JP2015092244A - 表示媒体の消去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光書き込み型の表示媒体の携帯性を損ねることのない、消去の操作に必要な消費電力が抑制された消去装置を提供する。
【解決手段】第１表示機能層１２において、一対の電極１４１，１４２間に消去電圧Ｖ_０が印加されたときにコレステリック液晶層１６，１７に印加される電圧をそれぞれＶ１，Ｖ２とし、コレステリック液晶層１６，１７がホメオトロピック配向に変化するしきい値電圧をそれぞれＶｔｈ１，Ｖｔｈ２とする。このとき、電圧Ｖ１，Ｖ２がコレステリック液晶層１６，１７の各抵抗及び光導電層１８の抵抗のみによって決まる状態にあって、すなわち、消去電圧Ｖ_０が印加されてから十分な時間が経過した状態にあって、Ｖ１≧Ｖｔｈ１かつＶ２≧Ｖｔｈ２が成り立つ。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示媒体に記録された画像パターンの消去装置等に係り、特にコレステリック液晶層と光導電層とを用いた光書き込み型表示媒体に記録された画像パターンを消去する消去装置等に関する。

無電源で表示を保持できるリライタブルな超低消費電力の表示媒体のうち、特に、コレステリック液晶を用いた表示媒体は、カラーフィルタを用いることなくカラー化が可能であることから、盛んに開発が行われている。

コレステリック液晶は、分子が擬似的に層状に並んだ層構造を採り、その各層で液晶分子の長軸が平行に配向し、かつ、層ごとにその配向方向が回転した螺旋構造となる。コレステリック液晶は、螺旋軸に平行に入射した光のうち、螺旋ピッチに対応した波長を持つ光を反射させ、残りの光を透過させる選択反射の性質を持つ。その螺旋ピッチを調整することにより、反射光の波長が制御されるので、例えば赤、緑、青の３色の光をそれぞれ選択反射するコレステリック液晶を積層することで、フルカラーの表示が可能な表示媒体が実現できる。

コレステリック液晶は、プレーナ配向、フォーカルコニック配向及びホメオトロピック配向の３種類の配向を持つ。プレーナ配向では、入射する光に対して螺旋軸がほぼ平行であり、螺旋ピッチに対応した光を反射する。フォーカルコニック配向では、入射する光に対して螺旋軸がほぼ垂直であり、選択反射の性質が消え、入射する光を透過させる。ホメオトロピック配向では、螺旋構造が崩れて選択反射の性質が消え、入射する光を透過させる。これら３種類の配向は、コレステリック液晶に電圧を印加することで切り替わる。プレーナ配向及びフォーカルコニック配向は、電圧の印加なしにその状態が維持される。そのため、画像パターンに応じて、プレーナ配向の領域とフォーカルコニック配向の領域とを確定させることで、無電源で画像パターンが保持される。

コレステリック液晶を用いた表示媒体に画像パターンを書き込む手法として、光書き込みの駆動装置が開示されている（例えば特許文献１）。この表示媒体は、コレステリック液晶層と光導電層が積層され、一対の電極に挟持されて構成される。この表示媒体を書き込み装置に装着して、書き込み装置内の露光装置から画像パターンに応じた光を照射し、同時に、書き込み装置から表示媒体に信号が入力され、その信号により、電極間に電圧が印加される。光が照射された領域は光導電層の抵抗が小さくなるので、コレステリック液晶層に印加される分圧が大きくなる。反対に、光が照射されなかった領域は光導電層の抵抗は変化しないので、コレステリック液晶層に印加される分圧は相対的に小さくなる。このように、光の明暗に対応して、コレステリック液晶層に印加される電圧に差が生じ、コレステリック液晶層の配向が変化するので、画像パターンの書き込みが可能になる。表示媒体が書き込み装置から取り外されても、画像パターンは保持されるので、表示媒体のみを持ち出して画像パターンを閲覧することができる。つまり、これまでの紙媒体同様、携帯性があり、かつ、リライタブルな表示媒体が実現できる。

光書き込み型の表示媒体に画像パターンを書き込み、これを持ち出して閲覧した後、情報漏えい防止のため、その画像パターンを消去しなければならない状況が考えられる。しかし、表示媒体自体に書き込み機能がないため、書き込み装置がない場合は、画像パターンを上書き消去することはできない。露光装置には光画像パターンを作り出すＬＣＤ（Liquid Crystal Display）のような面発光型ディスプレイが最も良く利用され、この露光装置を備えた書き込み装置を消去に備えて持ち出すことは、表示媒体に元来ある携帯性の特長を失わせることとなる。

露光装置を備えた書き込み装置を必要としない画像パターンの消去手段として、消去機能を持つクリップを備えた表示媒体が開示されている（特許文献２）。このクリップは表示媒体の消去装置として機能する。つまり、クリップが表示媒体から引き抜かれる動作に呼応して、クリップに備えられた消去電源から消去電圧が表示媒体に印加され、表示媒体に記録された画像パターンが消去される。消去に必要なものはクリップのみであるので、表示媒体の携帯性を維持することが可能となる。

また、特許文献３には、特定の表示機能層を有する光書き込み型の表示媒体が、開示されている。この表示機能層は、光導電層と複数層からなるコレステリック液晶層とを含む積層体が、一対の電極間に挟持された構成である。

特開平１１−２３７６４４号公報 特開２００６−０３９１０７号公報 特開２００１−２０１７６２号公報

光書き込み型の表示媒体は、紙媒体と同様に様々な場所で利用されることから、消去の操作も場所を問わず実施されることが求められる。したがって、特許文献２で開示された消去装置としてのクリップに備えられた電源は、乾電池等のバッテリである必要がある。光書き込み型の表示媒体と同様の携帯性を消去装置が持つためには、消去装置に備えられるバッテリの容積は小さいほうが良く、また、予備のバッテリを持ち歩くことがないように、バッテリの交換回数は少ないほうが良い。つまり、１回の消去に必要な消費電力は、できる限り小さいほうが良い。しかしながら、消去装置が表示媒体に印加する消去電圧を低く設定できれば、消費電力を抑制できるものの、そのことについて特許文献１〜３では何ら言及されていない。

そこで、本発明の目的は、光書き込み型の表示媒体の携帯性を損ねることのない、消去の操作に必要な消費電力が抑制された消去装置を提供することにある。

本発明に係る第１の消去装置は、
ｎを自然数としたとき光導電層とｎ層からなるコレステリック液晶層とを含む積層体が一対の電極間に挟持された構成の表示機能層を有する光書き込み型の表示媒体に用いられ、当該表示媒体に記録された画像パターンを消去する消去装置において、
前記画像パターンを消去するための消去電圧を前記一対の電極間に印加する信号生成部を備え、
ｍを１からｎまでのいずれかの整数とし、前記一対の電極間に前記消去電圧が印加されたときにｍ層目の前記コレステリック液晶層に印加される電圧をＶｍとし、ｍ層目の前記コレステリック液晶層がホメオトロピック配向に変化するしきい値電圧をＶｔｈｍとした場合に、
前記Ｖｍが前記ｎ層からなるコレステリック液晶層の各抵抗及び前記光導電層の抵抗のみによって決まる状態にあって、ｍ＝１〜ｎのすべてにおいてＶｍ≧Ｖｔｈｍが成り立つように、前記消去電圧が設定されたものであり、
前記消去電圧は直流電圧であり、
前記消去電圧を印加した後に前記表示機能層に残留している電圧を除去する放電部を更に備えた、
ことを特徴とする。
本発明に係る第２の消去装置は、
ｎを自然数としたとき光導電層とｎ層からなるコレステリック液晶層とを含む積層体が一対の電極間に挟持された構成の表示機能層を有する光書き込み型の表示媒体に用いられ、当該表示媒体に記録された画像パターンを消去する消去装置において、
前記画像パターンを消去するための消去電圧を前記一対の電極間に印加する信号生成部を備え、
ｍを１からｎまでのいずれかの整数とし、前記一対の電極間に前記消去電圧が印加されたときにｍ層目の前記コレステリック液晶層に印加される電圧をＶｍとし、ｍ層目の前記コレステリック液晶層がホメオトロピック配向に変化するしきい値電圧をＶｔｈｍとした場合に、
前記Ｖｍが前記ｎ層からなるコレステリック液晶層の各抵抗及び前記光導電層の抵抗のみによって決まる状態にあって、ｍ＝１〜ｎのすべてにおいてＶｍ≧Ｖｔｈｍが成り立つように、前記消去電圧が設定されたものであり、
前記消去電圧は直流電圧であり、
前記表示媒体は前記表示機能層を複数有するものであり、
前記信号生成部から出力された前記消去電圧が一部の前記表示機能層に印加された後に、当該一部の表示機能層に残留している電圧を他の前記表示機能層に印加する接続制御部を更に備えた、
ことを特徴とする。

本発明によれば、コレステリック液晶層と光導電層との積層体に消去電圧を印加する場合に、コレステリック液晶層に印加される電圧がコレステリック液晶層の抵抗及び光導電層の抵抗のみによって決まることを明確にし、その電圧がしきい値電圧を確実に越えるように、消去電圧を設定することにより、その消去電圧を必要最低限の値とすることができるので、低消費電力化を達成できる。これにより、光書き込み型の表示媒体の携帯性を損ねることのない、消去の操作に必要な消費電力が抑制された消去装置を提供できる。

実施形態１における消去装置の構成を示す概念図である。 実施形態１における表示媒体の断面図である。 実施形態１における消去装置と表示媒体との嵌合を説明する図である。 実施形態１における信号生成部と表示媒体との接続を説明する図である。 コレステリック液晶の配向変化の挙動を説明する図である。 図６［１］は、表示媒体に記録された画像パターンの一例を示す図である。図６［２］は、表示媒体に記録された画像パターンにおいて、図５のＡの電圧で消去した場合の残像の発生を説明する図である。図６［３］は、表示媒体に記録された画像パターンにおいて、図５のＢ_１及びＢ_２の電圧で消去した場合の残像の発生を説明する図である。 実施形態１における表示媒体を構成するコレステリック液晶の配向変化の挙動を説明する図である。 実施形態１における表示媒体に印加される電圧を説明する図である。 実施形態１の他の例におけるコレステリック液晶層に印加される電圧の時間変化を示した図である。 実施形態２における消去装置の構成を示す概念図である。 実施形態２における消去装置と表示媒体とが接続されたときの等価回路を示す図である。 実施形態２における表示機能層に印加される電圧と制御部から出力される信号電圧との時系列変化を説明する図である。 図１３［１］は、実施形態２における表示機能層の等価回路を示す図である。図１３［２］は、実施形態２における表示機能層が放電部に接続されたときの等価回路を示す図である。 実施形態３における消去装置の構成を示す概念図である。 実施形態３における表示媒体を構成するコレステリック液晶の配向変化の挙動を説明する図である。 実施形態３における消去装置と表示媒体とが接続されたときの等価回路を示す図である。 実施形態３における表示機能層に印加される電圧と接続制御部から出力される信号電圧との時系列変化を説明する図である。

