JP2007322756A - Optical modulation element and its driving method - Google Patents

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Taisuke Okano
泰典 岡野
Hiroshi Arisawa
宏 有沢
Haruo Harada
陽雄 原田
Makoto Gomyo
誠 五明
Daiki Gan
大樹 鳫
Masahiro Sato
政寛 佐藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance chroma of a coloring image, especially chroma of a coloring image from a middle wavelength region to a long wavelength region in a visible light region in spite of a comparatively simple structure in an optical modulation element and to provide a driving method of the optical modulation element. <P>SOLUTION: In the optical modulation element 1 including at least one pair of optical modulation units 2 in which at least a display layer 7 selectively reflecting light having a specified wavelength region and constituted of a cholesteric liquid crystal and a light conductive layer 10 absorbing writing light and changing a resistance value according to an absorbed light quantity are layered and which is interposed between a pair of electrode layers 5 and 6 at least one of which on a display side is transparent, the light conductive layer 10 has a property absorbing light having any wavelength region except the specified wavelength region and the light conductive layer 10 and the display layer 7 are layered so as to be positioned on the display side and on a non-display side, respectively, in at least the one pair of optical modulation units 2. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、特定波長域の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る表示層と、光応答性を有する光導電層と、が積層挟持されてなり、光によって画像の書き込みが可能な光変調素子、およびその駆動方法に関する。   The present invention is a light modulation in which a display layer composed of a cholesteric liquid crystal that selectively reflects light in a specific wavelength range and a photoconductive layer having photoresponsiveness are sandwiched and an image can be written by light. The present invention relates to an element and a driving method thereof.

森林資源保護などの地球環境保全や、スペースセーブといった事務環境改善などの理由から、紙に替わるハードコピー技術として、リライタブルマーキング技術への期待が大きい。
より一層利便性の高い各種リライタブルマーキング技術の研究が為されているが、その1つの方向性として、液晶と光導電体とを積層した液晶デバイスによる技術は、繰り返し記録/消去を行うことを可能とし、その他優れた特性を実現し得ることから注目されている。
There are high expectations for rewritable marking technology as a hard copy technology that replaces paper, for reasons such as the preservation of the global environment such as forest resource protection and the improvement of the office environment such as space saving.
Research into various rewritable marking technologies that are even more convenient has been made, but as one direction, the technology using a liquid crystal device in which a liquid crystal and a photoconductor are laminated enables repeated recording / erasing. In addition, it attracts attention because it can realize other excellent characteristics.

特にコレステリック液晶(カイラルネマチック液晶)を利用した液晶表示素子は、その相変化を利用することで、書き込みおよび消去を適宜行うことができ、また、液晶層を積層させることでフルカラー画像を形成することが可能である等、各種優れた特性を有することから注目されている。   In particular, a liquid crystal display element using cholesteric liquid crystal (chiral nematic liquid crystal) can be appropriately written and erased by utilizing the phase change, and can form a full color image by laminating liquid crystal layers. It is attracting attention because it has various excellent properties.

コレステリック液晶(カイラルネマチック液晶)が示すプレーナ相は、螺旋軸に平行に入射した光を右旋光と左旋光に分け、螺旋の捩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、螺旋軸に直交する平面内の平均屈折率を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、プレーナ相の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。   The planar phase shown by cholesteric liquid crystal (chiral nematic liquid crystal) divides light incident parallel to the helical axis into right-handed rotation and left-handed rotation, Bragg-reflects circularly polarized light components that match the twist direction of the helix, and reflects the remaining light. Causes a selective reflection phenomenon to be transmitted. The central wavelength λ and the reflection wavelength width Δλ of the reflected light are λ = n · p and Δλ =, where p is the helical pitch, n is the average refractive index in the plane orthogonal to the helical axis, and Δn is the birefringence. The light reflected by the cholesteric liquid crystal layer in the planar phase expressed by Δn · p exhibits a bright color depending on the helical pitch.

正の誘電率異方性を有するコレステリック液晶は、図10(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相、図10(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相、および図10(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相、の3つの状態を示す。   As shown in FIG. 10A, the cholesteric liquid crystal having positive dielectric anisotropy has a planar phase in which the helical axis is perpendicular to the cell surface and causes the above-described selective reflection phenomenon with respect to incident light. As shown in FIG. 10B, a focal conic phase in which the spiral axis is substantially parallel to the cell surface and transmits incident light while being slightly scattered forward, and the spiral structure is unwound as shown in FIG. The director shows three states: a homeotropic phase in which the director is directed in the direction of the electric field and almost completely transmits the incident light.

上記の3つの状態のうち、プレーナ相とフォーカルコニック相は、無電界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相状態は、液晶層に印加される電界強度に対して一義的に決まらず、プレーナ相が初期状態の場合には、電界強度の増加に伴って、プレーナ相、フォーカルコニック相、ホメオトロピック相の順に変化し、フォーカルコニック相が初期状態の場合には、電界強度の増加に伴って、フォーカルコニック相、ホメオトロピック相の順に変化する。   Among the above three states, the planar phase and the focal conic phase can exist bistable without an electric field. Therefore, the phase state of the cholesteric liquid crystal is not uniquely determined with respect to the electric field strength applied to the liquid crystal layer. When the planar phase is in the initial state, the planar phase and the focal conic phase are increased as the electric field strength increases. When the focal conic phase is in the initial state, the focal conic phase and the homeotropic phase change in this order as the electric field strength increases.

一方、液晶層に印加した電界強度を急激にゼロにした場合には、プレーナ相とフォーカルコニック相はそのままの状態を維持し、ホメオトロピック相はプレーナ相に変化する。
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11に示すようなスイッチング挙動を示し、印加されたパルス信号の電圧が、Vfh以上のときには、ホメオトロピック相からプレーナ相に変化した選択反射状態となり、VpfとVfhの間のときには、フォーカルコニック相による透過状態となり、Vpf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、すなわちプレーナ相による選択反射状態またはフォーカルコニック相による透過状態となる。
On the other hand, when the electric field strength applied to the liquid crystal layer is suddenly reduced to zero, the planar phase and the focal conic phase are maintained as they are, and the homeotropic phase is changed to the planar phase.
Therefore, the cholesteric liquid crystal layer immediately after the application of the pulse signal exhibits a switching behavior as shown in FIG. 11. When the voltage of the applied pulse signal is equal to or higher than Vfh, the selective reflection is changed from the homeotropic phase to the planar phase. When it is between Vpf and Vfh, it becomes a transmission state due to the focal conic phase, and when it is equal to or lower than Vpf, the state before the pulse signal is applied, that is, a selective reflection state due to the planar phase or a transmission state due to the focal conic phase. Become.

図11中、縦軸は正規化光反射率であり、最大光反射率を100、最小光反射率を0として、光反射率を正規化している。また、プレーナ相、フォーカルコニック相およびホメオトロピック相の各状態間には、遷移領域が存在するため、正規化光反射率が50以上の場合を選択反射状態、正規化光反射率が50未満の場合を透過状態と定義し、プレーナ相とフォーカルコニック相の相変化のしきい値電圧をVpfとし、フォーカルコニック相とホメオトロピック相の相変化のしきい値電圧をVfhとする。   In FIG. 11, the vertical axis represents the normalized light reflectance, and the light reflectance is normalized with the maximum light reflectance being 100 and the minimum light reflectance being 0. In addition, since there are transition regions between the states of the planar phase, the focal conic phase, and the homeotropic phase, when the normalized light reflectance is 50 or more, the selective reflection state, and the normalized light reflectance is less than 50. The case is defined as a transmission state, the threshold voltage of the phase change between the planar phase and the focal conic phase is Vpf, and the threshold voltage of the phase change between the focal conic phase and the homeotropic phase is Vfh.

特に、コレステリック液晶の連続相中に網目状の樹脂を含むPNLC(Polymer Network Liquid Crystal)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 Crystal)構造(マイクロカプセル化されたものを含む)の液晶層においては、コレステリック液晶と高分子の界面における干渉により(アンカリング効果)、プレーナ相とフォーカルコニック相の無電界における双安定性が向上し、長期間に渡ってパルス信号印加直後の状態を保持することができる。   In particular, a PNLC (Polymer Network Liquid Crystal) structure including a network-like resin in a continuous phase of cholesteric liquid crystal, or a PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal) structure in which cholesteric liquid crystal is dispersed in a droplet form in a polymer skeleton ( In the liquid crystal layer (including those encapsulated), the bistability of the planar phase and the focal conic phase in the absence of an electric field is improved due to interference at the interface between the cholesteric liquid crystal and the polymer (anchoring effect). It is possible to maintain the state immediately after the pulse signal is applied.

従来より、当該技術を利用した光変調素子が多数提案されている(例えば、特許文献1、非特許文献1参照)。
当該技術による光アドレス型空間光変調素子では、このコレステリック液晶の双安定現象を利用して、(A)プレーナ相による選択反射状態と、(B)フォーカルコニック相による透過状態と、をスイッチングすることによって、無電界でのメモリ性を有する各種色相のモノクロ表示、または無電界でのメモリ性を有するカラー表示を行う。
Conventionally, many light modulation elements using the technology have been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).
The optically addressed spatial light modulator according to this technology uses this cholesteric liquid crystal bistable phenomenon to switch between (A) the selective reflection state by the planar phase and (B) the transmission state by the focal conic phase. Accordingly, monochrome display of various hues having memory characteristics without an electric field or color display having memory characteristics without an electric field is performed.

図12に、当該技術による一般的な光変調素子に対して、露光装置で画像の書き込みを行っている様子を模式的に表す模式図を示す。図12に示されるように、当該技術による光変調素子は、一対の透明電極間に液晶層である表示層と光導電体層であるOPC層とが(必要に応じて、不図示の遮光層を挟んで)積層され、一対の基板で挟持されてなるものである。両透明電極に所定のバイアス電圧を印加した状態で、OPC層側の表面を露光装置で像様に露光することで、所望の記録画像を書き込むことができる。   FIG. 12 is a schematic diagram schematically showing a state in which an exposure apparatus performs image writing on a general light modulation element according to the technology. As shown in FIG. 12, the light modulation element according to the technique has a display layer that is a liquid crystal layer and an OPC layer that is a photoconductor layer between a pair of transparent electrodes (a light shielding layer (not shown) if necessary). Are stacked) and are sandwiched between a pair of substrates. A desired recorded image can be written by exposing the surface of the OPC layer sidewise with an exposure device while applying a predetermined bias voltage to both transparent electrodes.

当該技術による光変調素子は、表示層と光導電層とを電極層で挟み込んだユニットをRGBの3色積層することでフルカラー画像を形成することができる。このとき、鮮明なフルカラー画像を得るためには、各色の彩度を高めることが重要になってくる。勿論、フルカラー画像形成可能な光変調素子に限らず、あらゆる表示素子において鮮明な画像を得るためには、所望とする色相の彩度が求められるのは言うまでも無い。   The light modulation element according to this technique can form a full-color image by laminating three units of RGB, each of which has a display layer and a photoconductive layer sandwiched between electrode layers. At this time, in order to obtain a clear full-color image, it is important to increase the saturation of each color. Of course, it is needless to say that saturation of a desired hue is required in order to obtain a clear image in any display element, not limited to a light modulation element capable of forming a full-color image.

図13は、赤色表示を可能とするコレステリック液晶からなる、とある表示層を反射状態あるいは透過状態にした場合における、外光の波長と反射率との関係を表すグラフである。当該表示層では、反射状態において赤色光が反射されて赤色表示され、透過状態では全ての領域の波長が透過するため、背面を黒にしておけば黒色が表示される。   FIG. 13 is a graph showing the relationship between the wavelength of external light and the reflectance when a certain display layer is in a reflective state or a transmissive state, which is made of cholesteric liquid crystal that enables red display. In the display layer, red light is reflected and displayed in red in the reflection state, and the wavelengths of all regions are transmitted in the transmission state. Therefore, if the back surface is black, black is displayed.

この表示層を反射状態にした場合のグラフを見ると、赤色光の波長領域である600〜650nm付近に反射率のピークが見られるが、それよりも短波長側の400〜500nm付近に、矢視の如く緩やかなピークが生じているのがわかる。これは、コレステリック液晶ドメインの配向バラつきによる散乱成分であると推測され、このような赤色光の波長領域以外の波長で光の散乱成分が生じると、彩度が低下する原因となる。   Looking at the graph when the display layer is in the reflective state, a peak of reflectance is seen in the vicinity of 600 to 650 nm, which is the wavelength region of red light, but an arrow appears in the vicinity of 400 to 500 nm on the shorter wavelength side. As can be seen, a gentle peak occurs. This is presumed to be a scattering component due to the variation in the orientation of the cholesteric liquid crystal domain, and if a light scattering component is generated at a wavelength other than the wavelength region of such red light, the saturation is lowered.

このような散乱成分は、目的の反射波長よりも短波長側の領域で生じやすい。そのため、中波長域の色相、例えば緑色表示を可能とする表示層についても、その表示波長(緑色光波長)領域より短波長側の散乱成分によって彩度の低下を引き起こす場合がある。   Such a scattering component is likely to occur in a region shorter than the target reflection wavelength. For this reason, the hue of a medium wavelength region, for example, a display layer that enables green display, may cause a decrease in saturation due to a scattering component on the shorter wavelength side than the display wavelength (green light wavelength) region.

特開平11−237644号公報JP 11-237644 A Reflective Display with Photoconductive Layer and Bistable, Reflective Cholesteric Mixture:SID 96 APPLICATION DIGEST p.59−62Reflective Display with Photoconductive Layer and Bistable, Reflective Cholesteric Mixture: SID 96 APPLICATION DIGEST p. 59-62

したがって、本発明は、光変調素子について、比較的簡単な構造でありながら、発色画像の彩度、特に可視光領域内の中波長域から長波長域の発色画像の彩度を向上させること、および、かかる光変調素子の駆動方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention improves the saturation of the color image, particularly the color image in the medium wavelength region to the long wavelength region in the visible light region, while having a relatively simple structure for the light modulation element. And it aims at providing the drive method of this light modulation element.

