１の液晶材料の透過性点の温度より低く、霧状（ｍｉｓｔｙ）状態にリフレッシュする第２の液晶材料の電圧値は、霧状状態にリフレッシュする第１の液晶材料の電圧より低い。

さらに、第１の染料は１種以上の二色性染料を含み、第２の染料は１つ以上の二色性染料を含み、第１の染料および第２の染料の色は異なる。

さらに、導電性材料は、導電性を有する、無機ナノ粒子、カーボンナノチューブ、グラフェン、炭酸ナトリウム、セチルトリエチルアンモニウムブロミド、エチルトリフェニルホスホニウムヨージド、（フェロセニルメチル）トリメチルアンモニウムヨージド、１，２−ジメチル−３−ブチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、テトラエチルアンモニウムｐ−トルエンスルホネート、フェニルトリエチルアンモニウムヨージド、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、ビス（テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム）ビス（１，３−ジチオール−２−チオン−４，５−ジチオラト）パラジウム（ＩＩ）、テトラ−ｎ−ブチルホスホニウムビス（１，３−ジチオール−２−チオン−４，５−ジチオラト）ニッケル（ＩＩＩ）、ビス（テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム）ビス（１，３−ジチオール−２−チオン−４，５−ジチオラト）亜鉛、ビス（テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム）テトラシアノジフェノキノジメタン、テトラブチルアンモニウムブロミド、過塩素酸セチルアンモニウム（ｃｅｔｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ ｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅ）、テトラセチルアンモニウムブロミド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラクロロフェラート、メチルトリフェニルホスホニウムヨージドまたはテトラフェニルホスホニウムヨージドのいずれか１つまたはいずれかの混合物である。

さらに、第１の液晶材料は、スメクチック液晶に加えられる０．００１％〜１０％の量の導電性材料および０．０１〜１０％の量の第１の染料を含む。

さらに、第２の液晶材料は、スメクチック液晶に加えられる１％〜２０％の量のネマチック液晶材料、０．００１％〜１０％の量の導電性材料および０．０１〜１０％の量の第２の染料を含む。

さらに、封入される液晶の層は、ＵＶグルー、動物性膠、植物性ゴム、微生物性ゴム、ポリビニルアルコールまたはそれらの組み合わせを含むゲル材料をさらに含む。

さらに、液晶ディスプレイデバイスは下側基板のいずれかの面に配置される反射体をさらに含み、反射体の色は、第１の染料の色、第２の染料の色および第１の染料と第２の染料の混合物の色と異なる。

あるいは、上側基板および下側基板の両方は透明なフレキシブルプラスチックフィルムまたはガラスである。

別の実施形態として、上側基板は透明なフレキシブルプラスチックフィルムまたはガラスであり、下側基板はフレキシブルな反射材料であり、反射材料の色は、第１の染料の色、第２の染料の色および第１の染料と第２の染料の混合物の色と異なる。

一態様において、本発明は、上述の液晶ディスプレイデバイスを駆動する方法であって、その方法は、第１の電圧、第１の温度、第２の電圧、および第２の温度を連続して加える工程であって、第１の電圧および第２の電圧は第１の透過性電極と第２の透過性電極との間に加えられ、第１の温度および第２の温度は、加熱によってディスプレイ領域の全領域または部分領域に加えられる、工程を提供する。

さらに、第１の色を有するディスプレイ領域は、第１の電圧を加え、第１の温度を加えず、第２の電圧を加え、第２の温度を加えることによって設定される。

さらに、第２の色を有するディスプレイ領域は、第１の電圧を加え、第１の温度を加え、第２の電圧を加え、第２の温度を加えないことによって設定される。

さらに、第３の色を有するディスプレイ領域は、第１の電圧を加え、第１の温度を加えず、第２の電圧を加え、第２の温度を加えないことによって設定される。

さらに、第４の色を有するディスプレイ領域は、第１の電圧を加え、第１の温度を加え、第２の電圧を加え、第２の温度を加えることによって設定される。

第１、第２、第３および第４の色を有するディスプレイ領域は全て、そこに均一に分布した第１のマイクロカプセルおよび第２のマイクロカプセルを含む。異なる領域におけるマイクロカプセルの液晶材料のアラインメントは、異なるカラーディスプレイを達成するように異なる駆動方法によって変化する。

従来技術と比較して、本発明は、本発明の液晶ディスプレイデバイスが、封入される液晶の１つまたは複数の層が上側基板および下側基板によって挟まれ、２つの異なる液晶マイクロカプセルが、封入される液晶の層に均一に分布し、ハイ・ロー電圧およびハイ・ロー温度の組み合わせの駆動方法を合わせることによって多安定カラーディスプレイ効果が達成され得ることを特徴とするという利点を有する。

上述および他の目的を達成するために、本発明の特徴および利点は、図面を参照して以下に詳細に記載される好ましい実施例により十分に明確になり、理解される。

図１は、本発明の一例における液晶ディスプレイデバイスの断面図の概略図である。 図２は、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方が霧状状態を示すように第１の電圧が加えられる、本発明の概略図である。 図３は、第１の液晶マイクロカプセルが霧状状態を示し、第２の液晶マイクロカプセルが透過性状態を示すように第２の温度が加えられる、本発明の概略図である。 図４は、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方が霧状状態を示すように、第１の電圧が加えられる、本発明の概略図である。 図５は、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方が透過性状態に変わるように第１の温度が加えられる、本発明の概略図である。 図６は、第１の液晶マイクロカプセルが透過性状態を維持し、第２の液晶マイクロカプセルが霧状状態を示すように第２の電圧が加えられる、本発明の概略図である。 図７は、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方が霧状状態を示すように第１の電圧が加えられる、本発明の概略図である。 図８は、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方が霧状状態を示すように第１の電圧が加えられる、本発明の概略図である。 図９は、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方が透過性状態に変化するように第１の温度が加えられる、本発明の概略図である。 図１０は、第１の液晶マイクロカプセルが透過性状態を維持し、第２の液晶マイクロカプセルが霧状状態を示すように第２の電圧が加えられる、本発明の概略図である。 図１１は、第１の液晶マイクロカプセルが透過性状態を維持し、第２の液晶マイクロカプセルが透過性状態を示すように第２の温度が加えられる、本発明の概略図である。 図１２は、第１の液晶マイクロカプセルが橙色を示し、第２の液晶マイクロカプセルが白色光を反射する、本発明の概略図である。 図１３は、本発明の第１の液晶マイクロカプセルによって示された橙色および第２の液晶マイクロカプセルによって示された青色によって合成された黒色の概略図である。 図１４は、第１の液晶マイクロカプセルが白色光を反射し、第２の液晶マイクロカプセルが青色を示す、本発明の概略図である。 図１５は、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方が白色光を反射する、本発明の概略図である。 図１６は、本発明のさらなる例における液晶ディスプレイデバイスの断面図の概略図である。

以下の記述において、その記述を説明するために、多くの特定の詳細が、本発明の包括的な理解を提供するために記載される。しかしながら、明らかに、本発明はそれらの特定の詳細を必要とせずに実現され得る。他の状況において、公知の構造およびデバイスが本発明の不必要な誤解を回避するためにブロック図の形態で示される。

本発明は液晶ディスプレイデバイスを提供し、その液晶ディスプレイデバイスは、上側基板および下側基板であって、封入される液晶の１つまたは複数の層が上側基板と下側基板との間に挟まれる、上側基板および下側基板と、上側基板および下側基板の面に配置される第１の透過性電極および第２の透過性電極とを含み、上側基板および下側基板の面の各々は液晶の層に隣接し、第１の透過性電極および第２の透過性電極は平面電極であり、ディスプレイ領域を構成するように互いに対向する。封入される液晶の層は、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルを含み、その第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルは特定の比で均一に混合される。

