JP2011002654A - Optical writing device, optical writing type display device, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光書込装置、光書き込み型表示装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to an optical writing device, an optical writing display device, and a program.
特許文献1には、印加電圧の極性により非対称な電流−電圧特性を有する非線形抵抗素子を、液晶画素を駆動するスイッチング素子として用いるアクディブマトリクス型の液晶表示装置に、走査電極に走査信号を印加し、走査信号の選択期間に信号電極にデータ信号を印加して各画素に表示データの書き込みを行う液晶表意装置の駆動方法が開始されている。この液晶表示装置の駆動方法は、液晶画素に正の電圧を印加するときと、負の電圧を印加するときの走査信号の選択期間は同一にし、一方のデータ信号の幅が走査信号の選択期間よりも小さいことを特徴としている。
In
また、引用文献2には、電荷発生層を有する有機感光体と、コレステリック相を形成する液晶を主成分とする液晶層と、有機感光体及び液晶層を挟んで配置された一対の第1及び第2の電極とを備えた光記録素子を駆動する光記録駆動方法が開示されている。この光記録駆動方法は、第1及び第2の電極間に第1のパルスを印加し、その後、第1のパルスと極性が反対で、かつ第1のパルスに比べて振幅の絶対値が小さい第2のパルスを印加することを特徴としている。
Also, in
本発明の課題は、画像の書き込みに寄与する一方の極性の単位パルス波形の面積に対する他方の極性の単位パルス波形の面積の割合が予め定められた範囲内の交流電圧が表示媒体の一対の電極に印加されない場合に比べ、画質低下を抑制する、光書込装置、光書き込み型表示装置及びプログラムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a pair of electrodes of a display medium in which an alternating voltage within a range in which the ratio of the area of one unit pulse waveform of the other polarity to the area of one unit pulse waveform of the other polarity contributing to image writing is within a predetermined range. The present invention provides an optical writing device, an optical writing display device, and a program that can suppress deterioration in image quality as compared with a case where the voltage is not applied to the optical device.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の光書込装置は、少なくとも一方が透光性を有する一対の電極間に、印加される電圧の大きさに応じて反射率が変更されることによって画像が書き込まれるコレステリック液晶層、及び照射される照明光の強度に応じて電気抵抗が変化されることによって前記コレステリック液晶層に印加される電圧を変化させる光導電層が設けられた表示媒体の前記一対の電極間に電圧を印加する電圧印加手段と、透光性を有する前記電極側から前記光導電層に前記照明光を照射する照射手段と、前記照明光が前記光導電層に照射されるように前記照明手段を制御すると共に、一方の極性の第1単位パルス波形と前記一方の極性と異なる極性の第2単位パルス波形とが交互に発生する交流電圧であって、前記第1単位パルス波形の面積に対する前記第2単位パルス波形の面積の割合を示す面積割合が1よりも大きく、かつ前記面積割合に対する初期に前記コレステリック液晶層に画像書き込み用の電圧が印加されたときの反射率と前記コレステリック液晶層に画像書き込み用の電圧が複数回印加されたときの反射率との差で表される反射率差の関係を示す光学特性における前記面積割合が1のときの反射率差に対応する面積割合未満の予め定められた範囲内の交流電圧が前記一対の電極間に印加されるように前記電圧印加手段を制御する制御手段と、を含んで構成されている。
To achieve the above object, in the optical writing device according to
また、請求項2に記載の光書込装置は、請求項1に記載の発明において、前記制御手段が、前記面積割合が、前記光導電層の前記照明光が照射されている領域に対応する前記コレステリック液晶層が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境界点で前記一対の電極間に印加される電圧の大きさに対する前記光導電層の前記照明光が照射されていない領域に対応する前記コレステリック液晶層が前記境界点で前記一対の電極間に印加される電圧の大きさの割合となる交流電圧が前記一対の電極間に印加されるように前記電圧印加手段を制御するものである。
Further, in the optical writing device according to
また、請求項3に記載の光書込装置は、請求項1または請求項2に記載の発明において、前記光導電層を、前記照明光の吸収波長域を有する第1電荷発生層と、前記吸収波長域以外の吸収波長域を有する第2電荷発生層と、前記第1電荷発生層及び前記第2電荷発生層に挟まれる電荷輸送層と、で構成したものである。 An optical writing device according to a third aspect of the present invention is the optical writing device according to the first or second aspect, wherein the photoconductive layer includes a first charge generation layer having an absorption wavelength range of the illumination light, It comprises a second charge generation layer having an absorption wavelength region other than the absorption wavelength region, and a charge transport layer sandwiched between the first charge generation layer and the second charge generation layer.
また、請求項4に記載の光書込装置は、請求項1または請求項2に記載の発明において、前記光導電層を、前記照明光の吸収波長域を有する電荷発生層で電荷輸送層を挟んで構成し、前記制御手段が、前記交流電圧の画像の書き込みに寄与しない極性の電圧が前記電圧印加手段によって前記一対の電極間に印加されるときに前記光導電層に前記照明光を照射しないように前記照明手段を制御するものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the optical writing device according to the first or second aspect, wherein the photoconductive layer is a charge generation layer having an absorption wavelength range of the illumination light, and a charge transport layer is formed. The control unit is configured to irradiate the photoconductive layer with the illumination light when a voltage having a polarity that does not contribute to writing of the AC voltage image is applied between the pair of electrodes by the voltage application unit. The illuminating means is controlled so as not to occur.
一方、上記目的を達成するために、請求項5に記載の光書き込み型表示装置は、請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の光書込装置と、前記照射手段から書き込み光が照射されることにより画像が書き込まれる前記表示媒体と、を含んで構成されている。
On the other hand, in order to achieve the above object, an optical writing type display device according to
一方、上記目的を達成するために、請求項6に記載のプログラムは、コンピュータを、少なくとも一方が透光性を有する一対の電極間に、印加される電圧の大きさに応じて反射率が変更されることによって画像が書き込まれるコレステリック液晶層、及び照射される照明光の強度に応じて電気抵抗が変化されることによって前記コレステリック液晶層に印加される電圧を変化させる光導電層が設けられた表示媒体の前記光導電層に照明光が照射されるように、透光性を有する前記電極側から前記光導電層に前記照明光を照射する照明手段を制御すると共に、一方の極性の第1単位パルス波形と前記一方の極性と異なる極性の第2単位パルス波形とが交互に発生する交流電圧であって、前記第1単位パルス波形の面積に対する前記第2単位パルス波形の面積の割合を示す面積割合が1よりも大きく、かつ前記面積割合に対する初期に前記コレステリック液晶層に画像書き込み用の電圧が印加されたときの反射率と前記コレステリック液晶層に画像書き込み用の電圧が複数回印加されたときの反射率との差で表される反射率差の関係を示す光学特性における前記面積割合が1のときの反射率差に対応する面積割合未満の予め定められた範囲内の交流電圧が前記一対の電極間に印加されるように、前記一対の電極間に電圧を印加する電圧印加手段を制御する制御手段として機能させるためのプログラム。
On the other hand, in order to achieve the above object, the program according to
請求項1、請求項5及び請求項6に係る発明によれば、画像の書き込みに寄与する一方の極性の単位パルス波形の面積に対する他方の極性の単位パルス波形の面積の割合が予め定められた範囲内の交流電圧が表示媒体の一対の電極に印加されない場合に比べ、画質低下を抑制する、という効果が得られる。 According to the first, fifth, and sixth aspects of the invention, the ratio of the area of the unit pulse waveform of the other polarity to the area of the unit pulse waveform of the other polarity that contributes to image writing is predetermined. As compared with a case where an AC voltage within the range is not applied to the pair of electrodes of the display medium, an effect of suppressing deterioration in image quality is obtained.
