JP2009009041A - 光書き込み型表示媒体、光書き込み装置、画像表示装置及び光書き込み方法 - Google Patents

Abstract

【課題】書き込みの途切れによる画質低下を防止する。
【解決手段】光書き込み型の表示媒体の表示層及び光導電体層を挟み込む一対の電極の少なくとも一方の電極を、複数の分割電極５０を矢印Ｂ方向に沿って並置して構成し、該分割電極５０の各々の受電端子５２を、各分割電極５０の各々の受電端子５２の一部の領域が隣接する分割電極５０の受電端子５２の一部の領域と接触せずに矢印Ｂ方向に重なり合うように配置する。表示媒体が矢印Ａ方向に搬送されて給電ロール２０の給電位置に到達すると該受電端子５２を介して順次分割電極５０が給電される。また、隣接する２つの分割電極５０の受電端子が重なり合う部分では、給電ロール２０が双方の受電端子５２に接触するため、隣接する２つの分割電極５０に同時に電圧が印加される。このとき、光照射部３２の露光領域を切替える。
【選択図】図８

Description

本発明は、光書き込み型表示媒体、光書き込み装置、画像表示装置及び光書き込み方法に関する。

従来、メモリ性を有する光書き込み型の画像表示媒体や、このような画像表示媒体に画像を記録する技術として様々なものが開示されている。

例えば特許文献１には、表示体と、表示体と重ねて配置された光導電体と、表示体と光導電体の両側に配置された一対の電極とを備え、一対の電極の少なくとも一方が複数のサブ電極に分割された記録素子に対して、サブ電極毎に電圧を印加しながら、光によって情報の書き込みを行う技術が開示されている。

なお、電極を分割した場合には、書込み画像の途切れを最小限に抑えるために隣接する電極領域に対し給電切替時間を限りなく短くする必要があり、これを容易に実現するための技術が望まれていた。
国際公開２００４−６８２３０号パンフレット

本発明は、書き込みの途切れによる画質低下を防止することができる光書き込み型表示媒体、光書き込み装置、画像表示装置及び光書き込み方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明の光書き込み型表示媒体は、印加された電圧に応じて選択的に入射光を反射可能であり且つメモリ性を有する表示層と、照射された書き込み光に応じて電気抵抗が変化する光導電体層と、前記表示層及び前記光導電体層を挟み込むと共に少なくとも一方の電極が所定方向に沿って並置された複数の分割電極から成る一対の電極と、を備え、前記複数の分割電極の各々の受電端子を、各分割電極の各々の受電端子の一部の領域が隣接する分割電極の受電端子の一部の領域と接触せずに前記所定方向に重なり合うように配置したものである。

請求項２の発明の光書き込み装置は、印加された電圧に応じて選択的に入射光を反射可能であり且つメモリ性を有する表示層と、照射された書き込み光に応じて電気抵抗が変化する光導電体層と、前記表示層及び前記光導電体層を挟み込むと共に少なくとも一方の電極が所定方向に沿って並置された複数の分割電極から成る一対の電極と、を備えた光書き込み型表示媒体の前記一対の電極に対して電圧を印加する電圧印加手段であって、前記分割電極からなる電極に対しては、隣接する２つの分割電極の受電端子の各々に対して同時に電圧を印加することにより該隣接する２つの分割電極に電圧を印加することが可能な電圧印加手段と、前記光導電体層の電圧が印加されている分割電極に対応する領域に対して画像情報に応じた書き込み光を照射する光照射手段と、前記光書き込み型画像表示媒体と前記光照射手段とを前記所定方向に沿って相対移動させる相対移動手段と、前記電圧印加手段により前記複数の分割電極に前記所定方向に沿って順次電圧を印加して前記光書き込み型表示媒体に画像を書き込む場合に、前記電圧印加手段が隣接する２つの分割電極の受電端子の各々に対して同時に電圧を印加している間に、前記光照射手段による前記書き込み光の照射領域が、該２つの分割電極の前記所定方向上流側の分割電極に対応する領域から前記所定方向下流側の分割電極に対応する領域に切替わるように前記光照射手段及び前記相対移動手段を制御する制御手段と、を備えている。

請求項３の発明は、請求項２記載の光書き込み装置において、前記光書き込み型画像表示媒体の前記複数の分割電極の各々の受電端子は、各分割電極の受電端子の一部の領域が隣接する分割電極の受電端子の一部の領域と接触せずに前記所定方向に重なり合うように配置され、前記電圧印加手段は、前記受電端子に接触した状態で回転可能なロール状部材であり、前記相対移動手段は、更に、前記複数の分割電極に前記所定方向に沿って順次電圧が印加されるように、前記光書き込み型表示媒体と前記電圧印加手段とを前記所定方向に沿って相対移動させるものである。