第１の液晶マイクロカプセルの層は、スメクチック液晶に加えられる導電性材料を含む第１の液晶材料を含む。

第２の液晶マイクロカプセルの層は、連続してスメクチック液晶に加えられる少量のネマチック液晶および導電性材料を含む第２の液晶材料を含む。

１種以上の二色性染料を含む第１の染料は第１の液晶材料に加えられ、好ましくは、第１の染料は第１の液晶材料の０．００１重量％〜１０重量％を構成する。１種以上の二色性染料を含む第２の染料は第２の液晶材料に加えられ、好ましくは、第２の染料は第２の液晶材料の０．００１重量％〜１０重量％を構成する。第１の染料および第２の染料の色は異なる。

導電性材料は、導電性を有する、無機ナノ粒子、カーボンナノチューブ、グラフェン、炭酸ナトリウム、セチルトリエチルアンモニウムブロミド、エチルトリフェニルホスホニウムヨージド、（フェロセニルメチル）トリメチルアンモニウムヨージド、１，２−ジメチル−３−ブチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、テトラエチルアンモニウムｐ−トルエンスルホネート、フェニルトリエチルアンモニウムヨージド、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、ビス（テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム）ビス（１，３−ジチオール−２−チオン−４，５−ジチオラト）パラジウム（ＩＩ）、テトラ−ｎ−ブチルホスホニウムビス（１，３−ジチオール−２−チオン−４，５−ジチオラト）ニッケル（ＩＩＩ）、ビス（テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム）ビス（１，３−ジチオール−２−チオン−４，５−ジチオラト）亜鉛、ビス（テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム）テトラシアノジフェノキノジメタン、テトラブチルアンモニウムブロミド、過塩素酸セチルアンモニウム、テトラセチルアンモニウムブロミド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラクロロフェラート、メチルトリフェニルホスホニウムヨージドまたはテトラフェニルホスホニウムヨージドのいずれか１つまたはいずれかの混合物である。

封入される液晶の層は、ＵＶグルー、動物性膠、植物性ゴム、微生物性ゴム、ポリビニルアルコールまたはそれらの組み合わせを含むゲル材料をさらに含む。

バックプレーンは、その色が、第１の染料の色、第２の染料の色および第１の染料と第２の染料の混合物の色と異なる反射体であり、バックプレーンは、好ましくは、下側基板の外側に配置され、あるいは下側基板の内側に配置される、白色反射体である。

上側基板および下側基板の両方は、透明なフレキシブルプラスチックフィルムまたはガラスである。

改良として、本発明はまた、上述のバックプレーンを配置しないように選択されてもよく、上側基板は透明なフレキシブルプラスチックフィルムまたはガラスであり、下側基板は、その色が第１の染料の色、第２の染料の色、および第１の染料と第２の染料の混合物の色と異なる、フレキシブルな反射材料を直接使用する。

本発明によって提供される液晶ディスプレイデバイスは、反射マイクロカプセル構造に基づいたディスプレイデバイスであり、高コントラストのカラーフレキシブルディスプレイを達成する利点を有し、電子タグ、名詞およびフレキシブルディスプレイスクリーンなどの分野において広範に使用され得る。

液晶ディスプレイデバイスを駆動する方法は、第１の電圧、第１の温度、第２の電圧および第２の温度を連続して加え、第１の電圧および第２の電圧は第１の透過性電極と第２の透過性電極との間に加えられ、第１の温度および第２の温度は、加熱によってディスプレイ領域の全領域または部分領域に加えられる。１〜４種の色を有するカラーフレキシブルディスプレイは、異なる温度および電圧を組み合わせることによって達成され得る。

次に、第１の色を有するディスプレイ領域の対応する駆動方法は、第１の電圧を加え、第１の温度を加えず、第２の電圧を加え、第２の温度を加えることである。

第１の電圧が液晶ディスプレイデバイスの第１の透過性電極と第２の透過性電極との間に加えられた後、導電性材料が液晶材料に加えられるので、導電性材料は電界の作用下で回転し、それによりスメクチック液晶分子のねじれを加速させ、不規則に構成される二色性染料分子が生じる。スメクチック液晶分子の複屈折、入射後の強い入射光散乱に起因して、特定のバンドの光が二色性染料分子によって吸収され、散乱光は二色性染料分子の色を示し、マクロは特定の色を示す。第２の電圧が液晶ディスプレイデバイスの第１の透過性電極と第２の透過性電極との間に加えられた後、導電性材料が第２の液晶マイクロカプセル内の液晶材料に加えられるので、導電性材料は電界の作用下で回転し、それにより第２の液晶マイクロカプセル内のスメクチック液晶分子のねじれを加速させ、不規則に構成される二色性染料分子が生じる。霧状状態にリフレッシュする第１の液晶材料の第１の電圧は、霧状状態にリフレッシュする第２の液晶材料の第２の電圧より高いので、第１の液晶材料の霧状状態がこのときに維持する。

第２の温度が第１の色を有するディスプレイ領域の表面に加えられた後、透過性状態にリフレッシュする第１の液晶材料の第１の温度は透過性状態にリフレッシュする第２の液晶材料の第２の温度より高いので、第２の温度は、第２の液晶材料、すなわち第２の液晶マイクロカプセルのみのために作用し得る。第２の温度は、第２の液晶マイクロカプセル中の液晶分子および二色性染料分子の長軸を電極表面に対して平行にさせ、二色性染料分子はわずかな光のみを吸収し、したがって入射光が二色性染料分子を通過する場合、少量の光のみが吸収され、最後に、入射光は反射材料に自由に送られ、次いで外に反射し、マクロが完全な透明色を示す。スメクチック液晶の特性に起因して、加熱を停止した後、液晶分子は透過性状態を維持する。

最後に、第１の色を有するディスプレイ領域の第１の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示し、第２の液晶マイクロカプセルは透過性状態を示す。

次に、第２の色を有するディスプレイ領域の対応する駆動方法は、第１の電圧を加え、第１の温度を加え、第２の電圧を加え、第２の温度を加えないことである。

第１の電圧が液晶ディスプレイデバイスの第１の透過性電極と第２の透過性電極との間に加えられた後、導電性材料が液晶材料に加えられるので、導電性材料は電界の作用下で回転し、それによりスメクチック液晶分子のねじれを加速させ、不規則に構成される二色性染料分子が生じる。スメクチック液晶分子の複屈折、入射後の強い入射光散乱に起因して、特定のバンドの光が二色性染料分子によって吸収され、散乱光は二色性染料分子の色を示し、マクロは特定の色を示す。

第１の温度が第２の色を有するディスプレイ領域の表面に加えられた後、液晶マイクロカプセル中の液晶分子および二色性染料分子の長軸は電極面に対して平行になり、二色性染料分子はわずかな光のみを吸収し、したがって入射光が二色性分子を通過する場合、少量の光のみが吸収され、最後に、入射光は反射材料に自由に送られ、次いで外に反射し、マクロは完全な透明色を示す。スメクチック液晶の特性に起因して、加熱を停止した後、液晶分子は透過性状態を維持する。

第２の電圧が液晶ディスプレイデバイスの第１の透過性電極と第２の透過性電極との間に加えられた後、導電性材料は第２の液晶マイクロカプセル内の液晶材料に加えられるので、導電性材料は電界の作用下で回転し、それにより第２の液晶マイクロカプセル内のスメクチック液晶分子のねじれを加速させ、不規則に構成される二色性染料分子が生じる。スメクチック液晶分子の複屈折、入射後の強い入射光散乱に起因して、特定のバンドの光が二色性染料分子によって吸収され、散乱光は二色性染料分子の色を示し、マクロは特定の色を示す。液晶マイクロカプセルの層の霧状状態は、電圧の停止後、維持できる。霧状状態にリフレッシュする第１の液晶材料の第１の電圧は霧状状態にリフレッシュする第２の液晶材料の第２の電圧より高いので、第１の液晶マイクロカプセルの透過性状態がこのときに維持する。