［実施形態１］
図１は、実施形態１の消去装置の構成を示す概念図である。図２は、実施形態１における表示媒体を示す断面図である。図３は、実施形態１における消去装置と表示媒体との嵌合を説明する図である。図４は、実施形態１における信号生成部と表示媒体との接続を説明する図である。以下、図１乃至図４に基づき説明する。

本実施形態１の消去装置７ａは、光書き込み型の表示媒体１１に用いられ、表示媒体１１に記録された画像パターンを消去するものである。表示媒体１１は、第１表示機能層１２と第２表示機能層１３とを有する。第１表示機能層１２は、光導電層１８と二層からなるコレステリック液晶層１６，１７とを含む積層体１２’が、一対の電極１４１，１４２間に挟持された構成である。第２表示機能層１３は、光導電層２１と一層からなるコレステリック液晶層２０とを含む積層体１３’が、一対の電極１４３，１４４間に挟持された構成である。そして、消去装置７ａは信号生成部８ａを備えている。信号生成部８ａは、表示媒体１１に記録された画像パターンを消去するための消去電圧Ｖ_０を、一対の電極１４１，１４２間及び一対の電極１４３，１４４間にそれぞれ印加する。

ここで、消去電圧Ｖ_０は、次の二つの条件を同時に満たすように設定されている。第１表示機能層１２において、一対の電極１４１，１４２間に消去電圧Ｖ_０が印加されたときにコレステリック液晶層１６，１７に印加される電圧をそれぞれＶ１，Ｖ２とし、コレステリック液晶層１６，１７がホメオトロピック配向に変化するしきい値電圧をそれぞれＶｔｈ１，Ｖｔｈ２とする。このとき、電圧Ｖ１，Ｖ２がコレステリック液晶層１６，１７の各抵抗及び光導電層１８の抵抗のみによって決まる状態にあって、すなわち、消去電圧Ｖ_０が印加されてから十分な時間が経過した状態にあって、Ｖ１≧Ｖｔｈ１かつＶ２≧Ｖｔｈ２が成り立つ（条件１）。第２表示機能層１３において、一対の電極１４３，１４４間に消去電圧Ｖ_０が印加されたときにコレステリック液晶層２０に印加される電圧をＶ１’とし、コレステリック液晶層２０がホメオトロピック配向に変化するしきい値電圧をＶｔｈ１’とする。このとき、電圧Ｖ１’がコレステリック液晶層２０の抵抗及び光導電層２１の抵抗のみによって決まる状態にあって、すなわち、消去電圧Ｖ_０が印加されてから十分な時間が経過した状態にあって、Ｖ１’≧Ｖｔｈ１’が成り立つ（条件２）。

本実施形態１によれば、積層体１２’に消去電圧Ｖ_０を印加した場合に、コレステリック液晶層１６，１７に印加される電圧Ｖ１，Ｖ２がコレステリック液晶層１６，１７の抵抗及び光導電層１８の抵抗のみによって決まることを明確にし、その電圧Ｖ１，Ｖ２がしきい値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２を確実に越えるように、消去電圧Ｖ_０を設定する。なおかつ、積層体１３’に消去電圧Ｖ_０を印加する場合に、コレステリック液晶層２０に印加される電圧Ｖ１’がコレステリック液晶層２０の抵抗及び光導電層２１の抵抗のみによって決まることを明確にし、その電圧Ｖ１’がしきい値電圧Ｖｔｈ１’を確実に越えるように、消去電圧Ｖ_０を設定する。これにより、その消去電圧Ｖ_０を必要最低限の値とすることができるので、低消費電力化を達成できる。したがって、光書き込み型の表示媒体１１の携帯性を損ねることのない、消去の操作に必要な消費電力が抑制された消去装置７ａを提供できる。

例えば、コレステリック液晶層１６，１７，２０の各抵抗が等しく、光導電層１８，２１の各抵抗が等しく、２Ｖｔｈ１≧Ｖｔｈ１’かつ２Ｖｔｈ２≧Ｖｔｈ１’、とみなせる場合は、次のように消去電圧Ｖ_０を設定してもよい。この場合は、第１表示機能層１２において、ｎ＝２、コレステリック液晶層１６，１７の各抵抗をＲ_ＬＣ、光導電層１８の抵抗をＲ_ＰＣ、しきい値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２のうちの最大値をＶ_{ｔｈｍａｘ}としたとき、次の式（１）が成り立つように、消去電圧Ｖ_０を設定する。

・・・（１）
このとき、第２表示機能層１３において、ｎ＝１、コレステリック液晶層２０の抵抗をＲ_ＬＣ、光導電層２１の抵抗をＲ_ＰＣ、しきい値電圧Ｖｔｈ１’をＶ_{ｔｈｍａｘ}としても、上記式（１）が成り立つ。なお、消去電圧Ｖ_０は、式（１）の右辺と等しいとき、最も低い電圧となる。

また、消去電圧Ｖ_０を印加する時間も含めて、消去電圧Ｖ_０を次のように設定してもよい。

ここで、消去電圧Ｖ_０は、次の二つの条件を同時に満たすように設定されている。第１表示機能層１２において、電圧Ｖ１，Ｖ２が、一対の電極１４１，１４２間に消去電圧Ｖ_０を印加した直後にコレステリック液晶層１６，１７の各静電容量及び光導電層１８の静電容量のみによって決まり、その後コレステリック液晶層１６，１７の各抵抗及び光導電層１８の抵抗のみによって決まる値に近づく状態にあって、消去電圧Ｖ_０を印加してからコレステリック液晶層１６，１７がホメオトロピック配向に変化するまでのすべての時間においてＶ１≧Ｖｔｈ１かつＶ２≧Ｖｔｈ２が成り立つ（条件３）。第２表示機能層１３において、電圧Ｖ１’が、一対の電極１４３，１４４間に消去電圧Ｖ_０を印加した直後にコレステリック液晶層２０の静電容量及び光導電層２１の静電容量のみによって決まり、その後コレステリック液晶層２０の抵抗及び光導電層２１の抵抗のみによって決まる値に近づく状態にあって、消去電圧Ｖ_０を印加してからコレステリック液晶層２０がホメオトロピック配向に変化するまでのすべての時間においてＶ１’≧Ｖｔｈ１’が成り立つ（条件４）。このとき、条件３、４に加えて、前述の条件１、２も満たすように、消去電圧Ｖ_０を設定してもよい。

つまり、積層体１２’に消去電圧Ｖ_０を印加した場合に、コレステリック液晶層１６，１７に印加される電圧Ｖ１，Ｖ２が、消去電圧Ｖ_０の印加直後にコレステリック液晶層１６，１７の静電容量及び光導電層１８の静電容量のみによって決まり、その後、コレステリック液晶層１６，１７の抵抗及び光導電層１８の抵抗のみによって決まる値に近づくことを明確にしている。そして、消去電圧Ｖ_０を印加してからコレステリック液晶層１６，１７がホメオトロピック配向に変化するまでのすべての時間において、その電圧Ｖ１，Ｖ２がしきい値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２を確実に越えるように、消去電圧Ｖ_０を設定する。なおかつ、積層体１３’に消去電圧Ｖ_０を印加した場合に、消去電圧Ｖ_０の印加直後にコレステリック液晶層２０の静電容量及び光導電層２１の静電容量のみによって決まり、その後、コレステリック液晶層２０の抵抗及び光導電層２１の抵抗のみによって決まる値に近づくことを明確にしている。そして、消去電圧Ｖ_０を印加してからコレステリック液晶層２０がホメオトロピック配向に変化するまでのすべての時間において、その電圧Ｖ１’がしきい値電圧Ｖｔｈ１’を確実に越えるように、消去電圧Ｖ_０を設定する。これにより、その消去電圧Ｖ_０をより正確に必要最低限の値とすることができるので、低消費電力化を更に達成できる。したがって、光書き込み型の表示媒体１１の携帯性を損ねることのない、消去の操作に必要な消費電力が更に抑制された消去装置７ａを提供できる。

例えば、コレステリック液晶層１６，１７，２０の各抵抗及び各静電容量がそれぞれ等しく、光導電層１８，２１の各抵抗及び各静電容量がそれぞれ等しく、２Ｖｔｈ１≧Ｖｔｈ１’かつ２Ｖｔｈ２≧Ｖｔｈ１’、とみなせる場合は、次のように消去電圧Ｖ_０を設定してもよい。この場合は、第１表示機能層１２において、ｎ＝２、コレステリック液晶層１６，１７の各抵抗をＲ_ＬＣ、光導電層１８の抵抗をＲ_ＰＣ、コレステリック液晶層１６，１７の各静電容量をＣ_ＬＣ、光導電層１８の静電容量をＣ_ＰＣ、しきい値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２のうちの最大値をＶ_{ｔｈｍａｘ}とし、ホメオトロピック配向に変化するのに必要な時間をｔ_Ｈ、第１表示機能層１２の充放電時定数をτとしたとき、次の式（２）が成り立つように、消去電圧Ｖ_０を設定する。

・・・（２）
このとき、第２表示機能層１３において、ｎ＝１、コレステリック液晶層２０の抵抗をＲ_ＬＣ、光導電層２１の抵抗をＲ_ＰＣ、コレステリック液晶層２０の静電容量をＣ_ＬＣ、光導電層２１の静電容量をＣ_ＰＣ、しきい値電圧Ｖｔｈ１’をＶ_{ｔｈｍａｘ}とし、ホメオトロピック配向に変化するのに必要な時間をｔ_Ｈ、第２表示機能層１３の充放電時定数をτとしても、上記式（２）が成り立つ。なお、消去電圧Ｖ_０は、式（２）の右辺と等しいとき、最も低い電圧となる。

上記式（１）及び式（２）で示した消去電圧Ｖ_０の設定に必要なコレステリック液晶層１６，１７，２０の各抵抗Ｒ_ＬＣ及び各静電容量Ｃ_ＬＣ、並びに光導電層１８，２１の各抵抗Ｒ_ＰＣ及び各静電容量Ｃ_ＰＣは、例えばＬＣＲメータのようなインピーダンス測定器を用いて、測定周波数１００Ｈｚ以下で測定された値である。

消去電圧Ｖ_０は、交流電圧の振幅として設定してもよいが、直流電圧とすることが望ましい。直流電圧とした場合は、静電容量成分に流れる電流によって配線で消費される電力が、低減するからである。また、消去装置７ａは、表示媒体１１に機械的に装着するための嵌合部１０ａと、表示媒体１１に電気的に接続するための端子部９ａと、を更に備えてもよい。この場合は、表示媒体１１に対する消去装置７ａの着脱が容易になるので、利便性を向上できる。また、本実施形態１の表示媒体１１は、本実施形態１の消去装置７ａを備えているので、低消費電力化を達成できる。