請求項2に係る発明によれば、面積割合が、光導電層の照明光が照射されている領域に対応するコレステリック液晶層が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境界点で一対の電極間に印加される電圧の大きさに対する光導電層の照明光が照射されていない領域に対応するコレステリック液晶層が境界点で一対の電極間に印加される電圧の大きさの割合となる交流電圧が一対の電極間に印加されない場合に比べ、画質低下を抑制する、という効果が得られる。
According to the invention of
請求項3及び請求項4に係る発明によれば、光導電層を、電荷輸送層及び電荷発生層の二層構造とした場合に比べ、光導電層における電荷の水平方向の拡散を抑制することにより高解像度の画質が得られる、という効果が得られる。
According to the inventions according to
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る光書き込み型表示装置に含まれる表示媒体の構成の一例を示す断面図である。同図に示すように、表示媒体12は、非表示面側(同図の下側)から順に、基板24、電極22、光導電層20、ラミネート層18、光吸収層19、コレステリック液晶層17、電極15、及び基板13が積層されて構成されており、画像に応じた書き込み光の照射及び電圧の印加によって画像が書き込まれ、書き込まれた画像を保持するものである。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a configuration of a display medium included in the optical writing display device according to the present embodiment. As shown in the figure, the
基板13及び基板24は、電極15、コレステリック液晶層17、光吸収層19、ラミネート層18、光導電層20、及び電極22を基板間に保持し、表示媒体12の構造を維持する目的の部材である。基板13及び基板24は、外力に耐える強度を有するシート形状の物体であり、表示面側に設けられた基板13は少なくとも入射光を、表示面と反対側に設けられた基板24は、後述する書き込み光及び初期化準備光(以下、これらを区別せずに用いる場合、「照明光」と総称する。)を少なくとも透過する。また、これらの基板13及び基板24は、フレキシブル性を有していても良い。なお、本実施形態では、光導電層(電荷発生層及び電荷輸送層)に有機材料を用いるため、フレキシブル基板が得られること、成形が容易なこと、コストの点などから、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、ポリカーボネートまたはポリエチレンナフタレートなどの光透過性の高分子フィルムで形成された基板を用いると良い。また、表面に、防汚膜、耐磨耗膜、光反射防止膜、またはガスバリア膜などの公知の機能性膜を形成しても良い。
The
なお、基板13及び基板24は、本実施形態では可視光全域にわたって透過性をもつものであるが、表示させる波長域で透過性を有していても良い。
In addition, although the board |
電極15及び電極22は、詳細を後述する光書込装置14から印加された電圧を、表示媒体12内の各機能層に印加するための部材である。このため、電極15及び電極22は導電性を有し、表示面側に設けられた電極15は少なくとも入射光を、表示面と反対側に設けられた電極22は、照明光を少なくとも透過する。電極15及び電極22の具体例としては、金属(例えば、金またはアルミニウム)、金属酸化物(例えば、酸化インジウム、酸化スズ、または酸化インジウムスズ(ITO))、導電性有機高分子(例えば、ポリチオフェン系またはポリアニリン系)などで形成された導電性膜が挙げられる。また、表面に、密着力改善膜、光反射防止膜、またはガスバリア膜などの公知の機能性膜を形成しても良い。なお、本実施形態において、「導電」及び「導電性」とは、例えば、シート抵抗が500Ω以下のものを示す。
The
なお、電極15及び電極22は、本実施形態では可視光全域にわたって透過性をもつものであるが、表示させる波長域で透過性を有していても良い。
In addition, although the
光導電層20は、電極15と電極22とで挟まれる領域に設けられ、内部光電効果をもち、照明光の照射強度に応じてインピーダンス特性が変化することにより、照射された光の強度分布に応じた電気的特性分布を示す層である。本実施形態においては、光導電層20は、図1に示すように、非表示面側(電極22側)から順に、電荷発生層(Carrier Generation Layer;CGL)20B、電荷輸送層(Carrier Transport Layer;CTL)20Aが順に積層された二層構造とされている。
The
電荷発生層20Bは、照射された光を吸収して電荷を発生する機能を有する層である。従って、表示媒体12に画像を書き込む際に表示媒体12に照射される書き込み光、及び表示媒体12の初期化の準備期間に表示媒体12に照射される初期化準備光としては、電荷発生層20Bが吸収する吸収波長域の光が適用される。電荷発生層20Bとしては、照射された光を吸収して励起子(−電荷と+電荷の一対のキャリア)を発生し、電荷発生層20Bの内部、または電荷発生層20Bと電荷輸送層20Aとの界面で自由キャリアに効率良く分離されるものが良く、具体的には、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、ビスやトリス等のアゾ顔料、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等の縮環芳香族系顔料、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の電荷移動錯体、またはピリリウム塩染料とポリカーボネート樹脂で形成された共昌錯体)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、またはシリコーン樹脂等)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された電荷発生層が挙げられる。
The
電荷輸送層20Aは、電荷発生層20Bで発生した電荷が注入されて、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20Aは、電荷発生層20Bの数10倍の厚みを有する。このため、電荷輸送層20Aの容量、電荷輸送層20Aの暗電流、及び電荷輸送層20A内部に流れる電流が、光導電層20全体の明暗インピーダンスを決定付けている。
The
電荷輸送層20Aは、電荷輸送材料を含んで構成され、電荷発生層20Bからの+電荷の注入が効率良く発生し、注入された正孔がホッピング移動するものが良い。
The
電荷輸送層20A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、または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、または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、または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良い。
The
コレステリック液晶層17は、光導電層20より表示面側に、後述するラミネート層18及び光吸収層19を介して設けられている。コレステリック液晶層17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して、印加される電圧によって入射光の反射及び透過状態の何れかの状態を選択する機能を有し、電圧の印加が解除されても、選択した状態が保持される性質のものが用いられる。また、コレステリック液晶層17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と良い。
The cholesteric
本実施形態のコレステリック液晶層17としては、高分子マトリックス(透明樹脂)17A及びコレステリック液晶17Bを含んで構成された自己保持型液晶複合体の液晶層が用いられる。なお、本実施形態では、コレステリック液晶層17は、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とされており、高分子マトリックス17A中に、コレステリック液晶17Bが分散されて構成されている。
As the cholesteric
高分子マトリックス17A及びコレステリック液晶17Bを含んで構成された自己保持型液晶複合体を形成する形態例としては、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)が挙げられる。
Examples of forming a self-holding type liquid crystal composite including a
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、予め定められた相状態から重合させて相分離させるPIPS(Polymerization Induced Phase Separation)法、ポリビニルアルコールなどの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、予め定められた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される形態例が挙げられるが、特に限定されるものではない。 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. A PIPS (Polymerization Induced Phase Separation) method in which they are mixed, polymerized from a predetermined phase state and phase separated, a polymer such as polyvinyl alcohol and liquid crystal are mixed, suspended and stirred, and the liquid crystal is mixed into the polymer. Droplet-dispersed emulsion method, thermoplastic polymer and liquid crystal are mixed, TIPS (Thermally Induced Phase Separation) method to cool and phase-separate from a heated state to a predetermined phase, polymer and liquid crystal to chloroform It is formed by the SIPS (Solvent Induced Phase Separation) method, etc., in which the polymer and liquid crystal are phase separated by dissolving in a solvent such as State examples include, but not particularly limited.
