JP2000206558A - 表示記憶媒体、画像書き込み方法および画像書き込み装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 無電源でのメモリ性を有し、外部装置によっ
て短時間で画像を書き換えることができ、しかも一画素
内で、ホワイト、ブラック、ブルー、グリーン、レッ
ド、シアン、イエローおよびマゼンタの８色を表示でき
るようにする。 【解決手段】 表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃの全体に印加さ
れる電圧に対して、それぞれのコレステリック液晶のし
きい値電圧を変え、かつ少なくとも一つの表示層は二周
波駆動コレステリック液晶によって構成する。リフレッ
シュ期間、第１セレクト期間および第２セレクト期間
と、その後の無電圧の表示期間とからなり、リフレッシ
ュ期間での電圧Ｖｒと第１セレクト期間での電圧Ｖｓ１
が、Ｖｒ＞Ｖｓ１の関係をもって上記のしきい値電圧を
境界とする７段階の電圧から選定された電圧となり、か
つ少なくとも第１セレクト期間と第２セレクト期間での
周波数が異なる書き込み信号を電極１０、１１間に印加
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、画像（文字や図
形などの情報を含む）を表示し、かつその表示状態を記
憶する表示記憶媒体と、この表示記憶媒体に画像を書き
込む方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】紙パルプの原料である森林資源の破壊
や、ごみの廃却、焼却による環境汚染などから、オフィ
スを中心とする紙の大量消費が問題になっている。しか
しながら、パーソナルコンピュータの普及や、インター
ネットを始めとする情報化社会の発達により、電子情報
の一時的な閲覧を目的とする、いわゆる短寿命文書とし
ての紙の消費は、益々増加する傾向にあり、紙に代わる
書き換え可能な表示記憶媒体の実現が望まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで出願人は先に、
特願平９−３１７０４９号（平成９年１１月１８日、出
願）によって、無電源でのメモリ性を有し、外部装置に
よって短時間で画像を書き換えることができる、フルカ
ラー表示可能な表示記憶媒体と、その画像書き込み方法
および画像書き込み装置を提案した。

【０００４】この先願の発明では、表示記憶媒体とし
て、一対の基板間に、それぞれブルー、グリーン、レッ
ドの色光を選択反射し、図１４に示すように、外部から
印加される書き込み信号に対して、互いにしきい値電圧
が異なるコレステリック液晶からなる表示層１３Ａ、１
３Ｂ、１３Ｃを積層する。画像書き込み装置は、表示記
憶媒体と別体に形成し、表示記憶媒体を挟持する一対の
書き込み電極と駆動回路を設ける。

【０００５】そして、図１５に示すように、リフレッシ
ュ期間Ｔｒおよびセレクト期間Ｔｓと、その後の無電圧
の表示期間Ｔｄとによって構成され、リフレッシュ期間
Ｔｒおよびセレクト期間Ｔｓでの印加電圧ＶｒおよびＶ
ｓが、Ｖｒ＞Ｖｓの関係をもって、各表示層のコレステ
リック液晶のしきい値電圧を境界とする７段階の電圧か
ら選定された電圧となる書き込み信号を一対の書き込み
電極間に印加して、画像を表示する。

【０００６】しかしながら、この先願の発明の表示記憶
媒体と、その画像書き込み方法および画像書き込み装置
では、図１６に示すように（同図中の「ｐ」はプレーナ
ー組織による選択反射状態、「ｆ」はフォーカルコニッ
ク組織による透過状態、をそれぞれ表し、図１４のよう
な特性の表示層１３Ｃ、１３Ｂ、１３Ａの順に示してい
る）、上記のリフレッシュ電圧Ｖｒおよびセレクト電圧
Ｖｓによって取り得る各表示層の配向状態の組み合わせ
は７種類であり、ホワイト、ブラック、ブルー、グリー
ンおよびレッドの５色と、各表示層のコレステリック液
晶のしきい値電圧の大小によって決まる、シアン、イエ
ローおよびマゼンタの３つの２次色のうちの２つ、の合
計７色しか表示することができない。したがって、シア
ン、イエローおよびマゼンタの３つの２次色のうち、表
示できない１色に関しては、１次色であるブルー、グリ
ーンおよびレッドの並置混色で表現しなくてはならず、
色再現域（色再現範囲）が狭くなってしまうという欠点
がある。

【０００７】そこで、この発明は、無電源でのメモリ性
を有し、外部装置によって短時間で画像を書き換えるこ
とができる、フルカラー表示可能な表示記憶媒体と、そ
の画像書き込み方法および画像書き込み装置において、
一画素内で、ホワイト、ブラック、ブルー、グリーン、
レッド、シアン、イエローおよびマゼンタの８色を表示
できるようにし、色再現域を拡大することを目的とする
ものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、表
示記憶媒体として、少なくとも、それぞれ可視光中の互
いに異なる色光を選択反射するコレステリック液晶によ
って構成された複数の表示層が積層されるとともに、そ
の複数の表示層に外部から印加される電圧に対して、そ
の複数の表示層のコレステリック液晶のしきい値電圧が
異なる表示記憶媒体において、少なくとも前記複数の表
示層の一つが、二周波駆動コレステリック液晶によって
構成されたものとする。