実施形態１ではｎ＝１及びｎ＝２の場合を例に挙げたが、ｎの値に制限はない。例えば、ｍを１からｎまでのいずれかの整数とし、一対の電極間に消去電圧が印加されたときにｍ層目のコレステリック液晶層に印加される電圧をＶｍとし、ｍ層目のコレステリック液晶層がホメオトロピック配向に変化するしきい値電圧をＶｔｈｍとしたとき、Ｖｍがｎ層からなるコレステリック液晶層の各抵抗及び光導電層の抵抗のみによって決まる状態にあって、ｍ＝１〜ｎのすべてにおいてＶｍ≧Ｖｔｈｍが成り立つように、消去電圧が設定された、としてもよい。同様に、Ｖｍが、一対の電極間に消去電圧を印加した直後にｎ層からなるコレステリック液晶層の各静電容量及び光導電層の静電容量のみによって決まり、その後ｎ層からなるコレステリック液晶層の各抵抗及び光導電層の抵抗のみによって決まる値に近づく状態にあって、消去電圧を印加してからｍ層目のコレステリック液晶層がホメオトロピック配向に変化するまでのすべての時間においてかつｍ＝１〜ｎのすべてにおいてＶｍ≧Ｖｔｈｍが成り立つように、消去電圧が設定された、としてもよい。

次に、実施形態１の消去方法について説明する。

実施形態１の消去方法は、実施形態１の消去装置７ａの動作を方法の発明として捉えたものである。すなわち、実施形態１の消去方法は、第１表示機能層１２及び第２表示機能層１３を有する光書き込み型の表示媒体１１に対して、表示媒体１１に記録された画像パターンを消去する方法である。まず、消去電圧Ｖ_０を、次の二つの条件を同時に満たすように設定する。第１表示機能層１２において、一対の電極１４１，１４２間に消去電圧Ｖ_０が印加されたときにコレステリック液晶層１６，１７に印加される電圧をそれぞれＶ１，Ｖ２とし、コレステリック液晶層１６，１７がホメオトロピック配向に変化するしきい値電圧をそれぞれＶｔｈ１，Ｖｔｈ２とする。このとき、電圧Ｖ１，Ｖ２がコレステリック液晶層１６，１７の各抵抗及び光導電層１８の抵抗のみによって決まる状態にあって、すなわち、消去電圧Ｖ_０が印加されてから十分な時間が経過した状態にあって、Ｖ１≧Ｖｔｈ１かつＶ２≧Ｖｔｈ２が成り立つ（条件１）。第２表示機能層１３において、一対の電極１４３，１４４間に消去電圧Ｖ_０が印加されたときにコレステリック液晶層２０に印加される電圧をＶ１’とし、コレステリック液晶層２０がホメオトロピック配向に変化するしきい値電圧をＶｔｈ１’とする。このとき、電圧Ｖ１’がコレステリック液晶層２０の抵抗及び光導電層２１の抵抗のみによって決まる状態にあって、すなわち、消去電圧Ｖ_０が印加されてから十分な時間が経過した状態にあって、Ｖ１’≧Ｖｔｈ１’が成り立つ（条件２）。続いて、消去電圧Ｖ_０を一対の電極１４１，１４２間及び一対の電極１４３，１４４間に印加することにより、画像パターンを消去する。なお、上記式（１）を満たすように消去電圧Ｖ_０を設定してもよい。

また、消去電圧Ｖ_０を印加する時間も含めて、消去電圧Ｖ_０を次のように設定してもよい。ここで、消去電圧Ｖ_０は、次の二つの条件を同時に満たすように設定する。第１表示機能層１２において、電圧Ｖ１，Ｖ２が、一対の電極１４１，１４２間に消去電圧Ｖ_０を印加した直後にコレステリック液晶層１６，１７の各静電容量及び光導電層１８の静電容量のみによって決まり、その後コレステリック液晶層１６，１７の各抵抗及び光導電層１８の抵抗のみによって決まる値に近づく状態にあって、消去電圧Ｖ_０を印加してからコレステリック液晶層１６，１７がホメオトロピック配向に変化するまでのすべての時間においてＶ１≧Ｖｔｈ１かつＶ２≧Ｖｔｈ２が成り立つ（条件３）。第２表示機能層１３において、電圧Ｖ１’が、一対の電極１４３，１４４間に消去電圧Ｖ_０を印加した直後にコレステリック液晶層２０の静電容量及び光導電層２１の静電容量のみによって決まり、その後コレステリック液晶層２０の抵抗及び光導電層２１の抵抗のみによって決まる値に近づく状態にあって、消去電圧Ｖ_０を印加してからコレステリック液晶層２０がホメオトロピック配向に変化するまでのすべての時間においてＶ１’≧Ｖｔｈ１’が成り立つ（条件４）。このとき、条件３、４に加えて、前述の条件１、２も満たすように、消去電圧Ｖ_０を設定してもよい。なお、上記式（２）を満たすように消去電圧Ｖ_０を設定してもよい。

本実施形態１の消去方法によれば、本実施形態１の消去装置７ａと同様の作用及び効果を奏する。

次に、実施形態１の消去信号設定方法について説明する。

実施形態１の消去信号設定方法は、実施形態１の消去装置７ａで用いられる消去電圧Ｖ_０の設定方法である。まず、第１表示機能層１２において、一対の電極１４１，１４２間に消去電圧Ｖ_０が印加されたときにコレステリック液晶層１６，１７に印加される電圧をそれぞれＶ１，Ｖ２とし、コレステリック液晶層１６，１７がホメオトロピック配向に変化するしきい値電圧をそれぞれＶｔｈ１，Ｖｔｈ２とする。第２表示機能層１３において、一対の電極１４３，１４４間に消去電圧Ｖ_０が印加されたときにコレステリック液晶層２０に印加される電圧をＶ１’とし、コレステリック液晶層２０がホメオトロピック配向に変化するしきい値電圧をＶｔｈ１’とする。続いて、消去電圧Ｖ_０を、次の二つの条件を同時に満たすように設定する。電圧Ｖ１，Ｖ２がコレステリック液晶層１６，１７の各抵抗及び光導電層１８の抵抗のみによって決まる状態にあって、すなわち、消去電圧Ｖ_０が印加されてから十分な時間が経過した状態にあって、Ｖ１≧Ｖｔｈ１かつＶ２≧Ｖｔｈ２が成り立つ（条件１）。電圧Ｖ１’がコレステリック液晶層２０の抵抗及び光導電層２１の抵抗のみによって決まる状態にあって、すなわち、消去電圧Ｖ_０が印加されてから十分な時間が経過した状態にあって、Ｖ１’≧Ｖｔｈ１’が成り立つ（条件２）。なお、上記式（１）を満たすように消去電圧Ｖ_０を設定してもよい。

また、消去電圧Ｖ_０を印加する時間も含めて、消去電圧Ｖ_０を次のように設定してもよい。ここで、消去電圧Ｖ_０は、次の二つの条件を同時に満たすように設定する。第１表示機能層１２において、電圧Ｖ１，Ｖ２が、一対の電極１４１，１４２間に消去電圧Ｖ_０を印加した直後にコレステリック液晶層１６，１７の各静電容量及び光導電層１８の静電容量のみによって決まり、その後コレステリック液晶層１６，１７の各抵抗及び光導電層１８の抵抗のみによって決まる値に近づく状態にあって、消去電圧Ｖ_０を印加してからコレステリック液晶層１６，１７がホメオトロピック配向に変化するまでのすべての時間においてＶ１≧Ｖｔｈ１かつＶ２≧Ｖｔｈ２が成り立つ（条件３）。第２表示機能層１３において、電圧Ｖ１’が、一対の電極１４３，１４４間に消去電圧Ｖ_０を印加した直後にコレステリック液晶層２０の静電容量及び光導電層２１の静電容量のみによって決まり、その後コレステリック液晶層２０の抵抗及び光導電層２１の抵抗のみによって決まる値に近づく状態にあって、消去電圧Ｖ_０を印加してからコレステリック液晶層２０がホメオトロピック配向に変化するまでのすべての時間においてＶ１’≧Ｖｔｈ１’が成り立つ（条件４）。このとき、条件３、４に加えて、前述の条件１、２も満たすように、消去電圧Ｖ_０を設定してもよい。なお、上記式（２）を満たすように消去電圧Ｖ_０を設定してもよい。

本実施形態１の消去信号設定方法によれば、本実施形態１の消去装置７ａと同様の作用及び効果を奏する。

以下、図面を参照して、実施形態１について更に詳細に説明する。なお、前述の消去電圧Ｖ_０については、消去信号の振幅Ｖ_０と言い換える。また、静電容量は、単に「容量」という。

実施形態１の消去装置７ａは、図１で示したように信号生成部８ａと、端子部９ａと、嵌合部１０ａとを備えている。また、図２に示したように、表示媒体１１は、第１表示機能層１２と第２表示機能層１３とから構成される。第１表示機能層１２は、電極１４１が成膜されたＰＥＴ等の透明基板１５１上に、緑色の光を反射するコレステリック液晶層「以下「Ｇ層」という。）１６と、青色の光を反射するコレステリック液晶層（以下「Ｂ層」という。）１７と、光導電層１８と、遮光層１９とが積層されてなる。また、第２表示機能層１３は、電極１４３が成膜されたＰＥＴ等の透明基板１５２上に、赤色の光を反射するコレステリック液晶層（以下「Ｒ層」という。）２０と、光導電層２１と、遮光層２２とが積層されてなる。第１表示機能層１２の下部の透明基板１５２と第２表示機能層１３の上部の透明基板１５２とは、共通化されている。第１表示機能層１２には緑色と青色の光を反射するＧ層１６及びＢ層１７が含まれ、第２表示機能層１３には赤色の光を反射するＲ層２０が含まれているので、各々のコレステリック液晶層の配向を制御することで、表示媒体１１はカラー表示が可能となる。なお、電極１４１〜１４４は、透明導電膜から成る。遮光層１９，２２は、特定の波長の光を遮り、他の光を透過させる機能を有する。

まず、消去装置７ａの端子部９ａと嵌合部１０ａについて説明する。図３は、表示媒体１１の電極取り出し部２４に消去装置７ａが取り付けられたときの様子を表している。表示媒体１１の端部には、画像パターンを書き込むための信号を印加する電極取り出し部２４１〜２４４が、第１表示機能層１２及び第２表示機能層１３に対応して設けられる。第１表示機能層１２及び第２表示機能層１３にはそれぞれ一対の電極があるので、端子部９ａも四つの端子部２７１〜２７４を有する。これに対応して、電極取り出し部２４１〜２４４は計四つある。また、電極取り出し部２４４付近には突起２５が設けられる。消去装置７ａに備えられた嵌合部１０ａは、図３で示すように、凹部２６を有する形状を有する。表示媒体１１の突起２５と嵌合部１０ａの凹部２６とがかみ合うことで、消去装置７ａの位置が決められ、消去装置７ａの端子部２７１〜２７４と、表示媒体１１の電極取り出し部２４１〜２４４とが確実に接触する。信号生成部７ａからの消去信号が端子部２７１〜２７４を通して表示媒体１１に印加され、表示媒体１１の画像パターンが消去される。なお、嵌合部１０ａの形状は、消去信号印加時に消去装置７ａの端子部２７１〜２７４と表示媒体１１の電極取り出し部２４１〜２４４との確実なコンタクトが実現できるものであれば良いので、特に限定されるものではない。