高分子マトリックス17Aは、コレステリック液晶17Bを保持し、表示媒体12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、例えば、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用いられる。また、高分子マトリックス17Aは、外力に耐える強度をもち、少なくとも反射光及び照明光を透過させる材料であると良い。
The
高分子マトリックス17Aの具体例としては、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、または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される材料(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、またはエポキシ樹脂)等が挙げられる。
Specific examples of the
コレステリック液晶17Bは、入射光のうち特定の色光の反射及び透過状態の何れかの状態を選択する機能を有し、液晶分子が螺旋状に捩れて配向しており、螺旋軸方向から入射した光のうち、螺旋ピッチに依存した特定の光を干渉反射する。この液晶分子は、電場によって配向が変化し、反射状態が変化される。コレステリック液晶17Bは、他の液晶に比べて、印加電圧に対して反射率が高く表示性能が優れており、またメモリ性を有することから、本実施形態の表示媒体12に有効である。
The cholesteric
コレステリック液晶17Bの具体例としては、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、または縮合多環系)、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、またはビフェニル系)を添加したもの等が挙げられる。
Specific examples of the cholesteric
コレステリック液晶17B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、及び赤とする場合には、それぞれ選択反射の中心波長が、例えば、400nm以上500nm以下、500nm以上600nm以下、及び600nm以上700nm以下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良い。
The helical pitch of the cholesteric
上記のコレステリック液晶層17と光導電層20とで挟まれる領域には、光導電層20の電荷輸送層20Aに接する側から順に、ラミネート層18及び光吸収層19が積層されている。ラミネート層18は、それぞれ上下基板内面に形成した各機能層を貼り合わせる際に、凹凸吸収及び接着の役割を果たす目的で設けられる層である。
In a region sandwiched between the cholesteric
ラミネート層18は、高分子材料からなり、熱や圧力によって貼り合わせる対象となる層(本実施形態ではコレステリック液晶層17と光導電層20)を密着及び接着させる材料が選択される。ラミネート層18の材料としては、例えば、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、またはシリコーン樹脂)が挙げられる。なお、本実施形態では、このラミネート層18は、絶縁性の層として構成されている。また、本実施形態において、「絶縁性」及び「絶縁」とは、シート抵抗が1010Ω以上のものを目安とする。
The
光吸収層(遮光層)19は、照明光と入射光とを光学分離し、相互干渉による誤動作を防ぐとともに、画像表示を行う場合に表示媒体12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る。ただし、この目的から、光吸収層19には、少なくとも電荷発生層20Bの吸収波長域の光、及びコレステリック液晶層17の反射波長域の光を吸収する機能が要求される。
The light absorption layer (light-shielding layer) 19 optically separates illumination light and incident light, prevents malfunction due to mutual interference, and displays external light incident from the non-display surface side of the
光吸収層19の具体例としては、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、またはカーボン系)、または有機染料や有機顔料(例えば、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、またはアントロン系)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または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されるものが挙げられる。
Specific examples of the
なお、本実施形態の表示媒体12においては、光吸収層19がラミネート層18を介して電荷輸送層20A上に積層された形態例を挙げているが、電荷輸送層20A上に光吸収層19が直接積層された構成であっても良い。この場合には、光吸収層19を、絶縁性の層として構成すると良い。また、ラミネート層18の材質またはラミネート層18の形成法によっては光導電層20にダメージを与えるものがあり、その場合にはラミネート層18と電荷輸送層20Aとで挟まれる領域に絶縁性の隔離層を設けても良い。
In the
次に、本実施形態に係る表示媒体12の画像の書き込み動作について説明する。
Next, an image writing operation of the
上記のように構成された表示媒体12において、電極15及び電極22間に電圧が印加されると、電極15と電極22とで挟まれる領域に積層された各層には、それぞれの層で分圧された分圧電圧が印加される。その状態で光導電層20に書き込み光が照射されると、その照射された書き込み光に応じて光導電層20の抵抗分布が変化するため、書き込み光に応じてコレステリック液晶層17に印加される分圧電圧も変化する。コレステリック液晶層17に印加される電圧分布が変化すると液晶分子の配向が変化するので、書き込み光に応じた情報がコレステリック液晶層17に表示される。
In the
具体的には、図2を参照して説明する。図2は、図1に示される構造の表示媒体12の等価回路を示す回路図である。図2中、Clc,Copc及びRlc,Ropcは、それぞれコレステリック液晶層17及び光導電層20の静電容量及び抵抗値である。なお、Ce及びReは、コレステリック液晶層17及び光導電層20以外の構成要素の等価静電容量及び等価抵抗値である。
Specifically, this will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the
表示媒体12の電極15及び電極22間に印加される電圧を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電圧Vlc,Vopc及びVeが印加される。さらに、書き込み光を照射すると、この書き込み光の強度に応じて光導電層20の抵抗値Ropcが変化するため、書き込み光による露光または非露光によってコレステリック液晶層17に印加される分圧電圧が制御される。具体的には、電極15及び電極22間に電圧を印加した状態で書き込み光により露光された露光領域は、光導電層20の抵抗値Ropcが小さくなってコレステリック液晶層17に印加される分圧電圧は、非露光領域に比べて大きくなる。
When the voltage applied between the
ここで、コレステリック液晶17Bの光変調機能について更に詳しく説明する。図3(A)〜(C)は、コレステリック液晶17Bの分子配向と光学特性の関係を示す模式的な説明図である。コレステリック液晶17Bは、前述したように、螺旋状に捻られた液晶分子の配向状態で光の反射量が制御される。具体的には、コレステリック液晶17Bは、図3(A)に示すように、螺旋軸がセル表面に略垂直になり、入射光に対して特定の波長の光を反射する選択反射現象を起こすプレーナと、図3(B)に示すように、螺旋軸がセル表面に略平行になり、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と、及び図3(C)に示すように、螺旋構造がほどけて液晶分子が電界方向を向き、入射光を透過させるホメオトロピックと、の3つの相状態を示す。なお、本実施形態において、「略垂直」とは、コレステリック液晶17Bの相状態がプレーナとされたときの水平面と仮定されたセル表面に対する螺旋軸の角度が90度を含む予め定められた角度範囲(例えば、89度よりも大きく、かつ91度よりも小さい範囲)を意味し、「略平行」とは、コレステリック液晶17Bの相状態がフォーカルコニックとされたときの水平面と仮定されたセル表面に対するコレステリック液晶17Bの螺旋軸の角度が0度を含む予め定められた角度範囲(例えば、−1度よりも大きく、かつ1度よりも小さい範囲)を意味する。
Here, the light modulation function of the cholesteric
上記の3つの相状態のうち、プレーナ及びフォーカルコニックは、無電圧で双安定に存在する。従って、コレステリック液晶17Bの配向状態は、コレステリック液晶層17に印加される電圧(分圧電圧Vlc)に対して一義的に決まらず、プレーナ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、フォーカルコニック、ホメオトロピックの順に変化する。また、フォーカルコニック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、ホメオトロピックの順に変化する。一方、コレステリック液晶層17に印加した電圧を急峻にゼロにした場合には、プレーナ及びフォーカルコニックはそのままの状態を維持し、ホメオトロピックはプレーナに変化する。なお、本実施形態において、「電圧を急峻にゼロにする」とは、コレステリック液晶17Bの構成材料や表示媒体12の構成等によっても異なるが、例えば、コレステリック液晶層17への電圧の印加の解除動作を開始してから0.5ms後に電圧がゼロになるようにすることを意味している。また、これに限らず、光書き込み型表示装置10の実機による実験や光書き込み型表示装置10の設計仕様に基づくコンピュータ・シミュレーション等によって、コレステリック液晶17Bの相状態がホメオトロピックのときに電圧の印加の解除動作を開始してから、コレステリック液晶17Bの相状態がホメオトロピックからプレーナに変化するがフォーカルコニックに変化しない限界時間として予め得られた時間が経過したときに電圧がゼロになるようにすれば良い。
Among the above three phase states, the planar and focal conic exist bistable at no voltage. Therefore, the alignment state of the cholesteric
図4は、コレステリック液晶層17の電気光学応答を説明するためのグラフである。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おり、横軸は、コレステリック液晶層17に印加されるパルス電圧である。また、プレーナ、フォーカルコニック及びホメオトロピックの各相状態間には、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、フォーカルコニックとホメオトロピックの相状態変化の閾値電圧を上側閾値電圧Vfhとし、プレーナとフォーカルコニックの相状態変化の閾値電圧を下閾値電圧Vpfとしている。
FIG. 4 is a graph for explaining the electro-optic response of the cholesteric
パルス電圧の印加を解除して電圧値を急峻にゼロにしたときのコレステリック液晶層17は、一例として図4に示すスイッチング挙動を示す。即ち、コレステリック液晶層17に印加された分圧電圧Vlcが上側閾値電圧Vfh以上の場合には、ホメオトロピックからプレーナに変化した選択反射状態となる。コレステリック液晶層17に印加された分圧電圧Vlcが、下側閾値電圧Vpfよりも大きく、かつ上側閾値電圧Vfh未満である場合には、フォーカルコニックによる透過状態となる。コレステリック液晶層17に印加された分圧電圧Vlcが、下側閾値電圧Vpf以下の場合には、電圧印加前の状態を継続した状態、即ち、プレーナによる選択反射状態又はフォーカルコニックによる透過状態となる。
As an example, the cholesteric
例えば、モノクロタイプの光書き込み型表示媒体では、フォーカルコニックを初期状態とすると、コレステリック液晶層17に印加される分圧電圧が大きな(Vfh以上)露光領域では、電圧印加の解除により、ホメオトロピックからプレーナに変化した選択反射状態となり、白画素が表示される。一方、コレステリック液晶層17に印加される分圧電圧が小さい(Vfh未満)非露光領域では、電圧印加の解除により、フォーカルコニックによる透過状態となり、黒画素が表示される。こうして、黒地に白画像が表示される。
For example, in a monochrome type optically writable display medium, when focal conic is in an initial state, in an exposure region where a divided voltage applied to the cholesteric
図5は本実施形態に係る光書き込み型表示装置の構成の一例を示す構成図である。図5に示すように、本実施形態に係る光書込装置14には、表示媒体12が取り付けられており、表示媒体12及び光書込装置14で光書き込み型表示装置10が構成されている。なお、本実施形態では、表示媒体12と光書込装置14とが分離されるように構成された形態例について説明するが、表示媒体12と光書込装置14とが分離されないように一体化された光書き込み型表示装置としても良い。
FIG. 5 is a configuration diagram showing an example of the configuration of the optical writing display device according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, the
光書込装置14は、表示媒体12に画像を書き込む装置であり、表示媒体12に対して書き込み光を露光する機能と表示媒体12の初期化対象となる領域に初期化準備光を露光する機能とを有する照射手段としての露光装置32、表示媒体12の電極15及び電極22間に電圧を印加する電圧印加手段としての電圧印加部26、及び露光装置32と電圧印加部26とに電気的に接続され、これらを制御する制御手段としての制御部28を含んで構成されている。
The
露光装置32は表示媒体12上に、表示媒体12の光導電層20の吸収する吸収波長域の光としての書き込み光を表示媒体12へ照射する2次元状に配置された複数の光源(図示省略)を含んで構成されている。なお、本実施形態では、露光装置32の光源から照射された書き込み光のコレステリック液晶層17の照射領域は、コレステリック液晶層17に表示される画像の各画素に対応する領域以下の大きさとされており、複数の光源の各々からの書き込み光の露光及び非露光が調整されることで、コレステリック液晶層17に表示する画像の各画素に応じて書き込み光の露光及び非露光が調整される。
The
なお、露光装置32を構成する複数の光源としては、制御部28からの入力信号に基づいて、発光させる光源の位置を特定するアドレスとそれ以外の光源の位置を特定するアドレスとを指定することによって表示媒体12の光導電層20へ書き込み光を照射するものであれば、特に制限されるものではない。
In addition, as a plurality of light sources constituting the
露光装置32を構成する複数の光源の具体例としては、LCD(Liquid Crystal Display)パネルとこのLCDパネルに照明光を照射するバックライトとを含んで構成された露光装置が挙げられる。この他にも、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、またはレーザ等を2次元のアレイ状に配置したものが挙げられる。なお、露光装置32は、さらに、各種光学素子(例えば、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、または視野角調整シート)を組み込んで構成しても良い。
As a specific example of the plurality of light sources constituting the
なお、本実施形態では、1つの露光装置で「書き込み光」による露光と「初期化準備光」による露光とを行う形態例を挙げて説明しているが、これに限らず、表示媒体12に対して書き込み光を走査露光する露光装置と、表示媒体12の全面に初期化準備光を一括露光する露光装置と、を別々に設けるようにしても良い。
In this embodiment, an example in which exposure with “writing light” and exposure with “initialization preparation light” is performed with one exposure apparatus is described. However, the present invention is not limited to this. On the other hand, an exposure apparatus that scans and exposes writing light and an exposure apparatus that performs batch exposure of initialization preparation light on the entire surface of the
電圧印加部26は、制御部28からの入力信号に基づいて、表示媒体12の電極15及び電極22間に該入力信号に応じた交流電圧を印加するものであり、例えばバイポーラ高電圧アンプ等が用いられる。なお、本実施形態では、パルス状の正極成分(第1単位パルス波形)とパルス状の負極成分(第2単位パルス波形)とが交互にかつ周期的に変化するパルス状電圧を交流電圧としている。
The
この電圧印加部26による表示媒体12への電圧印加は、詳細には、接触端子25を介して、電極15及び電極22間になされる。ここで、接触端子25とは、電圧印加部26及び表示媒体12の電極15及び電極22に接触して、両者の導通を行う部材であり、電極15、電極22、及び電圧印加部26との接触抵抗が小さいものが選択される。
Specifically, the voltage application to the
接触端子25としては、金属(例えば、金、銀、銅、アルミ、または鉄)、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(例えば、ポリチオフェン系またはポリアニリン系)などでできた端子で、電極を挟むクリップ形状のものが挙げられる。
Examples of the
制御部28は、CPU(Central Processing Unit)28A、読取専用の記憶媒体であるROM(Read Only Memory)28B、及びRAM(Random Access Memory)28Cを含んで構成されている。
The
CPU28Aは、光書込装置14全体の動作を司るものである。記憶媒体としてのROM28Bは、光書込装置14の作動を制御する制御プログラム、後述する画像書込処理プログラム、及び各種パラメータ等を予め記憶する記憶媒体として機能するものである。RAM28Cは、各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられる記憶媒体である。CPU28Aは、ROM28B及びRAM28Cの各々に接続されている。従って、CPU28Aは、ROM28B及びRAM28Cへのアクセスを行う。
The
また、光書込装置14は、不揮発性の記憶媒体であるNVM(Non Volatile Memory)29を備えている。NVM29は、装置の電源スイッチが切られても保持しなければならない各種情報を記憶するものであり、表示媒体12に表示すべき画像を示す画像情報が記憶されている。NVM29は、制御部28のCPU28Aに接続されている。従って、CPU28Aは、ROM28Bに格納されたプログラムに従ってNVM29から画像情報を読み出し、該画像情報により示される画像が表示媒体12に表示されるように、電圧印加部26、露光装置32を制御する。
The
図6には、電極15及び電極22間に駆動電圧が印加されているときの表示媒体12における照明光が照射されている領域に対応するコレステリック液晶層17の領域(以下、「露光部」という。)における電界を示す波形の一例、及び電極15及び電極22間に駆動電圧が印加されているときの表示媒体12における照明光が照射されていない領域に対応するコレステリック液晶層17の領域(以下、「非露光部」という。)における電界を示す波形の一例が示されている。なお、ここで、「駆動電圧」とは、表示媒体12に画像を書き込む際に電極15及び電極22間に印加すべき電圧を意味する。同図に示されるように、電極15及び電極22間に駆動電圧が印加されているときの露光部における電界を示す波形は、電極15及び電極22間に正電圧(交流電圧の正極成分)が印加されたときに露光部に対応する光導電層20の電気抵抗が電極15及び電極22間に負電圧(交流電圧の負極成分)が印加されたときよりも低下し、低下した分だけ露光部の正極側の電界が増大するため、正極側と負極側で非対称となっている。
In FIG. 6, a region of the cholesteric liquid crystal layer 17 (hereinafter referred to as an “exposure portion”) corresponding to a region irradiated with illumination light in the
これに対し、非露光部では電極15及び電極22間に印加される電圧の極性によって光導電層20の電気抵抗が変化しないため、電極15及び電極22間に駆動電圧が印加されているときの非露光部における電界を示す波形は正極側と負極側で対称となっている。
On the other hand, in the non-exposed portion, the electrical resistance of the
このように、露光部では、正極成分と負極成分が非対称な交流電圧が印加されてしまうため、コレステリック液晶層17でのイオン不純物の偏在化を招く。これは表示媒体12に表示される画像の質の低下を招く要因となる。
In this way, in the exposed portion, an alternating voltage in which the positive electrode component and the negative electrode component are asymmetric is applied, which causes uneven distribution of ion impurities in the cholesteric
そこで、本実施形態に係る光書き込み型表示装置10では、正極成分と負極成分が非対称な交流電圧の印加に起因する画質低下を抑制するために電極15及び電極22間に印加される電圧を制御する電圧印加処理が実行される。
Therefore, in the optical
次に、本実施形態に係る光書き込み型表示装置10の作用として、図7を参照しながら、光書き込み型表示装置10によって実行される電圧印加処理について説明する。なお、図7は、入力された画像情報により示される画像を初期化されている状態の表示媒体12に書き込む際にCPU28Aによって実行される電圧印加処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。また、本実施形態に係る光書き込み型表示装置10では、電圧印加処理プログラムがROM28Bに予め記憶されているが、これに限らず、画像書込処理プログラムをCD−ROMやDVD−ROM、USB(Universal Serial Bus)メモリなどのコンピュータによって読み取られる記録媒体に格納した状態で提供する形態を適用してもよいし、有線又は無線による通信手段を介して配信する形態を適用しても良い。また、本実施形態において上記の「初期化」とは、表示媒体12の初期化対象となる領域のコレステリック液晶層17に含まれるコレステリック液晶17Bの相状態をフォーカルコニックにすることを意味する。
Next, as an operation of the optical
同図のステップ100では、コレステリック液晶層17に印加される実効電圧波形が正負両極間で対称となるように、表示媒体12への画像の書き込みに寄与する正極成分の単位パルス波形の面積に対する負極成分の単位パルス波形の面積の割合が後述する予め定められた範囲内の交流電圧の電極15及び電極22間への印加を指示する指示信号を電圧印加部26に出力し、本電圧印加処理プログラムを終了する。
In
上記ステップ100の処理により、電圧印加部26は、CPU28Aに入力された画像情報により示される画像が表示媒体12に書き込まれるように、第1単位パルス波形としての正極成分の単位パルス波形の面積(以下、「正極パルス」という。)に対する第2単位パルス波形としての負極成分の単位パルス波形の面積(以下、「負極パルス」という。)の割合(以下、「面積割合」とも言う。)が予め定められた範囲内の交流電圧を電極15及び電極22間に印加する。
By the processing of
なお、本実施形態では、一例として図8に示すように、負極パルスを「負極パルス=電圧V1×時間t1」で表し、正極パルスを「正極パルス=電圧V2×時間t2」で表した場合、時間t1及び時間t2を固定して、電圧V1及び電圧V2を変えることによって電極15及び電極22間に印加される交流電圧の面積割合を調整している。
In this embodiment, as shown in FIG. 8 as an example, when the negative pulse is represented by “negative pulse = voltage V1 × time t1,” and the positive pulse is represented by “positive pulse = voltage V2 × time t2,” The area ratio of the AC voltage applied between the
次に、上記の「予め定められた範囲」について説明する。 Next, the “predetermined range” will be described.
図9は、表示媒体12に照明光が照射されているときと表示媒体12に照明光が照射されていないときのコレステリック液晶層17の電気光学応答特性の比較例を示すグラフである。同図において、縦軸はコレステリック液晶層17の光反射率を、横軸は電極15及び電極22間に印加される電圧を各々示している。同図において、実線のグラフは、表示媒体12に照明光が照射されているときのコレステリック液晶層17の挙動を示しており、点線のグラフは、表示媒体12に照明光が照射されていないときのコレステリック液晶層17の挙動を示している。
FIG. 9 is a graph showing a comparative example of the electro-optic response characteristics of the cholesteric
同図に示すように、表示媒体12に照明光が照射されていないときにコレステリック液晶層17の相状態がフォーカルコニックからホメオトロピックに変化する上側閾値電圧(以下、「非露光時閾値電圧Vthd」という。)は、表示媒体12に照明光が照射されているときにコレステリック液晶層17の相状態がフォーカルコニックからホメオトロピックに変化する上側閾値電圧(以下、「露光時閾値電圧Vthp」という。)よりも大きい。従って、露光時閾値電圧Vthpよりも大きく、かつ非露光時閾値電圧Vthdよりも小さい電圧(以下、「駆動電圧」という。)が電極15及び電極22間に印加されている状態で、例えば、表示媒体12に書き込み光が照射されれば、表示媒体12に書き込み光に応じた画像が書き込まれる。
As shown in the drawing, when the
図10は、電極15及び電極22間に駆動電圧が印加されているときの露光部に印加される分圧電圧の正極側波形、及び電極15及び電極22間に駆動電圧が印加されているときの非露光部に印加される分圧電圧の正極側波形の比較例を示す図である。
FIG. 10 shows the waveform on the positive side of the divided voltage applied to the exposure portion when the drive voltage is applied between the
同図に示すように、非露光部に印加される分圧電圧よりも露光部に印加される分圧電圧の方が大きく、非露光部に印加される分圧電圧に対する露光部に印加される分圧電圧の割合は、露光時閾値電圧Vthpに対する非露光時閾値電圧Vthdの割合とほぼ一致する。 As shown in the figure, the divided voltage applied to the exposed portion is larger than the divided voltage applied to the non-exposed portion, and is applied to the exposed portion with respect to the divided voltage applied to the non-exposed portion. The ratio of the divided voltage substantially matches the ratio of the non-exposure threshold voltage V thd to the exposure threshold voltage V thp .
図11は、正極パルスに対する負極パルスの複数の予め定められた割合の各々で電極15及び電極22間に複数周期分の交流電圧を印加したときの面積割合と、露光部での光反射率差(Δ光反射率)との関係の一例を示すグラフである。なお、上記の「光反射率差」とは、初期にコレステリック液晶層17に書き込み用の電圧が印加されたとき(例えば、コレステリック液晶層17に初めて書き込み用の電圧が印加されたとき)のコレステリック液晶層17の光反射率(イニシャル光反射率)と電極15及び電極22間に複数周期分の交流電圧を印加したときのコレステリック液晶層17の光反射率との差の絶対値を示す値であり、この値は「0」に近いほど良い。上記複数周期とは、連続で100回駆動したときのことを言う。
FIG. 11 shows the area ratio when an AC voltage for a plurality of cycles is applied between the
同図に示すように、電極15及び電極22間に印加される交流電圧の面積割合が「1」よりも大きく、かつ「4.3」未満の範囲では、光反射率差が良好とみなせる範囲に収まっているが、それ以外では、光反射率差が良好とみなせる範囲を超えている。
As shown in the figure, in the range where the area ratio of the AC voltage applied between the
なお、本実施形態では、上記の「良好とみなせる範囲」を、0以上であり、かつ正極パルスに対する負極パルスの割合が1のときの露光部の光反射率差(例えば、1.6)未満の範囲としている。 In the present embodiment, the above-mentioned “range that can be considered good” is 0 or more and less than the light reflectance difference (for example, 1.6) of the exposed portion when the ratio of the negative pulse to the positive pulse is 1. The range is as follows.
図12は、正極パルスに対する負極パルスの複数の予め定められた割合の各々で電極15及び電極22間に複数周期分の交流電圧を印加したときの面積割合と露光部での光反射率差との関係、及び正極パルスに対する負極パルスの複数の予め定められた割合の各々で電極15及び電極22間に複数周期分の交流電圧を印加したときの面積割合と非露光部での光反射率差との関係の比較例を示すグラフである。なお、下記の表1には図12に示すグラフを構成するデータが示されている。
FIG. 12 shows an area ratio when a plurality of cycles of AC voltage is applied between the
同図に示すように、非露光部において、電極15及び電極22間に印加される交流電圧の面積割合が「3.3」未満の領域では、光反射率差が良好とみなせる範囲に収まっているが、それ以外では、光反射率差が良好とみなせる範囲を超えている。これに対し、露光部は、前述したように、正極パルスに対する負極パルスの割合が「1」よりも大きく、かつ「4.3」未満の範囲で、光反射率差が良好とみなせる範囲に収まっている。
As shown in the figure, in the area where the area ratio of the AC voltage applied between the
従って、表示媒体12に画像を書き込む場合には、露光部であっても非露光部であっても正極パルスに対する負極パルスの割合を光反射率差が良好とみなせる範囲に収まるようにすればよいので、交流電圧の正極パルスに対する負極パルスの割合が「1」よりも大きく、かつ「3.3」未満の範囲内の交流電圧が電極15及び電極22間に印加されるように電圧印加部26を制御する。すなわち、上記の表1に示すように、第1周期目にコレステリック液晶層17に書き込み用の電圧が印加されたときの光反射率と第100周期目にコレステリック液晶層17に書き込み用の電圧が印加されたときの光反射率との差の絶対値を示す値(光反射率差)の露光部と非露光部との差異を1.6%以下にする交流電圧が電極15及び電極22間に印加されるように電圧印加部26を制御する。
Therefore, when an image is written on the
なお、図12に示すように、露光部での電極15及び電極22間に印加される交流電圧の面積割合、及び非露光部での電極15及び電極22間に印加される交流電圧の面積割合が「2」以上「3」以下の範囲で露光部の光反射率差と非露光部の光反射率差との差が最も縮まるため、表示媒体12に画像を書き込む場合には、面積割合が「2」以上「3」以下の範囲内の交流電圧が電極15及び電極22間に印加されるように電圧印加部26を制御するとより良い。
In addition, as shown in FIG. 12, the area ratio of the alternating voltage applied between the
また、図12に示すように、露光部での電極15及び電極22間に印加される交流電圧の面積割合、及び非露光部での電極15及び電極22間に印加される交流電圧の面積割合が「2」(=非露光時閾値電圧Vthd/露光時閾値電圧Vthp)のときに、露光部の光反射率差と非露光部の光反射率差との差が最も縮まり、かつ露光部の光反射率差及び非露光部の光反射率差の平均値が他の割合での露光部の光反射率差及び非露光部の光反射率差の平均値よりも「0」に近くなるため、表示媒体12に画像を書き込む場合には、面積割合が「2」となる交流電圧が電極15及び電極22間に印加されるように電圧印加部26を制御するとより良い。すなわち、上記の表1に示すように、第1周期目にコレステリック液晶層17に書き込み用の電圧が印加されたときの光反射率と第100周期目にコレステリック液晶層17に書き込み用の電圧が印加されたときの光反射率との差の絶対値を示す値(光反射率差)の露光部と非露光部との差異を0.1%以下にする交流電圧が電極15及び電極22間に印加されるように電圧印加部26を制御する。
Further, as shown in FIG. 12, the area ratio of the AC voltage applied between the
よって、上記の「予め定められた範囲」とは、1よりも大きく、かつ面積割合に対する光反射率差の関係を示す光学特性における面積割合が1のときの光反射率差に対応する面積割合未満の範囲を意味する。 Therefore, the above-mentioned “predetermined range” is an area ratio corresponding to the light reflectance difference when the area ratio in the optical characteristics is greater than 1 and indicates the relationship of the light reflectance difference with respect to the area ratio. Means less than.
このように、表示媒体12に画像を書き込む場合には、面積割合が、1よりも大きく、かつ面積割合が1の交流電圧が印加されることにより露光部の光反射率差(例えば、正極パルスに対する負極パルスの割合が1のときの露光部の光反射率差「1.6」)に相当する光反射率差を非露光部が示すときの値(例えば、3.3)を超えない予め定められた範囲(例えば、「1」よりも大きく、かつ「3.3」未満の範囲)内の交流電圧が電極15及び電極22間に印加されるように電圧印加部26を制御する。これによって、コレステリック液晶層17に印加される実効電圧波形が正負両極間で対称となる。
As described above, when an image is written on the
なお、上記実施形態では、電極15及び電極22間に印加される交流電圧の面積割合を、電極15及び電極22間に対する電圧の印加時間を固定して、印加電圧を変えることによって調整するようにしているが、電極15及び電極22間に対する電圧の印加時間を固定して、電極15及び電極22間に対する印加電圧を変えることによって電極15及び電極22間に印加される交流電圧の面積割合を調整する場合であっても、電極15及び電極22間に対する印加電圧を固定して、電極15及び電極22間に対する電圧の印加時間を変えることによって電極15及び電極22間に印加される交流電圧の面積割合を調整する場合であっても、一例として図13に示すように、光反射率差に対してほぼ同等に寄与するため、電極15及び電極22間に印加される交流電圧の面積割合を、電極15及び電極22間に対する印加電圧を固定して電極15及び電極22間に対する電圧の印加時間を変えることによって調整するようにしても良い。
In the above embodiment, the area ratio of the AC voltage applied between the
また、上記実施形態では、二層構造の光導電層20を適用した表示媒体12を例に挙げたが、これに限らず、表示面側から順に、電荷発生層(上CGL)、電荷輸送層、電荷発生層(下CGL)が順に積層された所謂デュアルCGL構造の光導電層を適用した表示媒体としても良い。図15には、デュアルCGL構造の光導電層を適用した表示媒体の構成を示す断面図が示されている。同図に示されるように、表示媒体12Bは、表示媒体12に比べて、光導電層20に代えて光導電層20’を適用している点が異なっている。光導電層20’は、光導電層20に比べて、電荷発生層20Cが更に設けられている点が異なっている。電荷発生層20Cは、ラミネート層18と電荷輸送層20Aとで挟まれる領域に配置される。電荷発生層20Cは、電荷発生層20Bのように、照射された光を吸収して電荷を発生させる機能を有する層であるが、初期化準備光及び書き込み光の吸収波長域以外の吸収波長域を有する。なお、同図の電荷発生層20B及び電荷発生層20Cを共に初期化準備光及び書き込み光の吸収波長域を有するものとしても良い。この場合、CPU28Aが、交流電圧の画像の書き込みに寄与しない極性の電圧(上記実施形態では、交流電圧の負極成分)が電圧印加部26によって電極15及び電極22間に印加されるときに光導電層20’に照明光を照射しないように露光装置32を制御する。
In the above embodiment, the
メカニズムは必ずしも明らかではないが、電荷発生層20Cの存在によって、電荷が一時的にトラップされることで、電荷の水平方向の拡散を抑制し、より解像度の高い画質を提供できるものと推測される。 Although the mechanism is not necessarily clear, it is assumed that the charge is temporarily trapped by the presence of the charge generation layer 20C, thereby suppressing the horizontal diffusion of the charge and providing a higher resolution image quality. .
また、上記実施形態では、表示媒体12への画像の書き込みに寄与する交流電圧の極性成分を正極成分としたが、これに限らず、負極成分であっても良い。この場合、電極15及び電極22間に印加される交流電圧の負極パルスに対する正極パルスの割合が、露光時閾値電圧Vthpに対する非露光時閾値電圧Vthdの割合を含む予め定められた範囲に収まるように電圧印加部26を制御する。
In the above embodiment, the polarity component of the alternating voltage that contributes to the writing of the image on the
また、上記実施形態では、表示媒体12が固定された状態で光源30Aを移動させることにより表示媒体12と光源30Aとを相対移動させる構成としたが、光源部30Aを固定した状態で表示媒体12を移動させたり、両者を移動させたりする構成であっても良い。
In the above embodiment, the
10 光書き込み型表示装置
12 表示媒体
14 光書込装置
17 コレステリック液晶層
20,20’ 光導電層
20A 電荷輸送層
20B,20C 電荷発生層
15,22 電極
26 電圧印加部
28 制御部
32 露光装置
DESCRIPTION OF
Claims (6)
透光性を有する前記電極側から前記光導電層に前記照明光を照射する照射手段と、
前記照明光が前記光導電層に照射されるように前記照明手段を制御すると共に、一方の極性の第1単位パルス波形と前記一方の極性と異なる極性の第2単位パルス波形とが交互に発生する交流電圧であって、前記第1単位パルス波形の面積に対する前記第2単位パルス波形の面積の割合を示す面積割合が1よりも大きく、かつ前記面積割合に対する初期に前記コレステリック液晶層に画像書き込み用の電圧が印加されたときの反射率と前記コレステリック液晶層に画像書き込み用の電圧が複数回印加されたときの反射率との差で表される反射率差の関係を示す光学特性における前記面積割合が1のときの反射率差に対応する面積割合未満の予め定められた範囲内の交流電圧が前記一対の電極間に印加されるように前記電圧印加手段を制御する制御手段と、
を含む光書込装置。 A cholesteric liquid crystal layer in which an image is written by changing the reflectance according to the magnitude of an applied voltage between a pair of electrodes having at least one of translucency, and depending on the intensity of illumination light to be irradiated Voltage applying means for applying a voltage between the pair of electrodes of the display medium provided with the photoconductive layer that changes the voltage applied to the cholesteric liquid crystal layer by changing the electrical resistance;
An irradiation means for irradiating the photoconductive layer with the illumination light from the electrode side having translucency;
The illumination means is controlled so that the illumination light is applied to the photoconductive layer, and a first unit pulse waveform having one polarity and a second unit pulse waveform having a polarity different from the one polarity are alternately generated. And an area ratio indicating the ratio of the area of the second unit pulse waveform to the area of the first unit pulse waveform is greater than 1, and an image is written to the cholesteric liquid crystal layer at an initial stage relative to the area ratio. The optical characteristics showing the relationship between the reflectance when the voltage for application is applied and the reflectance difference expressed by the difference between the reflectance when the voltage for image writing is applied to the cholesteric liquid crystal layer a plurality of times. The voltage application means is controlled so that an AC voltage within a predetermined range less than the area ratio corresponding to the reflectance difference when the area ratio is 1 is applied between the pair of electrodes. And control means,
An optical writing device.
前記制御手段は、前記交流電圧の画像の書き込みに寄与しない極性の電圧が前記電圧印加手段によって前記一対の電極間に印加されるときに前記光導電層に前記照明光を照射しないように前記照明手段を制御する請求項1または請求項2記載の光書込装置。 The photoconductive layer is configured by sandwiching a charge transport layer with a charge generation layer having an absorption wavelength range of the illumination light,
The control means is configured to prevent the illumination light from being applied to the photoconductive layer when a voltage having a polarity that does not contribute to writing of the AC voltage image is applied between the pair of electrodes by the voltage application means. 3. The optical writing device according to claim 1, wherein the optical writing device controls the means.
前記照射手段から書き込み光が照射されることにより画像が書き込まれる前記表示媒体と、
を含む光書き込み型表示装置。 An optical writing device according to any one of claims 1 to 4,
The display medium on which an image is written by being irradiated with writing light from the irradiation means;
An optical writable display device.
少なくとも一方が透光性を有する一対の電極間に、印加される電圧の大きさに応じて反射率が変更されることによって画像が書き込まれるコレステリック液晶層、及び照射される照明光の強度に応じて電気抵抗が変化されることによって前記コレステリック液晶層に印加される電圧を変化させる光導電層が設けられた表示媒体の前記光導電層に照明光が照射されるように、透光性を有する前記電極側から前記光導電層に前記照明光を照射する照明手段を制御すると共に、一方の極性の第1単位パルス波形と前記一方の極性と異なる極性の第2単位パルス波形とが交互に発生する交流電圧であって、前記第1単位パルス波形の面積に対する前記第2単位パルス波形の面積の割合を示す面積割合が1よりも大きく、かつ前記面積割合に対する初期に前記コレステリック液晶層に画像書き込み用の電圧が印加されたときの反射率と前記コレステリック液晶層に画像書き込み用の電圧が複数回印加されたときの反射率との差で表される反射率差の関係を示す光学特性における前記面積割合が1のときの反射率差に対応する面積割合未満の予め定められた範囲内の交流電圧が前記一対の電極間に印加されるように、前記一対の電極間に電圧を印加する電圧印加手段を制御する制御手段として機能させるためのプログラム。 Computer
A cholesteric liquid crystal layer in which an image is written by changing the reflectance according to the magnitude of an applied voltage between a pair of electrodes having at least one of translucency, and depending on the intensity of illumination light irradiated And having a translucency so that illumination light is irradiated to the photoconductive layer of the display medium provided with the photoconductive layer that changes the voltage applied to the cholesteric liquid crystal layer by changing the electrical resistance. The illumination means for irradiating the illumination light to the photoconductive layer from the electrode side is controlled, and a first unit pulse waveform having one polarity and a second unit pulse waveform having a polarity different from the one polarity are alternately generated. And an area ratio indicating a ratio of the area of the second unit pulse waveform to the area of the first unit pulse waveform is greater than 1, and an initial value with respect to the area ratio A reflectance difference expressed by a difference between a reflectance when an image writing voltage is applied to the cholesteric liquid crystal layer and a reflectance when an image writing voltage is applied to the cholesteric liquid crystal layer a plurality of times. The pair of electrodes so that an alternating voltage within a predetermined range less than an area ratio corresponding to a reflectance difference when the area ratio in the optical characteristic indicating the relationship is 1 is applied between the pair of electrodes. A program for functioning as control means for controlling voltage application means for applying a voltage therebetween.
Priority Applications (1)
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JP2009145506A JP2011002654A (en) | 2009-06-18 | 2009-06-18 | Optical writing device, optical writing type display device, and program |
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KR102014650B1 (en) * | 2018-04-19 | 2019-08-26 | 아이리스 옵트로닉스 컴패니 리미티드 | Cholesteric liquid crystal writing board |
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2009
- 2009-06-18 JP JP2009145506A patent/JP2011002654A/en active Pending
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