【０００９】請求項２の発明では、請求項１の表示記憶
媒体に画像を書き込む方法として、前記複数の表示層の
外部から、少なくとも、リフレッシュ期間、第１セレク
ト期間および第２セレクト期間と、その後の無電圧の表
示期間とによって構成され、そのリフレッシュ期間での
電圧Ｖｒおよび第１セレクト期間での電圧Ｖｓ１がＶｒ
＞Ｖｓ１の関係を有するとともに、少なくとも第１セレ
クト期間と第２セレクト期間での周波数が異なる書き込
み信号を印加するものとする。

【００１０】請求項３の発明では、請求項１の表示記憶
媒体に画像を書き込む装置として、前記複数の表示層の
外部から、少なくとも、リフレッシュ期間、第１セレク
ト期間および第２セレクト期間と、その後の無電圧の表
示期間とによって構成され、そのリフレッシュ期間での
電圧Ｖｒおよび第１セレクト期間での電圧Ｖｓ１がＶｒ
＞Ｖｓ１の関係を有するとともに、少なくとも第１セレ
クト期間と第２セレクト期間での周波数が異なる書き込
み信号を印加するものとする。

【００１１】

【作用】この発明によれば、表示記憶媒体は、少なくと
も一つの表示層が、駆動周波数によって誘電異方性が大
きく変化する二周波駆動コレステリック液晶によって構
成されているため、印加する信号の周波数を変化させる
ことにより、二周波駆動コレステリック液晶によって構
成されている表示層と、それ以外の表示層との間で、そ
れらの表示層を構成しているコレステリック液晶のしき
い値電圧の相対的な関係を大きく変化させることができ
る。したがって、先願の発明と同様にして、リフレッシ
ュ期間および第１セレクト期間の書き込み信号によっ
て、３つの表示層を７種類の配向状態のいずれかに選択
した後、先願の発明とは異なり、第２セレクト期間にお
いて、少なくとも２つの表示層に関して、それらの表示
層を構成しているコレステリック液晶のしきい値電圧の
大小関係を逆転させることができるような、第１セレク
ト期間とは異なる周波数の書き込み信号を印加すること
によって、先願の発明では選択できない残りの一つの配
向状態を選択することが可能になり、色再現域を拡大す
ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１に、この発明の表示記憶媒体
および画像書き込み装置の一実施形態を示す。

【００１３】表示記憶媒体１は、この実施形態では、基
板２、３間に、表示面側（外光入射側）から、それぞれ
可視光中の互いに異なる色光を選択反射するコレステリ
ック液晶からなる３つの表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃを、表
示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃには、それぞれスペーサー７Ａ、
７Ｂ、７Ｃを挿入し、表示層８Ａ、８Ｂ間には分離基板
４を介し、表示層８Ｂ、８Ｃ間には分離基板５を介して
積層し、非表示面側の基板３の裏面に光吸収層６を設け
たものとする。

【００１４】基板２、３は、ガラスやシリコン、または
ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート）、ポリエ
ーテルスルホン、ポリカーボネートなどの高分子フィル
ムを用いることができ、少なくとも表示面側の基板２
は、光透過性を有する材料により形成する。

【００１５】基板２、３の厚みは、数１０μｍ〜数１０
０μｍで、自己支持性と可とう性を併せ持つことが好ま
しい。また、表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃへの分圧比を大き
くするため、できるだけ誘電率の大きいことが好まし
い。また、必要に応じて、その表面に、液晶配向層、耐
摩耗層、表示記憶媒体１内へのガスの混入を防止するバ
リア層などの公知の機能性膜を形成してもよい。

【００１６】分離基板４、５は、基板２、３と同様の高
分子フィルムを用いることができ、光透過性を有する材
料により形成する。その厚みは、数μｍ〜数１０μｍ
で、可とう性を有することが好ましい。また、基板２、
３と同様に、表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃへの分圧比を大き
くするため、できるだけ誘電率の大きいことが好まし
い。また、必要に応じて、その表面に、液晶配向層など
の公知の機能性膜を形成してもよい。

【００１７】スペーサー７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、ガラスや
プラスチックなどからなるボール型またはシリンダー型
のものを用いることができ、それぞれ表示層８Ａ、８
Ｂ、８Ｃの厚みを数μｍ〜数１０μｍに制御する。特
に、基板２、３に可とう性を有する材料を用いる場合に
は、基板２、３の変形によって表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃ
の厚みが大きく変化しないように、周囲に接着成分が塗
布されたスペーサー７Ａ、７Ｂ、７Ｃを用いて各基板間
を接着し、あるいはスペーサー７Ａ、７Ｂ、７Ｃの移動
を防止することが好ましい。

【００１８】また、スペーサー７Ａ、７Ｂ、７Ｃの代わ
りに、基板２、３および分離基板４、５の表面に、表示
層８Ａ、８Ｂ、８Ｃの厚みを制御しうる突起物などを形
成してもよい。

【００１９】光吸収層６は、表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃを
透過した入射光を吸収するものであれば、特に限定され
るものではなく、例えば、カーボンブラックなどの色素
が含有された高分子膜を用いることができる。

【００２０】なお、非表示面側の基板３の裏面に光吸収
層６を形成する代わりに、基板３と基板３上に形成され
る表示層８Ｃとの間に光吸収層６を形成し、または基板
３に光吸収性を持たせて光吸収層６を省略することもで
きる。

【００２１】表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃのうち少なくとも
一層は、駆動周波数によってしきい値電圧が大きく変化
するコレステリック液晶で構成する。このようなコレス
テリック液晶としては、例えば、分子短軸方向に極性基
を有する３環以上の構造を持ち、駆動周波数によって誘
電異方性が大きく変化する二周波駆動ネマチック液晶を
主成分とする、低駆動周波数において正の誘電異方性を
有するネマチック液晶に、ステロイド系コレステロール
誘導体、あるいはシッフ塩基系、アゾ系、エステル系、
ビフェニル系などのネマチック液晶の一部に光学活性基
を導入したカイラルネマチック液晶をカイラル剤として
添加した材料を用いることができる。