請求項４の発明の画像表示装置は、請求項１に記載の光書き込み型表示媒体と、請求項２または請求項３に記載の光書き込み装置と、を含んで構成されている。

請求項５の発明の光書き込み方法は、印加された電圧に応じて選択的に入射光を反射可能であり且つメモリ性を有する表示層、照射された書き込み光に応じて電気抵抗が変化する光導電体層、および前記表示層及び前記光導電体層を挟み込むと共に少なくとも一方の電極が所定方向に沿って並置された複数の分割電極から成る一対の電極を備えた光書き込み型表示媒体の前記複数の分割電極に前記所定方向に沿って順次電圧を印加しながら前記光導電体層に書き込み光を照射して該光書き込み型表示媒体に画像を書き込む場合に、隣接する２つの分割電極の受電端子の各々に対して同時に電圧を印加している間に、前記書き込み光の照射領域を、該２つの分割電極の前記所定方向上流側の分割電極に対応する領域から前記所定方向下流側の分割電極に対応する領域に切替える。

請求項１記載の発明によれば、書き込みの途切れによる画質低下を防止することができる、という効果を有する。

請求項２記載の発明によれば、書き込みの途切れによる画質低下を防止することができる、という効果を有する。

請求項３記載の発明によれば、隣接する２つの分割電極に容易に電圧を印加することができる、という効果を有する。

請求項４記載の発明によれば、書き込みの途切れによる画質低下を防止することができる、という効果を有する。

請求項５記載の発明によれば、書き込みの途切れによる画質低下を防止することができる、という効果を有する。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態における光書き込み型の表示媒体１の断面図を示している。表示媒体１は、画像に応じたアドレス光（書き込み光）の照射及びバイアス信号（電圧）の印加によって画像を記録することが可能な表示媒体である。

図１に示すように、表示媒体１は、表示面側から順に、透明基板３、透明電極５、表示層（液晶層）７、ラミネート層８、着色層（遮光層）９、光導電体層１０、透明電極６および透明基板４が積層されて構成されている。

透明基板３、４は、各機能層を内面に保持し、表示媒体の構造を維持するためのものである。透明基板３、４は、外力に耐える強度を有するシート形状の部材で構成され、表示面側の透明基板３は少なくとも入射光を、書き込み面側の透明基板４は少なくともアドレス光を、それぞれ透過する。透明基板３、４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（例えばガラス・シリコン）、高分子フィルム（例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。

なお、透明基板３、４は、少なくとも透光性を有していれば良く、必ずしも透明である必要はない。

透明電極５、６は、図２に示す光書き込み装置２から印加されたバイアス電圧を、表示媒体１内の各機能層へ印加するためのものである。

図６は、透明電極５を構成する複数の分割電極５０及び各分割電極５０に設けられた受電端子５２の配置を示すと共に、該受電端子５２と給電ロール２０（後述）との位置関係を示した図である。なお、図中の矢印Ａは、表示媒体１の搬送方向（移動方向）を示し、矢印Ｂは、表示媒体１に対する画像書き込み方向を示す。

透明電極５は、図６に示すように本実施形態では一例として６個の略同一形状（例えば長方形状）の分割電極５０を表示媒体１の矢印Ｂ方向に沿って互いに微小な間隙をあけた状態で並置して構成されている。また、各分割電極５０には受電端子５２が設けられており、この受電端子５２を介して対応する分割電極５０に電圧が印加される。各受電端子５２は、水平部位５４及び垂直部位５６からなるＴ字型の形状を有している、各受電端子５２は、図７に示すように、各受電端子５２における水平部位５４（なお、図６では左９０度回転したＴ字型になっており、水平部位５４が垂直方向に延びている）の右側端部５４ａが、隣接する分割電極５０の受電端子５２における水平部位５４の左側端部５４ｂに対して接触せずに矢印Ｂ方向に沿って重なり合うように配置されていると共に、各受電端子５２における水平部位５４の左側端部５４ｂが、隣接する分割電極５０の受電端子５２におけるＴ字型の水平部位５４の右側端部５４ａに対して接触せずに矢印Ｂ方向に沿って重なり合うように配置されている。そして、各受電端子５２の垂直部位５６は分割電極５０に接続されている。