最後に、第２の色を有するディスプレイ領域の第１の液晶マイクロカプセルは透過性状態を示し、第２の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示す。

次に、第３の色を有するディスプレイ領域の対応する駆動方法は、第１の電圧を加え、第１の温度を加えず、第２の電圧を加え、第２の温度を加えないことである。

第１の電圧が液晶ディスプレイデバイスの第１の透過性電極と第２の透過性電極との間に加えられた後、導電性材料が液晶材料に加えられるので、導電性材料は電界の作用下で回転し、それによりスメクチック液晶分子のねじれを加速させ、不規則に構成される二色性染料分子が生じる。スメクチック液晶分子の複屈折、入射後の強い入射光散乱に起因して、特定のバンドの光が二色性染料分子によって吸収され、散乱光は二色性染料分子の色を示し、マクロは特定の色を示す。

第２の電圧が液晶ディスプレイデバイスの第１の透過性電極と第２の透過性電極との間に加えられた後、導電性材料が第２の液晶マイクロカプセル内の液晶材料に加えられるので、導電性材料は電界の作用下で回転し、それにより第２の液晶マイクロカプセル内のスメクチック液晶分子のねじれを加速させ、不規則に構成される二色性染料分子が生じる。スメクチック液晶分子の複屈折、入射後の強い入射光散乱に起因して、特定のバンドの光が二色性染料分子によって吸収され、散乱光は二色性染料分子の色を示し、マクロは特定の色を示す。液晶マイクロカプセルの層の霧状状態は、電圧の停止後に維持できる。霧状状態にリフレッシュする第１の液晶材料の第１の電圧は、霧状状態にリフレッシュする第２の液晶材料の第２の電圧より高いので、第１の液晶マイクロカプセルの霧状状態がこのときに維持する。

最後に、第３の色を有するディスプレイ領域の第１の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示し、第２の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示す。

次に、第４の色を有するディスプレイ領域の対応する駆動方法は、第１の電圧を加え、第１の温度を加え、第２の電圧を加え、第２の温度を加えることである。

第１の電圧が液晶ディスプレイデバイスの第１の透過性電極と第２の透過性電極との間に加えられた後、導電性材料が液晶材料に加えられるので、導電性材料は電界の作用下で回転し、それによりスメクチック液晶分子のねじれを加速させ、不規則に構成される二色性染料分子が生じる。スメクチック液晶分子の複屈折、入射後の強い入射光散乱に起因して、特定のバンドの光が二色性染料分子によって吸収され、散乱光は二色性染料分子の色を示し、マクロは特定の色を示す。

第１の温度が第２の色を有するディスプレイ領域の表面に加えられた後、液晶マイクロカプセル中の液晶分子および二色性染料分子の長軸は電極面に対して平行になり、二色性染料分子はわずかな光のみを吸収し、したがって入射光が二色性染料分子を通過する場合、少量の光のみが吸収され、最後に、入射光は反射材料に自由に送られ、次いで外に反射し、マクロは完全な透明色を示す。スメクチック液晶の特性に起因して、加熱を停止した後、液晶分子は透過性状態を維持する。

第２の電圧が液晶ディスプレイデバイスの第１の透過性電極と第２の透過性電極との間に加えられた後、導電性材料が第２の液晶マイクロカプセル内の液晶材料に加えられるので、導電性材料は電界の作用下で回転し、それにより第２の液晶マイクロカプセル内のスメクチック液晶分子のねじれを加速させ、不規則に構成される二色性染料分子が生じる。スメクチック液晶分子の複屈折、入射後の強い入射光散乱に起因して、特定のバンドの光が二色性染料分子によって吸収され、散乱光は二色性染料分子の色を示し、マクロは特定の色を示す。液晶マイクロカプセルの層の霧状状態は、電圧の停止後に維持できる。霧状状態にリフレッシュする第１の液晶材料の第１の電圧は、霧状状態にリフレッシュする第２の液晶材料の第２の電圧より高いので、第１の液晶マイクロカプセルの霧状状態はこのときに維持する。

第２の温度が第１の色を有するディスプレイ領域の表面に加えられた後、透過性状態にリフレッシュする第１の液晶材料の第１の温度は、透過性状態にリフレッシュする第２の液晶材料の第２の温度より高くなるので、第２の温度は、第２の液晶材料、すなわち第２の液晶マイクロカプセルのためにのみ作用し得る。第２の温度は、第２の液晶マイクロカプセル中の液晶分子および二色性染料分子の長軸を電極表面に対して平行にさせ、二色性染料分子はわずかな光のみを吸収し、したがって入射光が二色性染料分子を通過する場合、少量の光のみが吸収され、最後に、入射光は反射材料に自由に送られ、次いで外に反射し、マクロは完全な透明色を示す。スメクチック液晶の特性に起因して、加熱を停止した後、液晶分子は透過性状態を維持する。

最後に、第４の色を有するディスプレイ領域の第１の液晶マイクロカプセルは透過性状態を示し、第２の液晶マイクロカプセルは透過性状態を示す。

第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの層は透過性状態まで加熱され、霧状状態まで帯電される。液晶材料は、低周波電圧および熱を加えられた後、２つの状態を示し、その２つの状態の両方は電圧の停止または熱の停止の後も維持でき、したがって本発明は良好な「多安定特性」を示す。特に、透過性状態にリフレッシュする第１の液晶材料の第１の温度は、透過性状態にリフレッシュする第２の液晶材料の第２の温度より高く、霧状状態にリフレッシュする第１の液晶材料の第１の電圧は、霧状状態にリフレッシュする第２の液晶の第２の温度電圧より高い。

本発明は、ハイ・ロー電圧およびハイ・ロー温度を組み合わせることによって駆動方法を提供する。本発明の液晶ディスプレイデバイスを駆動する方法により、多安定高コントラスト色のフレキシブルディスプレイ、および液晶ディスプレイデバイスが、２種の液晶マイクロカプセルの駆動電圧と温度の間の相違を使用することによって書き込みを反復することができる特徴を実現することが可能となる。

図１は、本発明の一例における液晶ディスプレイデバイスの断面図の概略図である。図１に示すように、本発明は、下面が第１の透過性電極１３で覆われている上側基板１１と、上面が第２の透過性電極１４で覆われている下側基板１２とを備える液晶ディスプレイデバイスを提供する。スメクチック液晶マイクロカプセルの１つの層は上側基板１１と下側基板１２との間に封止され、第１の透過性電極１３と第２の透過性電極１４との間に分布する。封入される液晶の層は、特定の比で均一に混合される第１の液晶マイクロカプセル１５および第２の液晶マイクロカプセル１６を含み、その混合比はディスプレイ均一性の効果に応じて調整されてもよい。

上側基板１１および下側基板１２の材料は、フレキシブルな曲げることができる（ｆｌｅｘｉｂｌｅ−ｂｅｎｄａｂｌｅ）プラスチックフィルムまたは極薄ガラス基板であり、第１の透過性電極１３および第２の透過性電極１４の材料は有機導電性材料または無機導電性材料である。第１の透過性電極１３および第２の透過性電極１４は、電気めっき、スパッタリング、コーティング、スピンコーティングなどによって、それぞれ上側基板１１および下側基板１２に配置される。

図１に示される液晶マイクロカプセルに関して、第１の液晶マイクロカプセル１５は第１の液晶材料を含む。第１の液晶材料は、０．００１％〜１０％の量のアンモニウム塩イオンなどの導電性材料および０．０１〜１０％の量の第１の染料をスメクチック液晶に加え、均一に混合し、次いでポリマー分散法、エマルション重合法、懸濁重合法などのポリマー重合法を使用することによって合成される第１のコーティングである。