【００２２】表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃのうち上記以外の
表示層を構成するコレステリック液晶としては、ステロ
イド系コレステロール誘導体、あるいはシッフ塩基系、
アゾ系、エステル系、ビフェニル系などのネマチック液
晶の一部に光学活性基を導入したカイラルネマチック液
晶、またはこれらを、シッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ
系、エタン系、ビフェニル系、ターフェニル系、シクロ
ヘキシルカルボン酸エステル系、フェニルシクロヘキサ
ン系、安息香酸エステル系、ピリミジン系、ジオキサン
系、トラン系、シクロヘキシルシクロヘキサンエステル
系、アルケニル系などの正の誘電率異方性を有するネマ
チック液晶、またはこれらの混合液晶に、カイラル剤と
して添加した材料を用いることができる。

【００２３】液晶分子が螺旋構造を持つコレステリック
液晶は、入射光を右円偏光と左円偏光に分け、螺旋の捩
じれ方向に一致する円偏光成分をブラッグ反射し、残り
の光を透過させる選択反射現象を起こす。反射光の中心
波長λ、および反射波長幅Δλは、螺旋ピッチをｐ、平
均屈折率をｎ、複屈折率をΔｎとすると、それぞれλ＝
ｎ・ｐ、Δλ＝Δｎ・ｐで表され、コレステリック液晶
層による反射光は螺旋ピッチに依存した鮮やかな色を呈
する。

【００２４】正の誘電異方性を有するコレステリック液
晶は、図１２（Ａ）に示すように、螺旋軸がセル表面に
垂直になり、入射光に対して上記の選択反射現象を起こ
すプレーナー組織、同図（Ｂ）に示すように、螺旋軸が
ほぼセル表面に平行になり、入射光を少し前方散乱させ
ながら透過させるフォーカルコニック組織、および同図
（Ｃ）に示すように、螺旋構造がほどけて液晶ダイレク
タが電界方向を向き、入射光をほぼ完全に透過させるホ
メオトロピック組織、の３つの状態を示す。

【００２５】上記の３つの組織のうち、プレーナー組織
とフォーカルコニック組織は、無電圧で双安定に存在す
ることができる。したがって、コレステリック液晶の配
向状態は、液晶層に印加される電圧に対して一義的に決
まらず、プレーナー組織が初期状態の場合には、印加電
圧の増加に伴って、プレーナー組織、フォーカルコニッ
ク組織、ホメオトロピック組織の順に変化し、フォーカ
ルコニック組織が初期状態の場合には、印加電圧の増加
に伴って、フォーカルコニック組織、ホメオトロピック
組織の順に変化する。

【００２６】一方、液晶層に印加した電圧を急激にゼロ
にした場合には、プレーナー組織とフォーカルコニック
組織はそのままの状態を維持し、ホメオトロピック組織
はプレーナー組織に変化する。

【００２７】したがって、パルス信号を印加した直後の
コレステリック液晶層は、図１３に示すような電気光学
応答を示し、印加されたパルス信号の電圧が、Ｖｆｈ，
９０以上のときには、ホメオトロピック組織からプレー
ナー組織に変化した選択反射状態となり、Ｖｐｆ，１０
とＶｆｈ，１０の間のときには、フォーカルコニック組
織による透過状態となり、Ｖｐｆ，９０以下のときに
は、パルス信号印加前の状態を継続した状態、すなわち
プレーナー組織による選択反射状態またはフォーカルコ
ニック組織による透過状態となる。

【００２８】ただし、図中、縦軸は正規化反射率であ
り、最大反射率を１００、最小反射率を０として、正規
化している。また、反射率の変化には遷移領域が存在す
るため、正規化反射率が９０以上の場合を選択反射状
態、正規化反射率が１０以下の場合を透過状態と定義
し、プレーナー組織とフォーカルコニック組織のしきい
値電圧を、遷移領域の前後に対して、それぞれＶｐｆ，
９０、Ｖｐｆ，１０とし、フォーカルコニック組織とホ
メオトロピック組織のしきい値電圧を、遷移領域の前後
に対して、それぞれＶｆｈ，１０、Ｖｆｈ，９０とす
る。

【００２９】コレステリック液晶の螺旋ピッチは、ネマ
チック液晶に対するカイラル剤の添加量で調整し、例え
ば、表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃの選択反射光の中心波長
が、それぞれ４００〜５００ｎｍ、５００〜６００ｎ
ｍ、６００〜７００ｎｍの範囲内になるようにする。ネ
マチック液晶に対するカイラル剤の溶解度が低く、上記
範囲内の選択反射波長が得られない場合や、等方相転移
温度が低下しすぎる場合には、複数のカイラル剤を添加
する公知の手法を用いてもよい。また、コレステリック
液晶の螺旋ピッチの温度依存性を補償するために、捩じ
れ方向が異なる、または逆の温度依存性を示す複数のカ
イラル剤を添加する公知の手法を用いてもよい。

