JP2010079000A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像情報により示される画像を視認できない状態で形成し、当該視認できない画像を必要に応じて可視化する。
【解決手段】コレステリック液晶を含む表示層３２Ａ，３２Ｂと、複数の画素毎の電圧を印加することが可能なように少なくとも３２Ａ，３２Ｂを挟持する走査電極１８及びデータ電極３２Ｂを積層させて構成された表示媒体１２を含み、表示層３２Ａ及び表示層３２Ｂの抵抗値は、各電極を介して表示層３２Ａに液晶がフォーカルコニック状態となる電圧が印加された際に表示層３２Ｂに液晶がプレーナ状態となる電圧が印加され、表示層３２Ａに液晶がホメオトロピック状態となる電圧が印加された際に表示層３２Ｂに液晶がフォーカルコニック状態となる電圧が印加される大きさとれており、各電極に印加する電圧を調整することで、表示媒体１２に画像情報に基づいた画像を視認できない状態で形成した後、視認できない状態で形成された画像を可視化する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像表示装置に関する。

特許文献１には、互いに波長の異なる可視光を選択反射し、外部印加電圧に対する動作閾値が上下閾値共に互いに異なるコレステリック液晶で構成される複数の選択反射層が積層され、その外側に電極が配置される積層型光変調素子によって、２色以上の画像を表示し、記録する技術が開示されている。
特開２００７−５７６３０号公報

本発明は、画像情報により示される画像を視認できない状態で形成し、当該視認できない画像を必要に応じて可視化することができる画像表示装置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に記載の発明は、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に変化するバイアス電圧に対する動作閾値である下閾値、及びフォーカルコニック状態からホメオトロピック状態に変化するバイアス電圧に対する動作閾値である上閾値が互いに異なり、プレーナ状態で同一の波長の可視光を選択反射する液晶を含む第１の表示層と第２の表示層とを挟持する電極とを積層させて構成された表示媒体を含み、前記電極を介して前記第１の表示層に対して前記第１の表示層に含まれる前記液晶がフォーカルコニック状態となる電圧が印加された際に、前記第２の表示層に対して前記第２の表示層に含まれる前記液晶がプレーナ状態となる電圧が印加され、前記電極を介して前記第１の表示層に対して前記第１の表示層に含まれる前記液晶がホメオトロピック状態となる電圧が印加された際に、前記第２の表示層に対して前記第２の表示層に含まれる前記液晶がフォーカルコニック状態となる電圧が印加される大きさとしている。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記表示媒体に画像情報に基づいた画像を視認できない状態で形成する場合には、前記画像情報に基づいて、前記第１の表示層に対して前記第１の表示層に含まれる前記液晶がフォーカルコニック状態となる電圧が印加された際に、前記第２の表示層に対して前記第２の表示層に含まれる前記液晶がプレーナ状態となる電圧が印加される第１の電圧、又は前記第１の表示層に対して前記第１の表示層に含まれる前記液晶がホメオトロピック状態となる電圧が印加された際に、前記第２の表示層に対して前記第２の表示層に含まれる前記液晶がフォーカルコニック状態となる電圧が印加される第２の電圧を前記電極に印加し、前記表示媒体に視認できない状態で形成された画像を可視化する場合には、前記第１の電圧を、視認できない画像が形成された前記表示媒体の前記電極に印加する電圧印加手段を含むものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記電圧印加手段が、前記表示媒体に視認できない状態で形成された画像を可視化する場合に、前記第１の表示層に含まれる前記液晶の一部又は全部がフォーカルコニック状態となるように前記第１の電圧を、視認できない画像が形成された前記表示媒体の前記電極に印加するものである。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項記載の発明において、前記表示媒体を、装置本体に対して着脱可能としたものである。

更に、請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項記載の発明において、前記表示媒体は、印加される電圧の大きさが大きくなるにつれてプレーナ状態からフォーカルコニック状態を経てホメオトロピック状態へ変化し、プレーナ状態で反射する光の波長、又はプレーナ状態で反射する光の円偏光の向きが前記第１の表示層及び前記第２の表示層に含まれる前記液晶とは異なる液晶を含む第３の表示層が積層されている。

請求項１に記載の発明によれば、画像情報により示される画像を視認できない状態で形成し、当該視認できない画像を必要に応じて可視化することができる、という優れた効果を有する。