次に、信号生成部８ａについて説明する。信号生成部８ａは消去信号を生成する。例えば、信号生成部８ａは、矩形波電圧や直流電圧を出力する一般的な電源であり、その出力電圧及び出力時間を任意の値に設定できる機能を有する。消去信号は、Ｇ層１６、Ｂ層１７及びＲ層２０の全領域をホメオトロピック配向に変化させるしきい値電圧以上の電圧が、Ｇ層１６、Ｂ層１７及びＲ層２０に印加されるような電圧値である。図４は、信号生成部８ａと第１表示機能層１２及び第２表示機能層１３との接続を表した図である。信号生成部８ａからの消去信号（振幅Ｖ_０）が、端子部２７１〜２７４を経由して第１表示機能層１２及び第２表示機能層１３に並列に印加される。

以下、コレステリック液晶層の消去動作について詳細に説明する。図５はコレステリック液晶層の配向変化の挙動を表したグラフである。グラフの横軸はコレステリック液晶層に印加される電圧を、縦軸は印加電圧を急激にゼロにしたときの反射率を表す。また、点線はコレステリック液晶層の初期状態がプレーナ配向であるとき、実線はフォーカルコニック配向であるときの、それぞれの配向変化の挙動である。

初期状態がプレーナ配向である場合、印加電圧をゼロから大きくしていくと、コレステリック液晶層の一部がフォーカルコニック配向に変化する。フォーカルコニック配向は入射光を透過させるので、反射率は減少する。図５のＡの電圧が印加されると、コレステリック液晶層の全てが完全にフォーカルコニック配向に変化し、反射率は最小となる。さらに、印加電圧を大きくしていくと、コレステリック液晶層の一部がホメオトロピック配向に変化する。このホメオトロピック配向は、入射光を透過させる状態で反射率が小さくなるものの、電圧印加時にのみ現れる配向である。つまり、ホメオトロピック配向は、印加されている電圧が急激に除去された場合、螺旋構造が復元されプレーナ配向に緩和する。その結果、反射率は大きくなる。図５のＢ_１以上の電圧が印加されると、コレステリック液晶層の全てが完全にホメオトロピック配向に変化する。したがって、電圧除去後、コレステリック液晶層の全てがプレーナ配向に緩和し、反射率は電圧印加前と同じ大きさになる。

一方、初期状態がフォーカルコニック配向である場合、印加電圧をゼロから大きくしていっても、コレステリック液晶層はフォーカルコニック配向のままであるので、反射率は低い状態が維持される。さらに印加電圧をＡの電圧から大きくしていくと、コレステリック液晶層の一部がホメオトロピック配向に変化し、反射率は大きくなる。図５のＢ_２以上の電圧が印加されると、コレステリック液晶層の全てがホメオトロピック配向に変化し、初期状態がプレーナ配向であるときと同様に、コレステリック液晶層の全てがプレーナ配向に緩和する。したがって、グラフに示したように、反射率は大きくなる。

ホメオトロピック配向は、電圧印加前の配向に関らず、コレステリック液晶に特有の螺旋構造が解かれた状態になるため、リセット操作として利用される。また、ホメオトロピック配向は、電圧印加後に必ずしもプレーナ配向になるとは限らず、印加電圧がゆっくりと除去された場合は、フォーカルコニック配向に変化する。

図６［１］は、表示媒体に記録された画像パターンの一例であり、コレステリック液晶層が反射状態、すなわち、プレーナ配向である背景（白）に、透過状態、すなわち、フォーカルコニック配向である矢印（黒）が表示された様子を表す。画像パターンを消去する方法として、コレステリック液晶層の全領域をフォーカルコニック配向に変化させて透過状態の画面とする方法と、コレステリック液晶層の全領域をホメオトロピック配向に変化させるリセット操作を行う方法とが考えられる。

透過状態の画面とするためには、図５のＡの電圧をコレステリック液晶層に印加すればよい。しかし、印加電圧がわずかに変化した場合、残像が発生する可能性がある。図６［２］は、図６［１］の画像パターンにおける残像の発生を説明する図である。背景部分ａは、プレーナ配向であるため、図５のＡの電圧が印加されることで、透過状態のフォーカルコニック配向に変化し、矢印部分ｂと同じ配向になる。しかし、背景部分ａは、Ａの電圧からわずかに小さい電圧が印加されると、完全なフォーカルコニック配向に変化することができず、反射率が矢印部分ｂに比べてやや高くなる。その結果、図６［２］で示したように、消去画面における背景部分ａと矢印部分ｂとにわずかなコントラスト差が発生してしまう。

リセット操作を行うには、コレステリック液晶層がホメオトロピック配向に変化する電圧を印加すればよい。図６［３］は、図６［１］の画像パターンでの消去動作を説明する図である。図５のＢ_１の電圧が印加された場合、初期状態がプレーナ配向である部分、すなわち、背景部分ｃは完全にホメオトロピック配向に変化し、リセット操作が行われる。しかし、初期状態がフォーカルコニック配向である部分、すなわち、矢印部分ｄは、一部のコレステリック液晶層がホメオトロピック配向に変化せず、リセット操作が行われない。したがって、図６［３］の≪１≫に示すように、消去画面において背景部分ｃと矢印部分ｄとにわずかなコントラスト差が発生してしまう。しかし、図５のＢ_２の電圧が印加された場合、背景部分ｃ及び矢印部分ｄともに完全なホメオトロピック配向に変化し、リセット操作が行われ、図６［３］の≪２≫に示すように消去画面に残像は発生しない。このＢ_２の電圧、がホメオトロピック配向に変化するしきい値電圧となる。

以下、本実施形態１の信号生成部８ａが生成する消去信号について説明する。本実施形態の消去信号は振幅Ｖ_０の交流信号である。図７は、コレステリック液晶層であるＧ層１６、Ｂ層１７、Ｒ層２０の配向変化の挙動を示したものである。また、図８は、コレステリック液晶層（Ｇ層１６、Ｂ層１７、Ｒ層２０）に印加される電圧を表す。信号生成部８ａから交流信号が印加されると、一対の電極１４１，１４２間及び一対の電極１４３，１４４間にＶ_０の電位差が発生し、Ｇ層１６、Ｂ層１７、Ｒ層２０にその電位差による分圧が印加される。Ｇ層１６、Ｂ層１７、Ｒ層２０に印加される電圧をそれぞれＶ_ＬＣＧ、Ｖ_ＬＣＢ、Ｖ_ＬＣＲとする。Ｇ層１６、Ｂ層１７、Ｒ層２０のしきい値電圧をそれぞれＶ_ｔｈＧ、Ｖ_ｔｈＢ、Ｖ_ｔｈＲとすると、信号生成部８ａで生成される消去信号の振幅Ｖ_０はＶ_ＬＣＧ≧Ｖ_ｔｈＧ、Ｖ_ＬＣＢ≧Ｖ_ｔｈＢ、Ｖ_ＬＣＲ≧Ｖ_ｔｈＲを全て満たすように設定される。

コレステリック液晶層（Ｇ層１６、Ｂ層１７、Ｒ層２０）及び光導電層１８，２１は、容量成分と抵抗成分とを持つものとみなされる。ある電圧が第１表示機能層１２及び第２表示機能層１３に印加された直後は、Ｇ層１６、Ｂ層１７、Ｒ層２０及び光導電層１８，２１の容量比に基づいて、それぞれの層に電圧（容量分圧）が印加される。その後、Ｇ層１６、Ｂ層１７、Ｒ層２０及び光導電層１８，２１の抵抗成分に電流が流れ始め、およそ第１表示機能層１２及び第２表示機能層１３の充放電時定数の期間で、Ｇ層１６、Ｂ層１７、Ｒ層２０及び光導電層１８，２１に印加される電圧が抵抗比に基づいた電圧（抵抗分圧）に変化する。

図２で示したように、第１表示機能層１２はＧ層１６及びＢ層１７のコレステリック液晶層と光導電層１８とを有する。Ｇ層１６、Ｂ層１７及び光導電層１８の各容量はほぼ同等で、Ｇ層１６及びＢ層１７の各抵抗もほぼ同等である。光導電層１８は、画像パターン書き込み時における光の照射部と非照射部とで、抵抗が１０００倍程度異なる。通常、照射部の光導電層１８の抵抗は、コレステリック液晶層の抵抗の１／１００程度となるように設定される。そのため、書き込み光がない場合は、光導電層１８の抵抗はコレステリック液晶層の抵抗の１０倍程度となる。したがって、Ｇ層１６及びＢ層１７の容量分圧は消去信号の振幅の１／３程度の電圧になり、同じく抵抗分圧は消去信号の振幅の１／１２程度の電圧になるので、抵抗分圧が容量分圧よりも小さくなる。

表示機能層に含まれるコレステリック液晶層の数をｎ、コレステリック液晶層の抵抗及び容量をＲ_ＬＣ及びＣ_ＬＣ、光導電層の抵抗及び容量をＲ_ＰＣ及びＣ_PＣとすると、コレステリック液晶層に印加される容量分圧と抵抗分圧との大小関係から、書き込み光が無い場合、一般に以下の式が成り立つ。

・・・（３）

コレステリック液晶層に印加される電圧は容量分圧から抵抗分圧に変化するので、少なくとも抵抗分圧がしきい値電圧よりも大きければ、コレステリック液晶層に必要な電圧が印加され得る。Ｇ層１６及びＢ層１７の抵抗をＲ_ＬＣ、光導電層１８の抵抗をＲ_ＰＣとすると、Ｇ層１６及びＢ層１７に印加される電圧Ｖ_ＬＣＧ、Ｖ_ＬＣＢは次の式で表される。

・・・（４）

式（４）で示された電圧をＶ_ｔｈＧ以上かつＶ_ｔｈＢ以上とすると、第１表示機能層１２のコレステリック液晶層（Ｇ層１６、Ｂ層１７）の全領域がホメオトロピック配向に変化する。図７で示したように、Ｖ_ｔｈＧはＶ_ｔｈＢより大きく、また、Ｖ_ＬＣＧはＶ_ＬＣＢと等しいので、Ｖ_ＬＣＧ≧Ｖ_ｔｈＧであればＶ_ＬＣＢ≧Ｖ_ｔｈＢとなる。したがって、第１表示機能層１２に印加する消去信号の振幅は、次の式の電圧Ｖ_１以上に設定する。

・・・（５）

また、図２に示したように、第２表示機能層１３はＲ層２０のコレステリック液晶層と光導電層２１とを有する。第１表示機能層１２と同様、光導電層２１の抵抗はコレステリック液晶層の抵抗の１０倍程度であるので、抵抗分圧は消去信号の振幅の１／１１程度の電圧となる。また、光導電層２１の容量はコレステリック液晶層の容量とほぼ同等なので、容量分圧は消去信号の振幅の１／２程度となる。したがって、抵抗分圧が容量分圧よりも小さくなるので、少なくとも抵抗分圧がしきい値電圧よりも大きければ、コレステリック液晶層に必要な電圧が印加される。Ｒ層２０の抵抗をＲ_ＬＣ、光導電層２１の抵抗をＲ_ＰＣとすると、Ｒ層２０に印加される電圧Ｖ_ＬＣＲは次の式で表される。