また、透明電極６は表示媒体１の略全面に相当する面積を有する単一の透明電極で構成されている。図６では、透明電極６の電極本体は図示を省略したが、該透明電極６には受電端子６２が接続されており、該受電端子６２を介して透明電極６に電圧が印加される。

透明電極５、６は、面均一な導電性を有し、表示面側の透明電極５は少なくとも入射光を、書き込み面側の透明電極６は少なくともアドレス光を透過する。具体的には、金属（例えば金、アルミニウム）、金属酸化物（例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（例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、透明電極５、６は、少なくとも透光性を有していれば良く、必ずしも透明である必要はない。

表示層７は、電場によって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、選択した状態が無電場で保持できる性質のものである。表示層７としては、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。

本実施形態では、表示層７は、一例としてコレステリック液晶及び透明樹脂からなる自己保持型液晶複合体の液晶層で構成される。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が、これに限られるものではない。本実施形態では、図１に示されるように、高分子マトリックス（透明樹脂）１１中にコレステリック液晶１２が分散した状態となっている。

コレステリック液晶１２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。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。

コレステリック液晶１２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（例えばシッフ塩基系、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、カイラル剤（例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。

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、赤とする場合には、それぞれ選択反射の中心波長が、４００ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６００ｎｍ、６００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲になるようにする。また、コレステリック液晶の螺旋ピッチの温度依存性を補償するために、捩じれ方向が異なる、または逆の温度依存性を示す複数のカイラル剤を添加する公知の手法を用いてもよい。

表示層７がコレステリック液晶１２と高分子マトリックス（透明樹脂）１１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（マイクロカプセル化されたものを含む）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。

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。

高分子マトリックス１１は、コレステリック液晶１２を保持し、表示媒体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１１としては、外力に耐える強度をもち、少なくとも反射光および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。

高分子マトリックス１１として採用可能な材料としては、水溶性高分子材料（例えばゼラチン、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（例えばフッ素樹脂、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。

光導電体層１０は、内部光電効果をもち、アドレス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。ＡＣ動作が可能であり、アドレス光に対して対称駆動になることが好ましく、電荷発生層（ＣＧＬ）が電荷輸送層（ＣＴＬ）の上下に積層された３層構造が好適である。本実施形態では、光導電体層１０として、一例として図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。

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が表示面側の透明電極５から書き込み面側の透明電極６の方向に流れる光キャリア量を、電荷発生層１５が書き込み面側の透明電極６から表示面側の透明電極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、電荷発生層内部、または電荷発生層／電荷輸送層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。

電荷発生層１３、１５は、電荷発生材料（例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（例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。

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。一般に電荷輸送層は、電荷発生層の数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、光導電体層１０全体の明暗インピーダンスを決定付けている。

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。

電荷輸送層１４は、低分子の正孔輸送材料（例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（例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（例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たもの、あるいは上記正孔輸送材料や電子輸送材料を高分子化した材料を適当な溶剤に分散ないし溶解させたものを調製し、これを塗布し乾燥させて形成すればよい。

着色層（遮光層）９は、書き込み時にアドレス光と入射光を光学分離し、相互干渉による誤動作を防ぐとともに、表示時に表示媒体の非表示面側から入射する外光と表示画像を光学分離し、画質の劣化を防ぐ目的で設けられる層であり、本実施形態において必須の構成要素ではない。ただし、表示媒体１の性能向上のためには、設けることが望まれる層である。その目的から、着色層９には、少なくとも電荷発生層の吸収波長域の光、および表示層の反射波長域の光を吸収する機能が要求される。

着色層９は、具体的には、無機顔料（例えばカドミウム系、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）を光導電体層１０の電荷発生層１３側の面に直接成膜する乾式法か、あるいはこれらを高分子バインダー（例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成膜する湿式塗布法等により形成することができる。

ラミネート層８は、それぞれ上下基板内面に形成した各機能層を貼りあわせる際に、凹凸吸収および接着の役割を果たす目的で設けられる層であり、本実施形態において必須の構成要素ではない。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と着色層９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（例えばウレタン樹脂、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。

図３は、図１に示される構造の表示媒体（液晶デバイス）１の等価回路を示す回路図である。Ｃｌｃ、Ｃｏｐｃ、およびＲｌｃ、Ｒｏｐｃは、それぞれ表示層７および光導電体層１０の静電容量および抵抗値である。ＣｅおよびＲｅは、表示層７および光導電体層１０以外の構成要素の等価静電容量および等価抵抗値である。