請求項２に記載の発明によれば、簡易な構成で、画像情報により示される画像を視認できない状態で形成し、当該視認できない画像を必要に応じて可視化することができる、という優れた効果を有する。

また、請求項３に記載の発明によれば、視認できない状態で形成された画像を必要に応じて一部だけ可視化することができる、という優れた効果を有する。

また、請求項４に記載の発明によれば、表示媒体の持ち運びを容易にすることができる、という優れた効果を有する。

更に、請求項５に記載の発明によれば、視認できない状態で形成された画像とは異なる視認可能な画像を表示媒体に形成することができる、という優れた効果を有する。

［第１の実施の形態］
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１に、本実施の形態に係る画像表示装置１０の電気的構成の一例を示す。

本実施の形態に係る画像表示装置１０は、表示媒体１２及び駆動装置１４を備えており、表示媒体１２は画像表示装置１０から着脱可能とされている。

具体的には、表示媒体１２はコネクタ１６Ａ及びコネクタ１７Ａを、駆動装置１４はコネクタ１６Ｂ及びコネクタ１７Ｂを備えており、コネクタ１６Ａとコネクタ１６Ｂとが着脱可能とされ、コネクタ１７Ａとコネクタ１７Ｂとが着脱可能とされている。そして、コネクタ１６Ａとコネクタ１６Ｂとが電気的かつ機械的に接続され、コネクタ１７Ａとコネクタ１７Ｂとが電気的かつ機械的に接続されることにより、コネクタ１６Ａ，１６Ｂ及びコネクタ１７Ａ，１７Ｂを介して駆動装置１４から表示媒体１２に画像情報に基づいた電圧が印加され、表示媒体１２に画像が形成される。

本実施の形態に係る表示媒体１２は、短冊状で透明な複数の走査電極１８及び複数のデータ電極２０を備えている。なお、各走査電極１８と各データ電極２０とは、複数の画素毎の電圧を印加することが可能なように詳細を後述する表示層３２Ａ，３２Ｂを挟持し、各々が交差するように対向して配置される。これにより、各走査電極１８と各データ電極２０との交差位置が画素を構成し、画像表示に必要な画素数に対応した本数の走査電極１８及びデータ電極２０が表示媒体１２に備えられている。なお、本実施の形態に係る走査電極１８及びデータ電極２０は、一例として、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）で形成されている。

また、本実施の形態に係る表示媒体１２は、図２の断面図に示されるように、画像を表示する表示面側から、基板３０Ａ、走査電極１８、印加される電圧が大きくなるにつれてプレーナ状態からフォーカルコニック状態を経てホメオトロピック状態へ画素毎に変化し、プレーナ状態で同一の波長の可視光を選択反射するコレステリック液晶を含む表示層３２Ａ，３２Ｂ、表示層３２Ａ，３２Ｂを透過した光を吸収する光吸収層３４、データ電極２０、及び基板３０Ｂが積層されている。そして、表示層３２Ａ，３２Ｂに形成された画像は表示面側から視認される。

なお、本実施の形態に係る基板３０Ａ，３０Ｂは、透光性を有しているＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）で形成されている。なお、当該基板３０Ａ，３０Ｂは、ガラス及びシリコン等の無機シート、又はポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、及びポリエチレンナフタレート等の高分子フィルムを用いて形成してもよい。

本実施の形態に係る表示層３２Ａ，３２Ｂは、上述したようにコレステリック液晶を含むと共に、透明樹脂で構成される自己保持型液晶複合体である。ただし、本発明においては、表示層３２Ａ，３２Ｂが自己保持型液晶複合体であることは必須ではなく、単にコレステリック液晶のみで表示層３２Ａ，３２Ｂを構成しても構わない。なお、以下の説明において、表示層３２Ａ，３２Ｂを区別する場合は、符号の末尾に対応するＡ，Ｂのいずれかを付して説明し、表示層３２Ａ，３２Ｂを区別しない場合は、Ａ，Ｂを省略する。

