JP2011053482A - 光書込型表示媒体及び光書込型表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐光性が向上した光書込型表示媒体及び光書込型表示装置を提供する。
【解決手段】光書込型表示媒体100は、光透過性を有する一対の電極2,8と、一対の電極2,8間に設けられ、書込光照射側から順に下部電荷発生層3C/電荷輸送層3B/上部電荷発生層3Aの積層構造を有する光スイッチング層3と、電極8と上部電荷発生層3Aとの間に設けられ、メモリ性を有する表示層7とを備えた光変調素子100Aと、光変調素子100Aの書込光照射側とは逆側に積層され、一対の電極12,18と光スイッチング層13と表示層17A,17Bとを備えた光変調素子100Bとを含んで構成され、書込光を透過し、300nm以上420nm以下の全波長域における吸光度が1以上である外部遮光層10が、光変調素子100Aの光変調素子100Bの積層面とは逆側に設けられている。
【選択図】図1
【解決手段】光書込型表示媒体100は、光透過性を有する一対の電極2,8と、一対の電極2,8間に設けられ、書込光照射側から順に下部電荷発生層3C/電荷輸送層3B/上部電荷発生層3Aの積層構造を有する光スイッチング層3と、電極8と上部電荷発生層3Aとの間に設けられ、メモリ性を有する表示層7とを備えた光変調素子100Aと、光変調素子100Aの書込光照射側とは逆側に積層され、一対の電極12,18と光スイッチング層13と表示層17A,17Bとを備えた光変調素子100Bとを含んで構成され、書込光を透過し、300nm以上420nm以下の全波長域における吸光度が1以上である外部遮光層10が、光変調素子100Aの光変調素子100Bの積層面とは逆側に設けられている。
【選択図】図1
Description
本発明は、光書込型表示媒体及び光書込型表示装置に関する。
従来の光書込型表示装置としては、例えば、光アドレス型表示媒体に画像を書き込むための光アドレス型表示媒体の書き込み装置であって、前記光アドレス型表示媒体の書き込み側の面にアドレス光を照射する露光手段と、前記アドレス光の進行方向に対して、その短辺の傾斜が略平行になるように配された細長の板状体が複数配列してなるルーバー状で、前記光アドレス型表示媒体の書き込み側の面に着脱自在な外光遮断部材と、を備えることを特徴とする光アドレス型表示媒体の書き込み装置が知られている(特許文献1参照)。
特許文献1には、外光の存在下であってもそれに影響されること無く、形成される表示画像において良好なコントラストを得ることができる光アドレス型表示媒体の書き込み方法およびそれに用いるに適した部材、並びに書き込み装置を提供することを目的とする旨が記載されている。
また、従来の光書込型表示媒体及び光書込型表示装置としては、例えば、基板上に少なくとも、電極層、下部電荷発生層、電荷輸送層、および上部電荷発生層を順次積層した、交流電界あるいは交流電流により駆動される機能素子のスイッチングを行うための光スイッチング素子であって、前記下部電荷発生層および上部電荷発生層の少なくとも上部電荷発生層の電荷発生材が、X線回折スペクトルにおけるブラッグ角で表わされる、特定の結晶構造を有するクロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニンおよびチタニルフタロシアニンである光スイッチング素子と、機能素子(表示素子)とを結合した光書込型表示媒体及び当該表示媒体を備えた光書込型表示装置が知られている(特許文献2参照)。
特許文献2には、光感度が大きい光スイッチング素子を提供することを目的とする旨が記載されている。
本発明の目的は、後に記載する300nm以上420nm以下の全波長域における吸光度が1以上である遮光層が設けられておらず、太陽光に晒される環境下における使用が出来ない場合に比して、耐光性が向上した光書込型表示媒体及び光書込型表示装置を提供することにある。
[1]光透過性を有する第1の一対電極と、
前記第1の一対電極間に設けられ、第1の波長域で照射される書込光の強度に応じて抵抗値を変化させる第1の光スイッチング層と、
前記第1の一対電極の一方の電極と前記第1の光スイッチング層との間に設けられ、第1の読出光を反射する第1の表示層と、を備えた第1の光変調素子と、
前記第1の光変調素子の前記表示層側に積層され、光透過性を有する第2の一対電極と、
前記第2の一対電極間に設けられ、前記第1の波長域とは異なる第2の波長域で照射される書込光の強度に応じて抵抗値を変化させる第2の光スイッチング層と、
前記第2の一対電極の一方の電極と前記第2の光スイッチング層との間に設けられ、第2の読出光を反射する第2の表示層と、を備えた第2の光変調素子と、
前記第1の光変調素子の前記第2の光変調素子の積層面とは逆側に設けられ、前記第1の波長域の書込光及び前記第2の波長域の書込光を透過し、300nm以上420nm以下の全波長域における吸光度が1以上である遮光層と、
を備えたことを特徴とする光書込型表示媒体。
前記第1の一対電極間に設けられ、第1の波長域で照射される書込光の強度に応じて抵抗値を変化させる第1の光スイッチング層と、
前記第1の一対電極の一方の電極と前記第1の光スイッチング層との間に設けられ、第1の読出光を反射する第1の表示層と、を備えた第1の光変調素子と、
前記第1の光変調素子の前記表示層側に積層され、光透過性を有する第2の一対電極と、
前記第2の一対電極間に設けられ、前記第1の波長域とは異なる第2の波長域で照射される書込光の強度に応じて抵抗値を変化させる第2の光スイッチング層と、
前記第2の一対電極の一方の電極と前記第2の光スイッチング層との間に設けられ、第2の読出光を反射する第2の表示層と、を備えた第2の光変調素子と、
前記第1の光変調素子の前記第2の光変調素子の積層面とは逆側に設けられ、前記第1の波長域の書込光及び前記第2の波長域の書込光を透過し、300nm以上420nm以下の全波長域における吸光度が1以上である遮光層と、
を備えたことを特徴とする光書込型表示媒体。
[2]前記遮光層が、300nm以上435nm以下の全波長域における吸光度が1以上である遮光層であることを特徴とする前記[1]に記載の光書込型表示媒体。
[3]前記第2の書込光は、440nm以上480nm以下の波長の光であることを特徴とする前記[1]又は前記[2]に記載の光書込型表示媒体。
[4]前記第1の表示層及び前記第2の表示層は、メモリ性を有する表示層であることを特徴とする前記[1]〜[3]のいずれか1つに記載の光書込型表示媒体。
[5]前記第1の光変調素子は、書込光照射側から順に下部電荷発生層/電荷輸送層/上部電荷発生層の積層構造を有する光スイッチング層を有し、
前記上部電荷発生層及び前記下部電荷発生層は、フタロシアニン顔料を含み、前記電荷輸送層は、下記一般式(1)で示されるスチルベン化合物を含むことを特徴とする前記[1]〜[4]のいずれか1つに記載の光書込型表示媒体。
(一般式(1)中、R1〜R4はそれぞれ独立に水素原子、メチル基、又はエチル基を表す。)
[6]前記スチルベン化合物が、下記一般式(2)で示されるスチルベン化合物であることを特徴とする前記[5]に記載の光書込型表示媒体。
(一般式(2)中、R1〜R4はそれぞれ独立に水素原子、メチル基、又はエチル基を表す。)
[7]前記スチルベン化合物が、下記構造式(III−1)、(III−2)及び(III−3)で示されるスチルベン化合物より選ばれる少なくとも1種以上のスチルベン化合物であることを特徴とする前記[6]に記載の光書込型表示媒体。
前記上部電荷発生層及び前記下部電荷発生層は、フタロシアニン顔料を含み、前記電荷輸送層は、下記一般式(1)で示されるスチルベン化合物を含むことを特徴とする前記[1]〜[4]のいずれか1つに記載の光書込型表示媒体。
[6]前記スチルベン化合物が、下記一般式(2)で示されるスチルベン化合物であることを特徴とする前記[5]に記載の光書込型表示媒体。
[7]前記スチルベン化合物が、下記構造式(III−1)、(III−2)及び(III−3)で示されるスチルベン化合物より選ばれる少なくとも1種以上のスチルベン化合物であることを特徴とする前記[6]に記載の光書込型表示媒体。