【００３０】画像書き込み装置９は、表示記憶媒体１と
は別体に形成し、この実施形態では、表示記憶媒体１を
挟持する書き込み電極１０、１１と、この電極１０、１
１間に書き込み信号を印加する駆動回路１２とによって
構成する。駆動回路１２は、図では省略したが、駆動電
源と、入力された画像データに基づいて、電極１０、１
１間に印加する信号を制御する制御部とによって構成す
る。

【００３１】画像書き込み装置９は、例えば、電極１
０、１１間に表示記憶媒体１の厚み分の間隔を有し、画
像書き込み時には、その間隔内に表示記憶媒体１を所定
位置まで差し込んで、後述するように表示記憶媒体１に
画像を書き込み、または、電極１０側を電極１１側に対
して開閉できるようにして、電極１０側を開いて表示記
憶媒体１を所定位置に挿入した後、電極１０側を閉じて
表示記憶媒体１に画像を書き込む、などの構成とするこ
とができる。

【００３２】なお、この発明の画像書き込み装置９は、
この発明の表示記憶媒体１に対して外部から、この発明
の画像書き込み方法による書き込み信号を印加できるも
のであればよく、例えば、画素サイズの電極を備えるペ
ン書き込み型の書き込み装置、一次元に電極が配置され
たライン走査書き込み型の書き込み装置、二次元に電極
が配置された面書き込み型の書き込み装置、またはこれ
らの形態でイオン流を発生させる表示装置など、特に限
定されるものではない。

【００３３】図１の実施形態は、表示層８Ａ、８Ｂ、８
Ｃをコレステリック液晶のみからなる構造とした場合で
あるが、表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃを、コレステリック液
晶の連続相中に網目状の高分子を含むＰＮＬＣ（Ｐｏｌ
ｙｍｅｒ ＮｅｔｗｏｒｋＬｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａ
ｌ）構造や、高分子の骨格中にコレステリック液晶がド
ロップレット状に分散されたＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ
Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａ
ｌ）構造とすることもできる。

【００３４】表示層８Ａ、８Ｂ、８ＣをＰＮＬＣ構造や
ＰＤＬＣ構造とすることによって、コレステリック液晶
と高分子の界面にアンカリング効果が発生し、無電圧で
のプレーナー組織またはフォーカルコニック組織の保持
状態を安定にするとともに、スイッチング速度を向上さ
せることができる。さらに、螺旋軸の揺らぎによって視
野角が向上し、ソリッドな表示テクスチャを得ることが
できる。

【００３５】図２に、図１に示して上述した、この発明
の表示記憶媒体１の等価回路を示す。

【００３６】図中、Ｃ_ＯおよびＲ_Ｏは、表示層以外の構
成要素の等価静電容量および等価抵抗値で、図１に示し
た実施形態では、基板２、３および分離基板４、５の、
静電容量および抵抗値の直列和を示し、Ｖ_Ｏは、表示記
憶媒体１に外部の画像書き込み装置９から電圧Ｖが印加
された場合に、これら表示層以外の構成要素で発生する
電圧降下を示す。通常、表示層以外の構成要素の等価抵
抗値Ｒ_Ｏは十分に大きく、表示層以外の構成要素は絶縁
体とみなすことができる。

【００３７】図中、Ｃ_Ａ、Ｃ_Ｂ、Ｃ_ＣおよびＲ_Ａ、
Ｒ_Ｂ、Ｒ_Ｃは、それぞれ表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃの静電
容量および抵抗値を示し、Ｖ_Ａ、Ｖ_Ｂ、Ｖ_Ｃは、表示記
憶媒体１に外部の画像書き込み装置９から電圧Ｖが印加
された場合に、表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃのそれぞれに実
際に印加される電圧を示す。通常、表示層８Ａ、８Ｂ、
８Ｃの抵抗値Ｒ_Ａ、Ｒ_Ｂ、Ｒ_Ｃは十分に大きく、また、
静電容量Ｃ_Ａ、Ｃ_Ｂ、Ｃ_Ｃは、液晶が誘電異方性を有す
ることから、液晶の配向状態に依存して変化する。

【００３８】表示記憶媒体１に外部の画像書き込み装置
９から電圧Ｖが印加された場合、各表示層８Ａ、８Ｂ、
８Ｃに実際に印加される電圧Ｖ_Ａ、Ｖ_Ｂ、Ｖ_Ｃは、以下
のようになる。

【００３９】Ｖ_Ａ＝（Ｃ／Ｃ_Ａ）Ｖ …（１） Ｖ_Ｂ＝（Ｃ／Ｃ_Ｂ）Ｖ …（２） Ｖ_Ｃ＝（Ｃ／Ｃ_Ｃ）Ｖ …（３） ここで、 Ｃ＝Ｃ_ＡＣ_ＢＣ_ＣＣ_Ｏ／（Ｃ_ＡＣ_ＢＣ_Ｃ＋Ｃ_ＡＣ_ＢＣ_Ｏ ＋Ｃ_ＡＣ_ＣＣ_Ｏ＋Ｃ_ＢＣ_ＣＣ_Ｏ） …（４） である。

【００４０】このように、この発明の表示記憶媒体１に
対して、外部の画像書き込み装置９から任意の電圧を印
加した場合、各表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃには、それぞれ
上記のような静電容量分圧による電圧が印加され、それ
ぞれ、その電圧に応じて、各表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃの
コレステリック液晶の配向状態が変化する。

【００４１】したがって、この発明の表示記憶媒体１に
おいては、外部の画像書き込み装置９から印加される電
圧Ｖの、各表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃへの分配比と、実際
に印加される電圧Ｖ_Ａ、Ｖ_Ｂ、Ｖ_Ｃに対する各表示層８
Ａ、８Ｂ、８Ｃの電気光学応答との、２つを制御するこ
とによって、外部の画像書き込み装置９から印加された
電圧Ｖに対する各表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃの電気光学応
答を、所望の構成にすることができる。

【００４２】具体的には、前者の、各表示層８Ａ、８
Ｂ、８Ｃへの分配比は、上記のように各表示層８Ａ、８
Ｂ、８Ｃの静電容量比によって、後者の、各表示層８
Ａ、８Ｂ、８Ｃの電気光学応答は、各表示層８Ａ、８
Ｂ、８Ｃを構成するコレステリック液晶の誘電異方性、
弾性率および螺旋ピッチ、さらに高分子を添加した場合
には、高分子の構造や相分離プロセスなどに影響を受け
る高分子と液晶の界面におけるアンカリング効果の程度
などによって、制御することができる。

【００４３】さらに、外部の画像書き込み装置９から印
加される書き込み信号の周波数によって、各表示層８
Ａ、８Ｂ、８Ｃを構成するコレステリック液晶の誘電率
および誘電異方性が変化し、各表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃ
の静電容量比および電気光学応答が変化するため、外部
の画像書き込み装置９から印加される書き込み信号の周
波数を制御することによって、外部の画像書き込み装置
９から印加される電圧Ｖに対する各表示層８Ａ、８Ｂ、
８Ｃの電気光学応答を、所望の構成にすることができ
る。

【００４４】図３に、表示層８Ｃをクロスオーバー周波
数ｆｃの二周波駆動コレステリック液晶で構成した表示
記憶媒体の、外部の画像書き込み装置９によって印加さ
れたｆｃより低い周波数ｆａの書き込み信号に対する、
各表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃの電気光学応答を示す。周波
数ｆａは直流を含む。

【００４５】周波数ｆａの書き込み信号に対して、この
表示記憶媒体は、３つの表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃの、選
択反射状態と透過状態の間の遷移領域が、同じ印加電圧
で存在しないように構成する。しきい値電圧が最も大き
い表示層を８Ａ、中間の表示層を８Ｂ、最も小さい表示
層を８Ｃとした場合、電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄ、Ｖ
ｅ、Ｖｆ、Ｖｇを、Ｖａ：表示層８ＣのＶｐｆ，９０以
下の電圧、Ｖｂ：表示層８ＣのＶｐｆ，１０と表示層８
ＢのＶｐｆ，９０との間の電圧、Ｖｃ：表示層８ＢのＶ
ｐｆ，１０と表示層８ＡのＶｐｆ，９０との間の電圧、
Ｖｄ：表示層８ＡのＶｐｆ，１０と表示層８ＣのＶｆ
ｈ，１０との間の電圧、Ｖｅ：表示層８ＣのＶｆｈ，９
０と表示層８ＢのＶｆｈ，１０との間の電圧、Ｖｆ：表
示層８ＢのＶｆｈ，９０と表示層８ＡのＶｆｈ，１０と
の間の電圧、Ｖｇ：表示層８ＡのＶｆｈ，９０以上の電
圧、とする。

【００４６】図４に、表示層８Ｃをクロスオーバー周波
数ｆｃの二周波駆動コレステリック液晶で構成した表示
記憶媒体の、外部の画像書き込み装置９によって印加さ
れたｆｃ近傍の周波数ｆｂの書き込み信号に対する、各
表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃの電気光学応答を示す。

【００４７】周波数ｆｂの書き込み信号に対して、この
表示記憶媒体は、少なくとも表示層８Ａ、８Ｂの、プレ
ーナー組織からフォーカルコニック組織への配向変化に
伴う選択反射状態と透過状態の間の遷移領域が、同じ印
加電圧で存在しないとともに、表示層８Ｃが配向変化を
生じない不感帯の上限電圧Ｖｐｆ，９０が、表示層８Ｂ
のＶｐｆ，１０以上になるように構成する。

【００４８】電圧Ｖｈ、Ｖｉは、Ｖｈ：表示層８ＢのＶ
ｐｆ，９０以下の電圧、Ｖｉ：表示層８Ｃの不感帯で、
かつ表示層８ＢのＶｐｆ，１０と表示層８ＡのＶｐｆ，
９０との間の電圧、とする。

【００４９】なお、図４は表示層８Ｃの誘電異方性が正
になるｆｂ＜ｆｃの場合で、ｆｂ＝ｆｃの場合には、表
示層８Ｃの誘電異方性が無くなって、全ての印加電圧領
域が不感帯になり、表示層８Ｃの誘電異方性が負になる
ｆｂ＞ｆｃの場合には、図４に示すｆｂ＜ｆｃの場合と
は逆に、フォーカルコニック組織からプレーナー組織へ
の配向変化が不感帯の上限で生じる。

【００５０】そして、外部の画像書き込み装置９によっ
て、図５に示すような、少なくとも、それぞれ周波数ｆ
ａのリフレッシュ期間Ｔｒおよび第１セレクト期間Ｔｓ
１と、周波数ｆｂの第２セレクト期間Ｔｓ２と、その後
の無電圧の表示期間Ｔｄとによって構成され、そのリフ
レッシュ期間Ｔｒでの電圧Ｖｒおよび第１セレクト期間
Ｔｓ１での電圧Ｖｓ１が、Ｖｒ＞Ｖｓ１の関係をもっ
て、入力画像データに基づいて、上記の周波数ｆａにお
ける７段階の電圧Ｖａ〜Ｖｇから選定された電圧となる
とともに、第２セレクト期間Ｔｓ２での電圧Ｖｓ２が、
上記の周波数ｆｂにおける２段階の電圧Ｖｈ、Ｖｉから
選定された電圧となる書き込み信号を、上記の表示記憶
媒体に印加する。