表示媒体１の透明電極５−透明電極６間に外部の光書き込み装置２から印加される電圧をＶとすると、各構成要素には、各構成要素間のインピーダンス比によって決まる分圧Ｖｌｃ、ＶｏｐｃおよびＶｅが印加される。より具体的には、電圧が印加された直後には各構成要素の容量比で決定される分圧が生じ、時間経過とともに各構成要素の抵抗値比で決定される分圧へと緩和していく。

ここで、アドレス光の強度に応じて光導電体層１０の抵抗値Ｒｏｐｃが変化するため、露光と非露光によって表示層７に印加される実効電圧を制御することができる。露光時には光導電体層１０の抵抗値Ｒｏｐｃが小さくなって表示層７に印加される実効電圧は大きくなり、逆に非露光時には光導電体層１０の抵抗値Ｒｏｐｃが大きくなって表示層７に印加される実効電圧は小さくなる。

次に、コレステリック液晶（カイラルネマチック液晶）１２について具体的に説明する。コレステリック液晶１２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、螺旋の捩じれ方向に一致する円偏光成分をブラッグ反射し、残りの光を透過させる選択反射現象を起こす。反射光の中心波長λおよび反射波長幅Δλは、螺旋ピッチをｐ、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。

正の誘電率異方性を有するコレステリック液晶は、図４（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、同図（Ｂ）に示すように、螺旋軸がほぼセル表面に平行になり、入射光を少し前方散乱させながら透過させるフォーカルコニック相、および同図（Ｃ）に示すように、螺旋構造がほどけて液晶ダイレクタが電界方向を向き、入射光をほぼ完全に透過させるホメオトロピック相、の３つの状態を示す。

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。

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５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。

なお、図中、縦軸は正規化反射率であり、最大反射率を１００、最小反射率を０として、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、正規化反射率が５０以上の場合を選択反射状態、正規化反射率が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。

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。

このようなコレステリック液晶１２を用いた表示媒体１では、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ブラック・ホワイトのモノクロ表示、または無電界でのメモリ性を有するカラー表示を行う。

外部印加電圧の大きさに応じてコレステリック液晶１２は、プレーナ相状態（Ｐ状態）またはホメオトロピック相状態（Ｈ状態）を初期状態とした場合にはＰ状態、フォーカルコニック相状態（Ｆ状態）、Ｈ状態と変化し、Ｆ状態を初期状態とした場合にはＦ状態、Ｈ状態と変化し、その最終状態がＰ状態およびＦ状態では、印加電圧を除した後も維持されるが、Ｈ状態では、Ｐ状態に相変化する。従って、露光／非露光に関わらず、印加電圧の大きさにより、最終的な相状態としてＰ状態ないしＦ状態が選択される。図５に示すように、Ｐ状態では光反射、Ｆ状態では光透過状態となる。

次に、図２に示す画像表示装置について説明する。画像表示装置は、表示媒体１及び光書き込み装置２を含んで構成される。

光書き込み装置２は、表示媒体１に画像を書き込む（記録する）装置であり、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）３２、光照射部３２と表示媒体１とが相対移動するように表示媒体１を図２及び図６の矢印Ａ方向へ移動させる搬送系２４、表示媒体１に印加するバイアス電圧（高圧パルス）を発生させる高圧パルス発生部２６、高圧パルス発生部２６で発生した電圧を透明電極５、６に印加するための給電ロール２０及び接地用ロール２２を含んで構成される。更に、光書き込み装置２は、搬送系２４、高圧パルス発生部２６、及び光照射部３２を制御する制御部３０を含んで構成される。

高圧パルス発生部２６は、前述したように表示媒体１に印加する（画像を書き込むための）電圧を発生する回路である。高圧パルス発生部２６には、例えばバイポーラ高電圧アンプなどが用いられる。高圧パルス発生部２６には給電ロール２０及び接地用ロール２２が接続されている。接地用ロール２２は、接地されている。

図６に示すように、給電ロール２０及び接地用ロール２２は、回転軸３６に支持され、この回転軸３６を中心に回転するロール状部材である。搬送系２４によって、給電ロール２０及び接地用ロール２２が配置された給電位置まで表示媒体１の先端が搬送されると、給電ロール２０は透明電極５の分割電極５０に設けられた受電端子５２に接触し、接地用ロール２２は、透明電極６に設けられた受電端子６２に接触する。なお、図６では、透明電極５の各分割電極５０は図示されているが、透明電極６についてはその裏面側に配置されているものとして図示が省略されている。

給電位置まで表示媒体１が搬送された後は、更に表示媒体１は矢印Ａ方向に搬送され、給電ロール２０及び接地用ロール２２は表示媒体１に接触した状態で表示媒体１の矢印Ａ方向への移動に伴って従動回転しながら受電端子５２及び受電端子６２を介して透明電極５、６間に電圧を印加する。

なお、給電ロール２０及び接地用ロール２２を介して透明電極間に印加される画像書き込み用電圧の電圧値は、少なくとも光照射部３２により画像データに応じた画像光が表示媒体１に照射された状態で画像書き込み用電圧が透明電極間に印加された場合に、表示媒体１に画像を記録することができる電圧値に設定される。例えばコレステリック液晶１２の液晶の配向をＰ状態からＦ状態へ変更することで画像を書き込むのであれば、画像光が照射された部位の透明電極間に印加される電圧がＶｐｆより大きくＶｆｈより小さい電圧の範囲内となるような電圧値であり、Ｐ状態からＦ状態に変更するのであれば、画像光が照射された部位の透明電極間に印加される電圧がＶｆｈ以上の電圧となるような電圧値である。

光照射部３２は、制御部３０からの画像に応じた入力信号（画像データ）に基づくアドレス光パターン（光画像パターン）を表示媒体１（詳しくは、光導電体層１０上）に照射する。光照射部３２は、図８に示すように、矢印Ａ方向と直交する方向を長手方向として長尺状に構成されている。表示媒体１は搬送系２４によって矢印Ａ方向に搬送されるため、図８中央に示す白抜き矢印Ｂの方向に順次画像が書き込まれることとなる。なお、光照射部３２による露光前に表示媒体１をリセット（初期化）するためのリセット光を照射してもよい。本実施形態では、リセット光を照射するリセット光源については図示及び説明を省略する。

光照射部３２により照射されるアドレス光としては、光導電体層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。

光照射部３２としては、例えば、冷陰極管、キセノンランプ、ハロゲンランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＥＬ、レーザ等の光源を一次元のアレイ状に配置したものや、ポリゴンミラーと組み合せたもの、など走査動作によって任意の二次元発光パターンを形成できるものが用いられる。

搬送系２４は、制御部３０からの指示に従って、表示媒体１を図２及び図６において矢印Ａ方向へ移動させる。搬送系２４は、例えばパルスモータ等を含んで構成され、パルスモータの駆動によって表示媒体１を図中矢印Ａ方向へ移動させる。本実施形態では、給電ロール２０、接地用ロール２２、及び光照射部３２の位置は固定であり、表示媒体１を搬送することによって図６及び図８に示す表示領域に２次元状に画像を書き込むようにしている。なお、給電ロール２０及び接地用ロール２２と、光照射部３２との位置関係は、図８に示すように、給電ロール２０及び接地用ロール２２の受電端子５２、６２に対する接触位置は、光照射部３２の光照射位置（露光位置）よりも若干矢印Ｂ方向上流側に位置するように構成されている。

制御部３０は、所定速度で表示媒体１が図２において矢印Ａ方向へ移動するように搬送系２４に指示すると共に、入力された画像データに基づいて、後述するタイミングで入力された画像データに基づく画像光（アドレス光）が光照射部３２により表示媒体１に照射されるように制御し、高圧パルス発生部２６を制御して電圧を印加する。

次に、表示媒体１に対する画像書き込み動作について説明する。

まず、表示媒体１は、矢印Ａ方向上流側予め定めた待機位置にセットされる。その後、制御部３０は、図２及び図６において矢印Ａ方向へ表示媒体１が移動開始するように搬送系２４に指示する。

制御部３０が、搬送系２４に対して表示媒体１の移動開始を指示すると、搬送系２４は表示媒体１の移動を開始させる。これにより、表示媒体１は図２及び図６において矢印Ａ方向へ予め定めた移動速度Ｖａで移動を開始する。

制御部３０は、表示媒体１の先端が給電位置に到達すると、高圧パルス発生部２６を制御して、画像書き込み用の電圧を発生させる。これにより、給電ロール２０及び接地用ロール２２を介して表示媒体１の透明電極５及び６に電圧が印加される。

各分割電極５０に対する給電は、実質的には、各分割電極５０に設けられた受電端子５２に給電ロール２０が接触している期間行なわれる。そして給電ロール２０が受電端子５２から離れた時点で該受電端子５２に対応する分割電極５０に対する給電が終了する。