コレステリック液晶は、入射光のうち特定の波長の光の反射・透過状態を変調する機能を有し、液晶分子が螺旋状によじれて配向しており、螺旋軸方向から入射した光のうち、螺旋ピッチに依存して特定の波長の光を干渉反射する。さらに、コレステリック液晶は、表示層３２に形成される電界の強度によって配向が変化し、当該配向の変化によって入射光の反射状態を変化させることができる。当該反射状態として、図３（Ａ）に螺旋軸が表面に対してほぼ垂直になり、螺旋ピッチに応じた特定の波長の光を選択的に反射するプレーナ状態を示し、図３（Ｂ）に螺旋軸が表面に対してほぼ平行になり、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状態を示し、図３（Ｃ）に液晶分子の螺旋構造がほどけ、液晶分子が電界の向きに従い、入射光を透過させるホメオトロピック状態であるホメオトロピック状態を示す。

上記の３つの状態のうち、プレーナ状態及びフォーカルコニック状態は、無電圧で双安定に存在する。したがって、コレステリック液晶の配向状態は、表示層３２に印加される電圧に対して一義的に決まらず、図４に示すように、プレーナ状態が初期状態の場合には、印加電圧の増加に伴って、プレーナ状態、フォーカルコニック状態、ホメオトロピック状態の順に変化し、フォーカルコニック状態が初期状態の場合には、印加電圧の増加に伴って、フォーカルコニック状態、ホメオトロピック状態の順に変化する特性を有している。なお、本実施の形態に係る表示層３２では、一例として、プレーナ状態を初期状態とする。

一方、表示層３２に印加した電圧を急激にゼロにした場合には、プレーナ状態とフォーカルコニック状態はそのままの状態を維持し、ホメオトロピック状態はプレーナ状態に変化する特性を有している。

したがって、表示層３２に電圧を印加した後に電圧印加を解除することで、表示層３２に印加されていた電圧が急激にゼロとされたときの表示層３２は、図４に示すスイッチング挙動を示し、電圧印加解除前に表示層３２に印加されていた電圧が電圧Ｖｆｈ（上側閾値電圧）以上のときには、電圧印加解除後にはコレステリック液晶はホメオトロピック状態からプレーナ状態に変化した選択反射状態となり、電圧Ｖｐｆ（下閾値電圧）と電圧Ｖｆｈとの間のときには、フォーカルコニック状態による透過状態となり、電圧Ｖｐｆ以下のときには、電圧印加前の状態を継続した状態、すなわちプレーナ状態による選択反射状態又はフォーカルコニック状態による透過状態となる。

なお、図４において、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、プレーナ状態、フォーカルコニック状態およびホメオトロピック状態の各状態間には、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、プレーナ状態とフォーカルコニック状態の状態変化のしきい値電圧を電圧Ｖｐｆとし、フォーカルコニック状態とホメオトロピック状態の状態変化のしきい値電圧を電圧Ｖｆｈとしている。

また、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、カイラル剤（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。また、コレステリック液晶を、高分子マトリクス中に分散したものや、高分子ゲル化したものや、マイクロカプセル化したものでもよい。また、液晶は高分子、中分子、低分子のいずれでもよく、またこれらの混合物でもよい。

一方、図１に示す駆動装置１４は、駆動装置１４の動作を司る制御部４０、画像情報を記憶しているメモリ４２、電力供給部４４Ａから供給される電圧を制御部４０の指示に従い、コネクタ１６Ａ，１６Ｂを介して各走査電極１８に印加する走査電極駆動部４６、電力供給部４４Ｂから供給される電圧を制御部４０の指示に従い、コネクタ１７Ａ，１７Ｂを介して各データ電極２０に印加するデータ電極駆動部４８を備えている。

制御部４０は、メモリ４２に記憶されている画像情報に基づいて、走査電極１８の行番号を指定するための行番号指定信号、及び印加する電圧の大きさを指定するための走査電極用電圧指定信号を走査電極駆動部４６に出力すると共に、その行番号指定信号により指定された走査電極１８に対応して電圧を印加すべきデータ電極２０の列番号を指定するための列番号指定信号、及び電圧の大きさを指定するためのデータ電極用電圧指定信号をデータ電極駆動部４８に出力する。

走査電極駆動部４６は、制御部４０から行電極指定信号によって指定された行の走査電極１８に対して、走査電極用電圧指定信号で指定された大きさの電圧を印加する。

データ電極駆動部４８は、制御部４０から列番号指定信号によって指定された列のデータ電極２０に対して、データ電極用電圧指定信号で指定された大きさの電圧を印加する。

なお、以下の説明において、走査電極１８及びデータ電極２０を介して、表示層３２に印加される電圧をバイアス電圧という。

なお、本実施の形態に係る表示層３２Ａ及び表示層３２Ｂは、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に変化するバイアス電圧に対する動作閾値である下閾値、及びフォーカルコニック状態からホメオトロピック状態に変化するバイアス電圧に対する動作閾値である上閾値が互いに異なり、走査電極１８及びデータ電極２０を介して表示層３２Ａに対して表示層３２Ａに含まれるコレステリック液晶がフォーカルコニック状態となる電圧が印加されるようなバイアス電圧が印加された際に、表示層３２Ｂに対して表示層３２Ｂに含まれるコレステリック液晶がプレーナ状態となる電圧が印加され、走査電極１８及びデータ電極２０を介して表示層３２Ａに対して表示層３２Ａに含まれるコレステリック液晶がホメオトロピック状態となる電圧が印加されるようなバイアス電圧が印加された際に、表示層３２Ｂに対して表示層３２Ｂに含まれるコレステリック液晶がフォーカルコニック状態となる電圧が印加されるように構成される。

前記動作を実現するために、本実施の形態に係る表示媒体１２では、液晶材料や各層の厚みを適切に調整することで、表示層３２Ａ及び表示層３２Ｂの抵抗と容量を適宜調整する。すなわち、表示層３２Ａの抵抗値は、表示層３２Ｂの抵抗値に比較して高く、また、表示層３２Ａの容量は、表示層３２Ｂの容量に比較して低い。これにより表示層３２Ａと表示層３２Ｂとで走査電極１８及びデータ電極２０を介して印加されるバイアス電圧に対するコレステリック液晶の動作閾値が異なる。

その他、表示層３２Ａ及び表示層３２Ｂのスイッチング挙動は、表示層３２Ａ及び表示層３２Ｂを構成するコレステリック液晶の誘電率異方性、弾性率、螺旋ピッチ、高分子の骨格構造や側鎖、相分離プロセス、高分子マトリックスと表示層３２Ａ及び表示層３２Ｂとの界面のモルフォロジー、これらの総合によって決まる高分子マトリックスと表示層３２Ａ及び表示層３２Ｂとの界面におけるアンカリング効果の程度などによっても制御することができる。図５に、表示層３２Ａ，３２Ｂに含まれるコレステリック液晶のスイッチング挙動の一例を示す。同図に示すように、表示層３２Ａの下閾値電圧ＶｐｆＡは表示層３２Ｂの下閾値電圧ＶｐｆＢに対して小さく、表示層３２Ａの上閾値電圧ＶｆｈＡも表示層３２Ｂの上閾値電圧ＶｆｈＢに対して小さい。

このため、範囲Ｖａに含まれる大きさのバイアス電圧が走査電極１８及びデータ電極２０の間に印加された場合は、表示層３２Ａ及び表示層３２Ｂに含まれるコレステリック液晶は共にプレーナ状態であり、範囲Ｖｂに含まれる大きさのバイアス電圧が走査電極１８及びデータ電極２０の間に印加された場合は、表示層３２Ａに含まれるコレステリック液晶はフォーカルコニック状態となる一方、表示層３２Ｂに含まれるコレステリック液晶はプレーナ状態のままである。また、範囲Ｖｃに含まれる大きさのバイアス電圧が走査電極１８及びデータ電極２０の間に印加された場合は、表示層３２Ａに含まれるコレステリック液晶はホメオトロピック状態となる一方、表示層３２Ｂに含まれるコレステリック液晶はフォーカルコニック状態となる。さらに、範囲Ｖｄに含まれる大きさのバイアス電圧が走査電極１８及びデータ電極２０の間に印加された場合は、表示層３２Ａ及び表示層３２Ｂに含まれるコレステリック液晶は共にホメオトロピック状態となる。このように、表示層３２Ａ及び表示層３２Ｂの抵抗値の大きさを異ならせることによって、１回のバイアス電圧の印加によって、表示層３２Ａと表示層３２Ｂとを独立に制御することができる（以下、「しきい値シフト法」という。）。

