專利名稱：：具有反轉對比度、用于反射型顯示的雙穩態裝置的制作方法
技術領域：
：本發明涉及液晶顯示裝置領域。過去提出和實現的大多數裝置是單穩態的。在沒有電場時，該裝置僅體現出一種結構。該結構相當于單元總能量的絕對最小值。在場作用下，該結構連續扭曲，其光學性質作為所施加電壓的函數而變化。在斷開電場時，向列返回其單穩態結構。另一類向列顯示器為雙穩態、多穩態或亞穩態向列顯示器。在這種情況下，使用表面上相同錨定(anchoring)，在沒有場時在單元中能實現至少兩種不同的穩定或亞穩定結構。術語“雙穩態”或“亞穩態”一般用于說明具有相同能量或能量非常接近的兩種狀態，在沒有外部命令時能基本上無限期地保持下去。相反，術語“亞穩態”用于能級稍微不同，并且在一較長弛豫時間之后容易發生切換的狀態。通過施加適當的電信號，實現兩個狀態之間的切換。一旦已經寫入一種狀態，由于晶體的雙穩(或亞穩)性，在沒有場時會保存這種狀態。對于大多數應用而言，雙穩態顯示器的這種存儲能力極具吸引力。首先，使圖像能以慢速度進行刷新，這對于減小便攜式裝置的能耗極為有利。其次，在快速裝置(例如電視)中，存儲使非常高的復用率成為可能，從而使電視機能高分辨率地顯示。圖1中示意性地表示出已知雙穩態顯示器一個典型例子[文獻1]。在該種情形中，雙穩結構中的一種(T0)為均勻的(或者，通常為輕微扭曲的)，而另一種(T360)表示出±360°的附加扭曲。選擇該材料自發膽甾距p0，使p0≈2·d(其中d為液晶層的厚度)，以便使兩個拓撲結構等價的狀態T0和T360的能量相等。使用同樣的錨定，還可能形成與結構T0和T360拓撲不同的第三種結構T180，由于它更適合于材料的自發扭曲，其能量較低。不過，在沒有場時，T0和T360保持穩定，并且由于拓撲限制，不能轉變成T180。在強電場作用下，獲得基本為同向(homeotropic)的第四種結構，除了板附近以外，幾乎在各個地方分子都垂直于基板。這種結構使得有可能在亞穩態結構T0和T360之間切換。在控制信號結束時所施加的流體動力控制下，選擇特定的最終結構(回流效應)。圖2中示意性地表示出已知雙穩態顯示器的另一個例子[文獻2]。相差±180°扭曲的兩種雙穩定結構T0(均勻或輕微扭曲的)和T180拓撲不相容。選擇向列的自發間距p0，使之接近于單元厚度d的四倍，即p0≈4·d，以便使T0和T180的能量基本相等。在沒有場時，不存在任何較低能量的其它狀態T0和T180為真正的雙穩態。在強場下，獲得基本同向的結構(H)，至少打破錨定中的一種在該表面附近，分子垂直于板。在控制脈沖結束時，取決于靠近兩個表面的分子運動之間的耦合是彈性還是流體，單元朝向雙穩態中的一種或另一種引導彈性耦合返回T0態，而流體耦合返回T180態。為了使信息能夠顯示在該裝置上，該結構必須具有不同的光學性質。大多數裝置使用偏振光工作，并使用附加光學元件偏振片，濾波器，補償板等。根據該顯示器的結構選擇這些元件及其相對兩個表面上錨定的取向，以便使相應光學性質對比度、亮度、顏色、視角等最優化。對于單穩態顯示器，必須對不同強度場下所產生整個連續狀態進行優化，因為在圖像持續過程中顯示這些狀態。對于多種裝置，已經提出并實現了非常大量的光學幾何結構，考慮每種所述裝置的特殊性質。對于每種顯示器，還取決于用于透射還是反射，配置附加元件的結構。上述兩種類型的雙穩態顯示器的光學系統與單穩態裝置顯著不同。首先，在圖像持續的大多數時間內，在顯示器單元中僅存在兩種結構相當于兩種雙穩定狀態的結構。最佳結構必須使這兩種狀態之間的對比度最大，同時使場作用下快速通過中間狀態所導致的切換過程中的瞬時光學效應最小。另外，兩種雙穩結構之間的主要差別，即附加的180°或360°扭曲，不是可用于優化的參數它由用于獲得兩種雙穩定狀態的物理機制產生。此外，雙穩態切換需要強電場(接近于每微米10伏(V/μm))。從而，為了能夠使用合理的電壓進行控制，液晶層必須非常薄(d≈2μm到3μm)，因此光學優化必須考慮這些要求。直到現在，均在透射模式中考慮雙穩態裝置，透射模式是最初提出的模式。不過，雙穩態存儲在反射模式中非常有用工作于反射狀態的雙穩態顯示器能非常長時間地保持和顯示圖像，不消耗任何能量，無論其本身的操作(它是雙穩定的)還是對于照明而言(它不需要內部光源)都是如此。近來，已經提出了具有360°扭曲差的雙穩態裝置結構的某些特殊反射結構[文獻3，4和5]。它們使用平行于前基板上向列指向矢的單個偏振片。具有較小扭曲的狀態T0具有63.6°[文獻3]和-36°[文獻4]的扭曲。在這兩種情況下所確定的對比度，在白光下小于10。過去提出的反射式雙穩態顯示器的結構工作于“正常”對比度，即具有均勻或小扭曲的黑狀態(T0)，以及高度扭曲的白狀態(T180或T360)。該易于實現的結構理論上能獲得白光下大約60的對比度。遺憾的是，它對于厚度d以及T0狀態扭曲角Δφ的變化非常敏感，由于技術原因，這兩者的變化均是不可避免的。在本發明范圍內，通過反射型雙穩態顯示裝置來實現這個目的，該反射型雙穩態顯示裝置的特征在于，包括a)包含在兩個平行基板之間的一種液晶材料，這兩個平行基板在其相對的內表面上具有電極，向所述液晶施加電場，至少前基板和前電極是透光的；b)電極上的取向層或處理層，其對液晶進行取向，使得在沒有場時，能實現至少兩種交替的不同穩定或亞穩定結構，其中一種結構是非扭曲的，或者扭曲總角度處于-90°至+90°范圍內，另一種可能結構表現出向左或向右的附加扭曲，角度必須為180°的整數倍；c)以這樣一種方式選擇液晶層的厚度d，使得乘積d·Δn接近于λ0/4，其中λ0為該顯示器工作譜帶的中心波長，Δn為對于所述波長，液晶的雙折射；d)用于將電信號施加給液晶的裝置，使之能在所述的兩種不同結構之間切換，并且在去除場之后，能夠保持為其中的一種或另一種狀態；e)一與該裝置的前表面相連的偏振片，設置在該裝置的內部或外部；f)一設置在液晶后表面、該裝置的內部或外部的鏡面或漫射反射元件，使光能夠兩次通過該裝置，并朝向觀察者或者朝向附加光學元件返回；以及g)一設置在偏振片與反射元件之間的補償板，該補償板產生接近于λ0/4的光學延遲dc·Δnc。從而，本發明所提出的反射型雙穩態顯示器具有若干優點。使用與白色的T0狀態和黑色的高度扭曲的T180或T360狀態“反轉”的對比度。使用單個偏振片和一個補償板，引入接近于λ/4的光學延遲，有可能獲得在白光下形成50至60對比度的結構。在沒有降低光學質量的條件下，該裝置的優化還可能減小單元厚度，從而使切換更快，并減小切換所需的控制電壓。由于對比度反轉，即是d和Δφ有較大的變化，該裝置的光學性質也保持非常好。本發明的其它特征-該液晶材料包括向列相液晶或液晶混合物；-該液晶材料包括膽甾或向列相液晶或液晶混合物，通過摻入手性物質，使這些穩定或亞穩定結構中的某些結構的能量接近或相等；-選擇液晶，取向層和用于施加場的裝置，使得能夠通過打破錨定，或者通過沒有場時為雙穩定或亞穩定的兩種狀態之間的傳播缺陷，實現場作用下的切換，所述兩種結構中總扭曲角之差必須接近于180°；-以這樣一種方式選擇液晶、取向層和用于施加場的裝置，使得能夠通過打破錨定，通過體積內連續的扭曲，或者通過沒有場時為雙穩定或亞穩定的兩種結構之間的傳播缺陷，實現場作用下的切換，并且這兩種結構的總扭曲角之差必須接近于360°；-補償板設置在偏振片與液晶之間；-補償板設置在液晶與反射元件之間；-補償板引入0.15λ0至0.35λ0范圍內的光學延遲ΔI，其中λ0為工作譜帶的中心波長；-補償板相對偏振片在35°至55°范圍內的角度處取向；-補償板相對偏振片在接近于45°角度處取向；-液晶層的光學延遲d·Δn在0.15λ0至0.35λ0范圍內，最好在0.20λ0至0.32λ0范圍內，其中λ0為工作譜帶的中心波長；-該偏振片為線偏振或橢圓偏振片；-至少其中一個電極包含多個不同的段，以便能在相同的基板上和相同裝置中實現多個獨立像素；-使用用來施加場的獨立裝置形成獨立像素；-獨立像素排列成多重無源矩陣；-獨立像素排列成多重有源矩陣；-偏振片相對該裝置前表面上液晶的指向矢在接近于45°角度處取向；-以這樣一種方式對低扭曲狀態結構的扭曲角，第二雙穩定狀態的附加扭曲±mπ(其中m為整數)，偏振片相對前表面上液晶排列的取向，設置于兩個基板之間的液晶材料的厚度，以及液晶的雙折射進行優化，以便獲得最佳光學性質，尤其是對比度、亮度和顏色；-補償板的光軸相對偏振片大體上為45°取向；-補償板引入的光學延遲處于100納米(nm)至180nm范圍內；-將偏振片與補償板組合成單個單元的形式，構成一個電偏振片；以及-液晶材料的厚度小于6μm。如圖3所示，本發明的裝置包括一設置在兩個基板30、50之間、厚度為d的液晶層40，最好為向列液晶；一處于前表面的偏振片10；一處于液晶40后表面的反射鏡60；和一補償板20。補償板20設置在偏振片10與反射鏡60之間。在圖3所示的特定實施例中，補償板20設置在前基板30的前面。補償板20的光軸相對偏振片10取向為≈45°。光單次通過補償板20所引入的光路長度差為dcΔnc，其中dc為其厚度，Δnc為其雙折射(正的或負的)。用δ＝2πdcΔnc/λ定義相應的角相移，其中λ為光波長。在圖4中，偏振片10的取向表示為參數12，補償板20的取向表示為參數22，并且將兩個基板30和50每一個上的排列方向分別定義為參數32和52。在本發明范圍內，選擇δ近似等于90°(即π/2弧度)，并且為了優化，有可能改變限定該顯示器光學特性的所有參數低扭曲狀態的扭曲角Δφ0(|Δφ0|≤180°)；第二種雙穩定狀態的附加扭曲±mπ(其中m為整數)；偏振片相對前表面上液晶的取向P(-90°≤P≤90°)；厚度d；和液晶的雙折射Δn。以這樣一種方式選擇這些參數，以便獲得該裝置的最佳光學性能，尤其是對比度、亮度、顏色等。雙穩態顯示器的一個特殊特征是，大多數時間僅表現兩種狀態，從而僅需要對這兩種雙穩定狀態進行光學優化。通常表明，不管偏振片10的取向P，有多個解給出最佳光學性能。在這些解之間進行選擇，有可能在沒有降低光學質量的條件下，例如通過減小層40的厚度d，也能優化液晶的切換。雙穩態裝置要求所施加的電場E較強，接近于10V/μm。從而與傳統顯示器相比，控制電壓U＝d·E相當高。厚度的減小使得能將U減小相同倍數。小d還縮短了與d2成正比的切換之后的光學弛豫時間，這是有利的，這對于快速應用，例如對于顯示視頻而言尤為重要。最后，在控制脈沖結束時剪切流動的控制下切換雙穩態向列。使液晶具有較小的厚度，增大了不同液流之間的流體動力耦合，從而對顯示器進行更為有效的控制。本領域技術人員將理解到本發明給出的最優結構的重要性使之有可能同時改善光學質量，速度，控制電壓和裝置在雙穩定狀態之間的切換。為了理解|δ|≈90°情形的重要性，必須首先定性地分析沒有補償板時兩種雙穩定結構的光學性質。弱扭曲結構T0在光學上接近于相對偏振片取向為45°的雙折射板，并且光學延遲d·Δn≈λ/4。從而，一個線偏振片與一個λ/4板(即液晶)的組合形成一圓偏振片。在反射型時，圓偏振光到達反射鏡，改變其旋轉的符號，在其第二次通過時，被圓偏振片阻擋，從而在反射時低扭曲態表現為黑色。高扭曲態(Δφ±mπ)在光學上近似為各向同性，到達反射鏡的光基本上為線偏振光(或非常小程度的橢圓偏振)。在反射和第二次通過液晶之后，光未損失地離開偏振片，從而獲得淡色狀態。當在弱扭曲狀態上施加一-λ/4補償板時(補償板的慢軸垂直于液晶的慢軸)，總的雙折射為零，該狀態為淡色。相反，由于高扭曲狀態的雙折射可忽略，當存在λ/4補償板時，系統恢復成圓偏振片，從而該狀態為黑色。因此，λ/4補償板起到反轉該裝置的對比度的作用。交換了其“白色”和“黑色”狀態。利用補償板反轉對比度是有利的。首先，即使對于單穩態顯示器，無論是由于技術原因(制造容易)，審美原因，還是人類工程學原因(觀看舒適等)，取決于應用可以優先使用正常或反轉對比度。對于構成本發明主要內容的雙穩態裝置，反轉對比度具有兩個重要的附加優點。雙穩態顯示器的一個特征是，當在強場作用下在兩個狀態之間進行切換時，不可避免地產生了幾乎為同向，并且狀態與高扭曲狀態相似的“寄生”結構。在正常對比度中，寄生狀態為白色，并且高度干擾了黑色像素的狀態，顯著地降低了平均對比度。不過，對于反轉對比度，這種同向狀態為黑色，在這種情形中確實減小了該裝置的平均亮度，不過僅僅減小了一點。雙穩態顯示器的另一個特征是它們具有較小的厚度(d≈1μm至3μm)，并且在其中一種狀態中高度扭曲(Δφ±mπ，在該情形中螺距為2μm至3μm)。技術上難以保證總厚度或局部厚度精確地處于優于±0.1μm的公差范圍內。從而，需要考慮偏離對單元進行優化的“理想”值的液晶的實際光學厚度。從而，由于大量扭曲，施加給錨定的方位扭矩較大。這能引起Δφ相對其最佳值的(整體或局部)改變。d和Δφ的變化顯著地改變了弱扭曲雙折射狀態的光學性質。不過，高度扭曲狀態的光學性質對d和Δφ的依賴非常小。對于反轉對比度，無論d和Δφ的偏離，該顯示器都表現出良好的對比度和非常好的均勻性。對于均勻扭曲的結構，其中與光波長相比螺距相當大，當傳播平行于螺距軸時，存在眾所周知的分析公式[文獻6]，在良好的近似范圍內描述了系統的光學性質。首先，我們考慮將補償板20設置在偏振片10與液晶30/40/50之間，相對前表面上的指向矢取向成45°的情形(如圖3所示)。考慮到光兩次通過該裝置，對扭曲角Δφ的結構的反射情形，我們得到了下面的通用公式。(1)其中(2.a)sin(ϵ2)=πξΔφ2+π2ξ2sin(Δφ2+π2ξ2)]]>(2.b)tan(ϵ2)=πξΔφ2+π2ξ2tan(Δφ2+π2ξ2)]]>(2.c)ξ=d·Δnλ]]>其中ε和α為液晶的雙折射d·Δn，光波長λ，狀態的扭曲角Δφ，和偏振片10的取向的的函數。在波長為λ0的單色光中，一般可能選擇δ(λ0)＝90°。在這種情況下，公式(1)簡化為R(Δφ)＝sin2ε。對于輕微扭曲角度Δφ0的結構，我們使R(Δφ)＝1，即(3.a)Δφ2+π2ξ2=2πξsin(Δφ02+π2ξ2)]]>而對比高扭曲結構，我們要求R(Δφ+mπ)＝0，即(3.b)(Δφ0±mπ)2+π2ξ2=kπ]]>其中k為整數，可k＝0，1，2…。圖5和6中，分別對于m＝1(通過打破錨定，裝置雙穩定)和m＝2(在體積中裝置雙穩定)，用兩族曲線之間的交點表示出公式(3.a)和(3.b)的模擬解。在兩種情形中，存在無窮多個解(Δφ0，ξ0)，對單色光中該裝置的光學性質進行優化，保證100％的亮度和無限大的對比度。對于固定的Δn和λ0，這些解相當于增大厚度，在這個標準上，最佳解是圖5和6中用參數1表示的點，相當于ξ≈0.25，從而相當于最小厚度。該厚度為透射型雙穩態顯示器最佳值的一半(ξ≈0.5)。從而本發明的裝置與透射型裝置相比，有可能將控制電壓減半，并且將沒有場時的弛豫時間除以4。所有其他解相當于ξ≈0.5，從而產生更慢、并且控制場更強的裝置。由于制造公差，在實際的裝置中，ξ(從而d)和Δφ0的值有可能偏離其最佳值。從而最好選擇一個解，圍繞該解兩種狀態的反射率對ξ和Δφ0改變的依賴性很小。圖7和8表示扭曲為Δφ0和Δφ0-π的兩種雙穩定結構，以Δφ0和ξ為函數折射率的變化。點1附近白色狀態的變化與其他可能解附近相差不大(圖7)。解1附近黑色狀態的變化(圖8)遠小于靠近其他解的變化；這是即使d和Δφ0的公差非常大，也能保持良好對比度的唯一解。相同的結論適用于其他可能的高扭曲結構Δφ0+mπ，m＝1，2。從而可以看出，在單色光中，在本發明中提出的優化雙穩態裝置的參數為d·Δn/λ0≈0.25和|Δφ0|≈6°，這對于π和2π的附加扭曲幾乎相同。另外，在這種情形中，該裝置的光學性質不依賴于偏振片10相對液晶40指向矢的取向P。在白光中，補償板20的ξ和相移δ是λ的函數，并且不能對于所有的波長滿足條件δ(λ)＝90°。為了計算白光下該裝置的光學響應，對于特定波長λ0，選擇最佳參數ξ0(λ0)＝d·Δn/λ0≈0.25和|Δφ0|≈6°。為了進行一級近似，假設液晶40和補償板20的雙折射Δn隨λ變化緩慢。圖9和10表示使用公式(1)計算出的以P和λ/λ0為函數的兩種雙穩定狀態的折射率。可以看出，在非常寬的波長范圍內，淡色狀態(圖9)保持反射率R(Δφ0)≈1。這種非常有利的特性是由于補償板20與液晶40的色散之間的補償。這對于本發明中所提出的對反射型雙穩態裝置進行優化的圖5中的點1最佳。應該注意，在白光中，淡色狀態的亮度取決于P。在圍繞P＝45°(15°＜P＜75°)的寬范圍上獲得偏振片10的最佳取向。黑色狀態發生更大程度的改變(在這種狀態下補償板20的色散沒有被液晶40的色散補償)，不過對于λ0/λ，在合理的數值范圍內保持反射率接近于零，從而在白光下能獲得良好的對比度。適當選擇補償板20的色散，能對這種情況下的對比度提供額外的改善。如果補償板20的相移在90°附近變化，能獲得該裝置最佳厚度的額外減小。圖11表示反轉對比度中計算而得的對于ξ0＝0.215，P＝38°，Δφ＝-15°和δ＝-85°，以λ0/λ為函數的兩種雙穩定狀態Δφ和Δφ-π的反射率。選擇數值，對顯示器的對比度和亮度同時進行優化，同時保持液晶層d＝ξ0/Δn·λ0為最小厚度。對于接近于δ(λ0)＝90°情況下所使用的Δφ(P)的值，在15°至75°范圍上改變P，得到相似的結果。使用λ＝λ0附近Δnc(λ)/λ變化較小的補償板20，可以得到附加的改善(例如，減小黑色狀態的反射率色散)。對于本發明中所考察的所有高扭曲結構，Δφ±mπ，其中m＝1，2，得到非常相似的結果。圖12表示白光下(對于D65標準光源)，對于單元的若干應用，使用反轉對比度計算而得的以感興趣的光學厚度d·Δn為函數的裝置的對比度。圖13表示本發明所提出的裝置的以液晶的厚度d為函數的色度圖。淡色狀態相當于獨立于d的理想白色。暗狀態隨d而改變，能夠在不降低對比度的條件下通過改變該參數來調節。圖14中表示出該裝置的另一種可能結構。在這種情形中，將補償板20設置在液晶30/40/50與反射鏡60之間，并且相對前表面的指向矢取向為角度C。換句話說，在圖14中，不向圖1中那樣將補償板20放置在液晶單元前面，而是放置在所述單元后面。由下式給出這種結構的反射率R(Δφ)＝(cosδcosε-sinδcosβ1)2+[cosδsinεcosβ0+sinδ(sinβ0sinβ1+cosεcosβ0cosβ1)]2其中(4)β0＝2P-αβ1＝2C-Δφ+α在單色光中，在δ(λ0)＝90。處，對于高扭曲狀態，為了使反射率R(Δφ+mπ)＝0，必須滿足公式(5)(Δφ0±mπ)2+π2ξ2=kπ]]>C-P=±π4+Δφ0-α≈±π4]]>其中α＝α(Δφ0±mπ)。同時，對于扭曲狀態為了保證反射率R(Δφ0)＝1，必須滿足(6)(Δφ0±mπ)2+π2ξ2=kπ]]>P=±π4+α4]]>其中α＝α(Δφ0)。可以看出，這些條件與公式(3.a)和(3.b)相同，不過還必須滿足兩個與偏振片10和補償板20相對液晶40的取向有關的附加條件。最佳解仍然相應于圖5和6中的點1，從而保證最小厚度，以Δφ0和ξ為函數的光學性質變化非常緩慢，并且具有較好的顏色。從而與圖4(補償板20在液晶前面)的結構相比，這種結構不太好，因為它需要對光學元件精確地取向，這難以對于所有波長同時實現(角度α依賴于λ)。盡管如此，為了簡化裝置的制造，可以考慮這種解決方法，因為有可能將反射鏡60和補償板20放置在一起。自然，本發明不限于上述特定實施例，而是可擴展到其精神范圍內的所有變型。EP-A-0018180[2]FR-A-2740894[3]SAID99，“Reflectivesingle-polarizerbistablenematicliquidcrystaldisplaywithoptimumtwist”，byY.J.Kim，etal.J.Appl.Phys.，Vol.37(1998)，“Reflectivebistabletwistednematicliquidcrystaldisplay”，byZ.L.Xie，etal.JournalofAppliedPhysics“Optimizationofreflectivebistabletwistednematicliquidcrystaldisplays”，byZ.L.Xie，etal.Appl.Phys.Lett.51(18)November1987“Opticalpropertiesofgeneraltwistednematicliquidcrystaldisplays”，byH.L.Ong.權利要求1.一種反射型雙穩態顯示裝置，其特征在于包括a)一種包含在兩個平行基板(30，50)之間的液晶材料(40)，這兩個平行基板在其相對的內表面上具有電極，向所述液晶施加電壓，至少前基板(30)和前電極是透光的；b)電極上的取向層或處理層，其對液晶進行取向，能夠在沒有場時交替地形成至少兩種不同的穩定或亞穩定結構，其中一種結構為非扭曲的，或者發生總角度在-90°至+90°范圍內的扭曲，另一種可能結構表現出向左或向右的附加扭曲，角度必須為180°的整數倍；c)以這樣一種方式選擇液晶層(40)的厚度d，使乘積d·Δn接近于λ0/4，其中λ0為該顯示器工作譜帶的中心波長，Δn為對于所述波長液晶的雙折射；d)用于向液晶施加電信號的裝置，使液晶能夠在所述兩種不同結構之間切換，并且在去除場之后，保持為其中一種或另一種結構；e)一與該裝置的前表面相連、設置在該裝置的內部或外部的偏振片(10)；f)一設置在液晶后表面、該裝置的內部或外部的鏡面或漫射反射元件(60)，使光能兩次通過該裝置，并且朝向觀察者或者朝向附加光學元件返回；以及g)一設置在偏振片與反射元件之間的補償板(20)，該補償板產生接近于λ0/4的光學延遲dc·Δnc。2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于該液晶材料(30)包括一種向列相液晶或液晶混合物。3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于該液晶材料(30)包括一種膽甾或向列相液晶或液晶混合物，通過摻入一種手性物質，使穩定或亞穩定結構中的某些結構的能量接近或相等。4.如權利要求1至3中任一項所述的裝置，其特征在于選擇液晶、取向層和用于施加場的裝置，使得通過打破錨定或者通過沒有場時處為雙穩定或亞穩定的兩種結構之間的傳輸缺陷，能夠在場作用下實現切換，所述兩種結構的總扭曲角之差必須接近于180°。5.如權利要求1至3中任一項所述的裝置，其特征在于以這樣一種方式選擇液晶、取向層和用于施加場的裝置，使得通過打破錨定，通過體積內連續的扭曲，或者通過沒有場時為雙穩定或亞穩定的兩種結構之間的傳輸缺陷，能夠在場作用下實現切換，并且這兩種結構的總扭曲角之差必須接近于360°。6.如權利要求1至5中任一項所述的裝置，其特征在于該補償板(20)設置在偏振片(10)與液晶(40)之間。7.如權利要求1至5中任一項所述的裝置，其特征在于該補償板(20)設置在液晶(40)與反射元件(60)之間。8.如權利要求1至7中任一項所述的裝置，其特征在于補償板(20)引入的光學延遲ΔI處于0.15λ0至0.35λ0范圍內，其中λ0為工作譜帶的中心波長。9.如權利要求1至8中任一項所述的裝置，其特征在于該補償板(20)相對偏振片(10)沿35°至55°范圍內的角度取向。10.如權利要求1至9中任一項所述的裝置，其特征在于該補償板(20)相對偏振片(10)沿接近于45°的角度取向。11.如權利要求1至10中任一項所述的裝置，其特征在于液晶層(40)的光學延遲d·Δn在0.15λ0至0.35λ0范圍內，最好在0.20λ0至0.32λ0范圍內，其中λ0為工作譜帶的中心波長。12.如權利要求1至11中任一項所述的裝置，其特征在于該偏振片(10)為線偏振片或橢圓偏振片。13.如權利要求1至12中任一項所述的裝置，其特征在于為了在相同基板上和在相同裝置中形成多個獨立像素，至少一個電極包括多個不同的段。14.如權利要求1至13中任一項所述的裝置，其特征在于使用用來施加場的獨立裝置形成獨立像素。15.如權利要求1至14中任一項所述的裝置，其特征在于獨立像素排列成一多重無源矩陣。16.如權利要求1至15中任一項所述的裝置，其特征在于獨立像素排列成一多重有源矩陣。17.如權利要求1至16中任一項所述的裝置，其特征在于偏振片(10)沿相對于該裝置前表面上液晶的指向矢接近于45°的角度取向。18.如權利要求1至17中任一項所述的裝置，其特征在于以這樣一種方式對低扭曲狀態結構的扭曲角(Δφ0)，第二雙穩定狀態的附加扭曲±mπ(其中m為整數)，偏振片(10)相對前表面(30)上液晶(40)的排列的取向(P)，設置于兩個基板(30，50)之間的液晶材料(40)的厚度(d)，以及液晶的雙折射(Δn)進行優化，以便獲得最佳光學性質，尤其是對比度、亮度和顏色。19.如權利要求1至18中任一項所述的裝置，其特征在于該補償板(20)的光軸相對偏振片(10)沿大體上45°取向。20.如權利要求1至19中任一項所述的裝置，其特征在于該補償板(20)引入100nm至180nm范圍內的光學延遲。21.如權利要求1至20中任一項所述的裝置，其特征在于將偏振片(10)與補償板(20)組合成單個元件形式，構成電偏振片。22.如權利要求1至21中任一項所述的裝置，其特征在于液晶材料(40)的厚度小于6μm。全文摘要本發明涉及一種雙穩態裝置，包括一種液晶材料；對液晶進行取向以便形成兩種穩定或亞穩定結構的排列裝置；用于施加電信號，能在兩種結構之間進行切換的裝置；一與該裝置的前表面相連、設置在該裝置的內部或外部的偏振片(10)；一鏡面反射或漫反射元件，設置在液晶的后表面上、該裝置的內部或外部，使光兩次通過該裝置，并且朝向觀察者或朝向附加光學元件返回；以及一補償板(20)，設置在偏振片與反射元件之間，具有接近于λ文檔編號G02F1/1335GK1429352SQ01809348公開日2003年7月9日申請日期2001年5月11日優先權日2000年5月12日發明者I·N·多佐夫,P·R·馬蒂諾-拉加德,D·N·斯托埃內斯庫申請人:內莫普蒂克公司