【００５１】図６は、この場合のリフレッシュ電圧Ｖ
ｒ、第１セレクト電圧Ｖｓ１および第２セレクト電圧Ｖ
ｓ２の組み合わせによる、表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃの配
向状態を示したもので、「ｐ」はプレーナー組織による
選択反射状態、「ｆ」はフォーカルコニック組織による
透過状態、「？」は書き込み信号の印加前の状態に依存
する未確定状態、をそれぞれ表し、表示層８Ｃ、８Ｂお
よび８Ａの順に示している。

【００５２】これから明らかなように、上記の表示記憶
媒体および画像書き込み方法によれば、（１）表示層８
Ａ、８Ｂおよび８Ｃの３層全てがプレーナー組織の状
態、（２）表示層８Ａ、８Ｂおよび８Ｃの３層全てがフ
ォーカルコニック組織の状態、（３）表示層８Ａがプレ
ーナー組織で、表示層８Ｂおよび８Ｃがフォーカルコニ
ック組織の状態、（４）表示層８Ｂがプレーナー組織
で、表示層８Ａおよび８Ｃがフォーカルコニック組織の
状態、（５）表示層８Ｃがプレーナー組織で、表示層８
Ａおよび８Ｂがフォーカルコニック組織の状態、（６）
表示層８Ａおよび８Ｂがプレーナー組織で、表示層８Ｃ
がフォーカルコニック組織の状態、（７）表示層８Ｂお
よび８Ｃがプレーナー組織で、表示層８Ａがフォーカル
コニック組織の状態、（８）表示層８Ａおよび８Ｃがプ
レーナー組織で、表示層８Ｂがフォーカルコニック組織
の状態、の８種類の配向状態が得られる。

【００５３】したがって、例えば、表示層８Ａをブルー
の色光、表示層８Ｂをグリーンの色光、表示層８Ｃをレ
ッドの色光、をそれぞれ選択反射するように構成した場
合には、図７に示すように（同図中の「Ｔ」は、対応す
る層がフォーカルコニック組織による透過状態であるこ
とを示す）、（１）Ｖｒ＝Ｖｇ、Ｖｓ１＝Ｖａ、Ｖｓ２
＝Ｖｈの書き込み信号によって、ホワイト（Ｗ）が表示
される状態、（２）例えば、Ｖｒ＝Ｖｅ、Ｖｓ１＝Ｖ
ｃ、Ｖｓ２＝Ｖｈの書き込み信号によって、ブラック
（Ｂｋ）が表示される状態、（３）例えば、Ｖｒ＝Ｖ
ｇ、Ｖｓ１＝Ｖｃ、Ｖｓ２＝Ｖｈの書き込み信号によっ
て、ブルー（Ｂ）が表示される状態、（４）Ｖｒ＝Ｖ
ｆ、Ｖｓ１＝Ｖｂ、Ｖｓ２＝Ｖｈの書き込み信号によっ
て、グリーン（Ｇ）が表示される状態、（５）例えば、
Ｖｒ＝Ｖｅ、Ｖｓ１＝Ｖａ、Ｖｓ２＝Ｖｈの書き込み信
号によって、レッド（Ｒ）が表示される状態、（６）Ｖ
ｒ＝Ｖｇ、Ｖｓ１＝Ｖｂ、Ｖｓ２＝Ｖｈの書き込み信号
によって、シアン（Ｃ）が表示される状態、（７）Ｖｒ
＝Ｖｆ、Ｖｓ１＝Ｖａ、Ｖｓ２＝Ｖｈの書き込み信号に
よって、イエロー（Ｙ）が表示される状態、（８）Ｖｒ
＝Ｖｇ、Ｖｓ１＝Ｖａ、Ｖｓ２＝Ｖｉの書き込み信号に
よって、マゼンタ（Ｍ）が表示される状態、の８つの表
示状態を取りうるようになり、一画素内で、ホワイト、
ブラック、ブルー、グリーン、レッド、シアン、イエロ
ーおよびマゼンタの８色を表示することができる。

【００５４】さらに、ディザ法や誤差拡散法などの面積
階調を行うことによって、フルカラー表示を行うことが
できる。

【００５５】なお、それぞれブルー、グリーンおよびレ
ッドの色光を選択反射する表示層の積層順序、またはし
きい値電圧の大小は、上記の例に限らず、任意に構成す
ることができる。

【００５６】また、この発明は、コレステリック液晶か
らなる３つの表示層８Ａ、８Ｂ、８Ｃに対して一括に電
圧を印加する構成の全てに適用することができ、例え
ば、基板２、３の内面に駆動電極を有する実施形態、基
板２、３の内面に駆動電極および光導電層を有し、画像
書き込み装置から光導電層に照射される光量を制御する
ことによって、画像書き込み装置から駆動電極間に書き
込み信号が印加された場合の表示層全体に実際に印加さ
れる電圧を制御する実施形態、などとすることができ
る。

【００５７】（実施例１）レッドの表示層を構成するコ
レステリック液晶として、二周波駆動ネマチック液晶
（チッソ社製ＤＦ−０２ＸＸ）を８１．０ｗｔ％、カイ
ラル剤１（メルク社製Ｓ８１１）を１５．２ｗｔ％、カ
イラル剤２（メルク社製Ｓ１０１１）を３．８ｗｔ％の
割合で混合した。