・・・（６）

式（６）で示された電圧をＶ_ｔｈＲ以上にすると、コレステリック液晶層（Ｒ層２０）の全領域がホメオトロピック配向に変化するので、第２表示機能層１３に印加する消去信号の振幅は、次の式の電圧Ｖ_２以上に設定される。

・・・（７）

第１表示機能層１２に印加する消去信号の振幅Ｖ_１と第２表示機能層１３に印加する消去信号の振幅Ｖ_２とを比較すると、Ｖ_１のほうが大きい。信号生成部８ａで生成される消去信号は第１表示機能層１２と第２表示機能層１３とに同時に印加されるので、消去信号の振幅の設定値はＶ_１となる。すなわち、信号生成部８ａからの消去信号の振幅Ｖ_０は、次の式に従い設定される。

・・・（８）

信号生成部８ａは、式（８）を満たす消去信号を生成し、コレステリック液晶層がプレーナ配向又はフォーカルコニック配向からホメオトロピック配向に変化するのに必要な期間（およそ２０ｍｓ）以上の印加時間で、その消去信号を表示媒体１１に印加する。

本実施形態１では、第１表示機能層１２と第２表示機能層１３とに同じ消去信号が印加される構成であるが、第１表示機能層１２と第２表示機能層１３とにそれぞれ異なる消去信号が印加される構成でも構わない。この場合、信号生成部は二種類の消去信号を生成し、第１表示機能層１２に印加する消去信号の振幅は式（８）に従ってＶ_０以上の電圧に設定され、第２表示機能層１３に印加する消去信号の振幅は式（７）に従ってＶ_２以上の電圧に設定される。

以上のように、本実施形態１において、信号生成部８ａが消去信号を生成しこれを表示媒体１１に印加することにより、第１表示機能層１２のＧ層１６及びＢ層１７並びに第２表示機能層１３のＲ層２０に各しきい値電圧以上の電圧が印加される。これにより、各層にリセット操作が行われるので、画像パターンの残像を抑制して、確実に消去することのできる消去装置７ａが実現する。また、本実施形態１によれば、第１表示機能層１２内のＧ層１６及びＲ層１７の抵抗Ｒ_ＬＣ、光導電層の抵抗Ｒ_ＰＣ、及び、Ｇ層１６のしきい値電圧Ｖ_ｔｈＧで表される式（８）に基づいて、リセット操作に必要な最低の消去信号の振幅の設定が可能であるので、消費電力が抑制された消去装置７ａとなる。また、本実施形態によれば、露光装置等の外光を必要としないため、場所を問わず消去操作可能な消去装置７ａとなる。

表示媒体をカラー表示可能とするには、本実施形態１のようにＢ層及びＧ層を含む表示機能層とＲ層を含む表示機能層との二つの表示機能層からなる構成、又は、Ｂ層、Ｇ層及びＲ層の三層を含む一つの表示機能層からなる構成、又は、Ｂ層、Ｇ層及びＲ層を一つずつ含む三つの表示機能層からなる構成が必要である。

二つの表示機能層からなる構成では、Ｂ層とＧ層を一種類の電圧で独立に制御しなければならないことから、Ｂ層とＧ層のしきい値電圧は異なる。通常、Ｂ層又はＧ層のしきい値電圧を大きくすることで、二層のしきい値電圧を異ならせる。つまり、二つのコレステリック液晶層を含む表示機能層中に、しきい値電圧が最も大きいコレステリック液晶層が含まれることになる。一方、一つの表示機能層からなる構成においても同様に、三つのコレステリック液晶層のしきい値電圧を異ならせることで、各層が一種類の電圧で独立に制御される。したがって、二つの表示機能層からなる構成の表示媒体と、一つの表示機能層からなる構成の表示媒体とに対して、それぞれ印加する消去信号の振幅Ｖ_０は次の式に従い設定される。

・・・（１）

ｎは表示機能層のうちコレステリック液晶層の数が最大である表示機能層に含まれるコレステリック液晶層の数、Ｖ_{ｔｈｍａｘ}は各コレステリック液晶層のしきい値電圧の最大値を表す。なお、式（１）は、ｎ＝１のとき、三つの表示機能層からなる構成の表示媒体においても適用することができる。

上記式（１）に従って信号生成部によって消去信号の振幅Ｖ_０が設定されるので、カラー表示が可能な表示媒体において、表示媒体を構成する表示機能層の数が異なる場合でも、画像の消去が可能となる。また、表示機能層内のコレステリック液晶層及び光導電層の各抵抗値、及び、コレステリック液晶層のしきい値電圧で表される式（１）に基づいて、リセット操作に必要な最低の消去信号の振幅の設定が可能であるので、消費電力が抑制された消去装置となる。

ここまでは、消去信号が交流信号の場合について説明をしたが、直流信号の場合も、表示機能層の電極間に与える電位差は交流信号の振幅と同様に設定される。直流信号の場合、交流信号に比べて消去装置の消費電力を抑えることができる。

次に、本実施形態１の他の例として、消去信号の振幅を設定する他の方法について説明する。ここでは、コレステリック液晶層に印加される容量分圧とその変化時間に基づいて、消去信号の振幅を設定する。

前述したように、ある電圧が表示機能層に印加された直後は、コレステリック液晶層と光導電層との容量比で決まる容量分圧が、コレステリック液晶層に印加される。その後、コレステリック液晶層に印加される電圧は、コレステリック液晶層と光導電層との抵抗比で決まる抵抗分圧に変化する。通常、コレステリック液晶層に印加される容量分圧は抵抗分圧より大きい。

電圧印加開始から時刻ｔ経過後のコレステリック液晶層に印加される電圧Ｖ_ＬＣは、光導電層の容量及び抵抗をそれぞれＣ_ＰＣ及びＲ_ＰＣ、コレステリック液晶層の容量及び抵抗をそれぞれＣ_ＬＣ及びＲ_ＬＣ、充放電時定数をτとすると、次の式で表される。

・・・（９）

第１表示機能層１２のＧ層１６及びＢ層１７に印加される各電圧Ｖ_ＬＣＧ、Ｖ_ＬＣＢは、Ｇ層１６の容量及び抵抗とＢ層１７の容量及び抵抗とがほぼ等しく、Ｇ層１６とＢ層１７とを合わせたコレステリック液晶層の容量が１／２Ｃ_LCであるので、次の式で表される。

・・・（１０）

図９は、コレステリック液晶層（Ｇ層１６）に印加される電圧Ｖ_ＬＣＧの時間変化を表した一例である。電圧印加開始をｔ＝０、コレステリック液晶層がホメオトロピック配向に変化するのに必要な期間をｔ_Ｈとする。図９で示すように、ｔ＝ｔ_Ｈに電圧Ｖ_ＬＣＧがＶ_ｔｈＧ以上であれば、電圧印加開始から時刻ｔ_ＨまでＶ_ｔｈＧ以上の電圧がコレステリック液晶層に印加されるので、コレステリック液晶層は確実にホメオトロピック配向に変化する。したがって、式（９）より、第１表示機能層１２に印加する消去信号の振幅は、次の式の電圧Ｖ_１以上に設定する。

・・・（１１）

一方、電圧印加開始から時刻ｔ経過後の、第２表示機能層１３のＲ層２０に印加される電圧Ｖ_ＬＣＲは次の式で表される。

・・・（１２）

時刻ｔ_Ｈに式（１１）で表される電圧Ｖ_ＬＣＲがＶ_ｔｈR以上であればいいので、第２表示機能層１３に印加する消去信号の振幅は、次の式の電圧Ｖ_２以上に設定される。

・・・（１３）

第１表示機能層１２に印加する消去信号の振幅Ｖ_１と第２表示機能層１３に印加する消去信号の振幅Ｖ_２とを比較すると、Ｖ_１のほうが大きい。信号生成部８ａで生成される消去信号は第１表示機能層１２と第２表示機能層１３とに同時に印加されるので、消去信号の振幅の設定値はＶ_１となる。すなわち、信号生成部８ａからの消去信号の振幅Ｖ_０は次の式に従い設定される。

・・・（１４）

信号生成部８ａは、式（１４）を満たす消去信号を生成し、これをコレステリック液晶層がプレーナ配向に変化するのに必要な期間、及び、フォーカルコニック配向からホメオトロピック配向に変化するのに必要な期間、（どちらの期間もおよそ２０ｍｓ）以上の印加時間で表示媒体１１に印加する。

以上のように、本実施形態１の他の例では、信号生成部が消去信号を生成し、表示媒体に消去信号を印加するので、第１表示機能層のＧ層及びＢ層並びに第２表示機能層のＲ層にしきい値電圧以上の電圧が印加され、各層にリセット操作が行われ画像パターンの残像を抑制して、確実に消去することのできる消去装置が実現する。また、本実施形態１の他の例では、容量分圧とその時間変化とに基づいて消去信号が設定される場合において、表示機能層内の液晶層及び光導電層の各容量値、Ｇ層のしきい値電圧、及び、表示機能層の充放電時定数で表される式（１３）に基づいて、リセット操作に必要な最低の消去信号の振幅の設定が可能であるので、消費電力が抑制された消去装置となる。また、本実施形態の他の例では、露光装置等の外光を必要としないため、場所を問わず消去操作可能な消去装置となる。

本実施形態１において、二つの表示機能層からなる構成の表示媒体と、一つの表示機能層からなる構成の表示媒体とに、印加する消去信号の振幅Ｖ_０は、次の式に従い設定される。

・・・（２）

ここで、ｎは表示機能層のうちコレステリック液晶層の数が最大である表示機能層に含まれるコレステリック液晶層の数、Ｖ_{ｔｈｍａｘ}は各コレステリック液晶層の最大のしきい値電圧を表す。上式は三つの表示機能層からなる構成の表示媒体においても適用することができる。

上式に従って信号生成部によって消去信号の振幅Ｖ_０が設定されるので、カラー表示が可能な表示媒体において、表示媒体を構成する表示機能層の数が異なる場合でも、消去が可能となる。また、表示機能層内のコレステリック液晶層及び光導電層の各容量値、コレステリック液晶層のしきい値電圧の最大値、及び、表示機能層の充放電時定数で表される式（２）に基づいて、リセット操作に必要な最低の消去信号の振幅の設定が可能であるので、消費電力が抑制された消去装置となる。

［実施形態２］
図１０は、実施形態２における消去装置の構成を示す概念図である。図１１は、実施形態２における消去装置と表示媒体とが接続されたときの等価回路を示す図である。図１２は、実施形態２における表示機能層に印加される電圧と制御部から出力される信号電圧との時系列変化を説明する図である。図１３［１］は、実施形態２における表示機能層の等価回路を示す図である。図１３［２］は、実施形態２における表示機能層が放電部に接続されたときの等価回路を示す図である。以下、図１０乃至図１３を参照して、実施形態２について詳細に説明する。なお、本実施形態２の表示媒体については、実施形態１の表示媒体と同じであるので、図２及び図８を用いることにする。