なお、本実施の形態に係る画像表示装置１０は、上記しきい値シフト法を用いて、画像情報に基づいて、表示層３２Ａに対して表示層３２Ａに含まれるコレステリック液晶がフォーカルコニック状態となる電圧が印加された際に、表示層３２Ｂに対して表示層３２Ｂに含まれるコレステリック液晶がプレーナ状態となる電圧が印加されるバイアス電圧Ｖｘ、又は表示層３２Ａに対して表示層３２Ａに含まれるコレステリック液晶がホメオトロピック状態となる電圧が印加された際に、表示層３２Ｂに対して表示層３２Ｂに含まれるコレステリック液晶がフォーカルコニック状態となる電圧が印加されるバイアス電圧Ｖｙを走査電極１８及びデータ電極２０の間に印加することで、表示媒体１２に画像情報に基づいた画像を視認できない状態で形成する不可視画像形成処理を行う。また、表示媒体１２に視認できない状態で形成された画像を可視化する場合には、バイアス電圧Ｖｘを視認できない画像が形成された表示媒体１２の各走査電極１８及び各データ電極２０の間に印加することで可視化処理を行う。

上記不可視画像形成処理によって、図６に示すように、画像情報により示される画像（以下、「ポジ画像」という。）が表示層３２Ｂに形成されるのに対して、ポジ画像に対して明暗が逆転した画像（以下、「ネガ画像」という。）が表示層３２Ａに形成され、表示面からはネガ画像とポジ画像とが合成された中間調のベタ画像が視認される。

また、上記可視化処理によって、表示層３２Ｂに形成された画像が維持されつつ表示層３２Ａに含まれるコレステリック液晶がフォーカルコニック状態となるため、図７に示すように、表示層３２Ａに形成された画像は消去され、表示面からは表示層３２Ｂに形成されたポジ画像が視認される。

なお、本実施の形態に係る表示媒体１２は、画像表示装置１０から着脱可能とされているため、不可視画像形成処理済みの表示媒体１２を画像表示装置１０から取り外し、当該表示媒体１２を他の画像表示装置１０に取り付け、当該他の画像表示装置１０において当該表示媒体１２に対して可視化処理を実行してもよい。

次に、図８を参照して、本実施の形態に係る画像表示装置１０の作用を説明する。なお、図８は、例えば、画像表示装置１０の電源スイッチがオンとなっている状態等、画像表示装置１０が表示媒体１２に対して画像を表示できる状態となっている場合に、制御部４０によって実行される画像表示プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは制御部４０の内部メモリの予め定められた記憶領域に予め記憶されている。

まず、ステップ１００では、例えば図示しない操作部を介して、表示媒体１２に表示する画像情報が選択されるまで待ち状態となる。

次のステップ１０２では、上記選択された画像情報に基づいて、走査電極駆動部４６に行電極指定信号及び走査電極用電圧指定信号を出力し、データ電極駆動部４８に列番号指定信号及びデータ電極用電圧指定信号を出力して、バイアス電圧Ｖｘ又はバイアス電圧Ｖｙを走査電極１８及びデータ電極２０の間に印加させることで、不可視画像形成処理を実行する。これにより、表示層３２Ａ，３２Ｂに含まれるコレステリック液晶の状態が画素毎に変化し、表示層３２Ａに画像情報に基づいたネガ画像が形成され、表示層３２Ｂに画像情報に基づいたポジ画像が形成される。

次のステップ１０４では、上記操作部を介して、可視化処理を実行させる可視化指示が入力されるまで待ち状態となる。

次のステップ１０６では、バイアス電圧Ｖｘを各走査電極１８及び各データ電極２０の間に印加させるように、走査電極駆動部４６に行電極指定信号及び走査電極用電圧指定信号を出力し、データ電極駆動部４８に列番号指定信号及びデータ電極用電圧指定信号を出力することで、可視化処理を実行し、本プログラムを終了する。これにより、表示層３２Ａに形成された画像は消去され、表示媒体１２には画像情報により示される画像が表示される。

また、本実施の形態では可視化処理として、バイアス電圧Ｖｘを各走査電極１８及び各データ電極２０の間に印加する場合、すなわち表示媒体１２の全面にバイアス電圧Ｖｘを印加する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、表示層３２Ａに含まれるコレステリック液晶の一部がフォーカルコニック状態となるようにバイアス電圧Ｖｘを印加し、不可視画像形成処理によって形成された画像の一部を可視化する形態としてもよい。

この形態の場合、可視化させる上記一部を特定するために、例えば、操作部を介して、予め定められた位置（一例として、表示媒体１２の左上端）を基準とした矩形領域を示す座標を入力する。

そして、可視化指示と共に、上記一部として特定された矩形領域の座標を示す可視化部分信号が制御部４０に入力される。そして、制御部４０は、可視化部分信号で示される部分にバイアス電圧Ｖｘが印加されるように、走査電極駆動部４６に行電極指定信号及び走査電極用電圧指定信号を出力すると共に、データ電極駆動部４８に列番号指定信号及びデータ電極用電圧指定信号を出力する。

なお、本実施の形態では上記一部の形状として矩形を適用したが、これに限らず、円形、楕円形、三角形、及び五角形以上の多角形等、他の形状を適用してもよい。

［第２の実施の形態］
本第２の実施の形態では、表示媒体に３層の表示層が含まれる形態例について説明する。

図９に本第２の実施の形態に係る表示媒体１２’の断面図を示す。なお、図９における図２と同一の構成部分については図２と同一の符号を付して、その説明を省略する。

本第２の実施の形態に係る表示媒体１２’は、プレーナ状態で反射する光の波長が表示層３２Ａ及び表示層３２Ｂとは異なるコレステリック液晶を含む表示層３２Ｃ、表示層３２Ｃに画像情報に基づいてバイアス電圧を印加するための走査電極１８’及びデータ電極２０’を備えている。なお、データ電極２０と走査電極１８’とは基板３０Ｃによって電気的に絶縁状態とされている。

本第２の実施の形態に係る表示媒体１２’に含まれる表示層３２Ｃに画像を形成させる場合は、表示層３２Ａ及び表示層３２Ｂに形成させる画像を示す画像情報と異なる画像情報に基づいて、制御部４０が走査電極１８’の行番号を指定するための行番号指定信号、及び走査電極１８’に印加する電圧の大きさを指定するための走査電極用電圧指定信号を走査電極駆動部４６に出力する。さらに、制御部４０は、上記行番号指定信号により指定された走査電極１８’に対応して電圧を印加すべきデータ電極２０’の列番号を指定するための列番号指定信号、及びデータ電極２０’に印加する電圧の大きさを指定するためのデータ電極用電圧指定信号をデータ電極駆動部４８に出力する。そして、走査電極駆動部４６は、行電極指定信号によって指定された行の走査電極１８’に対して、走査電極用電圧指定信号で指定された大きさの電圧を印加し、データ電極駆動部４８は、列番号指定信号によって指定された列のデータ電極２０’に対して、データ電極用電圧指定信号で指定された大きさの電圧を印加する。

これにより、表示層３２Ｃには表示層３２Ａ及び表示層３２Ｂに形成される画像と異なる画像が形成され、表示面からは、表示層３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃに形成された各画像が重ね合わされた画像が視認される。すなわち、不可視画像形性処理によって、表示層３２Ａ，３２Ｂに画像を形成した場合は、表示層３２Ｃに形成された画像が視認され、可視化処理が実行された後は、表示層３２Ｂに形成された画像と表示層３２Ｃに形成された画像が重ね合わされた画像が視認される。

なお、本第２の実施の形態では、走査電極１８’、表示層３２Ｃ、及びデータ電極２０’を、表示面を基準としてデータ電極２０よりも下側に積層した場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、表示面を基準として走査電極１８よりも上側に積層する形態としてもよい。

また、本第２の実施の形態では、表示層３２Ｃとして、コレステリック液晶がプレーナ状態で反射する光の波長が、表示層３２Ａ及び表示層３２Ｂとは異なる表示層を用いた場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、表示層３２Ｃとして、プレーナ状態で反射する光の円偏光の向きが表示層３２Ａ及び表示層３２Ｂとは異なる表示層を用いる形態としてもよい。

この形態の場合、表示層３２Ｃに含まれるコレステリック液晶の螺旋のねじれ方向を、表示層３２Ａ及び表示層３２Ｂに含まれるコレステリック液晶の螺旋のねじれ方向と逆方向とする。例えば、表示層３２Ａ及び表示層３２Ｂに含まれるコレステリック液晶の螺旋のねじれ方向が右回りの場合は、表示層３２Ｃに含まれるコレステリック液晶の螺旋のねじれ方向を左回りとする。これにより、表示層３２Ａ及び表示層３２Ｂに含まれるコレステリック液晶がプレーナ状態で反射する光は、右円偏光の光となり、左円偏光の光は表示層３２Ａ及び表示層３２Ｂを透過し、当該透過した左円偏光の光は表示層３２Ｃに含まれるコレステリック液晶がプレーナ状態の場合に反射される。

また、本第２の実施の形態では、表示層３２Ｃに対応する走査電極１８’及びデータ電極２０’を備えた場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１０に示される表示媒体１２”のように、表示層３２Ｃを表示層３２Ａ，３２Ｂと共に走査電極１８及びデータ電極２０の間に積層し、走査電極１８及びデータ電極２０を用いて表示層３２Ｃにバイアス電圧を印加する形態としてもよい。

この形態の場合、例えば、表示層３２Ｃの抵抗値を表示層３２Ａ，３２Ｂに比較して低くし、表示層３２Ａ，３２Ｂに含まれるコレステリック液晶がフォーカルコニック状態の場合でも、表示層３２Ｃに含まれるコレステリック液晶がプレーナ状態となるようにする。これにより、表示層３２Ａ，３２Ｂとは異なる画像が表示層３２Ｃに形成され、可視化処理が実行された後でも、表示層３２Ｃに形成された画像が維持される。

以上、本発明を上記各実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記各実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

また、上記各実施の形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における組み合わせにより種々の発明を抽出できる。上記各実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

例えば、上記各実施の形態では、画像情報に基づいて表示面に印加する電圧の大きさを変化させることで、表示媒体１２に画像を表示させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電圧を印加すると共に画像情報に基づいた光を表示媒体１２に照射することによって、表示媒体１２に画像を表示させる形態としてもよい。

図１１に、上記形態に係る画像表示装置の表示媒体１２'''を示す。なお、図１１は２層の表示層３２Ａ，３２Ｂを備えた場合の一例である。

表示媒体１２'''は、透光性を有する電極６０Ａ、及び電極６０Ａと対となる透光性を有する電極６０Ｂを備える。この一対の電極６０Ａ，６０Ｂの間には、表示面側から、表示層３２Ａ，３２Ｂ、光吸収層３４、及び画像書き込み用の光に応じて抵抗値が変化する光導電層６２が積層されている。

光導電層６２は、予め定められた波長の光を吸収すると共に、光導電層６２に形成された電界下で当該波長の光を照射されると、内部光電効果により正電荷と負電荷が生成され（光電荷）、この電荷が印加された電界により移動して光電流が流れる。光電荷の生成量は光の強度によるため、照射された光の強度に応じて抵抗値が小さくなる。なお、光導電層６２に照射される光としては、当該光導電層６２が光吸収感度を有する波長領域の光が用いられる。

また、この形態に係る画像表示装置は、表示媒体１２'''の表示面とは逆の面と対向するように配置された露光部６４を備えており、露光部６４は、表示媒体１２'''に対して、画像情報に基づいた画像書き込み用の光を照射する。当該露光部６４から照射される光の波長は、光導電層６２で吸収することのできる波長である。

この形態において、表示層３２Ａ，３２Ｂに画像を形成する場合は、表示層３２Ａ，３２Ｂにかかる電圧が、範囲Ｖｂに含まれる大きさになるような電圧を電極６０Ａ，６０Ｂに印加すると共に、露光部６４によって画像書き込み用の光を画像情報に基づいて選択的に照射する。これにより、露光部６４によって露光された光導電層６２の領域は抵抗値が低下し、表示層３２Ａ，３２Ｂに印加される分圧が上昇する。これにより、露光された領域では表示層３２Ａ，３２Ｂに印加される電圧が範囲Ｖｃに含まれる大きさとなる。このようにして非露光領域における表示層３２Ａ，３２Ｂに印加される電圧がＶｘ，露光領域における表示層３２Ａ，３２Ｂに印加される電圧がＶｙとなるように制御し、表示媒体１２'''に対して不可視画像形成処理及び可視化処理を実行する。

その他、上記各実施の形態で説明した画像表示装置１０の構成（図１、図２、及び図９〜図１１参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要な部分を削除したり、新たな部分を追加したりすることができることは言うまでもない。

また、上記各実施の形態で説明した画像表示プログラムの処理の流れ（図８参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりすることができることは言うまでもない。

第１の実施の形態に係る画像表示装置の電気的構成を示す図である。 第１の実施の形態に係る表示媒体の断面図である。 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図である。 コレステリック液晶の光学特性とコレステリック液晶に印加される電圧の関係を示すグラフである。 第１の実施の形態に係る抵抗値が各々異なる２種類の表示層に含まれるコレステリック液晶の光学特性とコレステリック液晶に印加される電圧の関係を示すグラフである。 第１の実施の形態に係る表示層に形成される画像を示す模式図である。 第１の実施の形態に係る可視化処理によって表示層に形成される画像を示す模式図である。 第１の実施の形態に係る画像表示プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係る表示媒体の断面図である。 第２の実施の形態における他の形態に係る表示媒体の断面図である。 他の形態に係る表示媒体の断面図である。

符号の説明

１０ 画像表示装置
１２ 表示媒体
１８ 走査電極（電極）
２０ データ電極（電極）
３２Ａ 第１の表示層
３２Ｂ 第２の表示層
３２Ｃ 第２の表示層
４６ 走査電極駆動部（電圧印加手段）
４８ データ電極駆動部（電圧印加手段）

Claims (5)

1. プレーナ状態からフォーカルコニック状態に変化するバイアス電圧に対する動作閾値である下閾値、及びフォーカルコニック状態からホメオトロピック状態に変化するバイアス電圧に対する動作閾値である上閾値が互いに異なり、プレーナ状態で同一の波長の可視光を選択反射する液晶を含む第１の表示層と第２の表示層とを挟持する電極とを積層させて構成された表示媒体を含み、
   前記電極を介して前記第１の表示層に対して前記第１の表示層に含まれる前記液晶がフォーカルコニック状態となる電圧が印加された際に、前記第２の表示層に対して前記第２の表示層に含まれる前記液晶がプレーナ状態となる電圧が印加され、前記電極を介して前記第１の表示層に対して前記第１の表示層に含まれる前記液晶がホメオトロピック状態となる電圧が印加された際に、前記第２の表示層に対して前記第２の表示層に含まれる前記液晶がフォーカルコニック状態となる電圧が印加される大きさとした画像表示装置。
2. 前記表示媒体に画像情報に基づいた画像を視認できない状態で形成する場合には、前記画像情報に基づいて、前記第１の表示層に対して前記第１の表示層に含まれる前記液晶がフォーカルコニック状態となる電圧が印加された際に、前記第２の表示層に対して前記第２の表示層に含まれる前記液晶がプレーナ状態となる電圧が印加される第１の電圧、又は前記第１の表示層に対して前記第１の表示層に含まれる前記液晶がホメオトロピック状態となる電圧が印加された際に、前記第２の表示層に対して前記第２の表示層に含まれる前記液晶がフォーカルコニック状態となる電圧が印加される第２の電圧を前記電極に印加し、前記表示媒体に視認できない状態で形成された画像を可視化する場合には、前記第１の電圧を、視認できない画像が形成された前記表示媒体の前記電極に印加する電圧印加手段を含む請求項１記載の画像表示装置。
3. 前記電圧印加手段は、前記表示媒体に視認できない状態で形成された画像を可視化する場合に、前記第１の表示層に含まれる前記液晶の一部又は全部がフォーカルコニック状態となるように前記第１の電圧を、視認できない画像が形成された前記表示媒体の前記電極に印加する請求項２記載の画像表示装置。
4. 前記表示媒体を、装置本体に対して着脱可能とした請求項１〜請求項３の何れか１項記載の画像表示装置。
5. 前記表示媒体は、印加される電圧の大きさが大きくなるにつれてプレーナ状態からフォーカルコニック状態を経てホメオトロピック状態へ変化し、プレーナ状態で反射する光の波長、又はプレーナ状態で反射する光の円偏光の向きが前記第１の表示層及び前記第２の表示層に含まれる前記液晶とは異なる液晶を含む第３の表示層が積層されている請求項１〜請求項４の何れか１項記載の画像表示装置。