表示媒体１を矢印Ａ方向に搬送するに従って、複数の分割電極５０に順次電圧が印加され、電圧印加中に光照射部３２からのアドレス光が照射されて画像が書き込まれる。

図９は、本実施形態で実現される、１つの分割電極５０に対する給電期間と、該分割電極５０に対応する領域に対する光照射期間とタイミングを示すタイミングチャートである。

図９（Ａ）が、１つの分割電極５０の受電端子５２と給電ロール２０とが接触している期間を示し、（Ｂ）が、該分割電極５０に対する給電期間を示し、（Ｃ）が光照射部３２による光照射期間（露光期間）を示している。

図９に示すように、受電端子５２と給電ロール２０とが接触している期間内に、電圧を発生させて印加し、更にこの電圧印加期間内にアドレス光を照射する。すなわち、アドレス光を照射する手前から電圧が印加され、アドレス光の照射が終了した後に電圧の印加が終了する。なお、本実施形態では、高圧パルス発生部２６は、電圧発生開始後は、表示媒体１に対する画像の書き込みが全て終了するまでバイアス電圧を発生し続けるように制御され、電圧印加期間は表示媒体１を移動させることによって制御される。従って、本実施形態では、電圧印加期間は受電端子５２と給電ロール２０とが接触している期間と略同一となる。

また、本実施形態では、表示媒体１の各分割電極５０に設けられた受電端子５２がＴ字型の形状を有しており、各分割電極５０の各々の受電端子５２の一部の領域が隣接する分割電極の受電端子５２の一部の領域と接触せずに矢印Ａ方向（矢印Ｂ方向）に重なり合うように構成されている。従って、隣接する２つの分割電極５０の受電端子が重なり合う部分では、給電ロール２０が双方の受電端子５２に接触して隣接する２つの分割電極５０に同時に電圧が印加されることとなる。以下、図１０を用いて、これを説明する。

図１０は、各分割電極５０に設けられた受電端子５０に対する給電ロール２０の給電領域及び光照射部３２の露光領域を示した側面図である。

図１０に示すように、表示媒体１が搬送されて給電ロール２０が隣接する２つの分割電極５０の各受電端子５２の重なり部分に到達すると、この重なり部分では２つの分割電極５０の各受電端子５２の双方に接触するため（図６の点線部も参照）、２つの分割電極５０の双方に電圧が印加されることになる。

このように、隣接する２つの分割電極５０に同時に電圧が印加されている間に、制御部３０は、隣接する２つの分割電極５０間で光照射部３２のアドレス光を照射する領域を矢印Ｂ方向の上流側から下流側に切替える。

図１１は、隣接する２つの分割電極に対する給電期間と、該２つの分割電極に対応する領域に対する光照射タイミングを示すタイミングチャートである。

図１１（Ａ）に示すように、給電ロール２０が１つめの分割電極（矢印Ｂ方向上流側）５０の受電端子５２に接触すると、該１つめの分割電極５０に対する電圧の印加が開始される（Ｔ１）。その後、制御部３０は、図１１（Ｃ）に示すように、光照射部３２を制御して、画像データに基づくアドレス光の照射を開始する（Ｔ２）。その後も表示媒体１の移動を継続し、１つめの分割電極５０に対応する領域へのアドレス光の照射期間（露光期間）中に、１つめ（矢印Ｂ方向上流側）の分割電極５０の受電端子５２と２つめ（矢印Ｂ方向下流側）の分割電極５０の受電端子５２との重なり部分が給電位置に到達する。このとき、図１１（Ｂ）に示すように、２つめの分割電極５０に対する電圧印加が開始され、隣接する２つの分割電極５０の双方に同時に電圧が印加される（Ｔ３）。その後、制御部３０は、図１１（Ｃ）に示すように、１つめの分割電極５０に対応する領域に対するアドレス光の照射が終了した後、光照射部３２によるアドレス光の照射を一端停止する（Ｔ４）。これは、各分割電極５０は微小な間隙を開けて配置されおり、この間隙に対応する領域が非表示領域となるためである。

搬送系２４により表示媒体１が更に矢印Ａ方向に搬送されると、光照射部３２の露光位置が上記間隙を通過して２つめの分割電極５０に対応する領域に到達する。そこで、図１１（Ｃ）に示すように、制御部３０は光照射部３２を制御して２つめの分割電極５０に対応する領域に対する露光を開始する（Ｔ５）。２つめの分割電極５０に対応する領域に対する露光を開始した後、更に表示媒体１を搬送することによって、１つめの分割電極５０の受電端子５２が給電ロール２０から離れて非接触状態となり、１つめの分割電極５０に対する給電が終了する（Ｔ６）。その後、２つめの分割電極５０に対応する領域に対するアドレス光の照射が終了し（Ｔ７）、更にその後に２つめの分割電極５０に対する給電が終了する（Ｔ８）。