本実施形態２の消去装置７ｂは、消去電圧Ｖ_０を印加した後に第１表示機能層１２及び第２表示機能層１３に残留している電圧を除去する放電部３０ｂを、更に備えたことを特徴とする。消去装置７ｂは、図１０で示したように、信号生成部８ｂと、端子部９ｂと、嵌合部１０ｂと、放電部３０ｂと、制御部３１ｂとを備えている。本実施形態２の端子部９ｂ及び嵌合部１０ｂの機能、消去装置７ｂと表示媒体１１との接続方法、並びに、表示媒体１１の構成は実施形態１と同様である。信号生成部８ｂが生成する直流の消去信号の電圧は、実施形態１で説明したように設定され、消去信号の印加により、第１表示機能層１２及び第２表示機能層１３の全てのコレステリック液晶層に、しきい値電圧以上の電圧が印加される。

図１１に、消去装置７ｂと表示媒体１１とが接続された状態の等価回路を示す。信号生成部８ｂは、乾電池等の電源３２ｂ、昇圧回路３３ｂ、平滑コンデンサＣ_Ｓ等からなる。また、信号生成部８ｂと放電部（すなわちディスチャージ回路）３０ｂとの間にはスイッチＳＷ１が設置され、放電部３０ｂ内にスイッチＳＷ２が設置されている。放電部３０ｂは、スイッチＳＷ２と抵抗器３４との直列回路を有する。抵抗器３４は、放電時の電流を制限してスイッチＳＷ２を保護したり、放電時に電力を消費したりする役目を果たす。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、例えばスイッチング素子や電磁リレーなどからなり、制御部３１ｂからの信号によりＯＮとＯＦＦとに切り替わり、ＯＮのときは導通状態となり、ＯＦＦのときはオープン状態となる。この信号は、Ｖ_ＨとＶ_Ｌの二つの電位からなり、電位がＶ_ＨのときはスイッチをＯＮにし、電位がＶ_ＬのときはスイッチをＯＦＦにする。制御部３１ｂは、例えばマイクロコンピュータ、又はタイマＩＣなどからなる。スイッチＳＷ１は、例えば制御部３１ｂに付設されている。第１表示機能層１２及び第２表示機能層１３は、消去装置７ｂに対して、実施形態１と同様に並列に接続される。

図１２は、第１表示機能層１２及び第２表示機能層１３に印加される電圧（図１２（ａ））、制御部３１ｂからスイッチＳＷ１に印加される信号（図１２（ｂ））、及び、制御部３１ｂからスイッチＳＷ２に印加される信号（図１２（ｃ））について、それらの時系列変化を示したものである。以下、図１２を用いて本実施形態２の消去装置の駆動について説明する。

信号生成部７ｂ内の昇圧回路３３ｂにより、前述したリセット操作に必要な直流の消去信号が生成される。始めに、時間ｔ_０に制御部３１ｂからスイッチＳＷ１に入力される信号の電位がＶ_Ｈとなり、信号生成部７ｂから消去信号が第１表示機能層１２及び第２表示機能層１３に印加される。コレステリック液晶層がホメオトロピック配向に変化する期間（２０ｍｓ程度）後、時間ｔ_１にスイッチＳＷ１に入力される信号の電位がＶ_Ｌとなり、消去信号の印加が終了する。また、時間ｔ_１にスイッチＳＷ２に入力される信号の電位がＶ_Ｈとなって放電部３０ｂが導通し、第１表示機能層１２内及び第２表示機能層１３内のコレステリック液晶層（Ｇ層１６、Ｂ層１７及びＲ層２０）及び光導電層１８，２１の残留電圧の除去が開始される。最後に、時間ｔ_２にスイッチＳＷ２に入力される信号の電位がＶ_Ｌとなり、放電部３０ｂがオープンになる。

以下、表示機能層に発生する残留電圧について説明する。図１３［１］は第１表示機能層１２及び第２表示機能層１３の等価回路を示す。コレステリック液晶層４は、第１表示機能層１２ではＧ層１６とＢ層１７に対応し、第２表示機能層１３ではＲ層２０に対応する。コレステリック液晶層４は容量と抵抗との並列接続で表され、同様に光導電層５も容量と抵抗との並列接続で表され、コレステリック液晶層４と光導電層５とが直列に接続されている。ここで、遮光層１９，２２は、コレステリック液晶層４及び光導電層５に比べ膜厚が小さいので、等価回路上では無視できる。この等価回路の場合、表示機能層の充放電時定数τは次の式で表される。

・・・（１５）

Ｃ_ＬＣ、Ｃ_ＰＣはそれぞれコレステリック液晶層４及び光導電層５の各容量を表し、Ｒ_ＬＣ、Ｒ_ＰＣはそれぞれコレステリック液晶層４及び光導電層５の各抵抗を表す。コレステリック液晶層４の比抵抗は１．０×１０^１２Ω・ｃｍ程度であり、非露光時すなわち消去動作時の光導電層５の比抵抗は１．０×１０^１３Ω・ｃｍ程度である。そのため、コレステリック液晶層４と光導電層５との容量がほぼ等しいとすると、充放電時定数は数１００ｍｓとなる。消去信号印加後に図１３［１］のＡＡ点とＢＢ点とが導通すると、数１００ｍｓで残留電圧が放電される。しかし、消去信号印加後にＡＡ点とＢＢ点がオープン状態になると、各層内で独立して残留電圧が放電される。すなわち、比抵抗が相対的に小さいコレステリック液晶層４は、Ｒ_ＬＣ・Ｃ_ＬＣで表される充放電時定数すなわち数１００ｍｓで、残留電圧が放電される。一方、比抵抗が相対的に大きい光導電層５は、Ｒ_ＰＣ・Ｃ_ＰＣで表される充放電時定数すなわち数ｓで、残留電圧が放電される。放電の時間が長くなると、イオン性不純物の光導電層５内での偏りが大きくなり、光導電層５の特性の劣化が大きくなる。また、残留電圧が長く存在すると、表示媒体１１の電極に触れたときに不都合を生ずる可能性がある。

スイッチＳＷ２がＯＮとなって放電部３０ｂが導通すると、第１表示機能層１２及び第２表示機能層１３の等価回路は図１３［２］のようになる。抵抗成分の合成抵抗はＲ_ＬＣ・Ｒ_ＰＣ／（Ｒ_ＬＣ＋Ｒ_ＰＣ）となり、Ｒ_ＰＣはＲ_ＬＣに比べて大きいので、この等価回路の抵抗成分はＲ_ＬＣと近似できる。放電部３０ｂと接続しない場合は、コレステリック液晶層４と光導電層５とが独立に放電するので、コレステリック液晶層４はＲ_ＬＣの抵抗で決まる充放電時定数で残留電圧が放電され、光導電層５はＲ_ＰＣの抵抗で決まる充放電時定数で残留電圧が放電される。しかし、本実施形態２の場合、Ｒ_ＬＣはＲ_ＰＣの１／１０程であるので、光導電層５の残留電圧は放電部３０ｂが接続されない場合に比べて１／１０の充放電時定数で放電される。よって、光導電層５の残留電圧が早く除去される。

本実施形態２によれば、表示機能層の残留電圧が除去されるので、表示機能層の劣化防止と、残留電圧による感電防止が可能な、信頼性と安全性が向上した消去装置が実現できる。

［実施形態３］
図１４は、実施形態３における消去装置の構成を示す概念図である。図１５は、実施形態３における表示媒体を構成するコレステリック液晶の配向変化の挙動を説明する図である。図１６は、実施形態３における消去装置と表示媒体とが接続されたときの等価回路を示す図である。図１７は、実施形態３における表示機能層に印加される電圧と接続制御部から出力される信号電圧との時系列変化を説明する図である。以下、図１４乃至図１７を参照して、実施形態３について詳細に説明する。なお、本実施形態３の表示媒体については、実施形態１の表示媒体とほぼ同じであるので、図２及び図８を用いることにする。

本実施形態３の表示媒体１１は、第１表示機能層１２と第２表示機能層１３とを有する。本実施形態３の消去装置７ｃは、信号生成部７ｃから出力された消去電圧が第１表示機能層１２に印加された後に、第１表示機能層１２に残留している電圧を第２表示機能層１３に印加する接続制御部３１ｃを、更に備えたことを特徴とする。消去装置７ｃは、図１４で示したように、信号生成部８ｃと、端子部９ｃと、嵌合部１０ｃと、放電部３０ｃと、接続制御部３１ｃとを備えている。端子部９ｃ及び嵌合部１０ｃの機能、及び消去装置７ｃと表示媒体１１との接続方法は、実施形態１と同様である。

本実施形態３の表示媒体１１の層構成は実施形態１の層構成と同様であるが、第２表示機能層１３のＲ層２０の配向変化の挙動が若干異なる。図１５に、Ｇ層１６、Ｂ層１７及びＲ層２０の配向変化の挙動を示す。Ｒ層２０のしきい値電圧Ｖ_ｔｈＲは、Ｇ層１６のしきい値電圧Ｖ_ｔｈＧの１／２程度である。信号生成部８ｃが生成する直流の消去信号の電圧は、実施形態１で説明したように設定される。消去信号の印加により、第１表示機能層１２のＧ層１６及びＢ層１７に、しきい値電圧以上の電圧が印加される。

図１６に本実施形態の消去装置と表示媒体が接続された状態の等価回路を示す。信号生成部８ｃは、乾電池等の電源３２ｃ、昇圧回路３３ｃ、平滑コンデンサＣ_Ｓ等を有する。また、信号生成部８ｃと放電部（すなわちディスチャージ回路）３０ｃとの間にはスイッチＳＷ１が設置され、放電部３０ｃ内にスイッチＳＷ２が設置されている。更に、信号生成部８ｃから第１表示機能層１２に至る配線と第１表示機能層１２から第２表示機能層１３に至る配線との間には、スイッチＳＷ３が設置されている。放電部３０ｃ及びスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３の機能及び動作方法は、実施形態２と同様である。第１表示機能層１２及び第２表示機能層１３は、消去装置７ｃに対して、スイッチＳＷ３を介して並列に接続される。接続制御部３１ｃは、例えば、マイクロコンピュータ、又はタイマＩＣなどからなる。スイッチＳＷ１，ＳＷ３は、例えば接続制御部３１ｃに付設されている。

表示媒体を二つの表示機能層で構成すると、表示機能層が一つの場合に比べ、表示媒体全体に流れる電流は大きくなるので、消去装置の消費電力も大きくなる。そこで、信号生成部からの消去信号の印加を一つの表示機能層に限定すると、消費電力の増加を抑えることができる。また、前述したように、消去信号が直流信号の場合、表示機能層には残留電圧が発生するが、この残留電圧をもう一つの表示機能層に分配して、もう一つの表示機能層のコレステリック液晶層に電圧を印加することができる。