上記目的は、以下の本発明により達成される。すなわち本発明の光変調素子は、少なくとも表示側が透明である一対の電極層の間に、少なくとも、特定波長域の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る表示層と、書き込み光を吸収して該吸収した光の光量に応じて抵抗値を変化させる光導電層とが積層挟持されてなる光変調ユニットを、少なくとも1組含む光変調素子であって、該光変調ユニットのうちの少なくとも1組において、
前記光導電層が、前記特定波長領域以外のいずれかの波長領域の光を吸収する性質を有し、かつ、
表示側に前記光導電層が、非表示側に前記表示層が、それぞれ位置するように積層されてなることを特徴とする。
The above object is achieved by the present invention described below. That is, the light modulation element of the present invention absorbs at least a display layer composed of a cholesteric liquid crystal that selectively reflects light in a specific wavelength region between a pair of electrode layers that are transparent at least on the display side. A light modulation element including at least one set of light modulation units formed by sandwiching and sandwiching a photoconductive layer whose resistance value is changed according to the amount of absorbed light, wherein at least one set of the light modulation units In
The photoconductive layer has a property of absorbing light in any wavelength region other than the specific wavelength region; and
The photoconductive layer is laminated on the display side, and the display layer is laminated on the non-display side.

本発明の光変調素子においては、前記特定波長領域以外のいずれかの波長領域(以下、「特有の吸収波長領域」と称する。)の光を吸収する性質を有する光導電層が表示側に位置していることから、特有の吸収波長領域の外光を効果的に吸収することができるため、特有の吸収波長領域の光が表示層まで届かず、表示層における光の散乱が抑制できる。したがって、特有の吸収波長領域の光の影響を受けず、前記特定波長領域のみからなる所望の色相の反射画像が得られるため、画像の彩度が高まる。また、一般的な光変調素子に含まれる光導電層の配置を換えただけであり、フィルター層等別の部材を新たに設けるわけではないため、素子の大型化を招いたり、コストが嵩んだりする懸念もなく、製造も容易である。   In the light modulation element of the present invention, a photoconductive layer having a property of absorbing light in any wavelength region other than the specific wavelength region (hereinafter referred to as “specific absorption wavelength region”) is positioned on the display side. Therefore, since external light in the specific absorption wavelength region can be effectively absorbed, light in the specific absorption wavelength region does not reach the display layer, and light scattering in the display layer can be suppressed. Accordingly, a reflected image having a desired hue consisting only of the specific wavelength region can be obtained without being affected by light in the specific absorption wavelength region, so that the saturation of the image is increased. In addition, the arrangement of the photoconductive layer included in a general light modulation element is merely changed, and another member such as a filter layer is not newly provided. Therefore, the element is increased in size and the cost is increased. It is easy to manufacture without fear of dripping.

前記光導電層が吸収する特有の吸収波長領域としては、前記特定波長領域よりも短波長側の波長領域であることが好ましい。表示層における散乱は、前記特定波長領域よりも短波長側で生じやすいため、これを前記光導電層が吸収するようにすれば、特に効果的に、短波長の光の散乱が抑制でき、前記特定波長領域のみからなる所望の色相の反射画像が得られるため、画像の彩度が高まる。   The specific absorption wavelength region absorbed by the photoconductive layer is preferably a wavelength region on a shorter wavelength side than the specific wavelength region. Scattering in the display layer is likely to occur on the shorter wavelength side than the specific wavelength region. Therefore, if the photoconductive layer absorbs this, the scattering of light with a short wavelength can be particularly effectively suppressed. Since a reflected image of a desired hue consisting only of a specific wavelength region is obtained, the saturation of the image is increased.

本発明の光変調素子において、前記光変調ユニットとしては、1組だけの単色表示の構成でもよいし、2組以上重ねた多色表示の構成でも構わない。R(レッド)G(グリーン)B(ブルー)の3色の前記光変調ユニットを重ね合わせたフルカラー表示の構成においても、本発明は好ましく適用される。前記光変調ユニットを2組以上重ねた場合には、それらの内の少なくとも1層が本発明に特徴的な構成を有していればよい。   In the light modulation element of the present invention, the light modulation unit may have a single color display configuration or a multicolor display configuration in which two or more sets are stacked. The present invention is also preferably applied to a full-color display configuration in which the light modulation units of three colors of R (red), G (green), and B (blue) are superimposed. When two or more sets of the light modulation units are stacked, at least one of the light modulation units only needs to have a configuration characteristic of the present invention.

なお、前記光導電層は、組になる表示層中のコレステリック液晶が選択反射する特定波長域の光と補色関係にある色相となるように設計する場合が多い。この際、元々特有の吸収波長領域(さらには、前記特定波長領域よりも短波長側の波長領域)を吸収する性質を有している場合もあり、その場合には本発明のために特に吸収波長を制御する必要は無い。勿論、かかる性質をより高めるために、前記光導電層の組成等を適切に制御することも好ましい。   In many cases, the photoconductive layer is designed to have a hue that is complementary to the light in a specific wavelength range that is selectively reflected by the cholesteric liquid crystal in the paired display layers. At this time, there may be a property of absorbing an inherent absorption wavelength region (and a wavelength region on the shorter wavelength side than the specific wavelength region), and in that case, in particular, absorption is performed for the present invention. There is no need to control the wavelength. Of course, in order to further enhance such properties, it is also preferable to appropriately control the composition of the photoconductive layer.

本発明の光変調素子において、非表示側の電極層の外側に、少なくとも前記特定波長領域の光を吸収する不可視化部材を設けても構わない。かかる不可視化部材を非表示側に設けることで、意図した発色画像となっていない非表示側からの視認を避けることができる。   In the light modulation element of the present invention, an invisible member that absorbs at least light in the specific wavelength region may be provided outside the non-display-side electrode layer. By providing such an invisible member on the non-display side, it is possible to avoid visual recognition from the non-display side that is not the intended color image.

当該不可視化部材としては、基板状、筐体状、各種形状の容器、電気機器のシャーシ等が挙げられ、結果的に非表示側からの視認ができないように構成されるものであれば如何なる構成、構造、形状のものであっても構わないが、なかでも、非表示側の電極層と面接触する基板であることが好ましい。   Examples of the invisibility member include a substrate shape, a case shape, containers of various shapes, a chassis of an electric device, etc., and any configuration as long as it is configured so as not to be visible from the non-display side. The substrate may be of a structure or shape, but among them, a substrate that is in surface contact with the electrode layer on the non-display side is preferable.

本発明の光変調素子においては、前記表示層の表示側に、前記特定波長域の光を透過し、それ以外の波長の光を吸収するフィルター層が配設されていても構わない。当該フィルター層を配設することで、本発明の彩度向上効果を補完し得る場合がある。当該フィルター層を配設する場所としては、前記表示層と隣接していても(すなわち、前記表示層と前記光導電層との間でも)構わないし、1層または2層以上の層を介していても(すなわち、前記表示層と前記電極層との間や、積層されるその他の層を含む各層の間の他、前記電極層の外側に配設される場合も含む。)構わない。   In the light modulation element of the present invention, a filter layer that transmits light in the specific wavelength region and absorbs light of other wavelengths may be disposed on the display side of the display layer. By disposing the filter layer, the saturation improvement effect of the present invention may be supplemented. The filter layer may be disposed adjacent to the display layer (that is, between the display layer and the photoconductive layer) or through one or more layers. (In other words, it may be disposed between the display layer and the electrode layer, between the layers including other layers to be laminated, or outside the electrode layer).

本発明の光変調素子において、前記表示層中のコレステリック液晶が選択反射する特定波長域としては、赤色光の波長領域である場合や緑色光の波長領域である場合、さらには青色光の波長領域である場合が挙げられる。本発明によって、特定波長域が赤色光の波長領域である場合、紫色から緑色の波長領域周辺の散乱が抑えられる。また、特定波長域が緑色光の波長領域である場合、紫色から青色の波長領域周辺の散乱が抑えられる。さらに、特定波長域が青色光の波長領域である場合、青色よりも短波長側の紫色の波長領域周辺(380〜420nm程度)の散乱が抑えられる。その結果、それぞれ発色画像の彩度を向上させることができる。   In the light modulation element of the present invention, the specific wavelength region selectively reflected by the cholesteric liquid crystal in the display layer is a wavelength region of red light, a wavelength region of green light, or a wavelength region of blue light. Is the case. According to the present invention, when the specific wavelength region is the wavelength region of red light, scattering around the purple to green wavelength region is suppressed. Further, when the specific wavelength region is the wavelength region of green light, scattering around the purple to blue wavelength region can be suppressed. Furthermore, when the specific wavelength region is a wavelength region of blue light, scattering around the purple wavelength region (about 380 to 420 nm) on the shorter wavelength side than blue is suppressed. As a result, the saturation of each color image can be improved.

前記表示層としては、高分子中に前記コレステリック液晶が分散されてなるものが好ましい。また、前記光導電体層としては、有機光導電体からなることが好ましい。
PDLC構造のコレステリック液晶は、選択反射する特定波長域に対して短波長側の領域に特に不要なピークが出易いため、本発明は、前記コレステリック液晶がPDLC構造である場合に特に有効である。
The display layer is preferably one in which the cholesteric liquid crystal is dispersed in a polymer. The photoconductor layer is preferably made of an organic photoconductor.
Since the cholesteric liquid crystal having the PDLC structure tends to have a particularly unnecessary peak in a short wavelength region with respect to the specific wavelength region to be selectively reflected, the present invention is particularly effective when the cholesteric liquid crystal has the PDLC structure.

一方、本発明の光変調素子の駆動方法(以下、単に「本発明の駆動方法」という場合がある。)は、本発明の光変調素子に画像を書き込むための駆動方法であって、
前記両電極層間に電圧を印加しながら、前記光変調素子を適宜選択露光することで、前記表示層におけるコレステリック液晶の閾値を超える部位と超えない部位との選択を行う工程を含むことを特徴とする。
On the other hand, the light modulation element driving method of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “the driving method of the present invention”) is a driving method for writing an image on the light modulation element of the present invention.
A step of selecting a portion exceeding the threshold value of the cholesteric liquid crystal in the display layer and a portion not exceeding the threshold value by appropriately selecting and exposing the light modulation element while applying a voltage between the electrode layers. To do.

前記光変調素子を選択露光する際には、表示側から露光することができる。勿論、非表示側の電極層の外側に前記不可視化部材が設けられていない場合や、設けられていたとしても書込み光を透過させる性質を有する場合には、非表示側から選択露光することも可能である。   When the light modulation element is selectively exposed, it can be exposed from the display side. Of course, if the invisibility member is not provided outside the electrode layer on the non-display side, or if it has the property of transmitting the writing light even if it is provided, selective exposure may be performed from the non-display side. Is possible.

本発明によれば、新たな構成部材を必要としない比較的簡単な構造変更でありながら、光変調素子における、発色画像の彩度、特に可視光領域内の中波長域から長波長域の発色画像の彩度を向上させることができる。また、本発明によれば、かかる効果を有する優れた光変調素子の駆動方法を提供することすることができる。   According to the present invention, the saturation of a color image in a light modulation element, in particular, color development from a middle wavelength region to a long wavelength region in a visible light region, while being a relatively simple structural change that does not require a new component. The saturation of the image can be improved. Further, according to the present invention, it is possible to provide an excellent light modulation element driving method having such an effect.

以下、好ましい実施形態を挙げて、本発明を図面に則して詳細に説明する。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の例示的一態様である第1の実施形態の光変調素子の模式断面図である。本実施形態では、赤色の単色画像を表示し得る光変調素子の例を挙げる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings with preferred embodiments.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a light modulation element according to a first embodiment which is an exemplary aspect of the present invention. In the present embodiment, an example of a light modulation element capable of displaying a red single color image is given.

<光変調素子>
本実施形態において、光変調素子である表示媒体1は、表示側から順に、電極層5、OPC層(光導電層)10、ラミネート層8、表示層7および電極層6が積層されてなる光変調ユニット2が、表示側の基板3と非表示側の基板4とに挟持されてなるものである。
<Light modulation element>
In this embodiment, the display medium 1 that is a light modulation element is a light in which an electrode layer 5, an OPC layer (photoconductive layer) 10, a laminate layer 8, a display layer 7, and an electrode layer 6 are laminated in order from the display side. The modulation unit 2 is sandwiched between a display-side substrate 3 and a non-display-side substrate 4.

(基板)
基板3は、各機能層を内面に保持し、表示媒体の構造を維持する目的の部材である。基板3は、外力に耐える強度を有するシート形状の物体であり、少なくとも入射光およびアドレス光(書き込み光)を透過する機能を有する。使用目的によっては、フレキシブル性を有することが好ましい。具体的な材料としては、無機シート(たとえばガラス・シリコン)、高分子フィルム(たとえばポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート)等を挙げることができる。外表面に、防汚膜、耐磨耗膜、光反射防止膜、ガスバリア膜など公知の機能性膜を形成してもよい。
(substrate)
The substrate 3 is a member for holding each functional layer on the inner surface and maintaining the structure of the display medium. The substrate 3 is a sheet-shaped object having a strength that can withstand external force, and has a function of transmitting at least incident light and address light (writing light). Depending on the purpose of use, it is preferable to have flexibility. Specific examples of the material include inorganic sheets (for example, glass / silicon), polymer films (for example, polyethylene terephthalate, polysulfone, polyethersulfone, polycarbonate, and polyethylene naphthalate). A known functional film such as an antifouling film, an anti-abrasion film, a light antireflection film, or a gas barrier film may be formed on the outer surface.