このように、隣接する２つの分割電極の受電端子５２の各々に対して同時に電圧を印加している間に、アドレス光の照射領域を、該２つの分割電極５０の矢印Ｂ方向上流側の分割電極５０に対応する領域から矢印Ｂ方向下流側の分割電極５０に対応する領域に切替える。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で様々な設計上の変更を行うようにしてもよい。

例えば、上記実施形態では、Ｔ字型の受電端子５２を全ての分割電極５０において同じ側の端部に設けた場合を例に挙げて説明したが、これに限定されず、例えば、図１２に示すように、各分割電極５０の受電端子５２を矢印Ｂ方向に沿って交互に異なる端部に設ける（すなわち、１つおきに同じ側の端部に設ける）ようにしてもよい。この場合には、図１２に示すように、上記接地用ロール２２に代えて給電ロール２０をもう１つ設け、各受電端子５２に電圧が印加されるようにする。なお、透明電極６側を接地させる接地用ロール２２は、給電ロール２０に対向する裏面側に設け、透明電極６に対する受電端子６２も該裏面側に設けておく（図１２では不図示）。

このような構成であっても、各分割電極５０の各々の受電端子５２の一部の領域が隣接する分割電極の受電端子５２の一部の領域と接触せずに矢印Ｂ方向に重なり合う状態となっている（図１２の点線部分も参照）。従って、上記実施形態と同様に、矢印Ｂ方向上流側から順次分割電極に電圧を印加して露光していくと共に、隣接する２つの分割電極５０の境界部分で露光領域を切替える際には、隣接する２つの分割電極５０に同時に電圧が印加されている間に、露光タイミングを調整して、光照射部３２のアドレス光を照射する領域を矢印Ｂ方向の上流側の分割電極５０に対応する領域から下流側の分割電極５０に対応する領域に切替えることで、表示媒体１の表示領域に画像が形成される。

また、上記実施形態の受電端子５２に代えて図１３に示すような形状の受電端子７０を用いてもよい。この受電端子７０は、図１４の拡大図に示すように、水平部位７２に幅を持たせ、その両端は共に同じ方向、同じ角度で斜め形状に形成されており、水平部位７２が平行四辺形の形状となっている。この水平部位７２と垂直部位７４の一端が一体形成され、垂直部位７４の他端は分割電極５０の端部に接続されている。また、水平部位７２の斜め形状に形成された両端部の各々は、隣接する分割電極５０の受電端子７０の水平部位７２の斜め形状に形成された両端部の一方の端部に接触せずに且つ矢印Ａ方向に重なり合うように配置される。このように受電端子７０を各分割電極５０に設けることにより、上記実施形態と同様に、隣接する２つの分割電極５０の受電端子７０が重なり合う部分（図１３の点線部分も参照。）では、給電ロール２０が双方の分割電極５０の受電端子７０に接触して隣接する２つの分割電極５０に同時に電圧が印加されることとなる。

なお、上記実施形態では、表示層としてコレステリック液晶を用いた場合について説明したが、これに限らず、強誘電性液晶を用いてもよい。

また、上記実施形態では、給電ロール２０、接地用ロール２２、及び光照射部３２が固定された状態で表示媒体１を移動させることにより、給電ロール２０、接地用ロール２２、及び光照射部３２と、表示媒体１とを相対移動させる場合について説明したが、表示媒体１を固定した状態で給電ロール２０、接地用ロール２２、及び光照射部３２を移動させたり、両者を移動させたりすることにより両者を相対移動させるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、透明電極５、６の一方を分割電極により構成する例について説明したが、透明電極５，６の両方を分割電極により構成するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、分割電極が６個の場合について説明したが、これに限らず、分割電極が２以上５個以下、或いは７個以上の場合にも本発明を適用可能である。

表示媒体の断面図である。 画像表示装置の概略構成図である。 表示媒体の等価回路を示す回路図である。 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。 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。 透明電極を構成する複数の分割電極及び各分割電極に設けられた受電端子の配置を示すと共に、該受電端子と給電ロールとの位置関係を示す図である。 分割電極に設けられた受電端子の形状を示す図である。 表示媒体に画像を書き込むときの状態を説明する説明図である。 １つの分割電極に対する給電期間と、該分割電極に対応する領域に対する光照射期間との理想的なタイミングを示すタイミングチャートである。 各分割電極に設けられた受電端子５０に対する給電ロールの給電領域及び光照射部の露光領域を示した側面図である。 隣接する２つの分割電極に対する給電期間と、該２つの分割電極に対応する領域に対する光照射タイミングを示すタイミングチャートである。 受電端子の設置位置の変形例である。 受電端子の変形例である。 図１３に示す分割電極に設けられた受電端子の形状を示す図である。