残留電圧の分配について説明する。図１７は、第１表示機能層１２に印加される電圧（図１７（ａ））、第２表示機能層１３に印加される電圧（図１７（ｂ））、接続制御部３１ｃからスイッチＳＷ１に印加される信号（図１７（ｃ））、接続制御部３１ｃからスイッチＳＷ２に印加される信号（図１７（ｄ））、接続制御部３１ｃからスイッチＳＷ３に印加される信号（図１７（ｅ））について、それらの時系列変化を示したものである。以下、図１７を用いて本実施形態３の消去装置７ｃの駆動について説明する。

信号生成部８ｃ内の昇圧回路３３ｃにより、前述したリセット操作に必要な直流の消去信号が生成される。始めに、時間ｔ_０に接続制御部３１ｃからスイッチＳＷ１に入力される信号の電位がＶ_Ｈとなり、信号生成部８ｃから消去信号が第１表示機能層１２に印加される。コレステリック液晶層がホメオトロピック配向に変化する期間（２０ｍｓ程度）後、時間ｔ_１にスイッチＳＷ１に入力される信号の電位がＶ_Ｌとなり、消去信号の印加が終了する。また、時間ｔ_１にスイッチＳＷ３に入力される信号の電位がＶ_Ｈとなって、第１表示機能層１２と第２表示機能層１３とが並列に接続される。この時、第１表示機能層１２の残留電圧が分配されることにより、第１表示機能層１２に印加される電圧はＶ_０からＶ_０’に変化し、第２表示機能層１３に印加される電圧は０からＶ_０’に変化する。コレステリック液晶層がホメオトロピック配向に変化する期間後、時間ｔ_２にスイッチＳＷ２に入力される信号の電位がＶ_Ｈとなって放電部３０ｃが導通し、第１表示機能層１２内及び第２表示機能層１３内のコレステリック液晶層（Ｇ層１６、Ｂ層１７及びＲ層２０）及び光導電層１８，２１から残留電圧の除去が開始される。最後に、時間ｔ_３にスイッチＳＷ２，ＳＷ３に入力される信号の電位がＶ_Ｌとなり、放電部３０ｃがオープンになり、第１表示機能層１２と第２表示機能層１３との接続が解除される。

スイッチＳＷ３がＯＮとなって、第１表示機能層１２と第２表示機能層１３とが接続されると、第１表示機能層１２の残留電圧が第２表示機能層１３に分配され、第２表示機能層１３のコレステリック液晶層（Ｒ層２０）に電圧が印加される。分配後の電圧は、残留電圧と第１表示機能層１２の全容量と第２表示機能層１３の全容量とによって決まる。残留電圧をＶ_Ｒ、第１表示機能層１２の全容量をＣ_１、第２表示機能層１３の全容量をＣ_２とすると、分配後の電圧Ｖ_Ｐは次の式で表される。

・・・（１６）

第１表示機能層１２と第２表示機能層１３との全容量はほぼ等しいので、式（１６）より、分配後の電圧Ｖ_Ｐは残留電圧Ｖ_Ｒの半分になる。スイッチＳＷ１がＯＦＦとなった直後にスイッチＳＷ３がＯＮとなるので、分配される第１表示機能層１２の残留電圧Ｖ_Ｒは第１表示機能層１２に印加される電圧Ｖ_１となる。すなわち、分配後の電圧Ｖ_Ｐは式（４）を用いて次の式のように表される。

・・・（１７）

第２表示機能層１３のコレステリック液晶層（Ｒ層２０）に印加される電圧は、数１００ｍｓ程度で容量分圧から抵抗分圧に変化する。したがって、コレステリック液晶層がホメオトロピック配向に変化する期間（２０ｍｓ程度）は、容量分圧がコレステリック液晶層に印加されているとみなせる。コレステリック液晶層の容量と光導電層２１の容量とはほぼ等しいので、Ｖ_Ｐの半分の電圧がコレステリック液晶層に印加される。よって、第２表示機能層１３のＲ層２０に印加される電圧Ｖ_ＬＣＲは、次の式のように表される。

・・・（１８）

式（１８）より、Ｒ層２０に印加される電圧は、Ｇ層１６のしきい値電圧の１／２より大きくなる。そのため、Ｒ層２０のしきい値電圧がＧ層１６のしきい値電圧の１／２程度であることから、Ｒ層２０に印加される電圧はＲ層２０のしきい値電圧よりも大きくなるので、分配された残留電圧でＲ層２０の消去が可能となる。

スイッチＳＷ３は、Ｒ層２０がホメオトロピック配向に変化する期間後に、ＯＦＦとなる。これにより、第２表示機能層１３への電圧の印加が終了する。その後、スイッチＳＷ２がＯＮとなり、放電部３０ｃが導通して残留電圧が除去されるため、光導電層１８，２１の劣化の抑制と表示媒体１１の電極に触れたときの感電防止ができる。

以上説明したように、本実施形態３において、信号生成部８ｃから消去信号が印加されるとき、第１表示機能層１２のみが信号生成部８ｃと接続されているので、実施形態２のように第１表示機能層１２と第２表示機能層１３とに同時に消去信号を印加する場合に比べ、消去信号印加時に消去装置７ｃを流れる電流を小さくすることができ、かつ、第１表示機能層１２の残留電圧を第２表示機能層１３に印加するので、低消費電力の消去装置７ｃが実現できる。

［その他］
本発明の構成について、次のように表現することもできる。

上記課題は以下の本発明の消去装置によって解決される。すなわち、本発明の第１の消去装置は、一対の電極と前記電極間に少なくともコレステリック液晶層と光導電層とを含む表示機能層からなる光書き込み型の表示媒体に装着するための嵌合部と、前記表示媒体の電極と接続する端子部と、前記表示媒体に記録された画像パターンを消去するため、前記表示媒体に入力される消去信号を生成する信号生成部とを備え、前記表示媒体を構成する前記表示機能層のうち、前記コレステリック液晶層の数が最大である前記表示機能層に含まれる前記コレステリック液晶層の数をｎ、前記コレステリック液晶層の抵抗をＲ_ＬＣ、前記光導電層の抵抗をＲ_ＰＣ、前記コレステリック液晶層の全領域がホメオトロピック配向に変化するしきい値電圧のうち、最大のしきい値電圧をＶ_{ｔｈｍａｘ}とすると、前記消去信号によって前記電極間に与えられる電位差Ｖ_０が前記式（１）を満たすことを特徴とする。

また、コレステリック液晶層の容量をＣ_ＬＣ、光導電層の容量をＣ_ＰＣ、表示機能層の充放電時定数をτ、コレステリック液晶層がホメオトロピック配向に変化するのに必要な時間をｔ_Ｈとすると、前記消去信号によって前記電極間に与えられる電位差Ｖ_０は前記式（２）を満たすことが望ましい。更に、前記消去信号は直流信号であることが望ましい。

本発明の第２の消去装置は、前記消去信号が前記直流信号であり、前記直流信号の入力終了後、前記表示機能層の残留電圧を除去する放電部を備えたことを特徴とする。

本発明の第３の消去装置は、複数の前記表示機能層からなる光書き込み型の表示媒体に装着するための嵌合部と、前記表示媒体の電極と接続する端子部とを備えた、前記表示媒体に記録された画像パターンの消去装置であって、前記表示媒体の一部の表示機能層と前記信号生成部とが前記消去信号印加後に電気的に分離し、前記一部の表示機能層の前記残留電圧を前記一部の表示機能層とは別の前記表示機能層に分配する機能を有する接続制御部を備えたことを特徴とする。

本発明の効果について、次のように表現することもできる。

本発明の第１の消去装置は、光書き込み型の表示媒体を構成する表示機能層内のコレステリック液晶層の全領域、すなわち、画像パターンのプレーナ配向の部分及びフォーカルコニック配向の部分がともにホメオトロピック配向に変化するしきい値電圧以上の電圧が印加されるので、リセット操作が行われて画像パターンの残像を抑制し、確実に消去できる消去装置となる。また、表示機能層内のコレステリック液晶層の抵抗値と容量値、光導電層の抵抗値と容量値、及び、コレステリック液晶層のしきい値電圧に基づいて消去信号の振幅が設定され、表示媒体の消去操作に必要な最低の電圧をコレステリック液晶層に印加することができるので、消費電力が抑えられた消去装置が実現できる。また、消去信号が直流信号の場合、交流信号の場合に比べて低消費電力化が実現できる。

本発明の第２の消去装置は、消去信号が直流信号の時に表示機能層、特に、光導電層に残留した電圧が消去装置に備えられた放電部によって直ちに放電されるので、光導電層内でのイオン性不純物の偏りがなくなり、光導電層の劣化が抑制され、表示機能層の信頼性が確保される消去装置となる。また、表示媒体の電極に触れたときの感電が防止されるので、安全性も向上する。

本発明の第３の消去装置は、接続制御部によって、信号生成部からは一部の表示機能層に消去信号を印加し、その一部の表示機能層と信号生成部とが消去信号印加後に電気的に分離され、更に、一部の表示機能層と別の表示機能層が電気的に接続される。したがって、表示媒体の全ての表示機能層に同時に消去信号が印加されることはなくなるので、表示機能層全体に流れる電流の増加を抑制できる。信号生成部からの消去信号が印加された一部の表示機能層の残留電圧が、信号生成部から直接消去信号が印加されていない表示機能層のコレステリック液晶層に印加され、リセット操作が行われるので、表示媒体が複数の表示機能層で構成されているときに、消費電力が抑えられた消去装置となる。

本発明の構成について、更に次のように表現することもできる。

＜１＞一対の電極と前記電極間に少なくともコレステリック液晶層と光導電層とを含む表示機能層からなる光書き込み型の表示媒体に装着するための嵌合部と、前記表示媒体の電極と接続する端子部と、前記表示媒体に記録された画像パターンを消去するための消去信号を生成する信号生成部とを備え、前記消去信号によって前記電極間に与えられる電位差が、前記式（１）を満たすことを特徴とする消去装置。
ただし、式（１）において、Ｖ_０：電極間に与えられる電位差、ｎ：コレステリック液晶層の数が最大である表示機能層に含まれるコレステリック液晶層の数、Ｒ_ＬＣ：コレステリック液晶層の抵抗、Ｒ_ＰＣ：光導電層の抵抗、Ｖ_{ｔｈｍａｘ}：コレステリック液晶層のホメオトロピック配向に変化するしきい値電圧のうち最大のしきい値電圧。