【００５８】グリーンの表示層を構成する材料として、
ネマチック液晶１（メルク社製ＺＬＩ４３８９）を７．
４ｗｔ％、ネマチック液晶２（メルク社製ＭＬＣ２０３
８）を６６．８ｗｔ％、カイラル剤１（メルク社製ＣＢ
１５）を２１．５ｗｔ％、カイラル剤２（メルク社製Ｒ
１０１１）を４．３ｗｔ％の割合で混合したコレステリ
ック液晶に、高分子前駆体（ノーランド社製ＮＯＡ６
５）を１５．０ｗｔ％の割合で添加した。

【００５９】積層状態では、各表示層の特性を個別に評
価することができないため、この実施例では、レッドの
表示層からなる表示セル、およびグリーンの表示層から
なる表示セルを作製し、表示層が積層された場合と電気
的に等価になるように、各表示セルを直列に接続した状
態で画像の書き込みを行い、この発明の原理を検証し
た。

【００６０】ＩＴＯ透明電極をスパッタ蒸着した１．１
ｍｍ厚の一対のガラス基板（コーニング社製７０５９）
に、垂直配向ポリイミド（日産化学社製ＳＥ７５１１
Ｌ）を塗布形成し、一方のガラス基板の裏面に、ブラッ
ク樹脂（日本化薬社製ＢＫＲ１０５）の光吸収層をスピ
ンコートした後、５μｍ径の球状スペーサー（積水ファ
インケミカル社製ミクロパールＳＰ−２０５）を介して
空セルとした。これに、１００℃のホットプレート上
で、上記レッドのコレステリック液晶を毛管注入して、
レッド表示セルを得た。

【００６１】同様に、ＩＴＯ透明電極をスパッタ蒸着し
た１．１ｍｍ厚の一対のガラス基板（コーニング社製７
０５９）を、一方のガラス基板の裏面にブラック樹脂
（日本化薬社製ＢＫＲ１０５）の光吸収層をスピンコー
トした後、５μｍ径の球状スペーサー（積水ファインケ
ミカル社製ミクロパールＳＰ−２０５）を介して空セル
とした。これに、８０℃のホットプレート上で、上記グ
リーンのコレステリック液晶に高分子前駆体が添加され
た材料を毛管注入し、表示面側から５０ｍＷ／ｃｍ
^２（３６５ｎｍ）のＵＶ光を３０秒間照射して、グリー
ン表示セルを得た。

【００６２】各表示セルの表示特性および誘電特性を、
積分球型分光測色計およびインピーダンスアナライザー
を用いて測定した。

【００６３】図８に、各表示セルの選択反射状態での反
射スペクトルを、図９に、レッド表示セルの誘電率の周
波数分散を、それぞれ示す。なお、図９中、ε（ｈ）は
ホメオトロピック配向時、ε（ｐ）はプレーナー配向時
の、それぞれ比誘電率を示し、Δεはε（ｈ）−ε
（ｐ）である。

【００６４】レッドおよびグリーンの表示セルを直列に
接続し、図９の測定結果に基づいて、５０Ｈｚのリフレ
ッシュ電圧を２５０ｍ秒、５０Ｈｚの第１セレクト電圧
を２５０ｍ秒、３ｋＨｚの第２セレクト電圧を２５０ｍ
秒、印加した。

【００６５】図１０に、リフレッシュ電圧によって両表
示セルを選択反射状態に選択した後、任意の電圧値の第
１セレクト電圧を印加した場合の各表示セルの反射率変
化を、図１１（ａ）（黒丸および白丸）に、リフレッシ
ュ電圧および第１セレクト電圧によって両表示セルを選
択反射状態に選択した後、任意の電圧値の第２セレクト
電圧を印加した場合の各表示セルの反射率変化を、図１
１（ｂ）（黒四角および白四角）に、リフレッシュ電圧
および第１セレクト電圧によって、レッド表示セルを透
過状態、グリーン表示セルを選択反射状態に選択した
後、任意の電圧値の第２セレクト電圧を印加した場合の
各表示セルの反射率変化を、それぞれ示す。

【００６６】これから、例えば、第２セレクト電圧の上
記Ｖｈを０Ｖ、Ｖｉを１７０Ｖに設定することによっ
て、この発明の画像書き込み方法を行うことが可能であ
ることを確認した。

【００６７】（実施例２）レッドの表示層を構成するコ
レステリック液晶として、二周波駆動ネマチック液晶
（チッソ社製ＤＦ−０２ＸＸ）を８１．０ｗｔ％、カイ
ラル剤１（メルク社製Ｓ８１１）を１５．２ｗｔ％、カ
イラル剤２（メルク社製Ｓ１０１１）を３．８ｗｔ％の
割合で混合した。

【００６８】グリーンの表示層を構成するコレステリッ
ク液晶として、ネマチック液晶１（メルク社製Ｅ７）を
７．７ｗｔ％、ネマチック液晶２（メルク社製ＭＬＣ２
０３７）を６９．５ｗｔ％、カイラル剤１（メルク社製
ＣＢ１５）を１９．０ｗｔ％、カイラル剤２（メルク社
製Ｒ１０１１）を３．８ｗｔ％の割合で混合した。