[8]前記下部電荷発生層に含まれる前記フタロシアニン顔料が、(1)X線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)がi)7.4°、16.6°、25.5°及び28.3°、ii)6.8°、17.3°、23.6°及び26.9°、又はiii)8.7°〜9.2°、17.6°、24.0°、27.4°及び28.8°に回折ピークを有する結晶構造のクロロガリウムフタロシアニン、(2)X線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)がi)7.5°、9.9°、12.5°16.3°、18.6°、25.1°及び28.3°ii)7.7°、16.5°、25.1°及び26.6°、iii)7.9°、16.5°、24.4°及び27.6°、iv)7.0°、7.5°、10.5°、11.7°、12.7°、17.3°、18.1°、24.5°、26.2°及び27.1°、v)6.8°、12.8°、15.8°及び26.0°、又はvi)7.4°、9.9°、25.0°、26.2°及び28.2°に回折ピークを有する結晶構造のヒドロキシガリウムフタロシアニン、及び/又は(3)X線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)がi)9.3°及び26.3°、又はii)9.5°、9.7°、11.7°、15.0°、23.5°、24.1°、及び27.3°に回折ピークを有する結晶構造のチタニルフタロシアニンの群より選ばれる1種以上のフタロシアニン顔料であることを特徴とする前記[5]〜[7]のいずれか1つに記載の光書込型表示媒体。
[9]前記上部電荷発生層に含まれる前記フタロシアニン顔料が、(1)前記クロロガリウムフタロシアニンのいずれか1種以上、(2)前記ヒドロキシガリウムフタロシアニンのいずれか1種以上、及び/又は(3)前記チタニルフタロシアニンのいずれか1種以上であることを特徴とする前記[8]に記載の光書込型表示媒体。
[10]前記[1]〜[9]のいずれか1つに記載の光書込型表示媒体と、
前記表示媒体に光書込みを行う書込装置とを備えることを特徴とする光書込型表示装置。
前記表示媒体に光書込みを行う書込装置とを備えることを特徴とする光書込型表示装置。
請求項1〜4に係る発明によれば、300nm以上420nm以下の全波長域における吸光度が1以上である上記遮光層が設けられておらず、太陽光に晒される環境下における使用が出来ない場合に比して、耐光性が向上した光書込型表示媒体を提供することができる。
請求項5〜9に係る発明によれば、請求項1〜4に係る発明よりも更に優れた耐光性を有する光書込型表示媒体を提供することができる。
請求項10に係る発明によれば、300nm以上420nm以下の全波長域における吸光度が1以上である上記遮光層が設けられておらず、太陽光に晒される環境下における使用が出来ない場合に比して、耐光性が向上した光書込型表示装置を提供することができる。
(光書込型表示媒体の構成)
図1は、本発明の実施の形態に係る光書込型表示媒体の構成例を示す概略図である。
図1は、本発明の実施の形態に係る光書込型表示媒体の構成例を示す概略図である。
本発明の実施の形態に係る光書込型表示媒体100は、光照射側から順に、外部遮光層10、基板1、電極2、光スイッチング層3(下部電荷発生層3C/電荷輸送層3B/上部電荷発生層3A)、内部遮光層5、接着層6、表示層7、電極8、及び基板9を有する光変調素子100Aと、基板11、電極12、光スイッチング層13(下部電荷発生層13C/電荷輸送層13B/上部電荷発生層13A)、内部遮光層15B、接着層16、表示層17B、内部遮光層15A、表示層17A、電極18、及び基板19を有する光変調素子100Bとが積層されて構成されている。場合によっては、光スイッチング層を保護したり、密着性を向上させる目的で、光スイッチング層3と内部遮光層5の間、及び光スイッチング層13と内部遮光層15Bの間に隔離層4,14を設けてもかまわない。また、内部遮光層5,15Bは、基本的に光スイッチング層と表示層の間に設けてあればよく、それぞれ、接着層6と表示層7との間、および接着層16と表示層17Bの間に設けてあってもかまわない。以下、光書込型表示媒体100の各部の構成について説明する。なお、「光照射」とは、特に断らない限り、「書込光の照射」を意味する。
(外部遮光層10)
外部遮光層10は、光変調素子100Aの光変調素子100Bが積層された面とは逆側、すなわち、基板1の外側に設けられる。
外部遮光層10は、光変調素子100Aの光変調素子100Bが積層された面とは逆側、すなわち、基板1の外側に設けられる。
外部遮光層10は、光書込型表示媒体100の光照射側(図1中、基板1側)から表示媒体100に照射される光のうち、書込みに用いられる波長以外の波長、例えば、外光や太陽光などの光を吸収し、媒体へのダメージを抑制する目的で設けられる。このため、外部遮光層10には、書込光を透過(望ましくは透過率80%以上)し、書込みに利用されない光については遮光する材料を使用することが望ましい。特に光エネルギーの高い、短波長の光について、遮光することが高い効果が得られることから望ましい。本実施の形態においては、光スイッチング層13を駆動するため書込光として、440nm以上480nm以下の波長域の書込光を使用するため、これより短波長域である300nm以上420nm以下の全波長領域(望ましくは300nm以上435nm以下の全波長領域)について、吸光度1以上(望ましくは2以上、より望ましくは3以上、更に望ましくは4以上、最も望ましくは5以上)の遮光性能を有することが望ましい。これにより、300nm以上420nm以下の全波長領域(望ましくは300nm以上435nm以下の全波長領域)の光が光スイッチング層に照射されることが抑制され、効果が得られる。
外部遮光層10には、顔料や染料を分散した樹脂が利用され、例えば、非水溶性の樹脂液に顔料を分散した塗液を塗布乾燥して形成される。この様な材料としては、外部遮光層10として要求される遮光性能を満たすように、上記300nm以上420nm以下(望ましくは300nm以上435nm以下)の波長の光について上記遮光性能を示すものであればよく、無機顔料、有機顔料、染料等が挙げられる。これらは、単一で用いても、2種以上を混合して用いても構わない。
外部遮光層10に用いられる樹脂としては、製造性や基板1との密着性が良好なことからから、非水溶性樹脂が好ましく、アルキド(フタル酸)樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、酢酸ビニル樹脂、エポキシ樹脂、セルロース、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂などの樹脂が利用できる。添加物として、ポリイソシアネートなどの硬化剤や増粘剤などを含んでいてもよい。
外部遮光層10の形成方法としては、スクリーン印刷、凸版印刷、凹版印刷、平板印刷、フレクソ印刷などの印刷法や、スピンコート法、バーコート法、ディップコート法、ロールコート法、ナイフコート法、ダイコート法などの塗布法が用いられる。塗布法においては、上記顔料を上記樹脂とともに適当な溶剤に分散又は溶解させて調整した塗布液を用いればよい。
外部遮光層10の層厚は、上記遮光性能を示せば特に限定されないが、表示媒体100の携帯性や可撓性を損なわない範囲であることが望ましく、例えば、1μm以上50μm以下とすることが望ましく、5μm以上20μm以下とすることがより望ましい。
(基板1,9,11,19)
基板1、基板9、基板11及び基板19は、各層を基板間に保持し、表示媒体100の構造を維持する。これらの基板は、必ずしも設ける必要はないが、表示媒体100の形状保持や表面保護のために設けることが望ましい。基板9と基板11とは、共通の1枚の基板としてもよい。
基板1、基板9、基板11及び基板19は、各層を基板間に保持し、表示媒体100の構造を維持する。これらの基板は、必ずしも設ける必要はないが、表示媒体100の形状保持や表面保護のために設けることが望ましい。基板9と基板11とは、共通の1枚の基板としてもよい。
基板1、基板9及び基板11は、書込光を透過することができる光透過性の材料からなる。具体的には、ガラス、セラミック、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)等からなる基板が用いられる。フレキシブル性、成形容易性、コストの点などからPET等からなるシート又はフィルムを用いることが望ましい。
基板19は、基板1と同様の材料からなるが、表示の妨げとならないよう可視領域の光を実質的に透過(透過率80%以上)する透明性を有するガラスやPET等を用いることが望ましい。
これらの基板の厚みとしては、50μm以上500μm以下の範囲が好適である。
(電極2,8,12,18)
電極2及び電極8、並びに電極12及び電極18は、図示していない給電端子を介して印加された電圧を、電極2,8間、及び電極12,18間に設けられた各層へ印加するための部材であり、導電性を有する材料からなる。
電極2及び電極8、並びに電極12及び電極18は、図示していない給電端子を介して印加された電圧を、電極2,8間、及び電極12,18間に設けられた各層へ印加するための部材であり、導電性を有する材料からなる。
電極2、電極8及び電極12は、書込光を透過することができる光透過性の材料からなる。具体的には、酸化インジウム錫(ITO)膜、金(Au)、酸化錫(SnO2)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)等の導電性金属酸化物や、ポリピロール等の導電性高分子が用いられ、ITO膜を用いることが望ましい。
電極18は、電極2、電極8及び電極12と同様の材料からなるが、表示の妨げとならないよう可視領域の光を透過する透明性を有するITO膜を用いることが望ましい。
これらの電極の厚みは特に限定されないが、10nm以上10μm以下の範囲が好適である。これらの電極は、前述の基板上に、蒸着、スパッタリング等により形成することができる。
(光スイッチング層3,13)
光スイッチング層3,13は、それぞれ一対の電極間に設けられ、電荷発生層及び電荷輸送層を含む複層型の光スイッチング層又は電荷発生能及び電荷輸送能を有する単層型の光スイッチング層の構成を有する。例えば、電荷発生層/電荷輸送層の積層構造等を持つ光スイッチング構造や、電荷発生層/電荷輸送層/電荷発生層/電荷輸送層/電荷発生層の積層構造等を持つ光スイッチング構造とすることもできる。
光スイッチング層3,13は、それぞれ一対の電極間に設けられ、電荷発生層及び電荷輸送層を含む複層型の光スイッチング層又は電荷発生能及び電荷輸送能を有する単層型の光スイッチング層の構成を有する。例えば、電荷発生層/電荷輸送層の積層構造等を持つ光スイッチング構造や、電荷発生層/電荷輸送層/電荷発生層/電荷輸送層/電荷発生層の積層構造等を持つ光スイッチング構造とすることもできる。
光スイッチング層3,13は、図1に示すように、書込光照射側から順に、下部電荷発生層3C,13C、電荷輸送層3B,13B、上部電荷発生層3A,13Aが積層された構造とすることが望ましい。
光スイッチング層3,13は、書込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、該書込光の照射強度分布に応じた電気的特性分布を示す。すなわち、光スイッチング層3,13は、書込光の波長領域の光に対して感度を有し、該波長領域の光を吸収することによって、該書込光の照射強度分布に応じた電気的特性分布を示す。
図1において、光変調素子100Aの光スイッチング層3は、第1の波長域で照射される書込光の強度に応じて抵抗値を変化させるものであり、具体的には、例えば赤色の書込光を吸収することで抵抗値が下がるが、青色の書込光は透過するためこれによって抵抗値の変化が生じることはない。一方、光変調素子100Bの光スイッチング層13は、第1の波長域とは異なる第2の波長域で照射される書込光の強度に応じて抵抗値を変化させるものであり、具体的には、例えば青色の書込光を吸収することで抵抗値が下がるが、緑色及び赤色の光(読み出し光)は透過するためこれによって抵抗値の変化が生じることはない。ここで、第1の波長域は、580〜700nmであることが望ましく、600〜700nmであることがより望ましい。また、第2の波長域は、420〜580nmであることが望ましく、435〜550nmであることがより望ましい。
上部電荷発生層3A,13A及び下部電荷発生層3C,13Cは、書込光を吸収して電荷を発生させる機能を有するものであり、電荷発生材料を含む。
当該電荷発生材料としては、金属又は無金属フタロシアニン化合物、ビス及びトリスなどアゾ化合物、ペリレン化合物、スクアリリウム化合物、アズレニウム化合物、アントロン化合物、ピリリウム化合物、多環キノン化合物、インジゴ顔料、縮合芳香族系顔料、キサンテン顔料、キナクリドン顔料、シアニン色素、ピロピロール色素などの有機材料等を用いることができる。
上部電荷発生層3A及び下部電荷発生層3Cとしては、電荷発生材料としてフタロシアニン顔料を含むことが望ましく、上部電荷発生層13A及び下部電荷発生層13Cとしては、電荷発生材料としてジブロモアントアントロンを含むことが望ましい。
当該フタロシアニン顔料としては、クロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、チタニルフタロシアニン、オキシチタニルフタロシアニン、及びジクロロスズフタロシアニン等を用いることができるが、(1)X線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)がi)7.4°、16.6°、25.5°及び28.3°、ii)6.8°、17.3°、23.6°及び26.9°、又はiii)8.7°〜9.2°、17.6°、24.0°、27.4°及び28.8°に回折ピークを有する結晶構造のクロロガリウムフタロシアニン、(2)X線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)がi)7.5°、9.9°、12.5°16.3°、18.6°、25.1°及び28.3°ii)7.7°、16.5°、25.1°及び26.6°、iii)7.9°、16.5°、24.4°及び27.6°、iv)7.0°、7.5°、10.5°、11.7°、12.7°、17.3°、18.1°、24.5°、26.2°及び27.1°、v)6.8°、12.8°、15.8°及び26.0°、又はvi)7.4°、9.9°、25.0°、26.2°及び28.2°に回折ピークを有する結晶構造のヒドロキシガリウムフタロシアニン、及び/又は(3)X線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)がi)9.3°及び26.3°、又はii)9.5°、9.7°、11.7°、15.0°、23.5°、24.1°、及び27.3°に回折ピークを有する結晶構造のチタニルフタロシアニンの群より選ばれる1種以上のフタロシアニン顔料を用いることが本発明の効果をより顕著に奏する点で望ましい。
上部電荷発生層3Aと下部電荷発生層3Cはキャリアと自由電子の発生が同程度生じることが必要であるため、波長、光量、電圧に対し同程度の感度が必要であり、上下とも同じ材料であることが望ましいが、同程度の感度であるなら材料が異なっていても良い。上部電荷発生層13A及び下部電荷発生層13Cについても同様である。
電荷発生層の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、CVD法などドライな膜形成法のほか、電荷発生材料及びバインダー樹脂を含む溶液あるいは分散液を用いるスピンコート法、ディップ法、バーコート法、ロールコート法、キャスティング法、ブレードコーティング法、スプレーコーティング法などウェットな膜形成法が適用可能である。上記溶液又は分散液を用いる場合、当該液中の電荷発生材料の濃度としては、1質量%以上20質量%以下とすることが望ましく、1.5質量%以上5質量%以下とすることがより望ましい。
電荷発生層に用いるバインダー樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂、カルボキシル変性塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂(ナイロン樹脂を含む)、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロール樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂などが使用できる。また、カルボキシル変性塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体は、ケトアルコールに可溶であり、かつ、電荷発生材料であるヒドロキシガリウムフタロシアニン等を良好に分散させるため、望ましいバインダー樹脂である。これらは単独で用いても2種以上を併用してもよい。
上記溶液又は分散液の溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、ベンジルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチルエーテル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等の環状又は鎖状のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル類、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、クロロエチレン、トリクロロエチレン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素類、リグロイン等の鉱油、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の芳香族ハロゲン化炭化水素類などが使用できる。
電荷発生層における電荷発生材料とバインダー樹脂の混合比(電荷発生材料/バインダー樹脂)は、1/10以上20/1以下の範囲が望ましく、1/1以上10/1以下の範囲がより望ましい。
電荷発生層の膜厚は、10nm以上1μm以下が望ましく、20nm以上500nm以下がより望ましい。10nmより薄いと光感度が不足し、かつ均一な膜の作製が難しくなり、1μmより厚いと光感度は飽和し、膜内応力によってはがれやすくなる。
電荷輸送層3B,13Bは、上部電荷発生層3A,13A又は下部電荷発生層3C,13C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ものであり、電荷輸送材料を含んで構成される。
当該電荷輸送材料は、正孔輸送材料としては、カルバゾール系、トリアゾール系、オキサジアゾール系、イミダゾール系、ピラゾリン系、ベンジルアミノ系ヒドラゾン、キノリン系ヒドラゾン、スチルベン系、トリフェニルアミン系、トリフェニルメタン系、ニトロフルオレノン系、トリニトロフルオレン系、ベンジジン系の化合物が挙げられ、電子輸送材料としては、キノン系、テトラシアノキノジメタン系、フルオレン系、キサントン系、及びベンゾフェノン系の化合物が挙げられる。
電荷輸送層3Bの電荷輸送材料としては、前記一般式(1)で示されるスチルベン化合物を含むことが望ましい。前記一般式(2)で示されるスチルベン化合物を含むことがより望ましく、前記構造式(III−1)、(III−2)及び(III−3)で示されるスチルベン化合物より選ばれる少なくとも1種以上のスチルベン化合物を含むことが本発明の効果をより顕著に奏する点で更に望ましい。
電荷輸送層3B,13Bには、上記スチルベン化合物を電荷輸送材の50質量%以上含んでいればよく、それ以外の電荷輸送材を混合しても差し支えない。上記スチルベン化合物を電荷輸送材の60質量%以上含むことが望ましく、80質量%以上含むことがより望ましい。
電荷輸送層3B,13Bの形成方法としては、前述した電荷発生層の形成方法と同様の方法を適用することができる。電荷輸送材料及びバインダー樹脂を含む溶液又は分散液を用いる場合、当該液中の電荷輸送材料の濃度としては、5質量%以上50質量%以下とすることが望ましく、10質量%以上20質量%以下とすることがより望ましい。
電荷輸送層に用いるバインダー樹脂としては、前述した電荷発生層に用いるバインダー樹脂と同様のものを使用できるが、ポリカーボネート樹脂が電荷輸送特性、強度、柔軟性、透明性の点で望ましい。
溶液又は分散液の溶媒としては、例えば、前述したケトン類、環状又は鎖状のエーテル類、脂肪族ハロゲン化炭化水素類、芳香族炭化水素類、芳香族ハロゲン化炭化水素類などが使用できる。
電荷輸送層3B,13Bにおける電荷輸送材料とバインダー樹脂の混合比(電荷輸送材料/バインダー樹脂)は、1/10以上10/1以下の範囲が望ましく、3/7以上7/3以下の範囲がより望ましい。
電荷輸送層3B,13Bの膜厚は、1μm以上100μm以下が望ましく、1μm以上50μm以下がより望ましく、3μm以上20μm以下が更に望ましい。1μmより薄いと、耐電圧が低くなり、信頼性確保が困難となり、100μmより厚いと機能素子としてのインピーダンスマッチングが困難となり、設計が難しくなる場合がある。
(機能層)
光スイッチング層3と表示層7の間には、任意の機能層を設けることができる。例えば、以下に説明する隔離層4、内部遮光層5、接着層6をそれぞれ設けることができる。あるいは、これらの複数の機能を兼ね備えた機能層を設けてもよい。このような機能層は電流の流れを著しく妨げない範囲で適用可能である。隔離層4、内部遮光層5、及び接着層6の順序は入れ替えてもよいが、隔離層4は光スイッチング層3に隣接していることが望ましい。光スイッチング層13と表示層17A,17Bの間においても同様である。図1及び図2においては、隔離層の図示を省略した。
光スイッチング層3と表示層7の間には、任意の機能層を設けることができる。例えば、以下に説明する隔離層4、内部遮光層5、接着層6をそれぞれ設けることができる。あるいは、これらの複数の機能を兼ね備えた機能層を設けてもよい。このような機能層は電流の流れを著しく妨げない範囲で適用可能である。隔離層4、内部遮光層5、及び接着層6の順序は入れ替えてもよいが、隔離層4は光スイッチング層3に隣接していることが望ましい。光スイッチング層13と表示層17A,17Bの間においても同様である。図1及び図2においては、隔離層の図示を省略した。
(隔離層4)
隔離層4は、内部遮光層5又は接着層6の材質や形成方法によっては光スイッチング層3にダメージを与えることがあることから、これを防ぐために設けられる。
隔離層4は、内部遮光層5又は接着層6の材質や形成方法によっては光スイッチング層3にダメージを与えることがあることから、これを防ぐために設けられる。
隔離層4の材料としては、水溶性樹脂、水/有機溶剤可溶樹脂、水系のエマルジョン・ディスパージョン・ラテックスなどが利用される。隔離層4には、例えば接着層6の接着剤に含まれる低分子非水成分や有機溶媒などの拡散を防ぐ目的があるため、有機溶媒に膨潤しにくい水溶性樹脂が最も望ましい。
水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコール、メチルセルロースやエチルセルロース等のアルキルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリエチレンイミン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、ポリアクリルアミド等のポリアクリル酸エステル、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、澱粉、カゼイン、にかわ、ゼラチン、アラビアゴム、グアーガム、アルギン酸塩、ローカストビーンガム、カラギーナン、タマリンド、ペクチンの他、水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、アミノ基等の親水性基を有するウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などが利用できる。
水/有機溶剤可溶樹脂としては、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドン、ポリグリセリンや、水/有機溶剤に可溶な各種樹脂が利用できる。
水系のエマルジョン・ディスパージョン・ラテックスとしては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、ポリウレタン、ポリアクリレート、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴムなどが利用できる。
(内部遮光層5,15A,15B)
内部遮光層5,15A,15Bは、書込光と読出光とを光学分離し、相互干渉による誤動作を防ぐと共に、表示時に表示媒体100の非表示面側(基板1側)から入射する光と表示層7,17A,17Bに表示された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。読出光とは、表示媒体100の表示面側(基板19側)から表示層7,17A,17Bを透過して内部遮光層5,15A,15Bに入射する光であり、太陽光や室内光等が挙げられる。
内部遮光層5,15A,15Bは、書込光と読出光とを光学分離し、相互干渉による誤動作を防ぐと共に、表示時に表示媒体100の非表示面側(基板1側)から入射する光と表示層7,17A,17Bに表示された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。読出光とは、表示媒体100の表示面側(基板19側)から表示層7,17A,17Bを透過して内部遮光層5,15A,15Bに入射する光であり、太陽光や室内光等が挙げられる。
内部遮光層5,15A,15Bは、光スイッチング層3,13それぞれの吸収波長の光について、吸収、遮光することが望ましく、内部遮光層5は、赤色の光を吸収・遮光する青色の遮光層とし、内部遮光層15Bは、青色の光を吸収・遮光する赤色の遮光層であることが望ましい。内部遮光層15Aは、緑色及び赤色の読出光を透過すればよいため、黄色の遮光層又は透明でもよく、省略しても光学的には問題ない。
内部遮光層5、15A、15Bに用いられる材料としては、所望の波長領域において遮光性能を有する材料であれば、特に限定されるものではなく、顔料を分散した樹脂、染料を溶解した樹脂、染料で染色した樹脂などが利用される。この顔料としては、例えばカドミウム系、クロム系、コバルト系、マンガン系、カーボン系などの無機顔料、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、アントロン系などの有機顔料などが利用できる。
染料としては、ニトロソ染料、ニトロ染料、アゾ染料、スチルベンアゾ染料、ジフェニルメタン染料、キサンテン染料、アクリジン染料、キノリン染料、ポリメチン染料、チアゾール染料、インドフェノール染料、アジン染料、オキサジン染料、チアジン染料、硫化染料、アントラキノン染料、インジゴイド染料などが利用できる。
染料としては、ニトロソ染料、ニトロ染料、アゾ染料、スチルベンアゾ染料、ジフェニルメタン染料、キサンテン染料、アクリジン染料、キノリン染料、ポリメチン染料、チアゾール染料、インドフェノール染料、アジン染料、オキサジン染料、チアジン染料、硫化染料、アントラキノン染料、インジゴイド染料などが利用できる。
これらの顔料を分散する樹脂、または染料を溶解する樹脂としては、塗布した際の塗膜に皮膜形成能を持たせるために、重合度が1000以上3000以下の水溶性樹脂が利用される。この水溶性樹脂としては、例えば、完全けん化又は部分けん化ポリビニルアルコール、水溶性ポリビニルアセタール、水溶性ポリビニルホルマール、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリ(メタ)アクリル酸、水溶性ポリ(メタ)アクリル酸共重合体、ポリアルキレンオキサイド、水溶性ポリエステル、ポリエチレングリコール、及び水溶性マレイン酸樹脂等が挙げられるが、この中でもポリビニルアルコールや、水溶性ポリビニルアセタール、水溶性ポリビニルホルマール等のポリビニルアルコール誘導体が特に望ましい。
内部遮光層5,15A,15Bの形成方法としては、スクリーン印刷、凸版印刷、凹版印刷、平板印刷、フレクソ印刷などの印刷法や、スピンコート法、バーコート法、ディップコート法、ロールコート法、ナイフコート法、ダイコート法などの塗布法が挙げられる。
内部遮光層5,15A,15Bの膜厚は、1μm以上10μm以下とすることが望ましい。また、内部遮光層5,15A,15Bは、絶縁性の層として構成されることが望ましい。
(接着層6,16)
接着層6は、基板1及び9それぞれに形成した各層を貼り合わせる際に、また、接着層16は、基板11及び19それぞれに形成した各層を貼り合わせる際に、凹凸吸収および接着の役割を果たす目的で設けられる。
接着層6は、基板1及び9それぞれに形成した各層を貼り合わせる際に、また、接着層16は、基板11及び19それぞれに形成した各層を貼り合わせる際に、凹凸吸収および接着の役割を果たす目的で設けられる。
接着層6,16は、ガラス転移点の低い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(本実施の形態では、例えば内部遮光層5と表示層7)を密着・接着させる材料が選択される。また、本実施の形態では、接着層6,16は、絶縁性の層として構成されることが望ましい。
接着層6,16の材料としては、アクリレート系、ウレタン系、シアノアクリレート系、シリコーン系、イソプレンなどのゴム系、エチレン−酢酸ビニル共重合体など、公知の接着剤が利用される。接着剤のタイプは、2液硬化型、熱硬化型、湿気硬化型、紫外線硬化型、ホットメルト型、感圧型(粘着剤)など特に限定されない。
(表示層7,17A,17B)
表示層7は、電極8と光スイッチング層3との間に設けられ、表示層17A,17Bは、電極18と光スイッチング層13との間に設けられ、それぞれ特定波長域の光の反射率あるいは吸収率を制御することが可能である。液晶としては、ネマチック液晶、カイラルネマチック液晶、スメクチックA液晶、カイラルスメクチック液晶、ディスコチック液晶を用いることができる。
表示層7は、電極8と光スイッチング層3との間に設けられ、表示層17A,17Bは、電極18と光スイッチング層13との間に設けられ、それぞれ特定波長域の光の反射率あるいは吸収率を制御することが可能である。液晶としては、ネマチック液晶、カイラルネマチック液晶、スメクチックA液晶、カイラルスメクチック液晶、ディスコチック液晶を用いることができる。
表示層7,17A,17Bは、メモリ性のある表示層であることが望ましい。
メモリ性のある表示層7,17A,17Bとしては、例えば、メモリ性のある液晶表示層を挙げることができる。メモリ性のある液晶とは、液晶を電圧印加により配向制御した後、電圧印加を解除した後も、一定時間、液晶の配向が保たれる特徴を持った液晶である。例えば、ポリマー分散型液晶(PDLC)やカイラルスメクチックC相等の強誘電性液晶、あるいはコレステリック液晶等である。また、これらをカプセル化した液晶層でも適用可能である。メモリ性を有する液晶は、そのメモリ性ゆえに、画像表示保持のための電力を必要とせず、また、表示媒体100を光書込み装置から分離して使用することを可能とする。なお、メモリ性のある表示層7,17A,17Bとしては、液晶表示層以外に、エレクトロクロミック素子、電気泳動素子、電界回転素子を挙げることができる。
メモリ性のある表示層7,17A,17Bとしては、例えば、メモリ性のある液晶表示層を挙げることができる。メモリ性のある液晶とは、液晶を電圧印加により配向制御した後、電圧印加を解除した後も、一定時間、液晶の配向が保たれる特徴を持った液晶である。例えば、ポリマー分散型液晶(PDLC)やカイラルスメクチックC相等の強誘電性液晶、あるいはコレステリック液晶等である。また、これらをカプセル化した液晶層でも適用可能である。メモリ性を有する液晶は、そのメモリ性ゆえに、画像表示保持のための電力を必要とせず、また、表示媒体100を光書込み装置から分離して使用することを可能とする。なお、メモリ性のある表示層7,17A,17Bとしては、液晶表示層以外に、エレクトロクロミック素子、電気泳動素子、電界回転素子を挙げることができる。
例えば、表示層7,17A,17Bは、それぞれ赤色、青色、緑色の光を選択反射するコレステリック液晶からなり、それぞれ反射状態又は透過状態に配向を変調(スイッチング)することにより、赤色、青色、緑色の読出光を反射する。
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、シアノビフェニル系、フェニルシクロヘキシル系、フェニルベンゾエート系、シクロヘキシルベンゾエート系、アゾメチン系、アゾベンゼン系、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系、スチルベン系、トラン系など公知のネマチック液晶に、コレステロール誘導体や2−メチルブチル基などの光学活性化合物等から成るカイラル剤を添加したもの、あるいは単独で不斉炭素を持ち液晶組成物自身が光学活性を示すコレステリック液晶が挙げられる。コレステリック液晶は単独化合物でもよく、単独では液晶性を示さない化合物を複数含む混合物であってもよい。
また、本実施形態においては、光スイッチング層3,13と表示層7,17Bとを接続する場合において、これらを前述の接着層6により一体化させて光書込型表示媒体100とすることが好ましい。一体化させることにより光スイッチング層3と表示層7との接続を安定化させることができる。一体化した光書込型表示媒体100は、光書込み装置から分離させることが可能となるため、表示媒体100を、例えば配布することが可能になる。
(光書込型表示媒体の製造)
本実施の形態に係る光書込型表示媒体100は、下記の手順で製造される。
まず、光変調素子100Aは下記のようにして形成する。
基板1上に形成された電極2上に、下部電荷発生層3C、電荷輸送層3B、上部電荷発生層3Aを順次積層することにより、光スイッチング層3を形成する。そして、光スイッチング層3上に内部遮光層5及び接着層6を順次形成した積層体Aを形成する。
この時、場合によっては、光スイッチング層3と内部遮光層5との間に隔離層4を形成してもよい。
一方、基板9上に形成された電極8上に、表示層7を形成し積層体Bを形成する。
次に、積層体Aの接着層6と積層体Bの表示層7とが接触するように、積層体Aと積層体Bとを重ね合わせて積層体Cを形成する。
さらに、別途、基板上に外部遮光層10及び接着層を積層した積層体Dを形成し、この接着層を、上記積層体Cの基板1に張り合わせることによって、光変調素子100Aを形成する。積層体Dの基板は除去してもよい。
本実施の形態に係る光書込型表示媒体100は、下記の手順で製造される。
まず、光変調素子100Aは下記のようにして形成する。
基板1上に形成された電極2上に、下部電荷発生層3C、電荷輸送層3B、上部電荷発生層3Aを順次積層することにより、光スイッチング層3を形成する。そして、光スイッチング層3上に内部遮光層5及び接着層6を順次形成した積層体Aを形成する。
この時、場合によっては、光スイッチング層3と内部遮光層5との間に隔離層4を形成してもよい。
一方、基板9上に形成された電極8上に、表示層7を形成し積層体Bを形成する。
次に、積層体Aの接着層6と積層体Bの表示層7とが接触するように、積層体Aと積層体Bとを重ね合わせて積層体Cを形成する。
さらに、別途、基板上に外部遮光層10及び接着層を積層した積層体Dを形成し、この接着層を、上記積層体Cの基板1に張り合わせることによって、光変調素子100Aを形成する。積層体Dの基板は除去してもよい。
次いで、光変調素子100Bは、下記のようにして形成する。
光変調素子100Aと同様にして、光スイッチング層13を形成し、さらに、内部遮光層15B、接着層16を順次積層し、積層体A’を形成する。
一方、基板19上に形成された電極18上に、表示層17A、内部遮光層15A、表示層17Bを積層し、積層体B’を形成し、光変調素子100Aの場合と同様に、積層体A’と積層体B’とを張り合わせて光変調素子100Bを形成する。
光変調素子100Aと同様にして、光スイッチング層13を形成し、さらに、内部遮光層15B、接着層16を順次積層し、積層体A’を形成する。
一方、基板19上に形成された電極18上に、表示層17A、内部遮光層15A、表示層17Bを積層し、積層体B’を形成し、光変調素子100Aの場合と同様に、積層体A’と積層体B’とを張り合わせて光変調素子100Bを形成する。
形成した光変調素子100Aと光変調素子100Bとを張り合わせて積層することにより、表示媒体100が製造される。
(光書込型表示装置の構成)
図2は、本発明の実施の形態に係る光書込型表示装置の構成例を示す概略図である。
図2は、本発明の実施の形態に係る光書込型表示装置の構成例を示す概略図である。
光書込型表示装置200は、前述の光書込型表示媒体100と、当該表示媒体100に光書込みを行う書込装置(少なくとも光照射部201、電圧印加部202、制御部203を有する)とを備える。
(書込装置)
書込装置は、表示媒体100に画像を書込む装置であり、例えば、表示媒体100に対して書込光を走査露光する露光装置(光照射部201)、表示媒体100の電極2と電極8との電極間に電圧を印加する電圧印加部202、及び光照射部201と電圧印加部202とに電気的に接続され、これらを制御する制御部203を含んで構成されている。
書込装置は、表示媒体100に画像を書込む装置であり、例えば、表示媒体100に対して書込光を走査露光する露光装置(光照射部201)、表示媒体100の電極2と電極8との電極間に電圧を印加する電圧印加部202、及び光照射部201と電圧印加部202とに電気的に接続され、これらを制御する制御部203を含んで構成されている。
露光装置(光照射部201)は、表示媒体100の非表示面側から外部遮光層10を介して光スイッチング層3,13へ向かって書込光を照射する光源と、光源を表示媒体100の全領域に対して走査駆動する駆動部とを含んで構成されている。
光源としては、制御部203からの入力信号に基づいて、表示媒体100の光スイッチング層3へ所望の書込光(スペクトル・強度・空間周波数)を照射するものであれば、特に制限されない。例えば、蛍光管、キセノンランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、LEDランプ等の光源を使用できる。
青色及び赤色の2色の書込光を表示媒体100の光照射側(図1における下側)に照射するように構成されることが望ましい。この書込光は、2色同時に照射してもよいし、別々に照射してもよい。書き込み時間の短縮化の観点からは、2色同時に照射することが望ましい。
電圧印加部202は、制御部203からの入力信号に基づいて、光変調素子100Aの電極2と電極8との電極間、及び光変調素子100Bの電極12と電極18との電極間に、該入力信号に応じた極性及び電圧値の電圧を、該入力信号に応じた時間、印加するものであればよい。この電圧印加部202としては、例えばバイポーラ高電圧アンプ等が用いられる。
電圧印加部202による表示媒体100への電圧印加は、具体的には、接触端子(給電端子)を介して、電極2及び電極8間、並びに電極12及び電極18間になされる。ここで、接触端子とは、電圧印加部202及び電極2,8又は電極12,18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、電圧印加部202及び電極2,8,12,18との接触抵抗が小さいものが選択される。なお、接触端子は、表示媒体100と書込装置とを分離できるように、電極2,8,12,18と、電圧印加部202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望ましい。
制御部203は、図示を省略するCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等から構成されており、ROMに格納されたプログラムにしたがって書込装置の装置各部を制御し、無線回線又は有線回線を介して外部装置等から取得した画像データに応じた画像を表示媒体100に表示するように、露光装置(光照射部201)及び電圧印加部202を制御する。
表示媒体100は、書込装置と一体化された構成であってもよいし、書込装置と分離可能に構成されていてもよい。表示媒体100を書込装置に対して分離可能に構成する場合には、例えば、表示媒体100を、図示を省略するスロット等に装着することで、表示媒体100の電極2及び電極8並びに電極12及び電極18が電圧印加部202から電圧印加可能に接続されると共に、表示媒体100が、表示媒体100の非表示面側から光スイッチング層3,13の電荷発生層3A,13Aへ向かって露光装置から書込光の照射可能な状態とされるように構成すればよい。
上記のように、表示媒体100を書込装置に対して分離可能に構成した場合には、表示媒体100のみを単体で配布することが容易とされると共に、閲覧、回覧、配布等に容易に供される。また、表示媒体100を再度、書込装置のスロットに装着することで、新たな画像の書き込みや書き込んだ画像の消去も可能とされる。
(光書込型表示装置の動作)
上記のように構成された表示装置200においては、書込対象の画像の画像データに応じて露光装置(光照射部201)及び電圧印加部202が制御部203により制御されることによって、表示媒体100に画像が書き込まれる。具体的には、制御部203の制御によって、電圧印加部202から電極2及び電極8間並びに電極12及び電極18間に電圧が印加されると共に、露光装置(光照射部201)の駆動部において光源を表示媒体100に表示される画像の各画素に対応する位置へ移動させて、移動先において、画像に応じて光源からの書込光を表示媒体100の非表示面側から照射する。これによって、表示媒体100に画像が書き込まれる。
上記のように構成された表示装置200においては、書込対象の画像の画像データに応じて露光装置(光照射部201)及び電圧印加部202が制御部203により制御されることによって、表示媒体100に画像が書き込まれる。具体的には、制御部203の制御によって、電圧印加部202から電極2及び電極8間並びに電極12及び電極18間に電圧が印加されると共に、露光装置(光照射部201)の駆動部において光源を表示媒体100に表示される画像の各画素に対応する位置へ移動させて、移動先において、画像に応じて光源からの書込光を表示媒体100の非表示面側から照射する。これによって、表示媒体100に画像が書き込まれる。
ここで、表示媒体100には外部遮光層10が設けられているため、書込光は、この外部遮光層10を介して光スイッチング層3,13へ向かって照射される。また、表示媒体100に入射する太陽や蛍光灯等の光は、外部遮光層10によって遮光されて光スイッチング層3,13へ到達することが抑制される。このため、耐光性に優れた表示媒体100が提供され、光スイッチング層3,13の外光による光劣化が抑制される。
次に実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
(実施例1)
図1に示す光変調素子100Aを以下のとおり作製した。
まず、ポリエチレンテレフタレート(PET)(基板1)(厚さ125μm)上に形成されたITO膜(電極2)(厚さ800Å)上に、下部電荷発生層3Cを形成した。電荷発生材料としてクロロガリウムフタロシアニン(X線回折スペクトルのブラック角(2θ±0.2°)が、7.4°、16.6°、25.5°及び28.3°に回折ピークを有するもの)を用い、また、バインダー樹脂としてポリビニルブチラール(積水化学社製、エスレックBX−5)を用い、これらの質量比率を1:1として、ブタノールを用いてダイノーミルで分散させ、4質量%のブタノール分散液(塗布液A)を調製した。上記ITO膜上に、塗布液Aをスピンコート法により塗布後、乾燥させ、膜厚0.2μmの下部電荷発生層3Cを形成した。
図1に示す光変調素子100Aを以下のとおり作製した。
まず、ポリエチレンテレフタレート(PET)(基板1)(厚さ125μm)上に形成されたITO膜(電極2)(厚さ800Å)上に、下部電荷発生層3Cを形成した。電荷発生材料としてクロロガリウムフタロシアニン(X線回折スペクトルのブラック角(2θ±0.2°)が、7.4°、16.6°、25.5°及び28.3°に回折ピークを有するもの)を用い、また、バインダー樹脂としてポリビニルブチラール(積水化学社製、エスレックBX−5)を用い、これらの質量比率を1:1として、ブタノールを用いてダイノーミルで分散させ、4質量%のブタノール分散液(塗布液A)を調製した。上記ITO膜上に、塗布液Aをスピンコート法により塗布後、乾燥させ、膜厚0.2μmの下部電荷発生層3Cを形成した。
次に、この下部電荷発生層3Cの上に電荷輸送層3Bを形成した。具体的には、まず、電荷輸送材料として、下記の構造式で示されるベンジジン化合物を用い、また、バインダー樹脂として、ポリカーボネート{ビスフェノール−Z、(ポリ(4,4’−シクロヘキシリデンジフェニレンカーボネート))}を用い、これらの質量比率を2:3として混合した後、これをモノクロロベンゼンに溶解させ10質量%の溶液(塗布液B)を調製した。この塗布液Bを、下部電荷発生層3C上にスピンコート法を用いて塗布乾燥し、膜厚6.5μmの電荷輸送層3Bを形成した。
次に、この電荷輸送層3Bの上に、上部電荷発生層3Aを形成した。具体的には、前記塗布液Aを、スピンコート法を用いて塗布乾燥し、膜厚0.2μmの上部電荷発生層3Aを形成した。
以上のようにして、光スイッチング層3を形成した。
以上のようにして、光スイッチング層3を形成した。
次に、前記形成した光スイッチング層3上に、内部遮光層5を形成した。具体的には、青色顔料としてピグメントブルー15:6、バインダー樹脂として、ポリビニルアルコール(クラレ社製、ポバール217EE)を1:1の質量比率になるように水に分散し、10質量%の水分散液(塗布液D)を調製し、光スイッチング層上3にアプリケーターを用いて塗布後、乾燥し、膜厚3μmの内部遮光層5を形成した。
次に、内部遮光層5の上に、2液型ポリウレタン系接着剤である商品名:タケラックA315/商品名:タケネートA50(武田薬品工業社製)を8:1の質量比で混合した酢酸ブチル溶液を塗布乾燥し、膜厚1.2μmの接着層6を形成した。
以上のようにして、積層体Aを形成した。
一方、ポリエチレンテレフタレート(PET)(基板9)(厚さ125μm)上に形成されたITO膜(電極8)(厚さ800Å)上に、表示層(液晶)7(厚さ50μm)を形成した。
具体的には、正の誘電率異方性を有するネマチック液晶E8(メルク社製)74.8質量部に、カイラル剤CB15(BDH社製)21質量部とカイラル剤R1011(メルク社製)4.2質量部とを加熱溶解し、その後、室温に戻して、ブルーグリーンの色光を選択反射するカイラルネマチック液晶を得た。
このブルーグリーンカイラルネマチック液晶10質量部に、キシレンジイソシアネート3モルとトリメチロールプロパン1モルとの付加物(武田薬品工業製、D−110N)3質量部と酢酸エチル100質量部とを加えて均一溶液とし、油相となる液を調製した。一方、ポリビニルアルコール(クラレ社製、ポバール217EE)10質量部を、熱したイオン交換水1000質量部に加えて攪拌後、放置冷却することによって,水相となる液を調製した。
次に、スライダックで30V交流を与えた家庭用ミキサーによって、前記油相10質量部を前記水相100質量部中に1分間乳化分散して、水相中に油相液滴が分散した水中油エマルジョンを調製した。この水中油エマルジョンを60℃のウォーターバスで加熱しながら2時間攪拌し、界面重合を完了させて、液晶マイクロカプセルを形成した。得られた液晶マイクロカプセルの平均粒径をレーザー粒度分布計によって測定したところ、約12μmと見積もられた。
得られた液晶マイクロカプセル分散液を、網目38μmのステンレスメッシュを通して濾過後、一昼夜放置し、乳白色の上澄みを取り除くことにより、液晶マイクロカプセルからなる固形成分約40質量%のスラリーを得た。この得られたスラリーに、その固形成分の質量に対して2/3となる量のポリビニルアルコールを含むポリビニルアルコール10質量%の溶液を加えることにより塗布液Cを調製した。
上記ITO膜(電極8)上に、上記塗布液Cを♯44のワイヤーバーで塗布することにより表示層(液晶)7(厚さ50μm)を形成した。
以上のようにして、積層体Bを形成した。
次に、上記積層体Aと上記積層体Bとを、接着層6と表示層7とが接するように密着させて、70℃でラミネートを行い、積層体Cとした。
次に、外部遮光層10を以下のようにして作製した。
435nm以下に吸収を有する色材及びバインダ樹脂としてのポリエステル樹脂を1:2.5の質量比率でシクロペンタノンに分散し、25質量%のシクロペンタノン塗布液を調整した。そして、PET基板(東レハイーム、厚さ125μm)上に、上記塗布液をギャップ150μmのアプリケーターを用いて塗布後、乾燥し、膜厚14μmの外部遮光層10を作製した。
435nm以下に吸収を有する色材及びバインダ樹脂としてのポリエステル樹脂を1:2.5の質量比率でシクロペンタノンに分散し、25質量%のシクロペンタノン塗布液を調整した。そして、PET基板(東レハイーム、厚さ125μm)上に、上記塗布液をギャップ150μmのアプリケーターを用いて塗布後、乾燥し、膜厚14μmの外部遮光層10を作製した。
次に、作製した積層体Cの、基板1の外面の4辺に、接着層として、完全水性型ドライラミネート接着剤であるディックドライ(大日本インキ化学工業社製、WS―321A/LD−55)を塗布乾燥して、膜厚4.0μmの接着層を形成した。そして、この形成した接着層と、作製した外部遮光層10とが接するように重ね合わせて密着させて、70℃でラミネートを行なうことによって、光変調素子100Aを作製した。
外部遮光層10の300nm以上435nm以下の全波長域における吸光度は、4以上であった。
(比較例1)
実施例1で作製した光変調素子100Aにおいて、外部遮光層10を設けない以外は、実施例1と同じ方法、材料、及び条件で光変調素子(比較例1)を作製した。
実施例1で作製した光変調素子100Aにおいて、外部遮光層10を設けない以外は、実施例1と同じ方法、材料、及び条件で光変調素子(比較例1)を作製した。
(実施例2)
実施例1で作製した光変調素子100Aにおいて、電荷輸送層3Bの電荷輸送材料として、前記構造式で示されるベンジジン化合物に替えて、下記の構造式で示されるスチルベン化合物(前述の構造式(III−2))を用いた以外は、実施例1と同じ方法、材料、及び条件で光変調素子(実施例2)を作製した。
実施例1で作製した光変調素子100Aにおいて、電荷輸送層3Bの電荷輸送材料として、前記構造式で示されるベンジジン化合物に替えて、下記の構造式で示されるスチルベン化合物(前述の構造式(III−2))を用いた以外は、実施例1と同じ方法、材料、及び条件で光変調素子(実施例2)を作製した。
(比較例2)
実施例2で作製した光変調素子100Aにおいて、外部遮光層10を設けない以外は、実施例2と同じ方法、材料、及び条件で光変調素子(比較例2)を作製した。
実施例2で作製した光変調素子100Aにおいて、外部遮光層10を設けない以外は、実施例2と同じ方法、材料、及び条件で光変調素子(比較例2)を作製した。
(耐光性評価)
上記実施例1〜2及び比較例1〜2で作製した光変調素子の各々について、以下のようにして耐光性の評価を行った。
すなわち、上記実施例1〜2、及び比較例1〜2で作製した光変調素子の各々について、光変調素子を駆動することにより、耐光性の評価を行った。具体的には、各媒体について、25℃、50%RHの環境下で、電極2,8間に300Vの駆動電圧を印加するとともに、1500μW/cm2、660nmの露光光を0.1秒間照射した後に、該駆動電圧を解除することによって書込みを行い、白色表示した時の反射率を、ミノルタ製CM−2202を用いて測定した。
上記実施例1〜2及び比較例1〜2で作製した光変調素子の各々について、以下のようにして耐光性の評価を行った。
すなわち、上記実施例1〜2、及び比較例1〜2で作製した光変調素子の各々について、光変調素子を駆動することにより、耐光性の評価を行った。具体的には、各媒体について、25℃、50%RHの環境下で、電極2,8間に300Vの駆動電圧を印加するとともに、1500μW/cm2、660nmの露光光を0.1秒間照射した後に、該駆動電圧を解除することによって書込みを行い、白色表示した時の反射率を、ミノルタ製CM−2202を用いて測定した。
その結果、実施例1〜2及び比較例1〜2ともに約35%の反射率の変化が見られた。このため、実施例と比較例では初期状態(光暴露する前の状態)では、違いは確認できなかった。
次に、上記実施例1〜2、比較例1〜2で作製した光変調素子の各々について、25℃、50%RHの環境下において、擬似太陽光(キセノンランプ/約10万ルクス)で光スイッチング層3の外部遮光層10側を光暴露した後に、初期と同様の測定条件で反射率を測定した。そして、擬似太陽光による光暴露前後の反射率を「1」として、光暴露後の反射率の割合を相対反射率として求め、耐光性を評価した。結果を図3(実施例1及び比較例1)及び図4(実施例2及び比較例2)に示す。
図3及び図4より、所定の外部遮光層10を設けた実施例1〜2では、比較例1〜2と比較して、擬似太陽光下での耐光性が大幅に向上していることが判る。
図3及び図4より、所定の外部遮光層10を設けた実施例1〜2では、比較例1〜2と比較して、擬似太陽光下での耐光性が大幅に向上していることが判る。
また、図3及び図4より、電荷輸送層3Bの電荷輸送材料に所定のスチルベン化合物を用いた場合、外部遮光層10を設けただけの場合に比べて、更に耐光性が向上することが判る。
1…基板、2…電極、3…光スイッチング層、3A…上部電荷発生層、3B…電荷輸送層、3C…下部電荷発生層、4…隔離層、5…内部遮光層、6…接着層、7…表示層、8…電極、9…基板、10…外部遮光層、11…基板、12…電極、13…光スイッチング層、13A…上部電荷発生層、13B…電荷輸送層、13C…下部電荷発生層、15A,15B…内部遮光層、16…接着層、17A,17B…表示層、18…電極、19…基板、100…光書込型表示媒体、200…光書込型表示装置、201…光照射部、202…電圧印加部、203…制御部
Claims (10)
- 光透過性を有する第1の一対電極と、
前記第1の一対電極間に設けられ、第1の波長域で照射される書込光の強度に応じて抵抗値を変化させる第1の光スイッチング層と、
前記第1の一対電極の一方の電極と前記第1の光スイッチング層との間に設けられ、第1の読出光を反射する第1の表示層と、を備えた第1の光変調素子と、
前記第1の光変調素子の前記表示層側に積層され、光透過性を有する第2の一対電極と、
前記第2の一対電極間に設けられ、前記第1の波長域とは異なる第2の波長域で照射される書込光の強度に応じて抵抗値を変化させる第2の光スイッチング層と、
前記第2の一対電極の一方の電極と前記第2の光スイッチング層との間に設けられ、第2の読出光を反射する第2の表示層と、を備えた第2の光変調素子と、
前記第1の光変調素子の前記第2の光変調素子の積層面とは逆側に設けられ、前記第1の波長域の書込光及び前記第2の波長域の書込光を透過し、300nm以上420nm以下の全波長域における吸光度が1以上である遮光層と、
を備えたことを特徴とする光書込型表示媒体。 - 前記遮光層が、300nm以上435nm以下の全波長域における吸光度が1以上である遮光層であることを特徴とする請求項1に記載の光書込型表示媒体。
- 前記第2の書込光は、440nm以上480nm以下の波長の光であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光書込型表示媒体。
- 前記第1の表示層及び前記第2の表示層は、メモリ性を有する表示層であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光書込型表示媒体。
- 前記下部電荷発生層に含まれる前記フタロシアニン顔料が、(1)X線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)がi)7.4°、16.6°、25.5°及び28.3°、ii)6.8°、17.3°、23.6°及び26.9°、又はiii)8.7°〜9.2°、17.6°、24.0°、27.4°及び28.8°に回折ピークを有する結晶構造のクロロガリウムフタロシアニン、(2)X線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)がi)7.5°、9.9°、12.5°16.3°、18.6°、25.1°及び28.3°ii)7.7°、16.5°、25.1°及び26.6°、iii)7.9°、16.5°、24.4°及び27.6°、iv)7.0°、7.5°、10.5°、11.7°、12.7°、17.3°、18.1°、24.5°、26.2°及び27.1°、v)6.8°、12.8°、15.8°及び26.0°、又はvi)7.4°、9.9°、25.0°、26.2°及び28.2°に回折ピークを有する結晶構造のヒドロキシガリウムフタロシアニン、及び(3)X線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)がi)9.3°及び26.3°、又はii)9.5°、9.7°、11.7°、15.0°、23.5°、24.1°、及び27.3°に回折ピークを有する結晶構造のチタニルフタロシアニンの群より選ばれるフタロシアニン顔料であることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の光書込型表示媒体。
- 前記上部電荷発生層に含まれる前記フタロシアニン顔料が、(1)前記クロロガリウムフタロシアニンのいずれか1種以上、(2)前記ヒドロキシガリウムフタロシアニンのいずれか1種以上、及び/又は(3)前記チタニルフタロシアニンのいずれか1種以上であることを特徴とする請求項8に記載の光書込型表示媒体。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の光書込型表示媒体と、
前記表示媒体に光書込みを行う書込装置とを備えることを特徴とする光書込型表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009202942A JP2011053482A (ja) | 2009-09-02 | 2009-09-02 | 光書込型表示媒体及び光書込型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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WO2015163658A1 (ko) * | 2014-04-21 | 2015-10-29 | 주식회사 엘지화학 | 적층형 유기태양전지 |
WO2015167225A1 (ko) * | 2014-04-29 | 2015-11-05 | 주식회사 엘지화학 | 유기태양전지 및 이의 제조방법 |
WO2015167230A1 (ko) * | 2014-04-30 | 2015-11-05 | 주식회사 엘지화학 | 태양전지 및 이의 제조방법 |
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2009
- 2009-09-02 JP JP2009202942A patent/JP2011053482A/ja active Pending
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US10541376B2 (en) | 2014-04-29 | 2020-01-21 | Lg Chem, Ltd. | Organic solar cell and manufacturing method therefor |
WO2015167230A1 (ko) * | 2014-04-30 | 2015-11-05 | 주식회사 엘지화학 | 태양전지 및 이의 제조방법 |
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