＜２＞一対の電極と前記電極間に少なくともコレステリック液晶層と光導電層とを含む表示機能層からなる光書き込み型の表示媒体に装着するための嵌合部と、前記表示媒体の電極と接続する端子部と、前記表示媒体に記録された画像パターンを消去するための消去信号を生成する信号生成部とを備え、前記消去信号によって前記電極間に与えられる電位差が、前記式（２）を満たすことを特徴とする消去装置。
ただし、式（２）において、Ｖ_０：電極間に与えられる電位差、ｎ：コレステリック液晶層の数が最大である表示機能層に含まれるコレステリック液晶層の数、Ｒ_ＬＣ：コレステリック液晶層の抵抗、Ｒ_ＰＣ：光導電層の抵抗、Ｃ_ＬＣ：コレステリック液晶層の容量、Ｃ_ＰＣ：光導電層の容量、Ｖ_{ｔｈｍａｘ}：コレステリック液晶層のホメオトロピック配向に変化するしきい値電圧のうち最大のしきい値電圧、ｔ_Ｈ：ホメオトロピック配向に変化するのに必要な期間、τ：表示機能層の充放電時定数。

＜３＞前記消去信号が直流信号であることを特徴とする前記＜１＞又は前記＜２＞に記載の消去装置。
＜４＞前記消去信号の入力終了後、前記表示機能層の残留電圧を除去する放電部を備えたことを特徴とする前記＜３＞に記載の消去装置。
＜５＞複数の前記表示機能層からなる光書き込み型の表示媒体に装着するための嵌合部と、前記表示媒体の電極と接続する端子部とを備えた、前記表示媒体に記録された画像パターンの消去装置であって、前記表示媒体の一部の表示機能層と前記信号生成部とが前記消去信号印加後に電気的に分離し、前記一部の表示機能層の前記残留電圧を前記一部の表示機能層とは別の前記表示機能層に分配する機能を有する接続制御部を備えたことを特徴とする前記＜４＞に記載の消去装置。
＜６＞消去時に外光を必要としないことを特徴とする前記＜１＞又は前記＜２＞に記載の消去装置。

以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。

［付記１］ｎを自然数としたとき光導電層とｎ層からなるコレステリック液晶層とを含む積層体が一対の電極間に挟持された構成の表示機能層を有する光書き込み型の表示媒体に用いられ、当該表示媒体に記録された画像パターンを消去する消去装置において、
前記画像パターンを消去するための消去電圧を前記一対の電極間に印加する信号生成部を備え、
ｍを１からｎまでのいずれかの整数とし、前記一対の電極間に前記消去電圧が印加されたときにｍ層目の前記コレステリック液晶層に印加される電圧をＶｍとし、ｍ層目の前記コレステリック液晶層がホメオトロピック配向に変化するしきい値電圧をＶｔｈｍとした場合に、
前記Ｖｍが前記ｎ層からなるコレステリック液晶層の各抵抗及び前記光導電層の抵抗のみによって決まる状態にあって、ｍ＝１〜ｎのすべてにおいてＶｍ≧Ｖｔｈｍが成り立つように、前記消去電圧が設定されたものである、
ことを特徴とする消去装置。

［付記２］付記１記載の消去装置において、
前記消去電圧は、更に、
前記消去電圧をＶ_０、前記コレステリック液晶層の各抵抗をＲ_ＬＣ、前記光導電層の抵抗をＲ_ＰＣ、ｎ個の前記しきい値電圧のうちの最大値をＶ_{ｔｈｍａｘ}としたとき、次の式（１）

・・・（１）
が成り立つように設定された、
ことを特徴とする消去装置。

［付記３］付記２記載の消去装置において、
前記消去電圧は、更に、
前記Ｖｍが、前記一対の電極間に前記消去電圧を印加した直後に前記ｎ層からなるコレステリック液晶層の各静電容量及び前記光導電層の静電容量のみによって決まり、その後前記ｎ層からなるコレステリック液晶層の各抵抗及び前記光導電層の抵抗のみによって決まる値に近づく状態にあって、
前記消去電圧を印加してからｍ層目の前記コレステリック液晶層が前記ホメオトロピック配向に変化するまでのすべての時間においてかつｍ＝１〜ｎのすべてにおいてＶｍ≧Ｖｔｈｍが成り立つように設定された、
ことを特徴とする消去装置。

［付記４］付記３記載の消去装置において、
前記消去電圧は、更に、
前記消去電圧をＶ_０、前記コレステリック液晶層の各抵抗をＲ_ＬＣ、前記光導電層の抵抗をＲ_ＰＣ、前記コレステリック液晶層の各静電容量をＣ_ＬＣ、前記光導電層の静電容量をＣ_ＰＣ、ｎ個の前記しきい値電圧のうちの最大値をＶ_{ｔｈｍａｘ}、前記ホメオトロピック配向に変化するのに必要な時間をｔ_Ｈ、前記表示機能層の充放電時定数をτとしたとき、次の式（２）

・・・（２）
が成り立つように設定された、
ことを特徴とする消去装置。

［付記５］付記４記載の消去装置において、
前記ｎが２以上の整数である、
ことを特徴とする消去装置。

［付記６］付記５記載の消去装置において、
前記消去電圧Ｖ_０が前記式（２）の右辺に等しい、
ことを特徴とする消去装置。

［付記７］付記６記載の消去装置において、
前記消去電圧が直流電圧である、
ことを特徴とする消去装置。

［付記８］付記７記載の消去装置において、
前記表示媒体は前記表示機能層を複数有するものであり、
前記信号生成部から出力された前記消去電圧が一部の前記表示機能層に印加された後に、当該一部の表示機能層に残留している電圧を他の前記表示機能層に印加する接続制御部を、
更に備えたことを特徴とする消去装置。

［付記９］付記８記載の消去装置において、
前記消去電圧を印加した後に前記表示機能層に残留している電圧を除去する放電部を、
更に備えたことを特徴とする消去装置。

［付記１０］付記１記載の消去装置において、
前記表示媒体は前記表示機能層を複数有するものであり、
前記消去電圧は、更に、
前記消去電圧をＶ_０、前記コレステリック液晶層の各抵抗をＲ_ＬＣ、前記光導電層の抵抗をＲ_ＰＣ、前記ｎが最大の前記表示機能層について当該ｎ個の前記しきい値電圧のうちの最大値をＶ_{ｔｈｍａｘ}としたとき、次の式（１）

・・・（１）
が成り立つように設定された、
ことを特徴とする消去装置。

［付記１１］付記３記載の消去装置において、
前記表示媒体は前記表示機能層を複数有するものであり、
前記消去電圧は、更に、
前記消去電圧をＶ_０、前記コレステリック液晶層の各抵抗をＲ_ＬＣ、前記光導電層の抵抗をＲ_ＰＣ、前記コレステリック液晶層の各静電容量をＣ_ＬＣ、前記光導電層の静電容量をＣ_ＰＣ、前記ｎが最大の前記表示機能層について当該ｎ個の前記しきい値電圧のうちの最大値をＶ_{ｔｈｍａｘ}、前記ホメオトロピック配向に変化するのに必要な時間をｔ_Ｈ、前記表示機能層の充放電時定数をτとしたとき、次の式（２）

・・・（２）
が成り立つように設定された、
ことを特徴とする消去装置。

［付記１２］ｎを自然数としたとき光導電層とｎ層からなるコレステリック液晶層とを含む積層体が一対の電極間に挟持された構成の表示機能層を有する光書き込み型の表示媒体に対して、当該表示媒体に記録された画像パターンを消去する消去方法において、
ｍを１からｎまでのいずれかの整数とし、前記一対の電極間に消去電圧が印加されたときにｍ層目の前記コレステリック液晶層に印加される電圧をＶｍとし、ｍ層目の前記コレステリック液晶層がホメオトロピック配向に変化するしきい値電圧をＶｔｈｍとしたとき、
前記Ｖｍが前記ｎ層からなるコレステリック液晶層の各抵抗及び前記光導電層の抵抗のみによって決まる状態にあって、ｍ＝１〜ｎのすべてにおいてＶｍ≧Ｖｔｈｍが成り立つように、前記消去電圧を設定し、
設定された前記消去電圧を前記一対の電極間に印加することにより前記画像パターンを消去する、
ことを特徴とする消去方法。

［付記１３］付記１２記載の消去方法において、
前記消去電圧を設定する際に、更に、
前記消去電圧をＶ_０、前記コレステリック液晶層の各抵抗をＲ_ＬＣ、前記光導電層の抵抗をＲ_ＰＣ、ｎ個の前記しきい値電圧のうちの最大値をＶ_{ｔｈｍａｘ}としたとき、次の式（１）

・・・（１）
が成り立つように、前記消去電圧を設定する、
ことを特徴とする消去方法。

［付記１４］付記１３記載の消去方法において、
前記消去電圧を設定する際に、更に、
前記Ｖｍが、前記一対の電極間に消去電圧を印加した直後に前記ｎ層からなるコレステリック液晶層の各静電容量及び前記光導電層の静電容量のみによって決まり、その後前記ｎ層からなるコレステリック液晶層の各抵抗及び前記光導電層の抵抗のみによって決まる値に近づく状態にあって、
前記消去電圧を印加してからｍ層目の前記コレステリック液晶層が前記ホメオトロピック配向に変化するまでのすべての時間においてかつｍ＝１〜ｎのすべてにおいてＶｍ≧Ｖｔｈｍが成り立つように、前記消去電圧を設定する、
ことを特徴とする消去方法。

［付記１５］付記１４記載の消去方法において、
前記消去電圧を設定する際に、更に、
前記消去電圧をＶ_０、前記コレステリック液晶層の各抵抗をＲ_ＬＣ、前記光導電層の抵抗をＲ_ＰＣ、前記コレステリック液晶層の各静電容量をＣ_ＬＣ、前記光導電層の静電容量をＣ_ＰＣ、ｎ個の前記しきい値電圧のうちの最大値をＶ_{ｔｈｍａｘ}、前記ホメオトロピック配向に変化するのに必要な時間をｔ_Ｈ、前記表示機能層の充放電時定数をτとしたとき、次の式（２）

・・・（２）
が成り立つように、前記消去電圧を設定する、
ことを特徴とする消去方法。

［付記１６］ｎを自然数としたとき光導電層とｎ層からなるコレステリック液晶層とを含む積層体が一対の電極間に挟持された構成の表示機能層を有する光書き込み型の表示媒体に対して、当該表示媒体に記録された画像パターンを消去するために前記一対の電極間に印加する消去電圧を設定する方法において、
ｍを１からｎまでのいずれかの整数とし、前記一対の電極間に前記消去電圧が印加されたときにｍ層目の前記コレステリック液晶層に印加される電圧をＶｍとし、ｍ層目の前記コレステリック液晶層がホメオトロピック配向に変化するしきい値電圧をＶｔｈｍとし、
続いて、前記Ｖｍが前記ｎ層からなるコレステリック液晶層の各抵抗及び前記光導電層の抵抗のみによって決まる状態において、ｍ＝１〜ｎのすべてにおいてＶｍ≧Ｖｔｈｍが成り立つように、前記消去電圧を設定する、
ことを特徴とする消去信号設定方法。

［付記１７］付記１６記載の消去信号設定方法において、
前記消去電圧を設定する際に、更に、
前記消去電圧をＶ_０、前記コレステリック液晶層の各抵抗をＲ_ＬＣ、前記光導電層の抵抗をＲ_ＰