JP2002040386A

JP2002040386A - 記録方法、これに用いる光書き込み型記録媒体、表示装置および書き込み装置

Info

Publication number: JP2002040386A
Application number: JP2000228566A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kobayashi; 英夫小林; Hiroshi Arisawa; 宏有沢
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2002-02-06
Also published as: US7019722B2; US20020012042A1

Abstract

(57)【要約】【課題】高感度に書き換え可能で良好な表示オン−オ
フが可能であるとともに、コンパクトで低コストな電源
による駆動が可能であり、さらにカラー表示も可能な記
録方法、この記録方法に用いるための光書き込み型記録
媒体、表示装置および書き込み装置を提供すること。【解決手段】少なくとも印加電圧の方向性にしたがっ
て抵抗成分を制御することが可能な光スイッチング素子
と表示素子とを有する光書き込み型記録媒体に、電圧を
印可し、光スイッチング素子の印加電圧の方向性による
抵抗成分の比を制御して、表示素子への電荷蓄積量を制
御することにより、表示の制御を行うことを特徴とする
記録方法、この記録方法に用いる光書き込み型記録媒
体、表示装置および書き込み装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光書き込みによる
記録方法、それに用いる光書き込み型記録媒体、表示装
置および書き込み装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光導電性スイッチング素子と表示
素子を組み合わせた光書き込み型空間変調デバイスが開
発され、ライトバルブとしてプロジェクター等に実用化
されているほか、"液晶空間変調機と情報処理"液晶, Vo
l.2,No.1, '98, pp3-18にあるように、光情報処理の分
野にも可能性が検討されている。光書き込み型空間変調
デバイスは、少なくとも光書き込み手段と光スイッチン
グ素子と表示素子よりなり、光スイッチング素子と表示
素子の間に所定の電圧を素子に印加しつつ、受光した光
量により光導電性スイッチング素子のインピーダンスを
変化させ、表示素子に印加される電圧を制御することに
より、表示素子を駆動し、画像を表示するものである。
また、光書き込み型空間変調デバイスの表示素子にメモ
リ性のある素子を用いて、書き込み手段との切り離し可
能にした光書き込み型記録媒体も注目されている。

【０００３】これら、受光した光量により電圧あるいは
電流を制御できるような素子としては、例えば、CCDに
用いられるフォトダイオードや密着型イメージセンサに
用いられるアモルファスシリコン素子の他、有機感光体
素子としては、エルグラフィに用いられている2層機能
分離型光スイッチング構造や3層機能分離型有機光スイ
ッチング素子１０が検討されている。この有機感光素子
は、交流駆動の液晶素子等に適用可能な上、高温の熱処
理を必要としないため、PETフィルムなどのフレキシブ
ル基板への適用も可能であるという利点を有する。ま
た、光書き込み型媒体の表示制御素子としては、例え
ば、ポリマーに分散しメモリ性を付与したネマチック液
晶、コレステリック液晶、強誘電液晶等の液晶表示素子
およびこれらを高分子分散させるかカプセル化した素子
や、あるいは電界回転素子、トナーディスプレイ素子、
電気泳動素子等をカプセル化した素子が検討されてい
る。

【０００４】このような光書き込み型媒体への書き込み
は、通常、次のように行われる。すなわち、光照射時に
は光導電性により光スイッチングの抵抗が下がるため、
結果として、媒体に印加した電圧の大部分が表示素子部
に分圧される。このとき、表示をONにするために閾値以
上の電圧になるような電圧を印加することにより、表示
をONとする。一方、光非照射時には光スイッチング素子
の抵抗が高くなり、印加電圧がほとんど光スイッチング
素子へ分圧され、表示素子への印加電圧が閾値以下とな
るよう、結果として表示はOFFとなる。この光照射領域
と非照射領域を制御することにより画像を表示すること
ができる。

【０００５】ところで、このように、通常の光書き込み
素子は、光照射による抵抗成分の変化を大きくするた
め、高感度にできないという問題が有った。これらは、
表示のONOFFを制御するため、通常、非照射時の抵抗に
比べ、照射時の抵抗は1/100から1/1000とする必要があ
る。例えば、Fukushima らAPPLIED OPTICS '92 Vol.31,
No.32 pp6859-6868 "Ferroelectric liquid-crystal s
patial light modulator achieving bipolar image ope
ration and cascadability"では光スイッチング素子で
あるa-Si膜の抵抗率を10E¹¹Ωcmから10E⁸Ωcmまで1mw/c
m²の照射により低下させている。もちろん、抵抗値を1/
10とすることによっての表示制御も可能であるがマージ
ンが小さい。また、表示素子や光スイッチング素子は時
定数が数十msecから数secと大きいため、抵抗分割され
た値に達するまで整定する時間が必要である。これより
短い時間で書き換える場合には、分圧は分割比率以下に
なり、マージンが狭くなるため、表示制御が困難とな
る。

【０００６】また、この結果、書き込み周波数は数10Hz
から場合によっては数Hzと低くなってしまう上、例え
ば、コレステリック液晶や電界回転素子のような素子は
駆動電圧が高く、電源として、低周波数/高駆動電圧を
供給しなければならず、大きく、高コストな電源が必要
になるという問題も有った。また、光書き込みに用いる
メモリ性の有る表示素子は、課題として、カラー化が困
難であるという問題もあった。カラー化は、例えば強誘
電液晶素子を使った場合、カラーフィルタを用いてマト
リックス駆動により表示するが、光書き込みの場合はア
ドレッシングの精度がなく、所定のフィルタの位置に所
望の光量を照射する制度の確保が困難に有るという問題
がある。もちろん、ほかにもカラー化の手段はあるが、
それぞれ問題を抱えているため実用化されていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、その目的は、高感度に書
き換え可能で良好な表示オン−オフが可能であるととも
に、コンパクトで低コストな電源による駆動が可能であ
り、さらにカラー表示も可能な記録方法、およびこの記
録方法に用いるための光書き込み型記録媒体を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題は、以下の記録
方法およびそのための光書き込み型記録媒体を提供する
ことにより解決される。（１）少なくとも印加電圧の方向性にしたがって抵抗成
分を制御することが可能な光スイッチング素子と表示素
子とを有する光書き込み型記録媒体に、電圧を印加し、
光スイッチング素子の印加電圧の方向性による抵抗成分
の比を制御して、表示素子への電荷蓄積量を制御するこ
とにより、表示の制御を行うことを特徴とする記録方
法。本発明の記録方法は記録媒体に書き換え可能な記録
方法であり、低い光量でも良好な表示オン−オフが可能
であるため高感度であり、５００Ｈｚ以上の周波数の交
流電圧により駆動が可能であるため、コンパクトで低コ
ストな電源を用いることができる。また、本発明の記録
方法によりカラー表示も可能である。

【０００９】（２）前記（１）１に記載の記録方法に用
いる、少なくとも印加電圧の方向性にしたがって抵抗成
分を制御することが可能な光スイッチング素子と表示素
子とを有する光書き込み型記録媒体。（３）少なくとも印加電圧の方向性にしたがって抵抗成
分を制御することが可能な光スイッチング素子と表示素
子とを有する光書き込み型記録媒体、前記記録媒体を駆
動するための記録媒体駆動手段、前記記録媒体に光書き
込みを行う光書き込み手段および制御手段を少なくとも
備える、前記（１）に記載の記録方法に用いる記録装
置。（４）少なくとも印加電圧の方向性にしたがって抵抗成
分を制御することが可能な光スイッチング素子と表示素
子とを有する光書き込み型記録媒体を接続することが可
能な記録媒体駆動手段、前記記録媒体に光書き込みを行
う光書き込み手段および制御手段を少なくとも備える、
前記（１）に記載の記録方法に用いる書き込み装置。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の記録方法は、少なくと
も、印加電圧の方向性に基づく抵抗成分の比(以下、
「非対称率」（Δasym）ということがある。)がたとえ
ば光照射により制御可能である光スイッチング素子と、
表示素子とを有する光書き込み型記録媒体を用い、前記
光書き込み型記録媒体に交流電界を印加し、光スイッチ
ング素子の抵抗成分の比を制御し、これにより表示層へ
の電荷の蓄積量を制御して、表示のON-OFFを制御するも
のである。抵抗成分の比の制御は、光、電気エネルギ
ー、熱エネルギーなどにより行うことが可能であるが、
以下においてはスイッチング素子として光スイッチング
素子を用い、光（量）により制御を行う方法を例にとっ
て説明する。

【００１１】図１に本発明に用いる光書き込み型記録媒
体の等価回路を示す。図１に示されるように、光を照射
した場合、電流が光スイッチング素子側から表示素子側
に流れる場合と表示素子から光スイッチング素子へと流
れる場合の抵抗成分が変わりうることが特徴である。電
圧印加の方向について、以下において、便宜上、光スイ
ッチング側から表示素子側に流れる場合を正方向、表示
素子から光スイッチング素子へと流れる場合を負方向と
する。

【００１２】本発明の光書き込み型記録媒体を交流駆動
した場合、光書き込み型記録媒体の光スイッチング素子
に光を照射すると、該素子の抵抗成分の比（０Ｖに対す
る対称性）が変化し、電流の流れる方向が一方の極性で
は低抵抗に、他方の極性では高抵抗となり（抵抗の非対
称性）、低抵抗の極性の場合印加電圧の表示素子への分
圧は高くなり、一方、高抵抗の極性では表示素子への分
圧は低く、低抵抗の極性において相対的に表示素子に印
加される電圧は高くなる（低抵抗化によるバイアス成
分）。また、前記非対称性に基づいて表示素子に電荷が
蓄積されることになりこの電荷蓄積による電圧も付加的
に印加される（非対称によるバイアス成分）。本発明の
記録方法においては、前記の低抵抗化と非対称によるバ
イアス成分の重畳効果を利用することにより、表示のON
および／またはOFFの制御を行うことを特徴とする。た
とえば、閾値以下の電圧を印加して表示OFFの状態にお
いて（この状態では抵抗成分に差はない）光を照射する
と、光スイッチング素子の抵抗成分が変化して非対称と
なり、低抵抗の極性において表示素子に対する印加電圧
の分圧が増大するとともに、この非対称性により表示素
子に電荷が蓄積されてさらに付加的な電圧が印加され
（バイアス成分の重畳効果）、閾値以上の電圧が表示素
子に有効に印加され表示ONとなる。あるいは表示素子に
閾値以上の電圧が印加されている状態において、光照射
をOFF（あるいは低光量照射）にすると、表示素子に
は、蓄積された電荷による残留電圧がかかり（その後電
荷は緩和放電する）、電圧が下がって行く過程で表示素
子へ消去パルスを印加したことと同じことになり、表示
がOFFとなる。また、非対称性による電荷蓄積法には、
前記のように光量の制御により非対称性を直接制御して
電荷蓄積を行う他、抵抗値そのものを光で制御する方
法、すなわち、暗時は、表示素子より抵抗値が著しく大
きいため電流が流れず電荷蓄積が大きくないが、明時に
は、抵抗が小さくなり、電気量が増えるため電荷蓄積が
大きくなる現象を利用する方法も挙げられる。

【００１３】次に、表示素子への電荷蓄積を行う本発明
の記録方法をさらに詳細に説明する。ここでは、低光量
照射時（または非照射時、以下において低光量照射時ま
たは非照射時をまとめて「非照射時」という）には、光
スイッチング素子の抵抗成分が印加電圧方向に対し等方
的で非対称率が１程度であり、光照射時は印加電圧方向
に対し抵抗成分の異方性が高い有機光スイッチング素子
を用い、また表示素子として２つの閾値を有するコレス
テリック液晶素子を用いる場合を例にとって説明する。
ここで、コレステリック液晶の印加電圧反射率特性を図
２に示す。縦軸は反射率、横軸は印加電圧を示す。この
コレステリック液晶は第一の閾値Ｖ_1thと第二の閾値Ｖ
_2thを有しており、第一の閾値Ｖ_1thでは低反射率に、第
二の閾値Ｖ_2thでは高反射率になる。第一の閾値が小さ
いほど、電荷蓄積後の緩和が小さくても消去される。

【００１４】最初にネガ記録モードについて説明する。
ネガ記録モードは非照射時、光照射時ともに第二の閾値
以上の電圧を印加し、非照射時には表示がONとなり、光
照射時には表示がOFFとなる記録方式である。図３
（Ａ）に示すように、交流駆動した場合、非照射時に
は、非対称率は１程度（対称）であり、方向性による抵
抗成分値の差はない。そして、表示素子に第二の閾値電
圧を超えた電圧が印加されているため、表示がONとな
る。光が照射されると光スイッチング素子の非対称率が
変化し、図３（Ｂ）に示されるように、低抵抗成分の方
向に電圧が印加されたときは、表示素子への分圧が増大
し、かつこの非対称性により表示素子に電荷が蓄積され
る。電圧をOFFにすると、表示素子には蓄積電荷に基づ
く残留電圧がかかることになる。この蓄積電荷が放電し
ていく緩和過程において、表示素子へ消去パルスが印加
されたことと同じ状態となり、表示がOFFとなる。この
電荷の蓄積は、光量制御による抵抗成分の変化が小さい
場合であっても、十分な電荷蓄積時間があれば、良好な
表示ON-OFFが得られるため、高感度な記録が可能であ
る。一方、非対称率が大きい場合は、もちろん短時間で
の書き込みが可能である。

【００１５】また、ポジ型記録モードの場合は、以下の
ようにして行われる。ポジ型記録モードでは、光非照射
時、表示素子への印加電圧を閾値以下として表示OFFと
し、また、光照射を行うことにより表示素子に閾値以上
の分圧を印加して表示ONとする。図４（Ａ）は、非照射
時、閾値以下の電圧を印加した場合、光スイッチング素
子の抵抗成分に差がないことを表わしている。図４
（Ｂ）は図４（Ａ）の状態にある光書き込み型記録媒体
に光を照射した場合、光スイッチング素子の抵抗成分が
変わり、一方の極性において表示素子により高い分圧が
印加されることを表わしており、このことによりポジ記
録方式による書き込みが可能となる。図４（Ｂ）におい
て、光照射による光スイッチング素子の低抵抗化による
表示素子への分圧の増加とともに、非対称性による表示
素子への電荷蓄積に基づく実効的なバイアス印加が加わ
っている。したがって、容易に閾値以上の電圧が表示素
子に印加され、ポジ記録が可能となる。ポジ記録方式の
場合にも、光照射による低抵抗化と電荷蓄積により表示
素子への分圧増加を行うため、光照射による低抵抗化の
みで表示制御を行う場合に比べ、高感度化できる。ただ
し、この場合は、表示素子に蓄積された電荷の放電緩和
により表示品質が劣化しないようにする必要がある。多
くの場合は、ネガ記録モードに比べ、印加電圧が低くな
るため、問題にはならない。

【００１６】また、複数の表示層と、光量により非対称
率の制御が可能な光スイッチング素子を用いることによ
り、カラー表示も可能である。図５にカラー表示の概念
図を示す。この例では、表示素子は、コレステリック液
晶を用いたR層、B層、G層を順次積層している。このコ
レステリック液晶の印加電圧反射率特性は前記図２に示
されるようなものである。閾値電圧はV_R<V_B<V_Gとしてい
る。コレステリック液晶層には、低反射率になる第一の
閾値Ｖ_1thと、高反射率になる第二の閾値Ｖ_2thがある
が、Ｖ_1th-R、Ｖ_1th-B、Ｖ_1th-G、Ｖ_2th-R、Ｖ_2th-B、
Ｖ_2th-Gの順に大きくなるものとする。第一の閾値が小
さいほど、電荷蓄積後の緩和が小さくても消去される。
たとえばR層とG層では、R層のほうが少ない電荷蓄積に
よって消去される。図を用いてカラー表示を説明する。
図５（Ａ）ないし図５（Ｇ）は、コレステリック液晶表
示素子に、Ｖ_1th-Gを超しＶ_2th-Rより低い電圧を印加し
た状態において、図５（Ａ）のものから図５（Ｇ）のも
のまで、順次大きくなる光量（Ｌ₀ないしＬ₆）の光を照
射して、カラー表示する態様を、前記表示素子のR層、B
層、G層に印加される分圧と、R層、B層、G層の２つの閾
値との関係により示す。図５（Ａ）は、表示素子に光非
照射（Ｌ₀＝０）でＶ_1th-Gを超しＶ_2th-R以下の電圧が
印加されている状態を表わし、この場合は、R層、B層、
G層ともに表示OFF、すなわちブラックである。図５
（Ｂ）は、図５（Ａ）の状態に光量Ｌ₁の照射を行うこ
とにより、光スイッチング素子の抵抗成分を低下させ、
それにより、表示層への分圧が高くなるため、印加電圧
のR層に対する分圧がＶ_2th-Rを超えて、R層が表示ON(レ
ッド)となることを示す。図５（Ｃ）ではさらに大きな
光量Ｌ₂が照射され、光スイッチング素子がさらに低抵
抗化され、表示素子に印加される分圧が大きくなると共
に、非対称性による蓄積電荷によるバイアス成分の重畳
により、実質的な分圧がB層のＶ_2th-Bを超え、R層とB層
が表示ON（マゼンダ）となる。更に光量を増加しＬ₃と
して蓄積電荷を多くし、その後電圧をoffにすると、図
５（Ｄ）に示すように、抵抗成分の非対称に基づく残留
電圧およびその後の緩和放電によりR層にＶ_1th-Rを超え
る電圧がかかることになり、R層のみ表示OFFとなり、B
層のみが表示されブルーとなる。次に、図５（Ｅ）では
光量Ｌ₄により分圧がG層の閾値であるＶ_2th-Gを超え、G
+B層が表示ON(シアン)となる。図５（Ｆ）では光量Ｌ₅
により分圧がG層の閾値であるＶ_2th-Gを超えているが、
蓄積電荷がより多くなり、この状態で電圧をOFFにする
と、前記と同様の理由によりB層のみが消去され、G層の
み表示(グリーン)される。図５（Ｇ）のようにさらに光
量を多くすると（Ｌ₆）、光スイッチング素子の抵抗が
表示素子に対し、時定数も小さく、著しく低抵抗な状態
となるため、電荷蓄積放電効果が消失する一方、印加電
圧は高くなるため、三層が表示ON（ホワイト）の状態に
なる。

【００１７】これにより、７色表示が可能になる。もち
ろん、すべての状態を使わなくても、選択も可能である
し、更に、一層イエロ層を設けて、８色表示可能にする
ことも可能である。尚、以上の説明は便宜上、各層の容
量、抵抗を同様なものとしている。これらが、異なる場
合は、印加電圧はそれらに応じて分圧されるため、必ず
しも、閾値の大小に対応した順序で発色するとは限らな
い。また、閾値および時定数かあるいは相変化が電圧印
加後の電圧OFFの急峻性により制御可能である場合、積
層する表示素子の特性が少なくとも一つ以上異なること
が必要である。すべて同一の場合は、カラー表示制御は
できない。しかしながら、例えば液晶表示素子では、こ
れらは液晶材料を調製することにより、閾値特性や時定
数等を所望の値に容易にすることができる。

【００１８】前記のカラー表示において、各層の間に、
例えば表示素子層と光スイッチング素子の間に透明保護
層や光量制御のための調光層（たとえばブラック顔料を
ポリビニルアルコール樹脂に分散した層）を設けたり、
基板と透明電極層の間に、酸素や水分の侵入を防ぐ機能
層を設けてもよい。また、密着力を確保したり、そりな
どを修正する層を設けることも可能であることはもちろ
んである。

【００１９】次に、本発明の記録方法に用いる光書き込
み型記録媒体について説明する。光書き込み型記録媒体
は、印加電圧の方向性により抵抗成分を制御することが
可能な光スイッチング素子と表示素子が電気的に接続さ
れたものである。最初に光スイッチング素子素子につい
て説明する。光量制御により非対称率を制御できる光ス
イッチング素子としては、電圧印加の方向により抵抗成
分が異なりかつそれが制御できる素子であれば制限なく
適用可能である。

【００２０】光スイッチング素子は、光透過性の基板、
光透過性の導電層（電極層）、および光導電層を少なく
とも有する。光導電層が無機材料からなる無機光スイッ
チング素子としては、たとえば無機光導電層としてa-Si
が用いられる。a-Siを用いる場合、CVDによりＳｉ成膜
中にドープするP型あるいはN型元素の種類やドープ量
を、表示素子側と光入射側で変えた2層以上の構造とし
て、光照射時の光量制御により抵抗成分の非対称率を制
御可能な構造にすることができる。例えば、ガラス基板
上に、P型a-Si層/I型a-Si層/n型a-Si層/ I型a-Si層/P型
a-Si層を順次積層した構造において、p型、I型作製時の
ドーピングガス量を制御することにより対称性を制御可
能にした素子を挙げることができる。ただしa-Si素子の
場合、通常、作製工程中、加熱工程が有るため、基板
は、ガラス基板など耐熱性の高い基板を用いる必要があ
る。

【００２１】光導電層が有機材料からなる有機光スイッ
チング素子の基本的構成は、光透過性の基板、光透過性
の導電層（電極層）、電荷発生層および電荷輸送層を少
なくとも有するものが好ましく用いられる。有機光スイ
ッチング素子としては導電層を設けた基板の上に電荷発
生層（ＣＧＬ）と電荷輸送層（ＣＴＬ）をこの順に設け
た機能分離型２層構造のものや、同じく基板の上に電荷
発生層（ＣＧＬ）と電荷輸送層（ＣＴＬ）と電荷発生層
（ＣＧＬ）をこの順に設けた機能分離型３層構造のもの
が挙げられる。

【００２２】図６（Ａ）に機能分離型３層構造の光スイ
ッチング素子を、また図６（Ｂ）に機能分離型２層構造
のものを一例として示す。図６（Ａ）および図６（Ｂ）
中、１０は光透過性の基板、１２は光透過性の導電膜
（電極）、１４は電荷発生層、１６は電荷輸送層、１８
は電荷発生層をそれぞれ示す。

【００２３】また、図６（Ａ）に示す、電荷発生層/電
荷輸送層/電荷発生層と順次積層した構造の光スイッチ
ング素子構造は特に好ましい。図７に示すように、この
構造の光スイッチング素子は、光照射時には、上下の電
荷発生層に電荷が発生し、この電荷が電圧印加方向によ
り電荷輸送層を通して光電流として流れることができ
る。したがって、この構造では印加極性によらず光電流
を流すことができるため、非対称性を制御するととも
に、抵抗成分そのものも光量により制御可能である。こ
れにより、ネガ記録モード、ポジ記録モードの両方式で
高感度な記録ができる。このような媒体の非対称率を決
めるためには、上下電荷発生層の膜厚、作製条件、材料
などを制御すればよいが、基板側の電荷発生層と電荷輸
送層上の電荷発生層では下地が異なるため、特性に差が
有り、これも非対称性のパラメータとなる。

【００２４】６図（Ｂ）の機能分離型２層構造の光スイ
ッチング素子では、基板上に電荷発生層CGL、電荷輸送
層CTLを順次作製している。光電流は、光照射により、
発生した電荷が電荷輸送層を通して反対側に流れること
により発生する。通常は、電荷輸送層は正電荷のみ輸送
する。もちろん、負電荷を輸送するものや両極性を輸送
するものも有るが、感度や安全性の問題が有るので適用
されない。図６（Ｂ）で示す光スイッチング素子に光を
照射した場合の光電流の流れを図８に示す。図８から明
らかなように、光電流は正電荷が、電荷発生層CGL側か
ら電荷輸送層CTL側へ流れる極性のときのみ発生する。
逆極性の電荷が印加された場合は、正電荷の注入ができ
ないため、わずかな暗電流を除いては流れない。光電流
が流れる極性では、光量を増やすと光電流が流れるため
に抵抗成分が小さくなる一方、逆方向では、光電流が流
れないため抵抗成分は高抵抗でありかつ、ほぼ一定であ
る。これにより、光量制御により非対称率を制御できる
が、光電流の流れない方向の抵抗値制御が困難であるた
め、低抵抗化による制御はマージンが狭い。

【００２５】前記の機能分離型の２層または３層構造の
光スイッチング素子に用いられる電荷発生層に用いる材
料としてはペリレン系、フタロシアニン系、ビスアゾ
系、ジチオピトケロピロール系、スクワリリウム系、ア
ズレニウム系、チアピリリウム・ポリカーボネート系な
ど光照射により電荷が発生する有機材料を有利に用いる
ことができる。電荷発生層の作製方法としては、真空蒸
着法やスパッタ法などドライな膜形成法のほか、溶液あ
るいは分散液を用いるスピンコート法、ディップ法など
が適用可能である。いづれの方式も、a-Siやフォトダイ
オード作製におけるような基板加熱や厳しい工程管理は
不要である。電荷発生層の膜厚は、10nm〜1 μｍ、好ま
しくは20nm〜500nm が適切である。10nmより薄いと光感
度が不足しかつ均一な膜の作製が難しくなり、また、1
μｍより厚くなると、光感度は飽和し、膜内応力によっ
て剥離が生じ易くなる。

【００２６】次に、電荷輸送層に用いる材料としては、
トリニトロフルオレン系、ポリビニルカルバゾール系、
オキサジアゾール系、ピラリゾン系、ヒドラゾン系、ス
チルベン系、トリフェニルアミン系、トリフェニルメタ
ン系、ジアミン系などが適用可能である。また、LiClO₄
を添加したポリビニルアルコ−ルやポリエチレンオキシ
ドのようなイオン導電性材料の適用も可能である。中で
も、ジアミン系が感度、キャリア輸送能力などの点から
好ましく用いられる。電荷輸送層の作製方法としては、
真空蒸着法やスパッタ法などドライな膜形成法のほか、
溶液あるいは分散液を用いるスピンコート法、ディップ
法などが適用可能である。電荷輸送層の膜厚は、0.1 μ
ｍ〜100 μｍ、好ましくは1 μｍ〜10μｍが適切であ
る。0.1 μｍより薄いと耐電圧が低くなって信頼性確保
が困難となり、また、100 μｍより厚くなると、機能素
子とのインピーダンスマッチングが困難となって設計が
難しくなるため、前記の範囲が望ましい。

【００２７】また、光スイッチング素子の基板として
は、ガラス、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、
ＰＣ（ポリカーボネート）、ポリエチレン、ポリスチレ
ン、ポリイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）等の
基板が用いられる。光導電層としてａ−Ｓｉを用いる場
合は、高温の熱処理が必要となるため、その処理温度に
耐える基板、たとえばガラス等を選択することが必要で
ある。また、光導電層として有機材料を用いる（電荷発
生層、電荷輸送層）場合には高温で熱処理をすることが
ないので、フレキシブル基板が得られること、成形が容
易なこと、コストの点などから光透過性のプラスチック
基板を用いることが有利である。基板の厚みとしては、
一般的には１００μmから５００μm程度が好適である。
また、本発明における光透過性の電極層としては、ＩＴ
Ｏ膜、Ａｕ、ＳｎＯ₂、Ａｌ、Ｃｕ等が用いられる。特
願平１１−２７３６６３号に示すように、光書き込み型
記録媒体の表示素子が、メモリ性を有し、かつ、表示に
必要な波長を選択的に反射する選択反射性または後方散
乱性の表示素子である場合には、表示側から書き込むこ
とが可能であるので、この場合には少なくとも表示素子
側の基板および電極層が光透過性であればよい。したが
って、表示素子側から光書き込みをする場合、光スイッ
チング素子の基板あるいは電極層は光透過性である必要
はなく、電極層としてＡｌ層を用いることができる。

【００２８】本発明の光導電スイッチング素子には、以
下で述べるような機能層を形成することが可能である。
たとえば、電極と電荷発生層の間にキャリアの突入を防
ぐ層を形成することも可能である。また、反射膜や遮光
膜を形成することも可能であるし、これらの複数の機能
を兼ねた機能層でも良い。このような機能層は電流の流
れを著しく妨げない範囲で適用可能である。

【００２９】有機光スイッチング素子は、無機光スイッ
チング素子の場合のような特別な加熱工程等がなく、生
産性の面で特に有効な素子である。また、前記の２層あ
るいは３層だけでなく、さらに多層化した電荷発生層/
電荷輸送層/ 電荷発生層/ 電荷輸送層/ 電荷発生層のよ
うな構造でも良いことはもちろんである。制御可能な対
称性は、電荷発生層の膜厚、材料、製法などの制御によ
り可能である。

【００３０】次に、光書き込み型記録媒体の表示素子に
ついて説明する。本発明に適用する表示素子としては、
相変化する閾値をもつメモリ性のある表示素子が適用可
能である。特に相変化の閾値が2つ以上の表示素子が有
効である。その理由は、印加電圧量により、高電圧側の
閾値を制御できるとともに、低電圧側の閾値を電荷蓄積
放電効果により制御できるためである。また、電圧OFF
時の電圧降下により表示制御可能な素子が特に有効であ
る。急峻性は電荷蓄積放電効果により制御可能になるた
めである。また、表示特性が印加電圧と印加時間の積に
対し対応する素子も適用可能である。前記メモリ性のあ
る表示素子としては、ポリマーに分散しメモリ性を付与
したネマチック液晶、コレステリック液晶、強誘電液晶
等の液晶表示素子およびこれらを高分子分散させるかカ
プセル化した素子や、あるいは電界回転素子、トナーデ
ィスプレイ素子、電気泳動素子等をカプセル化した素子
が適用可能である。また、2つ以上の閾値が２つある素
子や電圧OFF時の電圧降下により表示制御可能な素子
や、閾値特性がVt積となる、すなわち印加電圧と印加時
間の積に対して閾値を持つものが特に適用可能である。
また、電荷蓄積放電効果による表示制御であるため、表
示素子の時定数は大きいことが望ましく、通常その時定
数は10msから10sec程度が望ましい。

【００３１】また、表示素子は、光透過性の基板と光透
過性の導電層（電極層）を有している。この基板および
導電層は、光スイッチング素子において用いるものが同
様に使用できる。本発明の記録方法に適用する光書き込
み型媒体としては、表示素子である液晶層と光機能素子
との間に、保護用透明膜を具備してもよい、また、感度
調製のための調光膜を備えていてもよく、また、酸素や
水の進入を阻止するガスバリヤー層を備えていてもよ
い。また、これらの機能を複数備えた機能膜を備えてい
てもよい。

【００３２】図９（Ａ）および図９（Ｂ）に、本発明で
用いる光書き込み型記録媒体の一例を示す。図９（Ａ）
は図６（Ａ）で示す光スイッチング素子を用いた光書き
込み型記録媒体を、図９（Ｂ）は図６（Ｂ）で示す光ス
イッチング素子を用いた光書き込み型記録媒体をそれぞ
れ示す。図９（Ａ）および図９（Ｂ）中、２０は光書き
込み型記録媒体を、３０は光スイッチング素子を４０は
表示素子を示し、３１は透明基板、３２は透明電極、３
３は電荷発生層、３４は電荷輸送層、３５は電荷発生
層、４１は透明基板、４２は透明電極、４３は液晶層を
それぞれ示す。

【００３３】本発明の記録方法は、表示素子と光スイッ
チング素子の導電層の間に交流電界を印加して駆動し、
また、光書き込み型記録媒体に光書き込みを行って、前
記のごとく光スイッチング素子の抵抗成分の比を制御
し、これにより表示層への電荷の蓄積量を制御して表示
を行う。最初に光書き込み型記録媒体を駆動する方法に
ついて説明する。図１０に示すように、光書き込み型記
録媒体を駆動するパルスとしては矩形波での駆動が可能
であるほか（図１０（Ａ）参照）、正弦波による駆動も
可能である（図１０（Ｂ）参照）。また三角波でもよ
い。矩形パルス駆動はパワーが高く有効な電圧印加波形
であるが、回路構成が複雑で、低コストなパルス回路を
作りにくい。これに対し、正弦波の場合は、昇圧トラン
スにより簡単に昇圧できるため、駆動電源を低コストで
作製することが可能となる。特に、駆動周波数を500Hz
以上、願わくば1KHzから40KHzにした場合は、少ない巻
き数での昇圧が可能であり、かつ、トランスによる電力
損失も少ないため、コンパクトで低コストな駆動電源が
作製可能であり大変有効である。図１１に記録波形に高
周波の正弦波形を用いる記録媒体書き込み装置の概念図
の１例を示す。図中、５２はコネクター、５４はライト
ゲート、５６は昇圧トランス、５８は高周波正弦波形発
生回路を示す。駆動パルスとしては、正パルスあるいは
負パルスかあるいは正パルスと負パルスにより組み合わ
せたパルスが適用可能である。駆動パルスは、図１０に
示すように第一パルス、第二パルスと順次、所望の数だ
け印加される。ここで、正パルスとは、表示側の透明電
極に対し光入力側の透明電極が高電位であることを示
し、負パルスとは逆を示す。前述したように500Hz以上
の正弦波駆動が低コストであり有効である。もちろんこ
れらを組み合わせたものでも、まったく任意の波形であ
っても適用可能である。また、単独では表示の切り替え
のできないようなサブパルスを、表示性能等改善のた
め、駆動パルスに付加してもよい。

【００３４】また、光書き込み型記録媒体への光書き込
みは、光書き込み型記録媒体の光入射側にパターン状の
光を照射することにより行われる。光のパターンを生成
するためには、例えば、ＴＦＴを用いた液晶ディスプレ
イ、単純マトリックス型液晶ディスプレイ等透過型のデ
ィスプレイが適用可能である。光照射は、蛍光ライト、
ハロゲンランプ、エレクトロルミネッセンス（EL）ライ
ト等、光書き込み型記録媒体に照射できるものであれば
どのようなものでも使用可能である。もちろん、光源は
白色に限定されるわけではなく、フィルターを用いて有
色光であってもよい。また、パターン生成と光照射を兼
ねて行うことも可能で、たとえば、パターン生成と光照
射を兼ね備えた機能を有するELディスプレイやＣＲＴ、
フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）など発
光型ディスプレイも適用可能であることはいうまでもな
い。また、光書き込みを通信手段によって行ってもよ
い。

【００３５】次に、本発明の記録方法を実施するための
記録装置について説明する。図１２は記録装置の一例を
示す概念図であり、光書き込み型記録媒体２０は前記の
図９と同じもので、これを記録装置に固定して表示装置
としてもよいし、前記記録媒体を着脱自在に設けた書き
込み装置としてもよい。図中６０は光書き込み型記録媒
体駆動装置を、７０は制御装置を、８０は光書き込み装
置をそれぞれ表わしている。光書き込み装置８０はたと
えばハロゲン光源と透過型ＴＦＴ液晶を組み合わせたも
のが用いられる。また、６５はコネクターを示す。ま
た、図１３に示すように、光書き込み型記録媒体駆動装
置、制御装置および光書き込み装置を一体のものとせ
ず、これらの装置に通信手段または送信手段を設け、媒
体駆動信号や光書き込み信号を送信により入力すること
も可能である。６２は記録媒体駆動手段、７２は制御手
段、７４は記録媒体駆動信号送信手段を、７６は光書き
込み信号送信手段を、８２は光書き込み手段、６４およ
び８４は通信手段を示す。

【００３６】記録媒体駆動装置６０は電圧印加手段およ
び信号受信手段（図示せず）、さらにコネクター６５を
有している。電圧印加手段は、接続された光書き込み型
記録媒体に、駆動パルスを印加する。印加パルスの生成
手段、駆動波形出力のためのトリガ信号を検知する手段
を有する。パルス生成手段には例えば、ROMのような波
形記憶手段とDA変換手段と制御手段とを有し、電圧印加
時にROMから読み出した波形をDA変換して媒体に印加す
る手段が適用可能であるし、また、ROMではなくパルス
発生回路のような電気回路的な方式でパルスを発生させ
る手段が適用可能であるが、共振回路等から正弦波形を
作製した後、昇圧トランスで高圧化して駆動パルスとす
る方式は、回路のコストが安く、低コストな装置を作る
ために大変有効であるが、ほかにも、駆動パルスを印加
する手段であればかまわない。特に500Hz以上の高周波
を適用する場合は、昇圧トランスも低コストで作製でき
るため、大変有効である。信号は、例えば有線かあるい
は無線により入力手段あるいは光書き込み手段から送ら
れる。有線の場合は電気的であるが無線の場合は、電磁
波の他、赤外線や超音波でもかまわない。光書き込み媒
体の上下の電極に接続するためのコネクタ６５、光入射
基板よりなる透明電極と、表示側基板よりなり透明電極
に接続するためのコネクタで、それぞれの側に接点を有
する。もちろん、これは自在に取り外しが可能である。

【００３７】光書き込み装置８０としては、媒体の光入
射側に照射する光のパターンを生成する手段と、そのパ
ターンを媒体に照射する光照射手段と制御手段と通信手
段とを有する。パターンの生成には、例えば、ＴＦＴを
用いた液晶ディスプレイ、単純マトリックス型液晶ディ
スプレイ等透過型のディスプレイが適用可能である。光
照射手段としては、蛍光ライト、ハロゲンランプ、エレ
クトロルミネッセンス（EL）ライト等、媒体に照射でき
るものであれば適用可能である。また、パターン生成手
段と光照射手段を兼ね備えたELディスプレイやＣＲＴ、
フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）など発
光型ディスプレイも適用可能であることはいうまでもな
い。前記のほかにも、光書き込み媒体に照射する光量、
波長、照射パターンを制御できる手段であれば、それ以
外であっても構わない。もちろん、光源は白色に限定さ
れるわけではなく、フィルターを用いて有色光であって
もよい。

【００３８】制御装置７０は、少なくとも、ユーザが記
録する画像を選択するための光書き込み装置への光書き
込み信号出力手段と、選ばれた画像を光書き込み媒体に
記録するための媒体駆動装置への駆動信号送信手段と制
御手段を有する。もちろん、光書き込み装置か媒体駆動
装置にスイッチとしてついていてもよいし、入力装置と
して、有線を開始ユーザの手元においておいても良い
し、通信手段は、有線、無線、赤外線あるいは超音波で
あってもよい。

【００３９】記録システムとしては、書き込み手段と媒
体駆動手段と入力手段は同一の装置内であってもよい
が、例えば、媒体駆動手段と入力手段・光書き込み手段
を個別の装置にして通信手段を用いて記録を行ってもよ
いし、媒体駆動手段、光書き込み手段および入力手段を
個別の装置にして、通信手段を用いて記録を行ってもよ
い。これらの組み合わせは限定されるわけでなく、通信
手段さえ備えていれば、用途に応じてどのような組み合
わせでもよいことはもちろんである。

【００４０】本発明の記録方法は記録媒体に書き換え可
能な記録方法であり、低い光量でも良好な表示オン−オ
フが可能であるため高感度であり、５００Ｈｚ以上の周
波数の交流電圧により駆動が可能であるため、コンパク
トで低コストな電源を用いることができる。また、本発
明の記録方法によりカラー表示も可能である。

【００４１】以下に、実施例に先立ち、その効果を確認
するため、光スイッチング素子と表示素子を個々に作製
し、それを直列に接続して駆動電圧を印加し、光スイッ
チング素子の非対称率の効果や、光量制御による制御性
などを表示素子の波形観察と反射率測定により確認す
る。なお、以下において、「部」、「％」等は重量に基
づく。実験例１［光スイッチング素子の作製］ITO電極付きPESフィルム
基板上に、電荷発生層としてベンズイミダゾールペリレ
ン（以下において、「BZP」と称す。）を蒸着法により
0.08μm厚に作製し、次に電荷輸送層として３，３’−
ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）−
Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−［１，１’−
ビフェニル］−４，４’−ジアミン（以下、「ビフェニ
ル−ジアミン系材」と称す。） 40%、ポリ(4,4’-シク
ロヘキシリデンジフェニレンカーボネート)（以下、
「ポリカーボネートビスフェノールＺ」と称す。) 60%
の割合で混合した電荷輸送層材料の10%モノクロロベン
ゼン溶液をディップ法により3μm厚の膜に作製した。さ
らに前記電荷輸送層の上に、BZPを蒸着法により0.08μm
厚形成した。これらの工程により光スイッチング素子を
作製した。この光スイッチング素子の電荷発生層表面に
50Å厚のAu電極を形成した（以下において、これを「光
スイッチングセル（３層構造）」ということがある）。
また、上記の光スイッチングセルにおいて３層からなる
光導電層を、電荷発生層と電荷輸送層の２層からなる光
導電層に変更する他は、同様にして光スイッチングセル
（２層構造）を作製した。

【００４２】＜光スイッチング素子の非対称性の確認＞
作製した光スイッチングセル（３層構造）の非対称率が
照射する光量によって制御可能であることを確認するた
めの測定を行った。２０Ｖのバイアス電圧を印加すると
ともに、ハロゲン光源を用いて、所定の光量を照射した
ときの抵抗成分を測定した。抵抗成分は、バイアス印加
の極性による非対称率をインピーダンスアナライザによ
り測定した。図１４（Ａ）は各極性におけるインピーダ
ンスを、図１４（Ｂ）はその比率（抵抗成分の比、すな
わち非対称率）を示している。図１４（Ｂ）が示すこと
から明らかにように、光量が増加するにしたがい非対称
率が増加していることがわかり、このことは、光スイッ
チング素子の極性による非対称率が、光量により制御可
能であることを示している。また、図１４（Ａ）は、ど
ちらの極性の電圧印加に対しても抵抗成分が光照射によ
り低抵抗化されることを示している。また、図１５
（Ａ）および図１５（Ｂ）は、光スイッチングセル（２
層構造）の各極性におけるインピーダンスおよび非対称
率を、３層構造の場合と同様に測定した結果をそれぞれ
示す。光スイッチング素子の非対称率は光量で制御でき
るが、光電流が流れない方向では、抵抗成分は光量によ
り変わらない。

【００４３】［表示素子の作製］表示素子は以下のよう
にして作製した。正の誘電率異方性を有するネマチック
液晶E8 (メルク社製)74.8部に、カイラル剤CB15(BDH社
製) 21部とカイラル剤R1011(メルク社製)4.2部を加熱溶
解後室温に戻して、ブルーグリーンの色光を選択反射す
るカイラルネマチック液晶を得た。前記のブルーグリー
ンカイラルネマチック液晶10部に、キシレンジイソシア
ネート3モルとトリメチロールプロパン1モルとの付加物
(武田薬品工業製D-110N)3部と、酢酸エチル100部を加え
て均一溶液とし、油相となる液を調製した。一方、ポリ
ビニルアルコール(クラレ社製ポバール217EE)10部を、
熱したイオン交換水1000部に加えて攪拌後、放置冷却す
ることによって、水相となる液を調製した。

【００４４】次に、スライダックで30Ｖ交流を与えた家
庭用ミキサーによって前記油相を前記水相中に1分間乳
化分散して、水相中に油相液滴が分散した水中油エマル
ジョンを調製した。この水中油エマルジョンを60℃のウ
ォーターバスで加熱しながら2時間攪拌し、界面重合を
完了させて、液晶マイクロカプセルを形成した。得られ
た液晶マイクロカプセルの平均粒径は、レーザー粒度分
布計によって約12μｍと見積もられた。マイクロカプセ
ル分散液を網目38μmのステンレスメッシュを通して濾
過後一昼夜放置し、乳白色の上澄みを取り除くことによ
りマイクロカプセルからなる固形成分約40重量%のスラ
リーを得た。前記スラリーにポリビニルアルコール水溶
液を、スラリーの固形成分に対してポリビニルアルコー
ル水溶液の固形成分が2/3（重量比）となる量のポリビ
ニルアルコール10重量%水溶液を加えて、液晶塗布液を
調製した。

【００４５】125μｍ厚ITO付きPETフィルム(東レハイビ
ーム) のITO 面上に、上記塗布液を#44のワイヤーバー
で2回塗布することにより、液晶層を形成した。おのお
のの塗布の際にワイヤーバーの位置は精密に位置決めを
行い塗布のために形成される凹凸の位置が一致するよう
にした。得られた液晶層の表面はワイヤーバーのワイヤ
ーピッチに対応した多数の平行した溝が形成されてい
た。溝の凸部分の膜厚は約36μm、凹部分の膜厚は約22
μmであった。この塗膜を室温で半日乾燥させた後90℃
のオーブンで一昼夜乾燥した。

【００４６】もう一枚の125μｍ厚ITO付きPETフィルム
(東レハイビーム)のITO 面上に完全水性型ドライラミネ
ート接着剤であるディックドライWS-321A／LD-55 (大日
本インキ化学工業)を塗布乾燥させて4μm厚の接着層と
した。この接着層と前記液晶層を密着させ70℃において
ラミネートを行った後、一方のPETフィルムの基板表面
にブラックポリイミドBKR-105(日本化薬製)を塗布して
遮光膜を形成し、カプセル液晶による表示素子を得た。

【００４７】前記の光スイッチングセル（３層構造）と
表示素子を直列に接続し（光スイッチングセルのＡｕ電
極と表示素子の遮光膜側のＩＴＯを接続し、スイッチン
グセルのＩＴＯと表示素子の他のＩＴＯを接続）た。こ
の装置を用いてネガ記録を試みた。また、前記表示素子
は第一の閾値Ｖ_1thは60Vであり、第二の閾値Ｖ_2thは150
Vである。前記光書き込み型記録媒体に照射光源とし
て、ハロゲン光源を照射し、600Vppの50Hz・正負矩形パ
ルスを印加した。図１６（Ａ）は光非照射（1μW/cm²）
以下のときに表示素子にかかる電圧波形を観察した結果
を示し、図１６（Ｂ）は、光照射（100μW/cm²）したと
きの電圧波形を観察した結果を示す。光非照射時の波形
（図１６（Ａ））は電圧印加方向性に対する依存性もな
く対称性のよい波形になっているのに対し、光照射（図
１６（Ｂ））によって実効的なバイアス印加状態になっ
ていることがわかる。また、光照射時は８０V程度から
の蓄積電荷の緩和放電による波形なまりにより、記録が
消去され低反射状態となっている。この時の反射率をXr
iteによって測定したところ、光非照射時において18%、
光照射時において3%の反射率であった。また、上記のよ
うに光量は100μW/cm²でよく高感度であった。

【００４８】前記光書き込み型記録媒体を用いてポジ記
録を試みた。結果を図１７（Ａ）および図１７（Ｂ）に
示す。この図は、印加電圧を350Vにして、光量は100μW
/cm²とし、非照射時には閾値以下となり、光照射時には
表示がONとなるように印加電圧を設定した。図１７
（Ａ）に示すように、非照射時は表示素子に150V以下の
電圧が印加されており、また、図１７（Ｂ）のように光
照射後は、非対称性による実効的なバイアス電圧が加わ
るため、閾値を超えて電圧印加され、反射率がONとなっ
ている。なお、バイアス成分程度の蓄積電荷の放出も観
察されるが、この電圧では表示特性に影響はほとんどな
かった。この例でも光量は100μW/cm²でよく高感度であ
った。

【００４９】また、さらに、低コストな書き込み装置を
可能にするため、正弦波1KHzのパルスを100ms印加して
記録を試みた。非照射時1μW/cm²、照射時100μW/cm²に
おいて、図１８に示すように、表示素子への電荷蓄積と
その放電プロフィールを得ることができた。非照射時は
表示ONであり、非照射時は表示OFFのネガ記録が確認で
きた。

【００５０】実験例２（対照例）次に、光照射時および光非照射時のいずれの場合も抵抗
成分が対称な光スイッチング素子を用いた場合の結果を
示す。［光スイッチング素子］ITO電極付きPESフィルム基板上
に、電荷発生層として、単層のZn-フタロシアニン顔料
を0.2μm厚に膜形成し、これに50Å厚のAu電極を作製し
た。この素子は電荷発生層単層であるため、電圧印加の
方向性によるインピーダンスの抵抗成分に差がない（光
照射時および光非照射時の非対称率がほぼ１）。［表示素子］実験例１と同じ表示素子を用いた。表示素
子と光スイッチング素子を前記と同様にして直列に接続
し、表示素子への印加電圧と光量を観察した。これに先
立ち、実験例１と同様にして光スイッチング素子のイン
ピーダンスを測定した。光照射時および光非照射時のい
ずれの場合も、抵抗成分は正負対称で非対称率がほぼ１
であり、電荷蓄積によるバイアス印加効果はないことを
確認した。この光スイッチング素子を用い、実験例１と
同様にして記録したところ、表示可能とするためには50
0μW/cm²以上の光量が必要になった。電荷蓄積によるバ
イアス印加効果はなく、光照射による光スイッチング素
子の低抵抗化のみで、表示素子への分圧を増やし、表示
のON−OFFを制御するため、光量がより必要になってい
ることがわかる。

【００５１】実験例３ここでは、カラー表示制御の検証をおこなった。はじめ
に、それぞれ選択反射波長の異なる3種類の表示セルを
作製しこれを電気的に直列に接続すると共に垂直に積層
し、カラー表示が確認できる構造にした。前記表示素子
と光スイッチングセルとを直列に接続し、これに駆動パ
ルスを加えると共に制御された光照射を行い、カラー表
示の確認を行った。第一の表示セルはガラス基板上にIT
O膜を200Å厚に作製し、この上に、接着剤付の5μm径球
状スペーサー（ハヤビーズL-25、早川ゴム社製）を湿式
散布し、さらに、ITO付きガラス基板をITO膜がスペーサ
ーに接触するように密着させた。以上の工程を室温で行
った後、スペーサーと基板を接着するため、110℃に加
熱して、30分間保持し液晶セルとした。液晶としては、
グリーンの色光を選択反射するコレステリック液晶とし
て、正の誘電率異方性を有するネマチック液晶E186（メ
ルク社製）72.3wt%、右旋性のカイラル剤CB15（メルク
社製）13.9wt%および右旋性のカイラル剤CE2（メルク社
製）13.9wt%を混合したものを用いた。この液晶を、上
記セルに注入し、表示セルを作製した。第二の表示セル
は、第一の液晶セルと同じ構造の液晶セルに下記の液晶
を注入することにより作製した。液晶は、ブルーの色光
を選択反射する表示層のコレステリック液晶として、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（メルク社製ＭＬＣ２０３７）を７３．０
ｗｔ％、カイラル剤１（メルク社製ＣＢ１５）を２２．
５ｗｔ％、カイラル剤２（メルク社製Ｒ１０１１）を
４．５ｗｔ％の割合で混合したものを用いた。

【００５２】第三の表示セルは裏面に遮光膜を形成した
ガラス基板上にITO膜を200Å厚作製し、この上に、接着
剤付の5μm径球状スペーサー（ハヤビーズL-25、早川ゴ
ム社製）を湿式散布し、さらに、ITO付きガラス基板をI
TO膜がスペーサーに接触するように密着させた。以上の
工程を室温で行った後、スペーサーと基板を接着するた
め、110℃に加熱して、30分間保持し液晶セルとした。
液晶としては、レッドの色光を選択反射する表示層のコ
レステリック液晶として、レッド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（メルク社製
ＺＬＩ３８０６）を７８．４ｗｔ％、カイラル剤１（メ
ルク社製ＣＢ１５）を１８．０ｗｔ％、カイラル剤２
（メルク社製Ｒ１０１１）を３．６ｗｔ％の割合で混合
した。この液晶を、上記セルに注入し、表示セルを作製
した。

【００５３】これらの液晶を、レッドを最下層にして垂
直に積層し、かつ、これらの表示セルのITO電極を直列
に接続して表示素子とした。この表示素子および実験例
１で用いた３層の光スイッチングセルを接続し、800Vを
印加すると同時に、制御した光量を照射し、カラー化を
試みた。光量として1μW/cm²を印加した場合、レッド層
とグリーン層が表示ONとなりイエローが表示された。次
に36μW/cm²の光量を照射したところ、電荷蓄積放電効
果によってレッド層が表示OFFとなりグリーンが表示さ
れた。次に73μW/cm²の光量を照射したところ、グリー
ンも電荷蓄積効果により表示OFFとなるとともに、この
電荷蓄積効果によるバイアス効果によりブルー層が表示
ONとなった。これによりイエロー、グリーン、ブルーの
表示が確認された。

【００５４】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらに制限されない。実施例１［光書き込み型記録媒体の作製］＜光スイッチング素子＞前記実験例と同様にして、ITO
電極付きPESフィルム基板上に電荷発生層／電荷輸送層
／電荷発生層を設け、電荷発生層の上に5%のポリビニル
アルコール水溶液をスピンコート法により0.2μm厚に設
けた分離層を形成し、光スイッチング素子とした。＜表示素子＞実験例１と同様にして液晶層用塗布液を調
製した。この液を、125μｍ厚ITO付きPETフィルム(東レ
ハイビーム) のITO 面上に、実験例１と同様にして塗布
・乾燥し、液晶層を形成した。＜光書き込み型記録媒体＞前記光スイッチング素子のPV
A 面上に、完全水性型ドライラミネート接着剤であるデ
ィックドライWS-321A／LD-55 (大日本インキ化学工業)
を塗布乾燥させて4μm厚の接着層を形成した。また、前
記表示素子のPETフィルムの表面にブラックポリイミド
（BKR-105、日本化薬（株）製）を塗布した。光スイッ
チング素子の接着層と表示素子の液晶層を密着させ７０
℃においてラミネートを行ってモノクロ表示の光書き込
み型媒体を得た。

【００５５】［記録方法］前記図１２で示したような記
録装置を用い、光書き込み型媒体駆動装置のコネクター
により、光書き込み型記録媒体の両ＩＴＯ電極を接続
し、光書き込み型記録媒体を駆動した。駆動パルスは正
負の矩形波を5パルス印加した。パルス幅は正負とも100
msとした。パルスの電圧は600Vppとし、波長550nm換算
でMax 100μW/cm²の光画像を書き込み、モノクロカラー
画像表示を行った。［評価］暗部と光照射部において、光照射部はグリー
ン、暗部はブラックのモノクロ画像が得られた。あらか
じめ書き込んでおいた画像の影響は確認できず、履歴は
残らなかった。1000回繰りかえし記録したが、表示性能
の低下は見られず特性が安定していることが確認され
た。

【００５６】実施例２実施例１と同様の光書き込み型記録媒体を用いて、正弦
波1KHzの印加が可能な装置を用いて光書き込みを行っ
た。駆動パルスは、1KHzの正弦波を100パルス入力した
ほかは実施例１と同様である。［評価］暗部と光照射部において、光照射部はグリー
ン、暗部はブラックのモノクロ画像が得られた。あらか
じめ書き込んでおいた画像の影響は確認できず、履歴は
残らなかった。1000回繰りかえし記録したが表示性能の
低下は見られず特性が安定していることが確認された。

【００５７】実施例３この実施例においては、カラー表示を試みた。実験例３
で用いた液晶を、実験例１と同様にしてカプセル液晶化
した後、これを３層積層して表示素子とした。この表示
素子を実施例１と同じ光スイッチング素子と張り合わせ
て、カラー表示が可能な光書き込み型記録媒体を作製し
た。電圧印加は、1000Vppで10Hzの正負の矩形波で行っ
た。［評価］光書き込み型媒体に光パターンを照射するとと
もに、電圧を印加し、カラー画像表示を試みた。この結
果、ブルー、グリーン、イエローのカラー画像が得られ
た。あらかじめ書き込んでおいた画像の影響は確認でき
ず、履歴は残らなかった。1000回繰りかえし記録したが
表示性能の低下は見られず特性が安定していることが確
認された。

【００５８】比較例１この例では、前記実験例２のような単層の電荷発生層を
有する有機光スイッチング素子を用いた。ITO電極付きP
ESフィルム基板上に、電荷発生層としてZn-フタロシア
ニン顔料をポリビニルブチラールに混合し（50重量
％）、0.2μm厚に膜形成を行った。この電荷発生層の上
に、5%のポリビニルアルコール水溶液をスピンコート法
により0.2μm厚に設け分離層を形成して光スイッチング
素子とした。これに実施例１と同じ表示素子を貼り合わ
せ、光書き込み型記録媒体とした。実施例１と同じ記録
装置にこの光書き込み型記録媒体を装着し駆動した。駆
動パルスは正負の矩形波を5パルス印加した。パルス幅
は正負とも100msとした。パルスの電圧は600Vppとし、
波長550nm換算でMax 100μW/cm²の光画像を書き込み、
評価した。［評価］光書き込み型媒体に光パターンを照射するとと
もに、電圧を印加し、モノクロカラー画像表示を試み
た。この結果、暗部と光照射部において、十分な画像は
得られなかった。500μw/cm²以上の光量照射により、か
ろうじて画像表示が可能になった。

【００５９】

【発明の効果】本発明の記録方法は記録媒体に書き換え
可能な記録方法であり、低い光量でも良好な表示オン−
オフが可能であるため高感度であり、５００Ｈｚ以上の
周波数の交流電圧により駆動が可能であるため、コンパ
クトで低コストな電源を用いることができる。また、本
発明の記録方法によりカラー表示も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録方法における光書き込み型記録
媒体の等価回路を示す。

【図２】２つの閾値を有する液晶素子の電圧と反射率
の関係を示す。

【図３】ネガ記録方式における表示素子の電圧波形を
示す。

【図４】ポジ記録方式における表示素子への電圧波形
を示す。

【図５】本発明の記録方法をカラー表示に用いる場合
の色表示を、ＲＧＢ各層に印加される電圧と、閾値の関
係によって説明する図である。

【図６】光スイッチング素子の構造を示す図であり、
図６（Ａ）は光導電層が３層構造のものを、図６（Ｂ）
は２層構造のものを示す。

【図７】３層構造の光スイッチング素子に光を照射し
た場合の電流の方向を示す図である。

【図８】２層構造の光スイッチング素子に光を照射し
た場合の電流の方向を示す図である。

【図９】本発明の光書き込み型記録媒体を示し、図９
（Ａ）は光導電層が３層構造のものを、図９（Ｂ）は２
層構造のものを表わす。

【図１０】本発明で用いる駆動パルスの波形の例を示
す図であり、図１０（Ａ）は矩形波を、図１０（Ｂ）は
正弦波を示す。

【図１１】高周波の正弦波形を記録波形に用いる記録
媒体書き込み装置の概念図である。

【図１２】本発明の記録装置の一例を示す概念図であ
る。

【図１３】本発明の記録装置の他の一例を示す概念図
である。

【図１４】３層構造の光スイッチング素子に光照射し
た場合の抵抗成分（図１４（Ａ））および非対称率（図
１４（Ｂ））を示す。

【図１５】２層構造の光スイッチング素子に光照射し
た場合の抵抗成分（図１４（Ａ））および非対称率（図
１４（Ｂ））を示す。

【図１６】実験例１においてネガ記録を行った際に表
示素子にかかる電圧波形を示し、図１６（Ａ）は非照射
時、図１６（Ｂ）は照射時を示す。

【図１７】実験例１においてポジ記録を行った際に表
示素子にかかる電圧波形を示し、図１７（Ａ）は非照射
時、図１７（Ｂ）は照射時を示す。

【図１８】実験例１において１ＫＨｚのパルスを１０
０ｍｓ印加した場合に表示素子にかかる電圧波形を示
し、図１８（Ａ）は非照射時、図１８（Ｂ）は照射時を
示す。

【符号の説明】

２０光書き込み型記録媒体３０光スイッチング素子４０表示素子６０光書き込み型記録媒体駆動装置７０制御装置８０光書き込み装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H088 EA62 GA10 HA09 JA25 MA10 2H089 HA04 JA04 KA04 QA11 RA17 TA07 TA10 2H092 LA02 LA15 LA16 NA01 NA25 PA06 QA15 QA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも印加電圧の方向性にしたがっ
て抵抗成分を制御することが可能な光スイッチング素子
と表示素子とを有する光書き込み型記録媒体に、電圧を
印加し、光スイッチング素子の印加電圧の方向性による
抵抗成分の比を制御して、表示素子への電荷蓄積量を制
御することにより、表示の制御を行うことを特徴とする
記録方法。
【請求項２】光スイッチング素子の印加電圧の方向性
による抵抗成分の比が、光量により制御されることを特
徴とする請求項１に記載の記録方法。
【請求項３】少なくとも印加電圧の方向性にしたがっ
て抵抗成分を制御することが可能な光スイッチング素子
と表示素子とを有する光書き込み型記録媒体に、光照射
時および光非照射時ともに、表示素子への印加電圧が表
示素子の閾値電圧を越すように電圧を印加し、光照射時
には光スイッチング素子の印加電圧の方向性による抵抗
成分の比を制御して、表示素子への電荷蓄積量を制御
し、電圧をオフ後、前記電荷蓄積により実効的に前記閾
値電圧より小さい電圧を表示素子に印加して、表示をオ
フとすることを特徴とする記録方法。
【請求項４】少なくとも印加電圧の方向性にしたがっ
て抵抗成分を制御することが可能な光スイッチング素子
と表示素子とを有する光書き込み型記録媒体に、光非照
射時には表示素子への印加電圧が表示素子の閾値を超え
ないように電圧を印加し、光照射時には光スイッチング
素子の印加電圧の方向性による抵抗成分の比を制御し
て、表示素子への電荷蓄積量を制御することにより、抵
抗成分の低下による表示素子への増加した分圧と、前記
電荷蓄積による実効的な電圧印加によって、前記閾値を
超える電圧を表示素子に加えることにより、表示をオン
とすることを特徴とする記録方法。
【請求項５】表示素子の相変化が、閾値または駆動パ
ルスオフ後の電圧降下の急峻性によって制御可能である
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１
項に記載の記録方法。
【請求項６】表示素子の閾値が２つ以上あることを特
徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載
の記録方法。
【請求項７】表示素子が、少なくとも、閾値または駆
動パルスオフ後の電圧降下の急峻性によって相変化を制
御可能である表示素子か、或いは時定数が異なる複数の
表示素子を積層してなる表示素子であることを特徴とす
る請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の記録
方法。
【請求項８】表示素子にコレステリック液晶を用いる
ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１
項に記載の記録方法。
【請求項９】光スイッチング素子の光導電層が、有機
光導電層であることを特徴とする請求項１ないし請求項
８のいずれか１項に記載の記録方法。
【請求項１０】光導電層が、電荷発生層、電荷輸送層
および電荷発生層を順次積層したものであることを特徴
とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の
記録方法。
【請求項１１】印加電圧が、５００Ｈｚ以上の正弦波
であることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のい
ずれか１項に記載の記録方法。
【請求項１２】請求項１ないし請求項１１のいずれか
１項に記載の記録方法に用いる、少なくとも印加電圧の
方向性にしたがって抵抗成分を制御することが可能な光
スイッチング素子と表示素子とを有する光書き込み型記
録媒体。
【請求項１３】前記光スイッチング素子の光導電層が
電荷発生層、電荷輸送層および電荷発生層を順次積層し
たものであることを特徴とする請求項１２に記載の光書
き込み型記録媒体。
【請求項１４】少なくとも印加電圧の方向性にしたが
って抵抗成分を制御することが可能な光スイッチング素
子と表示素子とを有する光書き込み型記録媒体、前記記
録媒体を駆動するための記録媒体駆動手段、前記記録媒
体に光書き込みを行う光書き込み手段および制御手段を
少なくとも備える、請求項１ないし１１のいずれか１項
に記載の記録方法に用いる表示装置。
【請求項１５】少なくとも印加電圧の方向性にしたが
って抵抗成分を制御することが可能な光スイッチング素
子と表示素子とを有する光書き込み型記録媒体を接続す
ることが可能な記録媒体駆動手段、前記記録媒体に光書
き込みを行う光書き込み手段および制御手段を少なくと
も備える、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の
記録方法に用いる書き込み装置。