図１に示される液晶マイクロカプセルに関して、第２の液晶マイクロカプセル１６は第２の液晶材料を含む。第２の液晶材料は、１％〜２０％の量のネマチック液晶、０．００１％〜１０％の量のアンモニウム塩イオンなどの導電性材料および０．０１〜１０％の量の第２の染料をスメクチック液晶に加え、均一に混合し、次いでポリマー分散法、エマルション重合法、懸濁重合法などのポリマー重合法を使用することによって合成される第２のコーティングである。

図１に示される液晶ディスプレイデバイスにおいて、液晶材料中の染料は単一の二色性染料であってもよく、また、複数の単一の二色性染料の組み合わせであってもよく、それらはアゾもしくはアントラキノンまたは両方の組み合わせである。特定の用途において、染料は、表１における二色性染料組成物に限定されないが、表１から選択される１つまたは複数であってもよい。染料組成物は必要に応じて配合され、混合され、熱、超音波、懸濁などによって特定の比で液晶分子と共に溶解されて、液晶組成物が得られる。第１のコーティングおよび第２のコーティングは均一に混合され、次いでロール・ツー・ロール（ｒｏｌｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ）法である、コーティング法によって第２の透過性電極１４と第１の透過性電極１３との間でコーティングされて、封入されたスメクチック液晶の層を構成する。

２つの液晶材料はそれぞれ均一に混合され、ポリマー分散法またはエマルション重合法もしくは懸濁重合法などのポリマー重合法によってそれぞれ２種の液晶マイクロカプセルになる。ミクロスフェアの直径は１５〜２０μｍであり、２種の液晶マイクロカプセルは１：１の比で混合され、２〜３時間撹拌されて均一に混合される。コーティングは、ロール・ツー・ロール法である、コーティング法によって第２の透過性電極１４と第１の透過性電極１３との間に被覆されて、マイクロカプセルで配列された液晶の単一の層を構成し、白色反射材料が、液晶ディスプレイデバイスを構成するように第２の透過性電極の非液晶面に加えられ、液晶マイクロカプセルの層の厚さは通常５〜１００μｍに維持され、特に好ましくは５〜７０μｍである。

いくつかの特定の製造プロセスにおいて、第１の透過性電極１３の層は、封入されたスメクチック液晶の層に配置され、次いで上側基板１１で覆われて、スメクチックマイクロカプセル液晶ディスプレイデバイスになり得る。

本発明のいくつかの例による液晶ディスプレイデバイスにおいて、フレキシブルな反射バックプレーンが下側基板１２の下面に配置されるか、またはバックプレーンは、代わりに反射材料から作製された下側基板を使用することによって除外される。

本発明のいくつかの例による液晶ディスプレイデバイスにおいて、カラーディスプレイは、異なる電圧および異なる加熱温度をディスプレイデバイスの全面または部分領域に加えることによって達成され得る。液晶ディスプレイデバイスにおけるスメクチック相マイクロカプセルのディスプレイ駆動方法における温度および電圧の大きさはカプセル中の液晶材料に関連する。本発明に使用される第１および第２の液晶材料は、好ましくは以下の基準を満たす：
霧状状態にリフレッシュする第１の液晶材料の第１の電圧は霧状状態にリフレッシュする第２の液晶材料の第２の電圧より高い；透過性状態にリフレッシュする第１の液晶材料の第１の温度は透過性状態にリフレッシュする第２の液晶材料の第２の温度より高い；第１の液晶マイクロカプセルの層は、５０〜７０℃の加熱温度で透過性状態を示し、０〜１００Ｖの低周波電圧が加えられると、霧状状態を示す；第２の液晶マイクロカプセルは、４０〜６０℃の加熱温度で透過性状態を示し、０〜９０Ｖの低周波電圧が加えられると、霧状状態を示す；第１の温度と第２の温度との差は５〜２０℃に到達でき、第１の電圧と第２の電圧との差は５〜３０Ｖに到達でき、通常、第１の温度は第２の温度より１０〜２０℃高く、第１の電圧は第２の電圧より１０〜３０Ｖ高い。

本発明の上述の例による液晶ディスプレイデバイスにおいて、次に、駆動方法は、第１の電圧、第１の温度、第２の電圧および第２の温度を加えることであり、全ディスプレイ面は電圧によって駆動され、全ディスプレイ面または部分ディスプレイ面は加熱によって駆動される。２〜４種の色を有するカラーフレキシブルディスプレイは、異なる温度および電圧を組み合わせることによって達成され得る。

次に、第１の色を有するディスプレイ領域の駆動方法は、第１の電圧を加え、第１の温度を加えず、第２の電圧を加え、第２の温度を加えることであり；第１の電圧が加えられると、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方の層は霧状状態を示し；第１の温度が加えられないと、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの層は霧状状態を維持し；第２の電圧がさらに加えられると、第１の液晶マイクロカプセルは霧状状態を維持し、第２の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示し；第２の温度が最後に加えられると、第１の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示し、第２の液晶マイクロカプセルは透過性状態を示す。

図２に示されるように、第１の液晶マイクロカプセルは、第１の電圧を加えた後、霧状状態になる。第１の電圧は第２の電圧より高いので、第２の液晶マイクロカプセルもまた、同時に霧状状態にリフレッシュし、したがって第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方は霧状状態を示す。

第１の温度が加えられないと、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルは霧状状態を維持し、液晶は上述の状態を変化させずに維持する。

第２の電圧がさらに加えられると、液晶は上述の状態を変化させずに維持し、第２の電圧は第１の電圧より低く、霧状状態を維持する第１の液晶マイクロカプセルのために作用せず、第２の電圧は、第２の液晶マイクロカプセルを霧状状態にリフレッシュさせ、したがって第１の液晶マイクロカプセルは霧状状態を維持し、第２の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示す。

図３に示されるように、第２の温度は最後に加えられ、第２の温度は第１の温度より低く、霧状状態を維持する第１の液晶マイクロカプセルのために作用せず、第２の温度は、第２の液晶マイクロカプセルを透過性状態にリフレッシュさせ、したがって第１の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示し、第２の液晶マイクロカプセルは透過性状態を示す。

次に、第２の色を有するディスプレイ領域の駆動方法は、第１の電圧を加え、第１の温度を加え、第２の電圧を加え、第２の温度を加えないことであり、第１の電圧が加えられると、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方は霧状状態を示し、第１の温度がさらに加えられると、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方は透過性状態になり、第２の電圧がさらに加えられると、第１の液晶マイクロカプセルは透過性状態を維持し、第２の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示し、第２の温度が加えられないと、第１の液晶マイクロカプセルは透過性状態を維持し、第２の液晶マイクロカプセルは霧状状態を維持する。

図４に示されるように、第１の電圧が加えられると、第１の液晶マイクロカプセルは霧状状態になる。第１の電圧は第２の電圧より高いので、第２の液晶マイクロカプセルもまた、同時に霧状状態にリフレッシュし、したがって第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方は霧状状態を示す。

図５に示されるように、第１の温度がさらに加えられると、第１の液晶マイクロカプセルは透過性状態にリフレッシュし、第１の温度は第２の温度より高く、また、透過性状態にリフレッシュする第２の液晶マイクロカプセルのためにもまた作用し、したがって、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方は透過性状態になる。

図６に示されるように、第２の電圧がさらに加えられると、第２の電圧は第１の電圧より低く、透過性状態を維持する第１の液晶マイクロカプセルのために作用せず、第２の電圧は第２の液晶マイクロカプセルを霧状状態にリフレッシュさせ、したがって、第１の液晶マイクロカプセルは透過性状態を維持し、第２の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示す。