符号の説明

１ 表示媒体
２ 光書き込み装置
３、４ 透明基板
５、６ 透明電極
７ 表示層
８ ラミネート層
９ 着色層
１０ 光導電体層
１２ コレステリック液晶
２０ 給電ロール
２２ 接地用ロール
２４ 搬送系
２６ 高圧パルス発生部
３０ 制御部
３２ 光照射部
５０ 分割電極
５２、７０ 受電端子

Claims (5)

1. 印加された電圧に応じて選択的に入射光を反射可能であり且つメモリ性を有する表示層と、
   照射された書き込み光に応じて電気抵抗が変化する光導電体層と、
   前記表示層及び前記光導電体層を挟み込むと共に少なくとも一方の電極が所定方向に沿って並置された複数の分割電極から成る一対の電極と、
   を備え、
   前記複数の分割電極の各々の受電端子を、各分割電極の各々の受電端子の一部の領域が隣接する分割電極の受電端子の一部の領域と接触せずに前記所定方向に重なり合うように配置した光書き込み型表示媒体。
2. 印加された電圧に応じて選択的に入射光を反射可能であり且つメモリ性を有する表示層と、照射された書き込み光に応じて電気抵抗が変化する光導電体層と、前記表示層及び前記光導電体層を挟み込むと共に少なくとも一方の電極が所定方向に沿って並置された複数の分割電極から成る一対の電極と、を備えた光書き込み型表示媒体の前記一対の電極に対して電圧を印加する電圧印加手段であって、前記分割電極からなる電極に対しては、隣接する２つの分割電極の受電端子の各々に対して同時に電圧を印加することにより該隣接する２つの分割電極に電圧を印加することが可能な電圧印加手段と、
   前記光導電体層の電圧が印加されている分割電極に対応する領域に対して画像情報に応じた書き込み光を照射する光照射手段と、
   前記光書き込み型画像表示媒体と前記光照射手段とを前記所定方向に沿って相対移動させる相対移動手段と、
   前記電圧印加手段により前記複数の分割電極に前記所定方向に沿って順次電圧を印加して前記光書き込み型表示媒体に画像を書き込む場合に、前記電圧印加手段が隣接する２つの分割電極の受電端子の各々に対して同時に電圧を印加している間に、前記光照射手段による前記書き込み光の照射領域が、該２つの分割電極の前記所定方向上流側の分割電極に対応する領域から前記所定方向下流側の分割電極に対応する領域に切替わるように前記光照射手段及び前記相対移動手段を制御する制御手段と、
   を備えた光書き込み装置。
3. 前記光書き込み型画像表示媒体の前記複数の分割電極の各々の受電端子は、各分割電極の受電端子の一部の領域が隣接する分割電極の受電端子の一部の領域と接触せずに前記所定方向に重なり合うように配置され、
   前記電圧印加手段は、前記受電端子に接触した状態で回転可能なロール状部材であり、
   前記相対移動手段は、更に、前記複数の分割電極に前記所定方向に沿って順次電圧が印加されるように、前記光書き込み型表示媒体と前記電圧印加手段とを前記所定方向に沿って相対移動させる、
   請求項２記載の光書き込み装置。
4. 請求項１に記載の光書き込み型表示媒体と、
   請求項２または請求項３に記載の光書き込み装置と、
   を含む画像表示装置。
5. 印加された電圧に応じて選択的に入射光を反射可能であり且つメモリ性を有する表示層、照射された書き込み光に応じて電気抵抗が変化する光導電体層、および前記表示層及び前記光導電体層を挟み込むと共に少なくとも一方の電極が所定方向に沿って並置された複数の分割電極から成る一対の電極を備えた光書き込み型表示媒体の前記複数の分割電極に前記所定方向に沿って順次電圧を印加しながら前記光導電体層に書き込み光を照射して該光書き込み型表示媒体に画像を書き込む場合に、隣接する２つの分割電極の受電端子の各々に対して同時に電圧を印加している間に、前記書き込み光の照射領域を、該２つの分割電極の前記所定方向上流側の分割電極に対応する領域から前記所定方向下流側の分割電極に対応する領域に切替える光書き込み方法。

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