【００６９】ブルーの表示層を構成するコレステリック
液晶として、ネマチック液晶１（メルク社製ＺＬＩ４３
８９）を７．３ｗｔ％、ネマチック液晶２（メルク社製
ＭＬＣ２０３８）を６６．３ｗｔ％、カイラル剤１（メ
ルク社製ＣＢ１５）を２２．０ｗｔ％、カイラル剤２
（メルク社製Ｒ１０１１）を４．４ｗｔ％の割合で混合
した。

【００７０】ＰＶＡ（和光純薬工業社製１０００）の１
０ｗｔ％水溶液に、各コレステリック液晶をそれぞれ
１：２．５の割合で混合し、ホモジナイザーを用いて１
００００ｒｐｍで１０分間撹拌して、それぞれレッド、
グリーンおよびブルーのエマルジョンを作製した。

【００７１】粘度を調整したレッドのエマルジョンを、
ＩＴＯ透明電極をスパッタ蒸着した１２５μｍ厚のＰＥ
Ｔフィルム（東レ社製ハイビーム）上に、ドクターブレ
ードを用いて塗布し、７０℃で１０分間乾燥させて、約
１０μｍ厚のＰＤＬＣ構造のレッド表示層を形成した。

【００７２】３色の表示層が積層配置されるように、そ
のレッド表示層上に、同様の方法でグリーンおよびブル
ーの表示層を順次塗布形成し、ブルー表示層上に、ＩＴ
Ｏ透明電極をスパッタ蒸着した１２５μｍ厚のＰＥＴフ
ィルム（東レ社製ハイビーム）を、ラミネータを用いて
密着させ、非表示面側のＰＥＴフィルムの裏面に、ブラ
ック樹脂（日本化薬社製ＢＫＲ１０５）の光吸収層を形
成して、３色の表示層が積層配置された表示記憶媒体を
得た。

【００７３】

【発明の効果】上述したように、この発明によれば、無
電源でのメモリ性を有し、外部装置によって短時間で画
像を書き換えることができる、フルカラー表示可能な表
示記憶媒体と、その画像書き込み方法および画像書き込
み装置において、一画素内で、ホワイト、ブラック、ブ
ルー、グリーン、レッド、シアン、イエローおよびマゼ
ンタの８色を表示することが可能となり、色再現域を拡
大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示す図である。

【図２】この発明の一実施形態の等価回路を示す図であ
る。

【図３】この発明の一実施形態の低周波信号に対する電
気光学応答を示す図である。

【図４】この発明の一実施形態の高周波信号に対する電
気光学応答を示す図である。

【図５】この発明の一実施形態の書き込み信号を示す図
である。

【図６】この発明の一実施形態の配向状態を示す図であ
る。

【図７】この発明の一実施形態の表示状態を示す図であ
る。

【図８】実施例の各表示セルの選択反射状態での反射ス
ペクトルを示す図である。

【図９】実施例のレッド表示セルの誘電率の周波数分散
を示す図である。

【図１０】実施例の第１セレクト電圧に対する各表示セ
ルの反射率変化を示す図である。

【図１１】実施例の第２セレクト電圧に対する各表示セ
ルの反射率変化を示す図である。

【図１２】正の誘電異方性を有するコレステリック液晶
の配向変化を示す図である。

【図１３】正の誘電異方性を有するコレステリック液晶
の電気光学応答を示す図である。

【図１４】先願の発明の表示記憶媒体の一例の電気光学
応答を示す図である。

【図１５】先願の発明における書き込み信号の一例を示
す図である。

【図１６】先願の発明の表示記憶媒体の一例の配向状態
を示す図である。

【符号の説明】

１…表示記憶媒体 ２，３…基板 ４，５…分離基板 ６…光吸収層 ８Ａ，８Ｂ，８Ｃ…表示層 ９…画像書き込み装置 １０，１１…書き込み電極 １２…駆動回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも、それぞれ可視光中の互いに異
   なる色光を選択反射するコレステリック液晶によって構
   成された複数の表示層が積層されるとともに、その複数
   の表示層に外部から印加される電圧に対して、その複数
   の表示層のコレステリック液晶のしきい値電圧が異なる
   表示記憶媒体において、少なくとも前記複数の表示層の
   一つが、二周波駆動コレステリック液晶によって構成さ
   れたことを特徴とする表示記憶媒体。
2. 【請求項２】請求項１の表示記憶媒体に画像を書き込む
   方法において、 前記複数の表示層の外部から、少なくとも、リフレッシ
   ュ期間、第１セレクト期間および第２セレクト期間と、
   その後の無電圧の表示期間とによって構成され、そのリ
   フレッシュ期間での電圧Ｖｒおよび第１セレクト期間で
   の電圧Ｖｓ１がＶｒ＞Ｖｓ１の関係を有するとともに、
   少なくとも第１セレクト期間と第２セレクト期間での周
   波数が異なる書き込み信号を印加することを特徴とする
   画像書き込み方法。
3. 【請求項３】請求項１の表示記憶媒体に画像を書き込む
   装置において、 前記複数の表示層の外部から、少なくとも、リフレッシ
   ュ期間、第１セレクト期間および第２セレクト期間と、
   その後の無電圧の表示期間とによって構成され、そのリ
   フレッシュ期間での電圧Ｖｒおよび第１セレクト期間で
   の電圧Ｖｓ１がＶｒ＞Ｖｓ１の関係を有するとともに、
   少なくとも第１セレクト期間と第２セレクト期間での周
   波数が異なる書き込み信号を印加することを特徴とする
   画像書き込み装置。