第２の温度が加えられないと、第１の液晶マイクロカプセルは透過性状態を維持し、第２の液晶マイクロカプセルは霧状状態を維持し、液晶は上述の状態を変化させずに維持する。

次に、第３の色を有するディスプレイ領域の駆動方法は、第１の電圧を加え、第１の温度を加えず、第２の電圧を加え、第２の温度を加えないことであり、第１の電圧が加えられると、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方は霧状状態を示し、第１の温度が加えられないと、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方は霧状状態を維持し、第２の電圧がさらに加えられると、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方は霧状状態を維持し、第２の温度が加えられないと、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルは霧状状態を維持する。

次に、第３の色を有するディスプレイ領域の駆動方法は、第１の電圧を加え、第１の温度を加えず、第２の電圧を加え、第２の温度を加えないことである。

図７に示されるように、第１の電圧が加えられると、第１の液晶マイクロカプセルは霧状状態になる。第１の電圧は第２の電圧より高いので、第２の液晶マイクロカプセルもまた、同時に霧状状態にリフレッシュし、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方は霧状状態を示す。

第１の温度が加えられないと、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方は霧状状態を維持し、液晶は上述の状態を変化させずに維持する。

第２の電圧がさらに加えられると、液晶は上述の状態を変化させずに維持し、第２の電圧は第１の電圧より低く、霧状状態を維持する第１の液晶マイクロカプセルのために作用せず、第２の電圧は第２の液晶マイクロカプセルを霧状状態にリフレッシュさせ、したがって、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルは霧状状態を維持する。

第２の温度が加えられないと、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方は霧状状態を維持し、液晶は上述の状態を変化させずに維持する。

次に、第４の色を有するディスプレイ領域の駆動方法は、第１の電圧を加え、第１の温度を加え、第２の電圧を加え、第２の温度を加えることであり、第１の電圧が加えられると、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方は霧状状態を示し、第１の温度がさらに加えられると、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方は透過性状態になり、第２の電圧がさらに加えられると、第１の液晶マイクロカプセルは透過性状態を維持し、第２の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示し、第２の温度が加えられると、第１の液晶マイクロカプセルは透過性状態を維持し、第２の液晶マイクロカプセルは透過性状態を示す。

図８に示されるように、第１の電圧が加えられると、第１の液晶マイクロカプセルは霧状状態になる。第１の電圧は第２の電圧より高いので、第２の液晶マイクロカプセルもまた、同時に霧状状態にリフレッシュし、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方は霧状状態を示す。

図９に示されるように、第１の温度がさらに加えられると、第１の液晶マイクロカプセルは透過性状態にリフレッシュし、第１の温度は第２の温度より高く、また、透過性状態にリフレッシュする第２の液晶マイクロカプセルのためにもまた作用し、したがって、第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルの両方は透過性状態になる。

図１０に示されるように、第２の電圧がさらに加えられると、第２の電圧は第１の電圧より低く、透過性状態を維持する第１の液晶マイクロカプセルのために作用せず、第２の電圧は第２の液晶マイクロカプセルを霧状状態にリフレッシュさせ、したがって、第１の液晶マイクロカプセルは透過性状態を維持し、第２の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示す。

図１１に示されるように、第２の温度が加えられると、第２の温度は第１の温度より低く、透過性状態を維持する第１の液晶マイクロカプセルのために作用せず、第２の温度は、第２の液晶マイクロカプセルを透過性状態にリフレッシュさせ、したがって、第１の液晶マイクロカプセルは透過性状態を維持し、第２の液晶マイクロカプセルは透過性状態を示す。

本発明の上述の例による液晶ディスプレイデバイスにおいて、カラーディスプレイの精度はサーマルプリンタの加熱チップの精度によって決定される。

いくつかの例において、白色反射体がバックプレーンのために選択される場合、第１の色を有するディスプレイ領域の第１の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示し、第２の液晶マイクロカプセルは透過性状態を示し、第２の色を有するディスプレイ領域の第１の液晶マイクロカプセルは透過性状態を示し、第２の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示し、すなわち第２の色を有するディスプレイ領域は、第２の液晶マイクロカプセルによって反射される第２の染料の色を示し、第３の色を有するディスプレイ領域の第１の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示し、第２の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示し、すなわち第３の色を有するディスプレイ領域は、第１の液晶マイクロカプセルによって反射される第１の染料の色および第２の液晶マイクロカプセルによって反射される第２の染料の色、すなわちこれらの２種の色を組み合わせた色を示す。第４の色を有するディスプレイ領域の第１の液晶マイクロカプセルは透過性状態を示し、第２の液晶マイクロカプセルは透過性状態、すなわちバックプレーンディスプレイの白色を示す。

いくつかの例において、バックプレーンは白色反射体を使用し、第１の染料および第２の染料は黒色を示すために特定の比で混合され、それによりカラーディスプレイが表示されるが、Ｂ／Ｗディスプレイもまた、達成され得る。

本発明のさらなる例として、図１６に示されるように、本発明は液晶ディスプレイデバイスを提供し、その構造は基本的に上述の例と同じであり、封入される液晶の層が多層であることが唯一の相違であり、その封入される液晶の層は、上述の例と同じコーティング法によって第２の透過性電極１４と第１の透過性電極１３との間にコートされ、コーティング法はロール・ツー・ロール法であり、マイクロカプセルで配列された液晶の層はいくつかのコーティング後に構成される。この例の液晶ディスプレイデバイスを駆動する方法および原理は上述の例のものと同じであり、ここで再び記載しない。

実施例１
図１を参照すると、本発明は、下面が第１の透過性電極１３で覆われる上側基板１１と、上面が第２の透過性電極１４で覆われる下側基板１２とを備える、液晶ディスプレイデバイスを提供する。上側基板１１および下側基板１２の材料は、フレキシブルな曲げることができるプラスチックフィルムまたは極薄ガラス基板から選択され、第１の透過性電極１３および第２の透過性電極１４の材料は有機導電性材料または無機導電性材料から選択される。第１の透過性電極１３および第２の透過性電極１４は、電気めっき、スパッタリング、コーティング、スピンコーティングなどによって、それぞれ上側基板１１および下側基板１２に配置される。スメクチック液晶マイクロカプセルの層は上側基板１１と下側基板１２との間に封止され、すなわち第１の透過性電極１３と第２の透過性電極１４との間に分布する。封入された液晶の層は、特定の比で均一に混合される第１の液晶マイクロカプセル１５および第２の液晶マイクロカプセル１６を含む。それは、図１に示されるスメクチックマイクロカプセル構造の単一の層および封入される液晶の異なる数の層による図１６に示されるスメクチックマイクロカプセル構造の多層に分けられてもよい。

図１に示される液晶マイクロカプセルに関して、第１の液晶マイクロカプセル１５は第１の液晶材料を含む。第１の液晶材料は、導電性材料および第１の染料をスメクチック液晶に加え、均一に混合し、次いでポリマー分散法、エマルション重合法、懸濁重合法などのポリマー重合法を使用することによって合成される第１のコーティングである。

図１に示される液晶マイクロカプセルに関して、第２の液晶マイクロカプセル１６は第２の液晶材料を含む。第２の液晶材料は、ネマチック液晶、次いで導電性材料および第２の染料をスメクチック液晶に加え、均一に混合し、次いでポリマー分散法、エマルション重合法、懸濁重合方法などのポリマー重合法を使用することによって合成される第２のコーティングである。

図１に示される液晶ディスプレイデバイスにおいて、液晶材料における染料は単一の二色性染料であってもよく、また、複数の単一の二色性染料の組み合わせであってもよく、それらはアゾもしくはアントラキノンまたは両方の組み合わせである。特定の用途において、染料は表１から選択される１つまたは複数であってもよい。染料組成物は必要に応じて配合され、混合され、加熱、超音波、懸濁などによって特定の比で液晶分子と共に溶解されて、液晶組成物が得られる。第１のコーティングおよび第２のコーティングは均一に混合され、次いでロール・ツー・ロール法である、コーティング法によって第２の透過性電極１４と第１の透過性電極１３との間にコートされて、封入されるスメクチック液晶の層を構成する。

２種の液晶材料が使用される。第１の液晶材料はＨＥＣＨＥＮＧによって調製される自製のスメクチック液晶材料であり、その配合は表２に示される：

スメクチック液晶材料の配合は表３に示される：

第２の液晶材料の配合は表４に示される：

スメクチック液晶の配合は第１の液晶材料におけるスメクチック液晶のものと同じである。

ネマチック液晶の配合は表５に示される：

２種の液晶材料はそれぞれ均一に混合され、ポリマー分散法またはポリマー重合法（エマルション重合法または懸濁重合法など）のそれぞれによって２種の液晶マイクロカプセルになる。ミクロスフィアの直径は１５〜２０μｍであり、２種の液晶マイクロカプセルは１：１の比で混合され、均一に混合されるように２〜３時間撹拌される。

コーティングは、ロール・ツー・ロール法である、コーティング法によって第２の電極１４と第１の電極１３との間にコートされて、マイクロカプセルで配列された液晶の単一の層を構成し、白色反射材料が、フレキシブルなカラーディスプレイデバイスを構成するように第２の電極の非液晶表面に加えられる。

液晶の層において、第１の液晶マイクロカプセルは６５℃の加熱温度にて透過性状態を示し、１３０Ｖの低周波電圧が加えられると霧状状態になり、第２の液晶マイクロカプセルは４７℃の加熱温度にて透過性状態を示し、１１５Ｖの低周波電圧が加えられると霧状状態になる。青色、橙色、黒色および白色を有するカラーディスプレイデバイスは、電力を第１の電極および第２の電極の全面に加え、異なる駆動方法と組み合わせてサーマルプリンタによってフレキシブルなカラーディスプレイデバイスを局所的に加熱することによって実現され得る。

２つの補色である、橙色および青色がこの実施例において好ましい。

次に、第１の色を有するディスプレイ領域の駆動方法は、１３０Ｖの電圧を加え、６５℃の加熱温度を加えず、１１５Ｖの電圧を加え、４７℃の加熱温度を加えることである。図１２に示されるように、駆動が終了すると、第１の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示し、第２の液晶マイクロカプセルは透過性状態を示し、第１の液晶マイクロカプセルによって反射される橙色の光が表示され、入射光が第１の液晶マイクロカプセルに入射されると、橙色の光が表示され、他の色の光は吸収される。入射光が第２の液晶マイクロカプセルに入射されると、入射光は白色反射材料に送られ、白色光を反射し、全ての発光は橙色のように見える。

次に、第２の色を有するディスプレイ領域の駆動方法は、１３０Ｖの電圧を加え、６５℃の温度を加え、１１５Ｖの電圧を加え、４７℃の加熱温度を加えないことである。図１３に示されるように、駆動が終了すると、第１の液晶マイクロカプセルは透過性状態を示し、第２の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示し、第２の液晶マイクロカプセルによって反射される青色の光が表示され、図８に示されるように、入射光が第１の液晶マイクロカプセルに入射されると、入射光は白色反射材料に送られ、白色光を反射し、入射光が第２の液晶マイクロカプセルに入射されると、青色光が表示され、他の色の光は吸収され、全ての発光は青色のように見える。

次に、第３の色を有するディスプレイ領域の駆動方法は、１３０Ｖの電圧を加え、６５℃の温度を加えず、１１５Ｖの電圧を加え、４７℃の加熱温度を加えないことである。図１４に示されるように、駆動が終了すると、２種のマイクロカプセルの両方が霧状状態になり、２種のマイクロカプセルによって反射される橙色および青色の光は黒色を示すように重ね合わせられ、図１０に示されるように、入射光が第１の液晶マイクロカプセルに入射されると、橙色の光が表示され、他の色の光は吸収され、入射光が第２の液晶マイクロカプセルに入射されると、青色の光が表示され、他の色の光が吸収され、黒色を示す全ての発光は橙色の光と青色の光の重ね合わせである。

次に、第４の色を有するディスプレイ領域の駆動方法は、１３０Ｖの電圧を加え、６５℃の温度を加え、１１５Ｖの電圧を加え、４７℃の加熱温度を加えることである。図１５に示されるように、駆動が終了すると、２種の液晶マイクロカプセルの両方は透過性状態になり、二色性染料分子は依然として特定の光吸収特性を有し、反射材料の色に近い白色が表示され、図１５に示されるように、入射光が第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルに入射されると、入射光は白色反射材料に送られ、白色は最終的に反射される。本発明の上述の実施例による液晶ディスプレイデバイスにおいて、カラーディスプレイの精度はサーマルプリンタの加熱チップの精度によって決定される。

カラーディスプレイの精度はサーマルプリンタの加熱チップの精度によって決定される。

実施例２
図１を参照すると、本発明は、下面が第１の透過性電極１３で覆われる上側基板１１と、上面が第２の透過性電極１４で覆われる下側基板１２とを備える液晶ディスプレイデバイスを提供する。上側基板１１および下側基板１２の材料はフレキシブルな曲げることができるプラスチックフィルムまたは極薄ガラス基板から選択され、第１の透過性電極１３および第２の透過性電極１４の材料は有機導電性材料または無機導電性材料から選択される。第１の透過性電極１３および第２の透過性電極１４はそれぞれ、電気めっき、スパッタリング、コーティング、スピンコーティングなどによって上側基板１１および下側基板１２に配置される。スメクチック液晶マイクロカプセルの層は上側基板１１と下側基板１２との間に封止され、すなわち第１の透過性電極１３と第２の透過性電極１４との間に分布する。封入される液晶の層は、特定の比で均一に混合される第１の液晶マイクロカプセル１５および第２の液晶マイクロカプセル１６を含む。それは、図１に示されるスメクチックマイクロカプセル構造の単一の層および封入される液晶の異なる数の層による図１６に示されるスメクチックマイクロカプセル構造の多層に分けられてもよい。

図１に示される液晶マイクロカプセルに関して、第１の液晶マイクロカプセル１５は第１の液晶材料を含む。第１の液晶材料は、導電性材料および第１の染料をスメクチック液晶に加え、均一に混合し、次いでポリマー分散法、エマルション重合法、懸濁重合法などのポリマー重合法を使用することによって合成される第１のコーティングである。

図１に示される液晶マイクロカプセルに関して、第２の液晶マイクロカプセル１６は第２の液晶材料を含む。第２の液晶材料は、ネマチック液晶、次いで導電性材料および第２の染料をスメクチック液晶に加え、均一に混合し、次いでポリマー分散法、エマルション重合法、懸濁重合法などのポリマー重合法を使用することによって合成される第２のコーティングである。

図１に示される液晶ディスプレイデバイスにおいて、液晶材料中の染料は単一の二色性染料であってもよく、また、アゾもしくはアントラキノンまたは両方の組み合わせである、複数の単一の二色性染料の組み合わせであってもよい。特定の用途において、染料は表１から選択される１つまたは複数であってもよい。染料組成物は必要に応じて配合され、混合され、加熱、超音波、懸濁などによって特定の比で液晶分子と共に溶解されて、液晶組成物が得られる。第１のコーティングおよび第２のコーティングは均一に混合され、次いでロール・ツー・ロール法である、コーティング法によって第２の透過性電極１４と第１の透過性電極１３との間にコートされて、封入されるスメクチック液晶の層を構成する。

本発明の実施例２の液晶ディスプレイデバイスにおいて、液晶マイクロカプセルは２種の液晶材料を使用する。第１の液晶材料の配合は表６に示される：

第２の液晶材料の配合は表７に示される：

２つの液晶材料はそれぞれ均一に混合され、ポリマー分散法またはポリマー重合法（エマルション重合法または懸濁重合法など）のそれぞれによって２種の液晶マイクロカプセルになる。ミクロスフェアの直径は１５〜２０μｍであり、２種の液晶マイクロカプセルは１：１の比で混合され、均一に混合するために２〜３時間撹拌される。

コーティングは、ロール・ツー・ロール法である、コーティング法によって第２の電極１４と第１の電極１３との間にコートされて、マイクロカプセルで配列される多層の液晶を構成し、液晶の層の厚さは４０〜６０ｎｍであり、白色反射材料が、フレキシブルなカラーディスプレイデバイスを構成するように第２の電極の非液晶表面に加えられる。

液晶の層において、第１の液晶マイクロカプセルは６５℃の加熱温度にて透過性状態を示し、１３０Ｖの低周波電圧が加えられると霧状状態になり、第２の液晶マイクロカプセルは５０℃の加熱温度にて透過性状態を示し、１２０Ｖの低周波電圧が加えられると霧状状態になる。青色、赤色、紫色（ａｔｒｏｐｕｒｐｕｒｅｕｓ）および白色を有するカラーディスプレイデバイスは、第１の電極および第２の電極の全面に電力を加え、異なる駆動方法と組み合わせてサーマルプリンタによってフレキシブルなカラーディスプレイデバイスを局所的に加熱することによって実現され得る。

次に、第１の色を有するディスプレイ領域の駆動方法は、１３０Ｖの電圧を加え、６５℃の加熱温度を加えず、１２０Ｖの電圧を加え、５０℃の加熱温度を加えることである。駆動が終了すると、第１の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示し、第２の液晶マイクロカプセルは透過性状態を示し、第１の液晶マイクロカプセルによって反射される赤色の光が表示される。

次に、第２の色を有するディスプレイ領域の駆動方法は、１３０Ｖの電圧を加え、６５℃の温度を加え、１２０Ｖの電圧を加え、５０℃の加熱温度を加えないことである。駆動が終了すると、第１の液晶マイクロカプセルは透過性状態を示し、第２の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示し、第２の液晶マイクロカプセルによって反射される青色の光が表示される。

次に、第３の色を有するディスプレイ領域の駆動方法は、１３０Ｖの電圧を加え、６５℃の温度を加えず、１２０Ｖの電圧を加え、５０℃の加熱温度を加えないことである。駆動が終了すると、２種のマイクロカプセルの両方は霧状状態を示し、２つのマイクロカプセルによって反射される赤色および青色の光は紫色を示すように重ね合わせられる。

次に、第４の色を有するディスプレイ領域の駆動方法は、１３０Ｖの電圧を加え、６５℃の温度を加え、１２０Ｖの電圧を加え、５０℃の加熱温度を加えることである。駆動が終了すると、２種の液晶マイクロカプセルの両方は透過性状態を示し、二色性染料分子は特定の光吸収特性を有したままであり、反射材料の色に近い白色が表示される。

カラーディスプレイの精度は、サーマルプリンタの加熱チップの精度によって決定される。

実施例３
本発明の実施例３の液晶ディスプレイデバイスの構造は図１に示され、液晶ディスプレイデバイスは、下面が第１の透過性電極１３で覆われる上側基板１１と、上面が第２の透過性電極１４で覆われる下側基板１２とを含む。上側基板１１および下側基板１２の材料は、フレキシブルな曲げることのできるプラスチックフィルムまたは極薄ガラス基板から選択され、第１の透過性電極１３および第２の透過性電極１４の材料は、有機導電性材料または無機導電性材料から選択される。第１の透過性電極１３および第２の透過性電極１４はそれぞれ、電気めっき、スパッタリング、コーティング、スピンコーティングなどによって上側基板１１および下側基板１２に配置される。スメクチック液晶マイクロカプセルの層は上側基板１１と下側基板１２との間に封止され、すなわち、第１の透過性電極１３と第２の透過性電極１４との間に分布する。封入される液晶の層は、特定の比で均一に混合される第１の液晶マイクロカプセル１５および第２の液晶マイクロカプセル１６を含む。それは、図１に示される単一の層のスメクチックマイクロカプセル構造および封入される液晶の異なる数の層による図１６に示される多層のスメクチックマイクロカプセル構造に分けられてもよい。

図１に示される液晶マイクロカプセルに関して、第１の液晶マイクロカプセル１５は第１の液晶材料を含む。第１の液晶材料は、導電性材料および第１の染料をスメクチック液晶に加え、均一に混合し、次いでポリマー分散法、エマルション重合法、懸濁重合法などのポリマー重合法を使用することによって合成される第１のコーティングである。

図１に示される液晶マイクロカプセルに関して、第２の液晶マイクロカプセル１６は第２の液晶材料を含む。第２の液晶材料は、ネマチック液晶を加え、次いで導電性材料および第２の染料をスメクチック液晶に加え、均一に混合し、次いでポリマー分散法、エマルション重合法、懸濁重合法などのポリマー重合法を使用することによって合成される第２のコーティングである。

図１に示される液晶ディスプレイデバイスにおいて、液晶材料中の染料は単一の二色性染料であってもよく、また、アゾもしくはアントラキノンまたは両方の組み合わせである、複数の単一の二色性染料の組み合わせであってもよい。特定の用途において、染料は表１から選択される１つまたは複数であってもよい。染料組成物は必要に応じて配合され、混合され、加熱、超音波、懸濁などによって特定の比で液晶分子と共に溶解されて、液晶組成物が得られる。第１のコーティングおよび第２のコーティングは均一に混合され、次いでロール・ツー・ロール法である、コーティング法によって第２の透過性電極１４と第１の透過性電極１３との間にコートされて、封入されるスメクチック液晶の層を構成する。

本発明の実施例１の液晶ディスプレイデバイスにおいて、液晶マイクロカプセルは２種の液晶材料を使用する。第１の液晶材料の配合は表８に示される。

第２の液晶材料の配合は表９に示される。

２種の液晶材料はそれぞれ均一に混合され、ポリマー分散法またはポリマー重合法（エマルション重合法または懸濁重合法など）によってそれぞれ２種の液晶マイクロカプセルになる。ミクロスフェアの直径は５〜１５μｍである。２種の液晶マイクロカプセルは、第１の液晶マイクロカプセル：第２の液晶マイクロカプセル：ゲル＝１：１：０．６の割合で混合され、混合物は均一に混合するために３〜４時間撹拌される。

コーティングは、ロール・ツー・ロール法である、コーティング法によって第２の電極１４と第１の電極１３との間にコートされて、マイクロカプセルで配列される多層の液晶を構成し、液晶の層の厚さは５０〜７０ｎｍであり、次いで白色反射材料が、フレキシブルなカラーディスプレイデバイスを構成するように第２の電極の非液晶表面に加えられる。

液晶の層において、第１の液晶マイクロカプセルは６５℃の加熱温度で透過性状態を示し、１３０Ｖの低周波電圧が加えられると霧状状態になり、第２の液晶マイクロカプセルは５０℃の加熱温度で透過性状態を示し、１２０Ｖの低周波電圧が加えられると霧状状態になる。青色、赤色、紫色および白色を有するカラーディスプレイデバイスは、第１の電極および第２の電極の全面に電力を加え、異なる駆動方法と組み合わせてサーマルプリンタによってフレキシブルなカラーディスプレイデバイスを局所的に加熱することによって実現され得る。

次に、第１の色を有するディスプレイ領域の駆動方法は、１３０Ｖの電圧を加え、６５℃の加熱温度を加えず、１２０Ｖの電圧を加え、５０℃の加熱温度を加えることである。駆動が終了すると、第１の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示し、第２の液晶マイクロカプセルは透過性状態を示し、第１の液晶マイクロカプセルによって反射される赤色の光が表示される。

次に、第２の色を有するディスプレイ領域の駆動方法は、１３０Ｖの電圧を加え、６５℃の温度を加え、１２０Ｖの電圧を加え、５０℃の加熱温度を加えないことである。駆動が終了すると、第１の液晶マイクロカプセルは透過性状態を示し、第２の液晶マイクロカプセルは霧状状態を示し、第２の液晶マイクロカプセルによって反射される青色の光が表示される。

次に、第３の色を有するディスプレイ領域の駆動方法は、１３０Ｖの電圧を加え、６５℃の温度を加えず、１２０Ｖの電圧を加え、５０℃の加熱温度を加えないことである。駆動が終了すると、２種のマイクロカプセルの両方が霧状状態になり、２種のマイクロカプセルによって反射される赤色および青色の光は紫色を示すように重ね合わせられる。

次に、第４の色を有するディスプレイ領域の駆動方法は、１３０Ｖの電圧を加え、６５℃の温度を加え、１２０Ｖの電圧を加え、５０℃の加熱温度を加えることである。駆動が終了すると、２種の液晶マイクロカプセルの両方は透過性状態になり、二色性染料分子は特定の光吸収特性を有するままであり、反射材料の色に近い白色が表示される。カラーディスプレイの精度は、サーマルプリンタの加熱チップの精度によって決定される。

本発明の好ましい実施形態は上記の説明に記載されているが、本発明は上記の実施形態における特定の説明に限定されない。本発明の技術的概念の範囲内で、様々な等価の修飾が本発明の技術的解決法に対してなされてもよく、それらは本発明の範囲内である。

また、上述の実施形態に記載される特定の技術的特徴が、矛盾しないように任意の適切な方式で組み合わされてもよいことも留意されるべきである。不必要な重複を回避するために、本発明は様々な可能な組み合わせを記載していない。

１１ 上側基板
１２ 下側基板
１３ 第１の透過性電極
１４ 第２の透過性電極
１５ 第１の液晶マイクロカプセル層
１６ 第２の液晶マイクロカプセル
１７ マイクロカプセルの壁
１８ スメクチック液晶
１９ 導電性材料
２０ 第１の染料
２１ 第２の染料
２２ ネマチック液晶

Claims (12)

1. 上側基板および下側基板であって、封入される液晶の１つまたは複数の層が前記上側基板と前記下側基板との間に挟まれる、上側基板および下側基板と、
   前記上側基板および下側基板の面に配置される第１の透過性電極および第２の透過性電極と
   を含む液晶ディスプレイデバイスであって、
   前記上側基板および下側基板の面の各々は前記液晶の層に隣接し、前記第１の透過性電極および第２の透過性電極はディスプレイ領域を構成するように互いに対向し、
   前記封入される液晶の層は、均一に分布した第１の液晶マイクロカプセルおよび第２の液晶マイクロカプセルを含み、前記第１の液晶マイクロカプセルは、スメクチック液晶、導電性材料および第１の染料を含む第１の液晶材料を含み、前記第２の液晶マイクロカプセルは、スメクチック液晶、ネマチック液晶、導電性材料および第２の染料を含む第２の液晶材料を含み、
   前記第１の液晶材料が、前記スメクチック液晶に加えられる０．００１％〜１０％の量の前記導電性材料および０．０１％〜１０％の量の前記第１の染料を含み、
   前記第２の液晶材料が、前記スメクチック液晶に加えられる１％〜２０％の量の前記ネマチック液晶および０．０１％〜１０％の量の前記第２の染料を含む、液晶ディスプレイデバイス。
2. 前記第１の染料が１種以上の二色性染料を含み、前記第２の染料が１種以上の二色性染料を含み、前記第１の染料および前記第２の染料の色が異なることを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイデバイス。
3. 前記導電性材料が、導電性を有する、無機ナノ粒子、カーボンナノチューブ、グラフェン、炭酸ナトリウム、セチルトリエチルアンモニウムブロミド、エチルトリフェニルホスホニウムヨージド、（フェロセニルメチル）トリメチルアンモニウムヨージド、１，２−ジメチル−３−ブチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、テトラエチルアンモニウムｐ−トルエンスルホネート、フェニルトリエチルアンモニウムヨージド、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、ビス（テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム）ビス（１，３−ジチオール−２−チオン−４，５−ジチオラト）パラジウム（ＩＩ）、テトラ−ｎ−ブチルホスホニウムビス（１，３−ジチオール−２−チオン−４，５−ジチオラト）ニッケル（ＩＩＩ）、ビス（テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム）ビス（１，３−ジチオール−２−チオン−４，５−ジチオラト）亜鉛、ビス（テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム）テトラシアノジフェノキノジメタン、テトラブチルアンモニウムブロミド、過塩素酸セチルアンモニウム、テトラセチルアンモニウムブロミド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラクロロフェラート、メチルトリフェニルホスホニウムヨージドまたはテトラフェニルホスホニウムヨージドのいずれか１つまたはいずれかの混合物であることを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイデバイス。
4. 前記封入される液晶の層が、ＵＶグルー、動物性膠、植物性ゴム、微生物性ゴム、ポリビニルアルコールまたはそれらの組み合わせを含むゲル材料をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイデバイス。
5. 前記液晶ディスプレイデバイスが、前記下側基板のいずれかの面に配置される反射体をさらに含み、前記反射体の色は、前記第１の染料の色、前記第２の染料の色および前記第１の染料と前記第２の染料の混合物の色と異なることを特徴とする、請求項１に記載の液晶ディスプレイデバイス。
6. 前記上側基板および前記下側基板の両方が、透明なフレキシブルプラスチックフィルムまたはガラスであ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液晶ディスプレイデバイス。
7. 前記上側基板が透明なフレキシブルプラスチックフィルムまたはガラスであり、前記下側基板がフレキシブルな反射材料であり、前記反射材料の色は、前記第１の染料の色、前記第２の染料の色および前記第１の染料と前記第２の染料の混合物の色と異な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液晶ディスプレイデバイス。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の液晶ディスプレイデバイスを駆動する方法であって、前記方法は、
   第１の電圧、第１の温度、第２の電圧および第２の温度を連続して加える工程であって、前記第１の電圧および前記第２の電圧は、前記第１の透過性電極と前記第２の透過性電極との間に加えられ、前記第１の温度および前記第２の温度は、加熱によって前記ディスプレイ領域の全領域または部分領域に加えられる、工程を含み、
   前記第２の電圧は前記第１の電圧よりも低く、前記第２の温度は前記第１の温度よりも低い、方法。
9. 第１の色を有するディスプレイ領域が、前記第１の電圧を加え、前記第１の温度を加えず、前記第２の電圧を加え、前記第２の温度を加えることによって設定されることを特徴とする、請求項８に記載の液晶ディスプレイデバイスを駆動する方法。
10. 第２の色を有するディスプレイ領域が、前記第１の電圧を加え、前記第１の温度を加え、前記第２の電圧を加え、前記第２の温度を加えないことによって設定されることを特徴とする、請求項８に記載の液晶ディスプレイデバイスを駆動する方法。
11. 第３の色を有するディスプレイ領域が、前記第１の電圧を加え、前記第１の温度を加えず、前記第２の電圧を加え、前記第２の温度を加えないことによって設定されることを特徴とする、請求項８に記載の液晶ディスプレイデバイスを駆動する方法。
12. 第４の色を有するディスプレイ領域が、前記第１の電圧を加え、前記第１の温度を加え、前記第２の電圧を加え、前記第２の温度を加えることによって設定されることを特徴とする、請求項８に記載の液晶ディスプレイデバイスを駆動する方法。