一方、非表示側に配される基板(不可視化部材)4は、基板3と同様、各機能層を内面に保持し、表示媒体の構造を維持する目的の部材であり、外力に耐える強度を有するシート形状の物体である。ただし、この基板4は、透明である場合に、表裏反転で彩度に劣る意図しない画像が非表示側から視認され、観者に表裏の取り違いを起こさせる懸念があり、その懸念を払拭するため、遮光性を有することが好ましい。当該遮光性は、その目的から見て、後述する表示層中のコレステリック液晶が選択反射する特定波長領域の光(本実施形態では赤色光)を吸収する程度のものであれば十分である。勿論、一般的に遮光性を有する基板材料であれば問題なく用いることができる。具体的な基板材料としては、基板3の説明において例示として挙げた各種基板に、顔料等の着色剤を混入した材料や公知の遮光膜を片面あるいは両面に形成した基板等を挙げることができる。   On the other hand, the substrate (invisible member) 4 disposed on the non-display side is a member for maintaining each functional layer on the inner surface and maintaining the structure of the display medium in the same manner as the substrate 3, and has a strength to withstand external force. It is a sheet-shaped object. However, when this substrate 4 is transparent, there is a concern that an unintended image that is inferior in saturation due to inversion of the front and back is visually recognized from the non-display side, causing the viewer to make a mistake in the front and back. Therefore, it is preferable to have a light shielding property. In view of the purpose, the light shielding property is sufficient as long as it absorbs light in a specific wavelength region (red light in the present embodiment) selectively reflected by a cholesteric liquid crystal in the display layer described later. Of course, any substrate material generally having a light shielding property can be used without any problem. Specific examples of the substrate material include materials obtained by mixing a colorant such as a pigment with various substrates exemplified in the description of the substrate 3, and substrates having a known light-shielding film formed on one side or both sides.

なお、本実施形態では、このように不可視化部材として基板4を用いているが、本発明における不可視化部材は基板の形状でなくても構わない。具体的には、光変調素子の表示側を外部に露出しつつ、非表示側が内部に向くように筐体や各種形状の容器に取り付けた場合の当該筐体や容器も不可視部材として機能する。その他、各種電気機器やその他の装置、部材に本発明の光変調素子が取り付けられ、非表示側が不可視状態になっている場合において、これらはいずれも不可視部材として機能する。
勿論、本発明において、これら不可視部材は必須の構成ではない。
In addition, in this embodiment, although the board | substrate 4 is used as an invisible member in this way, the invisible member in this invention may not be the shape of a board | substrate. Specifically, the housing and the container that are attached to the casing and containers of various shapes so that the display side of the light modulation element is exposed to the outside and the non-display side faces the inside also function as an invisible member. In addition, when the light modulation element of the present invention is attached to various electric devices and other devices and members and the non-display side is in an invisible state, these all function as invisible members.
Of course, in the present invention, these invisible members are not essential components.

(電極層)
電極層5,6は、印加されたバイアス電圧を、光変調素子内の各機能層へ面均一に印加する目的の部材である。電極層5,6は、面均一な導電性を有し、表示側の電極層5は少なくとも特定波長の光を透過する機能を有する。また、電極層5あるいは電極層6の少なくともどちらか一方は、アドレス光を透過する機能を有する。
(Electrode layer)
The electrode layers 5 and 6 are intended members for uniformly applying the applied bias voltage to the respective functional layers in the light modulation element. The electrode layers 5 and 6 have surface-uniform conductivity, and the display-side electrode layer 5 has a function of transmitting at least light of a specific wavelength. At least one of the electrode layer 5 and the electrode layer 6 has a function of transmitting address light.

具体的には、金属(たとえば金、アルミニウム)、金属酸化物(たとえば酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウムスズ(ITO))、導電性有機高分子(たとえばポリチオフェン系・ポリアニリン系)などで形成された導電性薄膜を挙げることができる。表面に、密着力改善膜、光反射防止膜、ガスバリア膜など公知の機能性膜を形成してもよい。
なお、本実施形態において、アドレス光を表示側から入射する場合には、非表示側の電極層6は透明でなくても構わないが、アドレス光を非表示側から入射する場合は、非表示側の電極層6はアドレス光に対して透明であることが好ましい。
Specifically, it is formed of metal (for example, gold, aluminum), metal oxide (for example, indium oxide, tin oxide, indium tin oxide (ITO)), conductive organic polymer (for example, polythiophene-based / polyaniline-based), etc. An electroconductive thin film can be mentioned. A known functional film such as an adhesion improving film, an antireflection film, or a gas barrier film may be formed on the surface.
In the present embodiment, when address light is incident from the display side, the electrode layer 6 on the non-display side may not be transparent. However, when address light is incident from the non-display side, non-display is performed. The side electrode layer 6 is preferably transparent to address light.

(表示層)
本発明において表示層とは、電場によって、入射光の内、特定波長域の色光の反射・透過状態を変調する機能を有し、選択した状態が無電場で保持できる性質を有するものである。曲げや圧力などの外力に対して変形しない構造であることが好ましい。
(Display layer)
In the present invention, the display layer has a function of modulating the reflection / transmission state of colored light in a specific wavelength region of incident light by an electric field, and has a property that the selected state can be maintained with no electric field. A structure that is not deformed by an external force such as bending or pressure is preferable.

本発明において表示層としては、コレステリック(カイラルネマチック)液晶の光干渉状態の変化を利用する方式のものを用いている。
本実施形態において表示層としては、コレステリック液晶および透明樹脂からなる自己保持型液晶複合体の液晶層が形成されてなるものである。すなわち、複合体として自己保持性を有するためスペーサ等を必要としない液晶層である。本実施形態では、不図示ではあるが、高分子マトリックス(透明樹脂)中にコレステリック液晶が分散した状態となっている。
なお、本発明においては、表示層が、自己保持型液晶複合体の液晶層であることは必須ではなく、単に液晶のみで表示層を構成することとしても勿論構わない。
In the present invention, as the display layer, a display layer using a change in optical interference state of cholesteric (chiral nematic) liquid crystal is used.
In this embodiment, as the display layer, a liquid crystal layer of a self-holding type liquid crystal composite made of cholesteric liquid crystal and transparent resin is formed. That is, it is a liquid crystal layer that does not require a spacer or the like because it has a self-holding property as a composite. In this embodiment, although not shown, cholesteric liquid crystal is dispersed in a polymer matrix (transparent resin).
In the present invention, it is not essential that the display layer is a liquid crystal layer of a self-holding type liquid crystal composite. Of course, the display layer may be composed of only liquid crystals.

コレステリック液晶は、入射光のうち特定の色光の反射・透過状態を変調する機能を有し、液晶分子がらせん状に捩れて配向しており、らせん軸方向から入射した光のうち、らせんピッチに依存した特定の光を干渉反射する。電場によって配向が変化し、反射状態を変化させることができる。表示層を自己保持型液晶複合体とする場合には、ドロップサイズが均一で、単層稠密に配置されていることが好ましい。   Cholesteric liquid crystals have the function of modulating the reflection / transmission state of specific color light in incident light, and liquid crystal molecules are twisted and aligned in a spiral shape. Interfering and reflecting the specific light depending. The orientation is changed by the electric field, and the reflection state can be changed. When the display layer is a self-holding liquid crystal composite, it is preferable that the drop size is uniform and the single layer is densely arranged.

コレステリック液晶として使用可能な具体的な液晶としては、ネマチック液晶やスメクチック液晶(たとえばシッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ系、安息香酸エステル系、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、ビフェニルシクロヘキサン系、ピリミジン系、ジオキサン系、シクロヘキシルシクロヘキサンエステル系、シクロヘキシルエタン系、シクロヘキサン系、トラン系、アルケニル系、スチルベン系、縮合多環系)、またはこれらの混合物に、光学活性材料(たとえばステロイド系コレステロール誘導体、シッフ塩基系、アゾ系、エステル系、ビフェニル系)を添加したもの等を挙げることができる。   Specific liquid crystals that can be used as cholesteric liquid crystals include nematic liquid crystals and smectic liquid crystals (for example, Schiff base, azo, azoxy, benzoate, biphenyl, terphenyl, cyclohexylcarboxylate, phenylcyclohexane). System, biphenylcyclohexane system, pyrimidine system, dioxane system, cyclohexylcyclohexane ester system, cyclohexylethane system, cyclohexane system, tolan system, alkenyl system, stilbene system, condensed polycyclic system), or a mixture thereof. And steroidal cholesterol derivatives, Schiff bases, azos, esters, and biphenyls).

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する。例えば、表示色を青、緑、あるいは赤とする場合には、それぞれ選択反射の中心波長が、順に400nm〜500nm、500nm〜600nm、あるいは600nm〜700nmの範囲になるようにする。本実施形態では、赤色表示とするので、選択反射の中心波長が、600nm〜700nmの範囲になるように調整する。なお、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。   The helical pitch of the cholesteric liquid crystal is adjusted by the amount of chiral agent added to the nematic liquid crystal. For example, when the display color is blue, green, or red, the center wavelength of selective reflection is in the range of 400 nm to 500 nm, 500 nm to 600 nm, or 600 nm to 700 nm, respectively. In this embodiment, since red display is performed, the center wavelength of selective reflection is adjusted to be in the range of 600 nm to 700 nm. In order to compensate for the temperature dependence of the helical pitch of the cholesteric liquid crystal, a known method of adding a plurality of chiral agents having different twisting directions or opposite temperature dependences may be used.

表示層7がコレステリック液晶と高分子マトリックス(透明樹脂)からなる自己保持型液晶複合体を形成する形態としては、コレステリック液晶の連続相中に網目状の樹脂を含むPNLC(Polymer Network Liquid Crystal)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 Crystal)構造を用いることができ、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を生じ、無電界でのプレーナ相またはフォーカルコニック相の保持状態を、より安定にすることができる。   As a form in which the display layer 7 forms a self-supporting liquid crystal composite composed of a cholesteric liquid crystal and a polymer matrix (transparent resin), a PNLC (Polymer Network Liquid Crystal) structure including a network-like resin in the continuous phase of the cholesteric liquid crystal. Alternatively, a PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal) structure in which cholesteric liquid crystal is dispersed in a droplet shape in a polymer skeleton can be used. By using a PNLC structure or a PDLC structure, an interface between the cholesteric liquid crystal and the polymer can be used. An anchoring effect is produced, and the planar state or the focal conic phase holding state without an electric field can be made more stable.

PNLC構造やPDLC構造は、高分子と液晶とを相分離させる公知の方法、例えば、アクリル系、チオール系、エポキシ系などの、熱や光、電子線などによって重合する高分子前駆体と液晶を混合し、均一相の状態から重合させて相分離させるPIPS(Polymerization Induced PhaseSeparation)法、ポリビニルアルコールなどの、液晶の溶解度が低い高分子と液晶とを混合し、攪拌懸濁させて、液晶を高分子中にドロップレット分散させるエマルジョン法、熱可塑性高分子と液晶とを混合し、均一相に加熱した状態から冷却して相分離させるTIPS(Thermally Induced Phase Separation)法、高分子と液晶とをクロロホルムなどの溶媒に溶かし、溶媒を蒸発させて高分子と液晶とを相分離させるSIPS(Solvent Induced Phase Separation)法などによって形成することができるが、特に限定されるものではない。
本実施形態では、選択反射する特定波長域に対して短波長側の領域に特に不要なピークが出易いPDLC構造のコレステリック液晶を用いた。
The PNLC structure or PDLC structure is a known method for phase-separating a polymer and a liquid crystal, for example, an acrylic, thiol, or epoxy-based polymer precursor that is polymerized by heat, light, electron beam, or the like. Polymers having low liquid crystal solubility such as PIPS (Polymerization Induced Phase Separation) method, polyvinyl alcohol, and the like, which are mixed, polymerized from a homogeneous phase, and phase-separated, are mixed, and suspended by stirring to increase the liquid crystal. Emulsion method in which droplets are dispersed in a molecule, TIPS (Thermally Induced Phase Separation) method in which a thermoplastic polymer and liquid crystal are mixed, cooled to a homogeneous phase and then cooled and phase-separated, and the polymer and liquid crystal are mixed with chloroform. Evaporate the solvent Allowed can be formed by a polymer and liquid crystal and SIPS for phase separation (Solvent Induced Phase Separation) method, and is not particularly limited.
In the present embodiment, a cholesteric liquid crystal having a PDLC structure in which an unnecessary peak is likely to appear particularly in a region on the short wavelength side with respect to a specific wavelength region that selectively reflects is used.

高分子マトリックスは、コレステリック液晶を保持し、光変調素子の変形による液晶の流動(画像の変化)を抑制する機能を有するものであり、液晶材料に溶解せず、また液晶と相溶しない液体を溶剤とする高分子材料が好適に用いられる。また、高分子マトリックスとしては、外力に耐える強度をもち、少なくとも反射光(本実施形態では光変調ユニットが1組のみであるが、これが2組以上であって、かつ表示側から書き込む場合、上層に位置する光変調ユニットにおける表示層については、さらに「アドレス光」)に対して高い透過性を示す材料であることが望まれる。   The polymer matrix holds the cholesteric liquid crystal and has the function of suppressing the flow of the liquid crystal (change in the image) due to deformation of the light modulation element. The polymer matrix does not dissolve in the liquid crystal material and does not dissolve in the liquid crystal. A polymer material used as a solvent is preferably used. In addition, the polymer matrix has strength to withstand external force and at least reflected light (in this embodiment, there is only one set of light modulation unit, but when there are two or more sets and writing from the display side, the upper layer The display layer in the light modulation unit located at is preferably a material exhibiting high transparency to “address light”).

高分子マトリックスとして採用可能な材料としては、水溶性高分子材料(たとえばゼラチン、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体、ポリアクリル酸系ポリマー、エチレンイミン、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリルアミド、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアミジン、イソプレン系スルホン酸ポリマー)、あるいは水性エマルジョン化できる材料(たとえばフッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂)等を挙げることができる。   Examples of materials that can be used as the polymer matrix include water-soluble polymer materials (eg, gelatin, polyvinyl alcohol, cellulose derivatives, polyacrylic acid polymers, ethyleneimine, polyethylene oxide, polyacrylamide, polystyrene sulfonate, polyamidine, isoprene-based materials). Sulfonic acid polymer), or a material that can be emulsified in water (for example, fluororesin, silicone resin, acrylic resin, urethane resin, epoxy resin).

(OPC層)
OPC層(光導電層)10は、内部光電効果をもち、アドレス光(書き込み光)の照射強度に応じてインピーダンス特性が変化する特性を有する層である。そして、本発明においては、表示層中のコレステリック液晶が選択反射する特定波長領域以外のいずれかの波長領域(特有の吸収波長領域)の光の波長領域を吸収する性質が要求される。本実施形態においては、表示層中のコレステリック液晶が選択反射する赤色光の波長領域よりも短波長側の紫色〜緑色周辺の領域を吸収する性質をOPC層10が有している。
(OPC layer)
The OPC layer (photoconductive layer) 10 is a layer having an internal photoelectric effect and a characteristic that impedance characteristics change according to the irradiation intensity of address light (writing light). In the present invention, a property of absorbing a wavelength region of light in any wavelength region (specific absorption wavelength region) other than the specific wavelength region selectively reflected by the cholesteric liquid crystal in the display layer is required. In the present embodiment, the OPC layer 10 has a property of absorbing a violet to green peripheral region on a shorter wavelength side than the wavelength region of red light selectively reflected by the cholesteric liquid crystal in the display layer.

コレステリック液晶では、前記特定波長領域よりも短波長側の波長領域において、散乱が生じやすいため、本実施形態では、これを表示層7よりも上層に位置するOPC層10で吸収させて、赤色光のみを視認し得るようにして、赤色画像の彩度向上を図っている。
なお、本実施形態においては、前記特定波長領域よりも短波長側の波長領域のみ着目しているが、長波長側の波長領域についても光導電層が吸収する性質を有することが、長波長側での彩度向上の観点からは好ましい。
In the cholesteric liquid crystal, scattering is likely to occur in a wavelength region shorter than the specific wavelength region. Therefore, in the present embodiment, this is absorbed by the OPC layer 10 positioned above the display layer 7 to generate red light. The saturation of the red image is improved so that only the image can be visually recognized.
In the present embodiment, attention is focused only on the wavelength region on the shorter wavelength side than the specific wavelength region. However, the wavelength region on the longer wavelength side also has the property that the photoconductive layer absorbs the wavelength region on the longer wavelength side. This is preferable from the viewpoint of improving the saturation.

OPC層10としては、交流(AC)動作が可能であり、アドレス光に対して対称駆動であることが望ましい。OPCでは、一般に、電荷発生層(CGL)が電荷輸送層(CTL)の上下に積層された3層構造に形成されてなる。本実施形態において、OPC層10は、図1における上層から順に上側の電荷発生層13、電荷輸送層14および下側の電荷発生層15が積層されてなる。   The OPC layer 10 is capable of alternating current (AC) operation and is preferably driven symmetrically with respect to the address light. In the OPC, generally, a charge generation layer (CGL) is formed in a three-layer structure in which a charge transport layer (CTL) is stacked above and below. In the present embodiment, the OPC layer 10 is formed by laminating an upper charge generation layer 13, a charge transport layer 14, and a lower charge generation layer 15 in order from the upper layer in FIG.

電荷発生層13,15は、アドレス光を吸収して光キャリアを発生させる機能を有する層である。主に、電荷発生層13が表示側の電極層5から非表示側の電極層6の方向に流れる光キャリア量を、電荷発生層15が非表示側の電極層6から表示側の電極層5の方向に流れる光キャリア量を、それぞれ左右している。電荷発生層13,15としては、アドレス光を吸収して励起子を発生させ、CGL内部、またはCGL/CTL界面で自由キャリアに効率良く分離させられるものが好ましい。   The charge generation layers 13 and 15 are layers having a function of absorbing address light and generating optical carriers. Mainly, the amount of light carriers that the charge generation layer 13 flows in the direction from the display-side electrode layer 5 to the non-display-side electrode layer 6, and the charge generation layer 15 from the non-display-side electrode layer 6 to the display-side electrode layer 5. The amount of light carriers flowing in the direction of the The charge generation layers 13 and 15 are preferably ones that absorb address light to generate excitons and can be efficiently separated into free carriers inside the CGL or at the CGL / CTL interface.

電荷発生層13,15は、電荷発生材料(たとえば金属又は無金属フタロシアニン、スクアリウム化合物、アズレニウム化合物、ペリレン顔料、インジゴ顔料、ビスやトリス等アゾ顔料、キナクリドン顔料、ピロロピロール色素、多環キノン顔料、ジブロモアントアントロンなど縮環芳香族系顔料、シアニン色素、キサンテン顔料、ポリビニルカルバゾールとニトロフルオレン等電荷移動錯体、ピリリウム塩染料とポリカーボネート樹脂からなる共昌錯体)を直接成膜する乾式法か、またはこれら電荷発生材料を、高分子バインダー(たとえばポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルカルバゾール樹脂、ビニルホルマール樹脂、部分変性ビニルアセタール樹脂、カーボネート樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、スチレン樹脂、ビニルアセテート樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂等)とともに適当な溶剤に分散ないし溶解させて塗布液を調製し、これを塗布し乾燥させて成膜する湿式塗布法等により形成することができる。   The charge generation layers 13 and 15 are charge generation materials (for example, metal or metal-free phthalocyanine, squalium compound, azurenium compound, perylene pigment, indigo pigment, azo pigment such as bis and tris, quinacridone pigment, pyrrolopyrrole dye, polycyclic quinone pigment, A dry method of directly forming a film of a condensed ring aromatic pigment such as dibromoanthanthrone, a cyanine dye, a xanthene pigment, a charge transfer complex such as polyvinylcarbazole and nitrofluorene, or a symbiotic complex composed of a pyrylium salt dye and a polycarbonate resin) The charge generating material may be a polymer binder (eg, polyvinyl butyral resin, polyarylate resin, polyester resin, phenol resin, vinyl carbazole resin, vinyl formal resin, partially modified vinyl acetal resin, carbonate resin, Resin), vinyl chloride resin, styrene resin, vinyl acetate resin, vinyl acetate resin, silicone resin, etc.) and dispersion or dissolution in an appropriate solvent to prepare a coating solution, which is applied and dried to form a film. It can be formed by a method or the like.

電荷輸送層14は、電荷発生層13,15で発生した光キャリアが注入されて、バイアス信号で印加された電場方向にドリフトする機能を有する層である。一般にCTLは、CGLの数10倍の厚みを有するため、電荷輸送層14の容量、電荷輸送層14の暗電流、および電荷輸送層14内部の光キャリア電流が、OPC層10全体の明暗インピーダンスを決定付けている。   The charge transport layer 14 is a layer having a function of drifting in the direction of the electric field applied by the bias signal when the photocarriers generated in the charge generation layers 13 and 15 are injected. In general, since CTL has a thickness several tens of times that of CGL, the capacitance of the charge transport layer 14, the dark current of the charge transport layer 14, and the photocarrier current inside the charge transport layer 14 cause the light / dark impedance of the entire OPC layer 10. I have decided.

電荷輸送層14は、電荷発生層13,15からの自由キャリアの注入が効率良く発生し(電荷発生層13,15とイオン化ポテンシャルが近いことが好ましい)、注入された自由キャリアができるだけ高速にホッピング移動するものが好適である。暗時のインピーダンスを高くするため、熱キャリアによる暗電流は低い方が好ましい。   The charge transport layer 14 efficiently injects free carriers from the charge generation layers 13 and 15 (preferably close to the ionization potential of the charge generation layers 13 and 15), and the injected free carriers hop as fast as possible. Those that move are preferred. In order to increase the dark impedance, it is preferable that the dark current due to the heat carrier is low.

電荷輸送層14は、低分子の正孔輸送材料(たとえばトリニトロフルオレン系化合物、ポリビニルカルバゾール系化合物、オキサジアゾール系化合物、ベンジルアミノ系ヒドラゾンあるいはキノリン系ヒドラゾン等のヒドラゾン系化合物、スチルベン系化合物、トリフェニルアミン系化合物、トリフェニルメタン系化合物、ベンジジン系化合物)、または低分子の電子輸送材料(たとえばキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、フルフレオン化合物、キサントン系化合物、ベンゾフェノン系化合物)を、高分子バインダー(たとえばポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、含珪素架橋型樹脂等)とともに適当な溶剤に分散ないし溶解させて塗布液を調製し、これを塗布し乾燥させて形成すればよい。   The charge transport layer 14 is composed of a low molecular weight hole transport material (for example, trinitrofluorene compound, polyvinylcarbazole compound, oxadiazole compound, hydrazone compound such as benzylamino hydrazone or quinoline hydrazone, stilbene compound, Triphenylamine compounds, triphenylmethane compounds, benzidine compounds), or low molecular electron transport materials (for example, quinone compounds, tetracyanoquinodimethane compounds, furfreon compounds, xanthone compounds, benzophenone compounds) , Dispersed or dissolved in an appropriate solvent together with a polymer binder (for example, polycarbonate resin, polyarylate resin, polyester resin, polyimide resin, polyamide resin, polystyrene resin, silicon-containing crosslinked resin, etc.) Were prepared, it may be formed by which was coated and dried.

OPC層(光導電層)を既述の如き吸収波長領域(特定波長領域よりも短波長側の波長領域=本実施形態で言えば「400〜500nm付近」)を有する特性を持たせるには、電荷発生層あるいは電荷輸送層における吸収波長を、その材料や組成により制御すればよい。ただし、電荷輸送層が光を吸収した際に電荷輸送能に影響を及ぼす懸念があるため、電荷発生層に当該吸収能を担わせるのが一般的である。   In order to give the OPC layer (photoconductive layer) a characteristic having an absorption wavelength region as described above (a wavelength region shorter than a specific wavelength region = “400 to 500 nm” in this embodiment), The absorption wavelength in the charge generation layer or the charge transport layer may be controlled by the material and composition. However, since there is a concern that the charge transporting layer may affect the charge transporting ability when the charge transporting layer absorbs light, the charge generating layer generally has the absorbing ability.

また、電荷発生層は、組になる表示層中のコレステリック液晶が選択反射する特定波長域の光と補色関係にある色相であることが望まれる。この際、元々前記特定波長領域よりも短波長側の波長領域を吸収する性質を有している場合もあり、その場合には本発明のために特に吸収波長を制御する必要は無い。   In addition, the charge generation layer is desired to have a hue that is in a complementary color relationship with light in a specific wavelength range that is selectively reflected by the cholesteric liquid crystal in the paired display layers. At this time, there is a case where it originally has a property of absorbing a wavelength region shorter than the specific wavelength region, and in that case, it is not necessary to control the absorption wavelength particularly for the present invention.

勿論、実際の吸収波長を適宜制御して、所望とされる性質をより高めるために、電荷発生層の材料や組成等を適切に制御することも好ましい。具体的な制御方法としては、用いる電荷発生材料の種類や量、混合割合、さらには電荷発生層の厚み等を適宜調整すればよい。その他、電荷発生能を有さない顔料を適宜配合する等の方法も挙げられる。   Of course, it is also preferable to appropriately control the material and composition of the charge generation layer in order to appropriately control the actual absorption wavelength and enhance the desired properties. As a specific control method, the type and amount of the charge generation material to be used, the mixing ratio, the thickness of the charge generation layer, and the like may be appropriately adjusted. In addition, a method of appropriately blending a pigment that does not have charge generation ability is also included.

(ラミネート層)
ラミネート層8は、ガラス転移点の低い高分子材料からなるものであり、熱や圧力によって表示層7とOPC層10(電荷発生層15)とを密着・接着させることができる材料が選択される。また、少なくとも入射光、アドレス光に対して透過性を有することが条件となる。
ラミネート層8に好適な材料としては、粘着性の高分子材料(たとえばウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂)を挙げることができる。
なお、ラミネート層8は、本発明において必須の構成要素ではない。
(Laminate layer)
The laminate layer 8 is made of a polymer material having a low glass transition point, and a material that can adhere and bond the display layer 7 and the OPC layer 10 (charge generation layer 15) by heat or pressure is selected. . Further, it is necessary to have transparency to at least incident light and address light.
Examples of suitable materials for the laminate layer 8 include adhesive polymer materials (for example, urethane resin, epoxy resin, acrylic resin, silicone resin).
The laminate layer 8 is not an essential component in the present invention.

<光変調素子の駆動方法>
次に、本実施形態の光変調素子である表示媒体1に対して画像を書き込む、光変調素子の駆動方法について説明する。図2は、表示媒体1に対して画像を書き込んでいる様子を示す概略構成図である。
<Driving method of light modulation element>
Next, a method of driving the light modulation element that writes an image on the display medium 1 that is the light modulation element of the present embodiment will be described. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a state in which an image is written on the display medium 1.

図2に示されるように、表示媒体1の駆動には、表示媒体1に対してアドレス光の照射を行う光照射部(露光装置)18および表示媒体1に電圧を印加する電圧印加部(電源装置)17を必要とする。この光照射部18と電圧印加部17とで書き込み装置が構成される。この書き込み装置には、さらに、光照射部18および電圧印加部17の動作を制御する制御回路(不図示)が含まれる。
まずは、これら書き込み装置の概要について説明し、その後具体的な駆動方法について説明する。
As shown in FIG. 2, the display medium 1 is driven by a light irradiation unit (exposure device) 18 that irradiates the display medium 1 with address light and a voltage application unit (power source) that applies a voltage to the display medium 1. Device) 17 is required. The light irradiation unit 18 and the voltage application unit 17 constitute a writing device. The writing device further includes a control circuit (not shown) that controls the operations of the light irradiation unit 18 and the voltage application unit 17.
First, an outline of these writing devices will be described, and then a specific driving method will be described.

(書き込み装置)
光照射部(露光装置)18は、像様となる所定のアドレス光パターンを表示媒体1に照射する機能を有し、制御回路からの入力信号に基づき、表示媒体1上(詳しくは、OPC層上)に所望の光画像パターン(スペクトル・強度・空間周波数)を照射できるものであれば特に制限されるものではない。
(Writing device)
The light irradiation unit (exposure device) 18 has a function of irradiating the display medium 1 with a predetermined address light pattern that becomes an image, and on the display medium 1 (in detail, an OPC layer based on an input signal from the control circuit). The above is not particularly limited as long as it can irradiate a desired optical image pattern (spectrum, intensity, spatial frequency).

光照射部18により照射されるアドレス光としては、以下の条件のものが好ましく選択される。
・スペクトル:OPC層10の吸収波長域(書き込み光としての波長域であり、本発明に言う「特有の吸収波長領域」を指すものではない。ただし、両者が重なる領域に関してはこの限りではない。)のエネルギーができるだけ多いことが好ましい。
・照射強度:明時に表示層7への印加電圧がOPC層10との分圧により上下閾値の電圧以上となって、表示層7中の液晶を相変化させ、暗時にはそれ以下となるような強度。
光照射部18により照射されるアドレス光としては、OPC層10の吸収波長域内にピーク強度を持ち、できるだけバンド幅の狭い光であることが望ましい。
The address light irradiated by the light irradiation unit 18 is preferably selected under the following conditions.
Spectrum: the absorption wavelength range of the OPC layer 10 (the wavelength range as writing light, and does not refer to the “specific absorption wavelength range” in the present invention. However, this is not limited to the region where the two overlap. ) Is preferably as much as possible.
Irradiation intensity: The voltage applied to the display layer 7 at the time of light becomes equal to or higher than the upper and lower threshold voltage due to the partial pressure with the OPC layer 10, causing the liquid crystal in the display layer 7 to change phase, and lower in the dark. Strength.
The address light irradiated by the light irradiation unit 18 is preferably light having a peak intensity in the absorption wavelength region of the OPC layer 10 and a narrow bandwidth as much as possible.

光照射部18としては、具体的には以下のものが挙げられる。
(1−1)光源(たとえば、冷陰極管、キセノンランプ、ハロゲンランプ、LED、EL等)をアレイ状に配置したものや、光源と導光板とを組み合せたもの、などの均一な光源
(1−2)光パターンを作る調光素子(たとえば、LCD、フォトマスクなど)の組み合わせ
(2)面発光型ディスプレイ(たとえばCRT、PDP、EL、LED、FED、SED)
(3)上記(1−1)、(1−2)あるいは(2)と光学素子(たとえばマイクロレンズアレイ、セルホックレンズアレイ、プリズムアレイ、視野角調整シート)との組み合わせ
Specific examples of the light irradiation unit 18 include the following.
(1-1) A uniform light source (1 such as a light source (for example, a cold cathode tube, a xenon lamp, a halogen lamp, an LED, an EL) arranged in an array or a combination of a light source and a light guide plate) -2) Combination of light control elements (for example, LCD, photomask, etc.) for creating a light pattern (2) Surface-emitting display (for example, CRT, PDP, EL, LED, FED, SED)
(3) A combination of the above (1-1), (1-2) or (2) and an optical element (for example, a microlens array, a cell hook lens array, a prism array, a viewing angle adjustment sheet)

電圧印加部17は、所定のバイアス電圧を表示媒体1に印加する機能を有し、制御回路からの入力信号に基づき、表示媒体(各電極間)に所望の電圧波形を印加できるものであればよい。ただし、AC出力ができ、高いスルーレートが要求される。電圧印加部17には、例えばバイポーラ高電圧アンプなどを用いることができる。   The voltage application unit 17 has a function of applying a predetermined bias voltage to the display medium 1 and can apply a desired voltage waveform to the display medium (between each electrode) based on an input signal from the control circuit. Good. However, AC output is possible and a high slew rate is required. For the voltage application unit 17, for example, a bipolar high voltage amplifier can be used.

電圧印加部17による表示媒体1への電圧の印加は、接触端子19,20を介して、電極層5−電極層6間に為される。
ここで接触端子19,20とは、電圧印加部17および表示媒体1(電極層5,6)に接触して、両者の導通を行う部材であり、高い導電性を有し、電極層5,6および電圧印加部17との接触抵抗が小さいものが選択される。表示媒体1と書き込み装置とを切り離すことができるように、電極層5,6と電圧印加部17とのどちらか、あるいは両者から分離できる構造であることが好ましい。
The voltage application unit 17 applies a voltage to the display medium 1 between the electrode layer 5 and the electrode layer 6 through the contact terminals 19 and 20.
Here, the contact terminals 19 and 20 are members that contact the voltage application unit 17 and the display medium 1 (electrode layers 5 and 6) and conduct both of them, and have high conductivity. 6 and the one having a small contact resistance with the voltage application unit 17 are selected. It is preferable that the display medium 1 and the writing device have a structure that can be separated from either the electrode layers 5 and 6 and the voltage application unit 17 or both.

接触端子19,20としては、金属(たとえば金・銀・銅・アルミ・鉄)、炭素、これらを高分子中に分散させた複合体、導電性高分子(たとえばポリチオフェン系・ポリアニリン系)などでできた端子で、電極を挟持するクリップ・コネクタ形状のものが挙げられる。   Contact terminals 19 and 20 are made of metal (for example, gold, silver, copper, aluminum, iron), carbon, a composite in which these are dispersed in a polymer, or a conductive polymer (for example, polythiophene-based or polyaniline-based). Examples of the terminals that can be used include clips and connectors that sandwich the electrodes.

不図示の制御回路は、外部(画像取り込み装置、画像受信装置、画像処理装置、画像再生装置、あるいはこれらの複数の機能を併せ持つ装置等)からの画像データに応じて、電圧印加部17および光照射部18の動作を適宜制御する機能を有する部材である。制御回路による具体的な制御内容は、表示層7におけるコレステリック液晶が、最終的にプレーナ相による反射と、フォーカルコニック相による透過とが画像様に選択されるような制御である。具体的な制御内容の例は、以下の駆動方法の項で述べる。   A control circuit (not shown) is connected to the voltage application unit 17 and the light according to image data from the outside (an image capturing device, an image receiving device, an image processing device, an image reproducing device, or a device having a plurality of these functions). It is a member having a function of appropriately controlling the operation of the irradiation unit 18. The specific control content by the control circuit is such that the cholesteric liquid crystal in the display layer 7 is finally selected in an image-like manner by reflection by the planar phase and transmission by the focal conic phase. Specific examples of control contents will be described in the following driving method section.

(駆動方法)
本実施形態の光変調素子である表示媒体1に対して画像を書き込むには、一対の電極層5,6間に電圧印加部17によって所定の電圧を印加しながら、光照射部18によって表示媒体1を表示側から適宜選択露光する(本実施形態においては表示側からであるが、本発明においてはこれに限定されず、非表示側からの露光であっても構わない。)ことで、表示層7におけるコレステリック液晶の閾値を超える部位と超えない部位との選択を行う(以下、「選択工程」と称する。)。当該工程を少なくとも含み、その前後に選択工程の準備のための工程、あるいは保持のための工程を含む場合もある。
より具体的な例を挙げて、以下説明する。なお、背景技術の項で用いた図11のグラフを用いて説明する。
(Driving method)
In order to write an image on the display medium 1 which is the light modulation element of the present embodiment, the light irradiation unit 18 applies the display medium while applying a predetermined voltage between the pair of electrode layers 5 and 6 by the voltage application unit 17. 1 is appropriately exposed from the display side (in this embodiment, it is from the display side, but in the present invention, it is not limited to this, and exposure from the non-display side may be used). A part of the layer 7 that exceeds the threshold of the cholesteric liquid crystal is selected (hereinafter referred to as “selection step”). In some cases, the process includes at least a process for preparing the selection process or a process for holding before and after the process.
A more specific example will be described below. The description will be made using the graph of FIG. 11 used in the background art section.

電圧印加部17により印加する電圧は、例えば、表示層7にVpf〜Vfh間の分圧がかかり、光照射部18により所定の波長並びに強度の書き込み光が照射された時に、表示層7にかかる分圧がVfh以上となる電圧としておく。かかる電圧が印加された状態では、プレーナ(P)状態の部位はフォーカルコニック(F)状態に相変化し、フォーカルコニック(F)状態の部位はそのまま相変化せず、全ての部位がフォーカルコニック(F)状態となる。   The voltage applied by the voltage application unit 17 is applied to the display layer 7 when, for example, a partial pressure between Vpf and Vfh is applied to the display layer 7 and writing light having a predetermined wavelength and intensity is applied by the light irradiation unit 18. The voltage is set such that the partial pressure is equal to or higher than Vfh. In a state where such a voltage is applied, the planar (P) state portion changes phase to the focal conic (F) state, the focal conic (F) state portion remains unchanged, and all the portions are focal conic ( F) State.

この状態で、光照射部18により選択的に書き込み光が照射される(選択工程)と、当該照射された部位のみがVfh以上の分圧がかかり、フォーカルコニック(F)状態からホメオトロピック(H)状態に相変化する。その後印加電圧を解除すると、書き込み光が照射されホメオトロピック(H)状態に相変化した部位は、選択反射状態のプレーナ(P)相となる。一方、書き込み光が照射されなかった部位は、透過状態のフォーカルコニック(F)相のままである。このようにして相変化が選択的に為され、画像が書き込まれる。   In this state, when the writing light is selectively irradiated by the light irradiation unit 18 (selection step), only the irradiated portion is applied with a partial pressure of Vfh or more, and the homeotropic (H) is generated from the focal conic (F) state. ) Phase change to the state. Then, when the applied voltage is released, the portion that has been irradiated with the writing light and has undergone a phase change to the homeotropic (H) state becomes the planar (P) phase in the selective reflection state. On the other hand, the portion not irradiated with the writing light remains in the transmissive state of the focal conic (F) phase. In this way, a phase change is selectively made and an image is written.

なお、本発明においては、どの相状態の変化を利用するかは特に制限は無く、所定の波長並びに強度の書き込み光を選択的に照射することで相変化が生じ、反射/透過が選択されて画像が書き込みできれば問題無い。本実施形態の表示媒体1においても、例えば、Vfh以上の電圧を印加してこれを解除する等により、予め全面をプレーナ(P)状態としておき、その後Vpf以下で所定の波長並びに強度の書き込み光が照射された時にVpf以上となる電圧が加わるように電極層5,6間に印加しつつ、書き込み光を選択的に照射して、当該照射された部位をフォーカルコニック(F)状態に相変化させる相変化を利用しても構わない。この場合、書き込み光が照射された部位は、透過状態のフォーカルコニック(F)相となり、書き込み光が照射されなかった部位は、選択反射状態のプレーナ(P)相となる。このようにして相変化が選択的に為され、画像が書き込まれる。   In the present invention, there is no particular limitation on which phase state change is used, and a phase change occurs by selectively irradiating write light having a predetermined wavelength and intensity, and reflection / transmission is selected. If the image can be written, there is no problem. Also in the display medium 1 of the present embodiment, for example, by applying a voltage of Vfh or higher and releasing the voltage, the entire surface is previously set in a planar (P) state, and then writing light having a predetermined wavelength and intensity of Vpf or lower is used. Is applied between the electrode layers 5 and 6 so that a voltage equal to or higher than Vpf is applied when irradiating the film, and the writing light is selectively irradiated to change the irradiated part into a focal conic (F) state. You may use the phase change to make. In this case, the portion irradiated with the writing light becomes a focal conic (F) phase in a transmission state, and the portion not irradiated with the writing light becomes a planar (P) phase in a selective reflection state. In this way, a phase change is selectively made and an image is written.

以上のようにして書き込まれた画像は、表示側から見ることにより、コレステリック液晶のプレーナ相に基づく反射画像として観者に視認される。この際、表示層7自体の発色画像においては、背景技術の項で図13を用いて説明したように、赤色光の波長領域である600〜650nm付近の反射率のピークよりも短波長側の400〜500nm付近に、矢視の如く緩やかなピークが生じている。   The image written as described above is viewed by the viewer as a reflected image based on the planar phase of the cholesteric liquid crystal when viewed from the display side. At this time, in the color image of the display layer 7 itself, as described with reference to FIG. 13 in the background art section, the wavelength on the shorter wavelength side than the reflectance peak near 600 to 650 nm which is the wavelength region of red light. A gentle peak occurs in the vicinity of 400 to 500 nm as indicated by arrows.

しかし、本実施形態では、その表示層7よりも観者側になる表示側に、400〜500nm付近の波長領域を吸収する特性を有するOPC層10が配されているため、発色画像に濁りが無く、彩度の極めて高いものとなる。
このように、本実施形態によれば、例えば図12に示されるような従来の光変調素子に比べて何ら特別な部材を新たに設けることも無く、したがって製造の煩雑さや高コスト化を招来することも無く、発色画像の彩度を効果的に向上させることができる。
However, in the present embodiment, since the OPC layer 10 having a characteristic of absorbing a wavelength region in the vicinity of 400 to 500 nm is disposed on the display side closer to the viewer than the display layer 7, the color image is turbid. There will be no saturation.
As described above, according to the present embodiment, no special member is newly provided as compared with, for example, the conventional light modulation element as shown in FIG. 12, and therefore, the manufacturing is complicated and the cost is increased. In addition, the saturation of the color image can be effectively improved.

[第2の実施形態]
図3は、本発明の他の例示的一態様である第2の実施形態の光変調素子の模式断面図である。本実施形態においても第1の実施形態と同様、赤色の単色画像を表示し得る光変調素子の例を挙げる。ただし、本実施形態の光変調素子においては、第1の実施形態におけるOPC層(光導電層)10とラミネート層8との間に、着色層(フィルター層)9が配されている。それ以外の点は、基本的に第1の実施形態と同一であり構成部材も共通するため、同一の機能を有する部材には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略することにする。
本実施形態に特徴的な着色層9について、以下説明する。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the light modulation element of the second embodiment, which is another exemplary aspect of the present invention. In this embodiment as well, as in the first embodiment, an example of a light modulation element capable of displaying a red single color image will be given. However, in the light modulation element of the present embodiment, a colored layer (filter layer) 9 is disposed between the OPC layer (photoconductive layer) 10 and the laminate layer 8 in the first embodiment. Since the other points are basically the same as those of the first embodiment and the constituent members are also common, members having the same functions are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. To do.
The colored layer 9 characteristic of this embodiment will be described below.

着色層(フィルター層)9とは、OPC層10が担う、表示層7中のコレステリック液晶が選択反射する特定波長領域(600nm〜700nm=赤色光の波長領域)よりも短波長側の波長領域(400〜500nm付近)を吸収する機能を補う目的で設けられる層である。勿論、OPC層10のみで十分にその機能を期待できる場合には必要のない部材であり、本発明において必須の構成要素ではない。   The colored layer (filter layer) 9 is a wavelength region shorter than a specific wavelength region (600 nm to 700 nm = a wavelength region of red light) selectively reflected by the cholesteric liquid crystal in the display layer 7 that the OPC layer 10 carries. It is a layer provided for the purpose of supplementing the function of absorbing (around 400 to 500 nm). Of course, it is a member which is not necessary when the function can be sufficiently expected only by the OPC layer 10, and is not an essential component in the present invention.

着色層9は、具体的には、無機顔料(たとえばカドミウム系、クロム系、コバルト系、マンガン系、カーボン系)、または有機染料や有機顔料(アゾ系、アントラキノン系、インジゴ系、トリフェニルメタン系、ニトロ系、フタロシアニン系、ペリレン系、ピロロピロール系、キナクリドン系、多環キノン系、スクエアリウム系、アズレニウム系、シアニン系、ピリリウム系、アントロン系)をOPC層10の電荷発生層13側の面に直接塗布して形成するか、あるいはこれらを高分子バインダー(たとえばポリビニルアルコール樹脂、ポリアクリル樹脂等)とともに適当な溶剤に分散ないし溶解させて塗布液を調製し、これを塗布し乾燥させて形成することができる。
本実施形態の光変調素子におけるその他の構成や駆動方法については、第1の実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
Specifically, the colored layer 9 is an inorganic pigment (for example, cadmium-based, chromium-based, cobalt-based, manganese-based, or carbon-based), or an organic dye or organic pigment (azo-based, anthraquinone-based, indigo-based, or triphenylmethane-based). Nitro, phthalocyanine, perylene, pyrrolopyrrole, quinacridone, polycyclic quinone, squalium, azurenium, cyanine, pyrylium, anthrone) on the OPC layer 10 side of the charge generation layer 13 Or by coating or drying these with a polymer binder (for example, polyvinyl alcohol resin, polyacrylic resin, etc.) in an appropriate solvent. can do.
Since other configurations and driving methods in the light modulation element of the present embodiment are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.

本実施形態の光変調素子に書き込まれた画像は、表示側から見ることにより、コレステリック液晶のプレーナ相に基づく反射画像として観者に視認される。この際、表示層7自体の発色画像において生じている赤色光よりも短波長側の緩やかなピーク(400〜500nm付近)が、本実施形態では、表示層7よりも表示側に配されたOPC層10および着色層9により効果的に吸収されて、発色画像に濁りが無く、彩度の極めて高いものとなる。   The image written in the light modulation element of this embodiment is viewed by the viewer as a reflection image based on the planar phase of the cholesteric liquid crystal when viewed from the display side. At this time, a gentle peak (near 400 to 500 nm) on the shorter wavelength side than the red light generated in the color image of the display layer 7 itself is an OPC arranged on the display side of the display layer 7 in this embodiment. It is effectively absorbed by the layer 10 and the colored layer 9 so that the color image has no turbidity and has very high saturation.

このように、本実施形態によれば、OPC層10のみでも十分な彩度向上効果が見込まれる場合であっても、着色層9を設けることにより更なる彩度向上効果を期待することができる。
また、例えば、図12に示されるような従来の光変調素子の表示層の上層として、本実施形態と同様の機能を有する着色層を設けた場合に比べて、OPC層10がその機能を分担するため、本実施形態における着色層9に求められる性能のレベルが低くなり、製造コストの低減や材料選択の自由度向上といった効果も得られる。
As described above, according to the present embodiment, even if only the OPC layer 10 is expected to have a sufficient saturation improvement effect, a further saturation improvement effect can be expected by providing the colored layer 9. .
Further, for example, as compared with the case where a colored layer having the same function as that of the present embodiment is provided as an upper layer of the display layer of the conventional light modulation element as shown in FIG. 12, the OPC layer 10 shares the function. Therefore, the level of performance required for the colored layer 9 in the present embodiment is lowered, and effects such as reduction in manufacturing cost and improvement in freedom of material selection can be obtained.

なお、本実施形態において着色層(フィルター層)9は、OPC層(光導電層)10とラミネート層8との間に配設されているが、フィルター層としての機能を発揮させるには当該箇所に配設することに限定されるものではなく、表示層7から見て表示側であればいずれの箇所に配設しても構わない。図3の例で言えば、例えば、表示層7−ラミネート層8間、OPC層10−電極層5間、電極層5−基板3間、基板3の上層(表示側の面)等、各種箇所に着色層(フィルター層)を配設してもフィルター層としての機能を発揮させることができる。   In the present embodiment, the colored layer (filter layer) 9 is disposed between the OPC layer (photoconductive layer) 10 and the laminate layer 8. However, the display layer 7 may be disposed at any position as long as it is on the display side. In the example of FIG. 3, for example, various locations such as between the display layer 7 and the laminate layer 8, between the OPC layer 10 and the electrode layer 5, between the electrode layer 5 and the substrate 3, and the upper layer (surface on the display side) of the substrate 3. Even if a colored layer (filter layer) is provided, the function as a filter layer can be exhibited.

[第3の実施形態]
図4は、本発明のさらに他の例示的一態様である第3の実施形態の光変調素子の模式断面図である。本実施形態においては、RGBの3色の積層画像からなるフルカラー画像を表示し得る光変調素子の例を挙げる。
[Third Embodiment]
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the light modulation element of the third embodiment which is still another exemplary aspect of the present invention. In the present embodiment, an example of a light modulation element capable of displaying a full-color image composed of RGB three-color stacked images will be described.

<光変調素子>
本実施形態において、光変調素子である表示媒体1は、表示面側から順に、外部基板23、光変調ユニット22B、内部基板31、光変調ユニット22G、内部基板32、光変調ユニット22Rおよび外部基板24が積層されてなる物である。
外部基板23は第1の実施形態における基板3と、外部基板24は第1の実施形態における基板4と、それぞれ同様の機能を有する部材である。したがって、その詳細な説明は省略する。
<Light modulation element>
In the present embodiment, the display medium 1 that is a light modulation element includes, in order from the display surface side, an external substrate 23, a light modulation unit 22B, an internal substrate 31, a light modulation unit 22G, an internal substrate 32, a light modulation unit 22R, and an external substrate. 24 is a laminated product.
The external substrate 23 is a member having the same function as the substrate 3 in the first embodiment, and the external substrate 24 is a member having the same function as the substrate 4 in the first embodiment. Therefore, the detailed description is abbreviate | omitted.

3つの光変調ユニット22B,22G,22Rは、電極層25B,25G,25R、OPC層(光導電層)30B,30G,30R、ラミネート層28B,28G,28R、表示層27B,27G,27Rおよび電極層26B,26G,26Rが積層されてなる点は共通する。しかし、積層の順序が、光変調ユニット22B,22Gと光変調ユニット22Rとで異なる。   The three light modulation units 22B, 22G, and 22R include electrode layers 25B, 25G, and 25R, OPC layers (photoconductive layers) 30B, 30G, and 30R, laminate layers 28B, 28G, and 28R, display layers 27B, 27G, and 27R, and electrodes. The points where the layers 26B, 26G, and 26R are laminated are common. However, the order of stacking differs between the light modulation units 22B and 22G and the light modulation unit 22R.

具体的には、光変調ユニット22Rでは上記の記載順で表示側から積層されているのに対して、光変調ユニット22B,22Gでは上記の記載順のうちOPC層(光導電層)30B,30G、ラミネート層28B,28G、表示層27B,27Gの順序が逆になっている。すなわち、光変調ユニット22B,22Gは、従来からの光変調素子の積層順序と同一であり、光変調ユニット22Rは、第1の実施形態の光変調素子の積層順序と同一である。すなわち、光変調ユニット22Rのみが、本発明に特徴的な構成を有した光変調ユニットとなっている。   Specifically, the light modulation unit 22R is stacked from the display side in the order described above, whereas the light modulation units 22B and 22G have OPC layers (photoconductive layers) 30B and 30G in the order described above. The order of the laminate layers 28B and 28G and the display layers 27B and 27G is reversed. That is, the light modulation units 22B and 22G have the same stacking order of the conventional light modulation elements, and the light modulation unit 22R has the same stacking order of the light modulation elements of the first embodiment. That is, only the light modulation unit 22R is a light modulation unit having a configuration characteristic of the present invention.

3つの光変調ユニット22B,22G,22Rは、表示色(液晶が反射する色)ないし駆動色(OPC層が吸収する色)がそれぞれの設定値になるように、各材料が適切に選択される等調整されている。ただし、積層順序が違うものの、個別の部材については、具体的な構成が同一であり、第1の実施形態における電極層5、OPC層(光導電層)10、ラミネート層8、表示層7および電極層6とほぼ同様であるため、その詳細な説明は省略する。   For the three light modulation units 22B, 22G, and 22R, each material is appropriately selected so that the display color (the color reflected by the liquid crystal) or the drive color (the color absorbed by the OPC layer) becomes the respective set value. Etc. are adjusted. However, although the stacking order is different, the specific configurations of the individual members are the same, and the electrode layer 5, OPC layer (photoconductive layer) 10, laminate layer 8, display layer 7, and display layer in the first embodiment Since it is substantially the same as the electrode layer 6, the detailed description is abbreviate | omitted.

また、表示側の外部基板23および非表示側の外部基板24についても、第1の実施形態における表示側の基板3および非表示側の基板4とほぼ同様であるため、その詳細な説明は省略する。
なお、内部基板31および内部基板32は、外部に露出するわけではないため、そのための機能性膜を設ける必要は無いが、製造時にある程度の自立性が望まれるため、外部基板23と同様の性質・材質の物が好ましく用いられる。
The display-side external substrate 23 and the non-display-side external substrate 24 are also substantially the same as the display-side substrate 3 and the non-display-side substrate 4 in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted. To do.
Since the internal substrate 31 and the internal substrate 32 are not exposed to the outside, it is not necessary to provide a functional film therefor. However, since some degree of independence is desired during manufacturing, the same properties as the external substrate 23 are required. -Materials are preferably used.

<光変調素子の駆動方法>
次に、本実施形態の光変調素子である表示媒体21に対して画像を書き込む、光変調素子の駆動方法について説明する。図5は、表示媒体1に対して画像を書き込んでいる様子を示す概略構成図である。
<Driving method of light modulation element>
Next, a method of driving the light modulation element that writes an image on the display medium 21 that is the light modulation element of the present embodiment will be described. FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a state in which an image is written on the display medium 1.

図5に示されるように、表示媒体21の駆動には、表示媒体21に対してアドレス光の照射を行う光照射部(露光装置)38および表示媒体21に電圧を印加する電圧印加部(電源装置)37B,37G,37Rを必要とする。この光照射部38と電圧印加部37B,37G,37Rとで書き込み装置が構成される。この書き込み装置には、さらに、光照射部38および電圧印加部37B,37G,37Rの動作を制御する制御回路(不図示)が含まれる。   As shown in FIG. 5, the display medium 21 is driven by a light irradiation unit (exposure device) 38 that irradiates the display medium 21 with address light and a voltage application unit (power source) that applies a voltage to the display medium 21. Equipment) 37B, 37G, 37R are required. The light irradiation unit 38 and the voltage application units 37B, 37G, and 37R constitute a writing device. The writing device further includes a control circuit (not shown) that controls the operations of the light irradiation unit 38 and the voltage application units 37B, 37G, and 37R.

光照射部38は、3つのOPC層(光導電層)30B,30G,30Rが吸収する波長の光を書き込み光として、表示側から露光できるように構成されている(なお、本発明において書き込み光の露光は、表示側からに限定されず、非表示側から露光できるように構成されていても構わない。)。それ以外は、第1の実施形態における光照射部38とほぼ同様である。   The light irradiation unit 38 is configured so that light having a wavelength absorbed by the three OPC layers (photoconductive layers) 30B, 30G, and 30R can be exposed from the display side as writing light (in the present invention, writing light is used). The exposure is not limited to from the display side, and may be configured to allow exposure from the non-display side. Other than that, it is substantially the same as the light irradiation part 38 in 1st Embodiment.

一方、電圧印加部37B,37G,37Rは、3つの光変調ユニット22B,22G,22Rにおけるそれぞれの一対の電極層25B,25G,25Rおよび電極層26B,26G,26Rに対して、接触端子39B,39G,39Rおよび接触端子40B,40G,40Rを介して、それぞれ電圧を印加する。個々の電圧印加部37B,37G,37Rは、第1の実施形態における電圧印加部17とほぼ同様である。   On the other hand, the voltage application units 37B, 37G, and 37R are connected to the pair of electrode layers 25B, 25G, and 25R and the electrode layers 26B, 26G, and 26R in the three light modulation units 22B, 22G, and 22R. A voltage is applied via 39G, 39R and contact terminals 40B, 40G, 40R, respectively. The individual voltage application units 37B, 37G, and 37R are substantially the same as the voltage application unit 17 in the first embodiment.

不図示の制御回路は、外部(画像取り込み装置、画像受信装置、画像処理装置、画像再生装置、あるいはこれらの複数の機能を併せ持つ装置等)からの画像データに応じて、電圧印加部37B,37G,37Rおよび光照射部38の動作を適宜制御する機能を有する部材である。この制御回路により、光変調ユニット22B,22G,22Rにそれぞれ適した波長並びに大きさの電圧を印加しつつ、それぞれ適した波長並びに光量で像様に露光されるように、電圧印加部37B,37G,37Rおよび光照射部38を制御する。   A control circuit (not shown) is connected to voltage application units 37B and 37G according to image data from the outside (an image capturing device, an image receiving device, an image processing device, an image reproducing device, or a device having a plurality of these functions). , 37R and a member having a function of appropriately controlling the operation of the light irradiation unit 38. With this control circuit, voltage application units 37B, 37G are applied so that the light modulation units 22B, 22G, 22R are imagewise exposed with the appropriate wavelength and light amount while applying the voltages of the appropriate wavelength and magnitude. , 37R and the light irradiation unit 38 are controlled.

本実施形態の光変調素子である表示媒体21に対して画像を書き込むには、個々の光変調ユニット22B,22G,22Rについて、一対の電極層25B,25G,25Rおよび電極層26B,26G,26Rの間に電圧印加部37B,37G,37Rによって所定の電圧を印加しながら、光照射部18によって表示媒体21を表示側から適宜選択露光することで、表示層27B,27G,27Rにおけるコレステリック液晶の閾値を超える部位と超えない部位との選択を行う(選択工程)。当該工程を少なくとも含み、その前後に選択工程の準備のための工程、あるいは保持のための工程を含む場合もある。
個々の光変調ユニット22B,22G,22Rにおける駆動は、第1の実施形態と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
In order to write an image on the display medium 21 that is the light modulation element of the present embodiment, a pair of electrode layers 25B, 25G, and 25R and electrode layers 26B, 26G, and 26R for each of the light modulation units 22B, 22G, and 22R. The light irradiation unit 18 appropriately selects and exposes the display medium 21 from the display side while applying a predetermined voltage by the voltage application units 37B, 37G, and 37R during the period, so that the cholesteric liquid crystal in the display layers 27B, 27G, and 27R A part that exceeds the threshold and a part that does not exceed the threshold are selected (selection step). In some cases, the process includes at least a process for preparing the selection process or a process for holding before and after the process.
Since driving in each of the light modulation units 22B, 22G, and 22R is the same as that in the first embodiment, a detailed description thereof is omitted.

3つの光変調ユニット22B,22G,22Rをそれぞれ駆動させることにより、BGR(RGB)の3色の画像が表示層27B,27G,27Rに形成されて積層画像となる。かかる積層画像は、表示側から見ることにより、コレステリック液晶のプレーナ相に基づく反射によるフルカラー画像として観者に視認される。   By driving the three light modulation units 22B, 22G, and 22R, three color images of BGR (RGB) are formed on the display layers 27B, 27G, and 27R to form a laminated image. The laminated image is viewed by the viewer as a full color image by reflection based on the planar phase of the cholesteric liquid crystal when viewed from the display side.

本実施形態においても、第1の実施形態と同様、光変調ユニット22Rにおける表示層27R自体の発色画像において赤色光よりも短波長側の400〜500nm付近に緩やかなピークが生じており、当該表示層27Rよりも表示側に配されたOPC層30によって当該ピークが効果的に吸収される。すなわち、赤色について発色画像に濁りが無く、彩度の極めて高いものとなる。   Also in this embodiment, as in the first embodiment, in the color image of the display layer 27R itself in the light modulation unit 22R, a gradual peak occurs in the vicinity of 400 to 500 nm on the shorter wavelength side than the red light. The peak is effectively absorbed by the OPC layer 30 disposed on the display side of the layer 27R. That is, the color image of red is not turbid and has very high saturation.

フルカラー画像では、三原色の内の何れかの彩度が僅かに劣っていても、彩色に多大な影響を与え、高精彩な画像が得られにくくなる。その点、本実施形態によれば、特に短波長域の散乱の影響を受けやすい赤色の光変調ユニット22Rにおいて、かかる影響を排することができ、彩度が向上するため、フルカラー画像全体として極めて高精彩なものとなる。しかも、何ら特別な部材を新たに設けることも無く、したがって製造の煩雑さや高コスト化を招来することも無い。   In a full-color image, even if the saturation of any of the three primary colors is slightly inferior, the color is greatly affected, and it becomes difficult to obtain a high-definition image. In this regard, according to the present embodiment, particularly in the red light modulation unit 22R that is easily affected by scattering in the short wavelength region, such influence can be eliminated and the saturation is improved, so that the entire full-color image is extremely difficult. It will be highly detailed. In addition, no special member is newly provided, and therefore the manufacturing complexity and cost increase are not caused.

以上、3つの好ましい実施形態を挙げて本発明を詳細に説明したが、本発明は以上の実施形態に限定されるものではない。例えば、以上の実施形態では、光変調ユニットが1組の構成および3組の構成のもののみを具体例として挙げて説明しているが、本発明において表示層はこれらに限られるものではなく、2組であっても4組以上の構成であっても構わない。   Although the present invention has been described in detail with reference to three preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, only one light modulation unit having a configuration of one set and three sets of configurations is described as a specific example. However, in the present invention, the display layer is not limited to these, There may be two sets or four or more sets.

また、光変調ユニットが2組以上の構成において、本発明に特徴的な構成(光導電層が表示側で表示層が非表示側に配される構成)を有する光変調ユニットの数は、第3の実施形態では1組のみの例を挙げて説明したが、光導電層の吸収波長を他層との関係で適切に制御することを前提として、2組以上にすることもできる。
その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
Further, in the configuration of two or more sets of light modulation units, the number of light modulation units having a configuration characteristic to the present invention (a configuration in which the photoconductive layer is disposed on the display side and the display layer is disposed on the non-display side) In the third embodiment, only one example has been described. However, two or more sets may be provided on the assumption that the absorption wavelength of the photoconductive layer is appropriately controlled in relation to other layers.
In addition, those skilled in the art can appropriately modify the present invention according to conventionally known knowledge. Of course, such modifications are included in the scope of the present invention as long as they still have the configuration of the present invention.

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はかかる実施例により限定されるものではない。
実施例においては、図1に示す構成の光変調素子を作製し、図2に示すようにして駆動させた。以下、これら図面を参照して説明する。
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the examples.
In the example, a light modulation element having the configuration shown in FIG. 1 was manufactured and driven as shown in FIG. Hereinafter, description will be given with reference to these drawings.

片面にITO(表面抵抗300Ω/□)が形成された125μm厚のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ社製,ハイビーム)を50.8mm(2インチ)角に切り出して、基板3および電極層5とした。   A 125 μm-thick polyethylene terephthalate (PET) film (manufactured by Toray Industries, Inc., high beam) with ITO (surface resistance 300Ω / □) formed on one side is cut into 50.8 mm (2 inch) squares, and the substrate 3 and the electrode layer 5 did.

さらにこのITO(電極層5)側の面に、ポリビニルブチラール樹脂をブタノールに溶解した溶液に電荷発生材料(ジブロモアントアントロン)をペイントシェイカーで分散させた塗料を、スピンコート法によって乾燥膜厚が0.2μmとなるように塗布・乾燥し、電荷発生層13を形成した。   Further, on the surface on the ITO (electrode layer 5) side, a paint in which a charge generating material (dibromoanthanthrone) is dispersed with a paint shaker in a solution in which polyvinyl butyral resin is dissolved in butanol, a dry film thickness is 0 by spin coating. The charge generation layer 13 was formed by coating and drying to a thickness of 2 μm.

次にその上に、ポリカーボネート樹脂と電荷輸送材料(ベンジジンN,N'−ビス(3−メチルフェニル)−1,1'−ビフェニル−4,4'−ジアミン)をモノクロロベンゼンに溶解した塗料を、ギャップコート法によって乾燥膜厚が6μmになるように塗布・乾燥し、電荷輸送層14を形成した。さらにその上に、ポリビニルブチラール樹脂をブタノールに溶解した溶液に、電荷発生材料(ジブロモアントアントロン)をペイントシェイカーで分散させた塗料を、スピンコート法によって乾燥膜厚が0.35μmとなるように塗布・乾燥し、電荷発生層15を形成して、電荷発生層13、電荷輸送層14、電荷発生層15の3層からなるOPC層10を形成した。   Next, a paint in which a polycarbonate resin and a charge transporting material (benzidine N, N′-bis (3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine) are dissolved in monochlorobenzene is formed thereon. The charge transport layer 14 was formed by applying and drying so as to have a dry film thickness of 6 μm by a gap coating method. Furthermore, a coating material in which a charge generating material (dibromoanthanthrone) is dispersed with a paint shaker is applied to a solution obtained by dissolving polyvinyl butyral resin in butanol so that the dry film thickness becomes 0.35 μm by a spin coating method. Drying was performed to form the charge generation layer 15, and the OPC layer 10 including the charge generation layer 13, the charge transport layer 14, and the charge generation layer 15 was formed.

同様にして、OPC層10を別途形成しておき、これをITO膜が形成されたPETフィルムを介して、大塚電子製測定システム(MCPD−3000)により、可視光線の領域での透過率を測定した。結果は、図6に示すグラフの通りである。図6のグラフからわかるように、赤色光の波長領域である600nm〜650nmよりも短波長側の450〜550nm辺りの透過率が低く、かかる波長域を吸収する特性を有していることが確認された。   Similarly, an OPC layer 10 is separately formed, and the transmittance in the visible light region is measured by a measurement system (MCPD-3000) manufactured by Otsuka Electronics through a PET film on which an ITO film is formed. did. A result is as the graph shown in FIG. As can be seen from the graph of FIG. 6, it is confirmed that the transmittance around 450 to 550 nm on the short wavelength side is lower than the wavelength range of 600 nm to 650 nm of red light, and has a characteristic of absorbing this wavelength region. It was done.

コレステリック液晶として、ネマチック液晶(メルク社製,E7)80.5質量%、右旋性カイラル剤(メルク社製,CB15)15.6質量%および右旋性カイラル剤(メルク社製,R1011)3.9質量%を混合して、赤色を反射する材料Aを調製した。   As the cholesteric liquid crystal, nematic liquid crystal (Merck, E7) 80.5% by mass, dextrorotatory chiral agent (Merck, CB15) 15.6% by mass, and dextrorotatory chiral agent (Merck, R1011) 3 .9% by mass was mixed to prepare a material A that reflects red.

4.2μm径のセラミック多孔質膜をセットした膜乳化装置(SPGテクノ社製,マイクロキット)を用いて、窒素圧力11.8kPa(0.12kgf/cm2)の条件下で材料Aを0.25質量%のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液中に乳化した。得られたエマルジョンは、コレステリック液晶ドロップの粒径平均が14.9μmで、ほぼ単分散状態だった。 Using a membrane emulsification apparatus (manufactured by SPG Techno Co., Microkit) on which a ceramic porous membrane having a diameter of 4.2 μm is set, the material A is reduced to a concentration of 0.1 under a condition of a nitrogen pressure of 11.8 kPa (0.12 kgf / cm 2 ). The emulsion was emulsified in 25% by weight aqueous sodium dodecylbenzenesulfonate. The obtained emulsion had a cholesteric liquid crystal drop particle size average of 14.9 μm and was almost monodispersed.

次に、エマルジョンを静置してコレステリック液晶ドロップを沈降させ、上澄みを除去して濃縮されたエマルジョンを得た。この濃縮エマルジョン1質量部に対して、酸性法骨ゼラチン(ニッピ社製,ゼリー強度314)の7.7質量%水溶液を4質量部添加することにより、表示層用塗布液内の不揮発分体積率が約0.15、不揮発分内のコレステリック液晶体積率が約0.70の表示層用塗布液を得た。   Next, the emulsion was allowed to stand to settle the cholesteric liquid crystal drop, and the supernatant was removed to obtain a concentrated emulsion. By adding 4 parts by mass of a 7.7% by mass aqueous solution of acidic bone gelatin (manufactured by Nippi Co., Ltd., jelly strength 314) to 1 part by mass of this concentrated emulsion, the non-volatile content volume ratio in the coating liquid for the display layer Was about 0.15, and the volume ratio of cholesteric liquid crystal in the nonvolatile content was about 0.70.

一方、片面にITO(表面抵抗300Ω/□)が形成された125μm厚のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを50.8mm(2インチ)角に切り出して、基板4および電極層6とした。   On the other hand, a 125 μm thick polyethylene terephthalate (PET) film with ITO (surface resistance 300Ω / □) formed on one side was cut into 50.8 mm (2 inch) squares to form a substrate 4 and an electrode layer 6.

次に、このITO(電極層6)側の面に、50℃に加熱してゼラチンをゾル状態にした前記表示層用塗布液を、塗布後のウェット膜厚が90μmになるようにギャップを調整したマイクロメータ付きアプリケータで塗布した。   Next, the gap on the ITO (electrode layer 6) side surface is adjusted so that the wet film thickness after application of the display layer coating solution in which gelatin is sol-heated by heating to 50 ° C. is 90 μm. It was applied with an applicator with a micrometer.

50℃/RH90%の高温高湿チャンバー内に15分間保持した後、室温下で12時間乾燥させ、表示層7として、粒径平均が14.9μm径の単分散コレステリック液晶ドロップが少し偏平した形状で高分子バインダー中に単層稠密に分散された約12μm厚のPDLC層を形成した。   A shape in which a monodisperse cholesteric liquid crystal drop having a mean particle diameter of 14.9 μm is slightly flattened as the display layer 7 after being kept in a high temperature and high humidity chamber of 50 ° C./RH 90% for 15 minutes and then dried at room temperature for 12 hours. Thus, a PDLC layer having a thickness of about 12 μm dispersed in a single layer in a polymer binder was formed.

もう一方の基板の既に形成されているOPC層10上に、酢酸ブチルで希釈した二液性ウレタンラミネート剤(三井武田ケミカル社製,A−315/A50)を、スピンコート法によって乾燥膜厚が1.2μm厚となるように塗布・乾燥して、ラミネート層8を形成した。   On the OPC layer 10 already formed on the other substrate, a two-component urethane laminating agent diluted with butyl acetate (A-315 / A50, manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.) is applied to the dried film by spin coating. The laminate layer 8 was formed by applying and drying to a thickness of 1.2 μm.

以上のようにして作製した2枚の基板(電極層5、OPC層10およびラミネート層8が層形成された基板3、および、電極層6および表示層7が形成された基板4)を、表示層7とラミネート層8とが向かい合い、かつ端面の一部が少しずれるように重ね合わせて、100℃のラミネータを通して接着し、本実施例の光変調素子である表示媒体1を得た。
なお、ずらした端面上の各機能膜を除去してITO電極を露出させておき、表示媒体1の外部から電極層5,6が導通できるようにした。
Two substrates manufactured as described above (the substrate 3 on which the electrode layer 5, the OPC layer 10 and the laminate layer 8 are formed, and the substrate 4 on which the electrode layer 6 and the display layer 7 are formed) are displayed. The layer 7 and the laminate layer 8 face each other, and were overlapped so that a part of the end face was slightly shifted and adhered through a laminator at 100 ° C. to obtain the display medium 1 which is a light modulation element of this example.
In addition, each functional film on the shifted end face was removed to expose the ITO electrode so that the electrode layers 5 and 6 can be conducted from the outside of the display medium 1.

得られた表示媒体1は、実施例のために非表示側も透明の基板および電極層とし、何ら不可視化部材を設けていないため、天地逆にすればそのまま比較用の光変調素子になり得る。したがって、これを比較例の光変調素子とした。
得られた表示媒体1の電極層5,6に、リード線を付けた市販のミノ虫クリップ(接触端子19,20)を接続し、リード線の他端を、電圧印加部17としての高速・高電圧アンプ(松定プレシジョン社製,HEOPT1B−60型)に接続した。
The obtained display medium 1 is a transparent substrate and electrode layer on the non-display side for the example, and is not provided with any invisibility member. Therefore, if it is turned upside down, it can be used as a comparative light modulation element. . Therefore, this was used as a light modulation element of a comparative example.
A commercially available worm clip (contact terminals 19, 20) with a lead wire is connected to the electrode layers 5, 6 of the obtained display medium 1, and the other end of the lead wire is connected to the high speed / voltage application unit 17. This was connected to a high voltage amplifier (manufactured by Matsusada Precision Co., Ltd., HEOPT1B-60 type).

一方、光源としてカラー発光ダイオード光源(CCS社製,HLV−3M−RGB型)を用い、表示媒体1の表示側の面を照射できるように構成して、光照射部18を作製した。当該光照射部18により、ピーク波長470nm、バンド半値幅25nmのBlue光を照射することができる。   On the other hand, a color light-emitting diode light source (manufactured by CCS, HLV-3M-RGB type) was used as a light source, and the light-irradiating unit 18 was fabricated by being configured to irradiate the display side surface of the display medium 1. The light irradiation unit 18 can irradiate Blue light having a peak wavelength of 470 nm and a band half width of 25 nm.

また、制御回路(不図示)としてマルチチャンネルアナログ電力出力ボード(ナショナルインスツルメンツ社製6713型)、および制御ソフト(ナショナルインスツルメンツ社製LabVIEW)を用い、パーソナルコンピュータからの画像データに基づいて電圧印加部17および光照射部18の動作を適宜制御できるように配線した。   In addition, a multi-channel analog power output board (National Instruments 6713 type) and control software (National Instruments LabVIEW) are used as a control circuit (not shown), and the voltage application unit 17 is based on image data from a personal computer. In addition, wiring is performed so that the operation of the light irradiation unit 18 can be appropriately controlled.

この状態で、電圧印加部17により50Hzで130Vの電圧を印加しつつ、光照射部18により、強度0.5mW/cm2のアドレス光を表示媒体1の表面側から全面に照射した。電圧の印加とアドレス光の照射は、同時に200mS間行った。 In this state, while applying a voltage of 130 V at 50 Hz by the voltage application unit 17, the light irradiation unit 18 irradiated the address light having an intensity of 0.5 mW / cm 2 from the surface side of the display medium 1 to the entire surface. The voltage application and address light irradiation were performed simultaneously for 200 mS.

表示媒体1に形成された表示画像について、まず非表示側での正規化反射率を、積分球形分光計(コニカミノルタ社製、CM2002型)を用いて測定した。これは比較例に相当する。ここで正規化反射率とは、JIS Z 8772の拡散照明垂直受光方式に従ってSCE(正反射光除去)条件で測定した反射強度を、完全拡散面を100%として規格化したものである。結果は、図7にグラフにて示す通りである。また、表示側についても同様に正規化反射率を測定した。結果は、図8にグラフにて示す通りである。   For the display image formed on the display medium 1, first, the normalized reflectance on the non-display side was measured using an integrating sphere spectrometer (CM 2002, manufactured by Konica Minolta). This corresponds to a comparative example. Here, the normalized reflectivity is obtained by standardizing the reflection intensity measured under the SCE (regular reflection light removal) condition according to the diffuse illumination vertical light receiving method of JIS Z8772 with the complete diffuse surface as 100%. The results are as shown in the graph of FIG. Similarly, the normalized reflectance was measured on the display side. The results are as shown in the graph of FIG.

図7のグラフからわかるように、比較例では、赤色光の波長領域である600〜650nm付近に反射率のピークが見られるが、それよりも短波長側の450nm付近に緩やかなピークが生じている。これに対して、実施例では、図8のグラフからわかるように、赤色光よりも短波長側の成分がカットされており、400〜550nm付近の反射率が大きく低下していることがわかる。
これら実施例および比較例の表示画像について、色度座標x,yを求めた。下記表1に結果を示す。また、この結果をプロットした色度図を図9に示す。
As can be seen from the graph of FIG. 7, in the comparative example, a reflectance peak is observed in the vicinity of 600 to 650 nm of the red light wavelength region, but a gentle peak is generated in the vicinity of 450 nm on the shorter wavelength side. Yes. On the other hand, in the example, as can be seen from the graph of FIG. 8, it is understood that the component on the shorter wavelength side than the red light is cut, and the reflectance in the vicinity of 400 to 550 nm is greatly reduced.
The chromaticity coordinates x and y were determined for the display images of these examples and comparative examples. The results are shown in Table 1 below. Moreover, the chromaticity diagram which plotted this result is shown in FIG.

Figure 2007322756
Figure 2007322756

比較例では色度座標が(0.339、0.334)であったが、実施例では色度座標が(0.495、0.344)となっており、色相の彩度が向上していることが確認された。   In the comparative example, the chromaticity coordinates were (0.339, 0.334), but in the example, the chromaticity coordinates were (0.495, 0.344), and the hue saturation was improved. It was confirmed that

本発明の例示的一態様である第1の実施形態の光変調素子の模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a light modulation element according to a first embodiment which is an exemplary aspect of the present invention. 図1の光変調素子に対して画像を書き込んでいる様子を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows a mode that the image is written with respect to the light modulation element of FIG. 本発明の他の例示的一態様である第2の実施形態の光変調素子の模式断面図である。It is a schematic cross section of the light modulation element of the second embodiment which is another exemplary aspect of the present invention. 本発明のさらに他の例示的一態様である第3の実施形態の光変調素子の模式断面図である。It is a schematic cross section of the light modulation element of the third embodiment which is still another exemplary aspect of the present invention. 図4の光変調素子に対して画像を書き込んでいる様子を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows a mode that the image is written with respect to the light modulation element of FIG. 実施例で用いた光導電層の可視光線の領域での透過率を示すグラフであり、横軸に光の波長、縦軸に透過率の測定値をプロットしたものである。It is a graph which shows the transmittance | permeability in the area | region of the visible ray of the photoconductive layer used in the Example, and plots the measured value of the transmittance | permeability on the horizontal axis | shaft on the horizontal axis. 光導電層と表示層との積層順序が実施例とは異なる比較例の光変調素子における表示画像の正規化反射率の測定結果を表すグラフであり、横軸に反射光の波長、縦軸に正規化反射率の測定結果をプロットしたものである。It is a graph showing the measurement result of the normalized reflectance of the display image in the light modulation element of the comparative example in which the stacking order of the photoconductive layer and the display layer is different from the embodiment, the horizontal axis represents the wavelength of the reflected light, and the vertical axis represents The measurement results of normalized reflectance are plotted. 実施例の光変調素子における表示画像の正規化反射率の測定結果を表すグラフであり、横軸に反射光の波長、縦軸に光反射率の測定結果をプロットしたものである。It is a graph showing the measurement result of the normalized reflectance of the display image in the light modulation element of an Example, the wavelength of reflected light is plotted on the horizontal axis, and the measurement result of light reflectance is plotted on the vertical axis. 実施例および比較例の光変調素子における表示画像の色度図であるIt is a chromaticity diagram of a display image in the light modulation element of an example and a comparative example. コレステリック液晶の分子配向と光学特性の関係を示す模式説明図であり、(A)はプレーナ相、(B)はフォーカルコニック相、(C)ホメオトロピック相の各相におけるものである。It is a schematic explanatory view showing the relationship between the molecular orientation and optical characteristics of cholesteric liquid crystal, wherein (A) is in the planar phase, (B) is in the focal conic phase, and (C) is in the homeotropic phase. コレステリック液晶のスイッチング挙動を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the switching behavior of a cholesteric liquid crystal. 従来からの一般的な光変調素子に対して、露光装置で画像の書き込みを行っている様子を模式的に表す模式図である。It is a schematic diagram which represents typically a mode that image writing is performed with the exposure apparatus with respect to the conventional general light modulation element. 赤色表示が可能なある表示層を反射状態あるいは透過状態にした場合における、外光の波長と反射率との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the wavelength of external light and reflectance when a display layer capable of displaying red is in a reflective state or a transmissive state.

符号の説明Explanation of symbols

1,21:表示媒体(光変調素子)、 2,22B,22G,22R:光変調ユニット、 3:基板、 4:基板(不可視化部材)、 5,6,25B,25G,25R,26B,26G,26R:電極層、 7,27B,27G,27R:表示層、 8,28B,28G,28R:ラミネート層、 9:着色層(フィルター層)、 10,30:OPC層(光導電層)、 13,15,33B,33G,33R,35B,35G,35R:電荷発生層、 14,34B,34G,34R:電荷輸送層、 17,37B,37G,37R:電圧印加部、 18,38:光照射部、 19,20,39B,39G,39R,40B,40G,40R:接触端子、 23:外部基板、 24:外部基板(不可視化部材)、 31,32:内部基板   1, 2: 1: Display medium (light modulation element), 2, 22B, 22G, 22R: Light modulation unit, 3: Substrate, 4: Substrate (invisible member), 5, 6, 25B, 25G, 25R, 26B, 26G , 26R: electrode layer, 7, 27B, 27G, 27R: display layer, 8, 28B, 28G, 28R: laminate layer, 9: colored layer (filter layer), 10, 30: OPC layer (photoconductive layer), 13 , 15, 33B, 33G, 33R, 35B, 35G, 35R: charge generation layer, 14, 34B, 34G, 34R: charge transport layer, 17, 37B, 37G, 37R: voltage application unit, 18, 38: light irradiation unit 19, 20, 39B, 39G, 39R, 40B, 40G, 40R: contact terminals, 23: external substrate, 24: external substrate (invisible member), 31, 32: internal substrate

Claims (12)

少なくとも表示側が透明である一対の電極層の間に、少なくとも、特定波長域の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る表示層と、書き込み光を吸収して該吸収した光の光量に応じて抵抗値を変化させる光導電層とが積層挟持されてなる光変調ユニットを、少なくとも1組含む光変調素子であって、該光変調ユニットのうちの少なくとも1組において、
前記光導電層が、前記特定波長領域以外のいずれかの波長領域の光を吸収する性質を有し、かつ、
表示側に前記光導電層が、非表示側に前記表示層が、それぞれ位置するように積層されてなることを特徴とする光変調素子。
At least between a pair of electrode layers whose display side is transparent, at least a display layer composed of cholesteric liquid crystal that selectively reflects light in a specific wavelength range, and depending on the amount of absorbed light by absorbing writing light A light modulation element including at least one light modulation unit in which a photoconductive layer for changing a resistance value is sandwiched and sandwiched, and in at least one set of the light modulation units,
The photoconductive layer has a property of absorbing light in any wavelength region other than the specific wavelength region; and
A light modulation element, wherein the photoconductive layer is laminated on the display side, and the display layer is laminated on the non-display side.
前記光導電層が、前記特定波長領域よりも短波長側の波長領域の光を吸収する性質を有することを特徴とする請求項1に記載の光変調素子。 The light modulation element according to claim 1, wherein the photoconductive layer has a property of absorbing light in a wavelength region shorter than the specific wavelength region. 非表示側の電極層の外側に、少なくとも前記特定波長領域の光を吸収する不可視化部材が設けられてなることを特徴とする請求項1または2に記載の光変調素子。 The light modulation element according to claim 1, wherein an invisible member that absorbs at least light in the specific wavelength region is provided outside the electrode layer on the non-display side. 前記不可視化部材が、非表示側の電極層と面接触する基板であることを特徴とする請求項3に記載の光変調素子。 4. The light modulation element according to claim 3, wherein the invisible member is a substrate that is in surface contact with the electrode layer on the non-display side. 前記表示層の表示側であって、該表示層と隣接して、あるいは、1層または2層以上の層を介して、前記特定波長域の光を透過し、それ以外の波長の光を吸収するフィルター層が配設されてなることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光変調素子。 The display side of the display layer is adjacent to the display layer or through one or more layers, and transmits light in the specific wavelength range and absorbs light of other wavelengths. The light modulation element according to claim 1, wherein a filter layer is provided. 前記特定波長域が、赤色光の波長領域であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光変調素子。 The light modulation element according to claim 1, wherein the specific wavelength region is a wavelength region of red light. 前記特定波長域が、緑色光の波長領域であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光変調素子。 The light modulation element according to claim 1, wherein the specific wavelength region is a wavelength region of green light. 前記特定波長域が、青色光の波長領域であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光変調素子。 The light modulation element according to claim 1, wherein the specific wavelength region is a wavelength region of blue light. 前記表示層が、高分子中に前記コレステリック液晶が分散されてなることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の光変調素子。 The light modulation element according to claim 1, wherein the display layer is formed by dispersing the cholesteric liquid crystal in a polymer. 前記光導電体層が、有機光導電体からなることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の光変調素子。 The light modulation element according to claim 1, wherein the photoconductor layer is made of an organic photoconductor. 前記コレステリック液晶が、PDLC構造であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の光変調素子。 The light modulation element according to claim 1, wherein the cholesteric liquid crystal has a PDLC structure. 請求項1〜11のいずれかに記載の光変調素子に画像を書き込むための駆動方法であって、
前記両電極層間に電圧を印加しながら、前記光変調素子を適宜選択露光することで、前記表示層におけるコレステリック液晶の閾値を超える部位と超えない部位との選択を行う工程を含むことを特徴とする光変調素子の駆動方法。
A driving method for writing an image to the light modulation element according to claim 1,
A step of selecting a portion exceeding the threshold value of the cholesteric liquid crystal in the display layer and a portion not exceeding the threshold value by appropriately selecting and exposing the light modulation element while applying a voltage between the electrode layers. Driving method of the light modulation element.
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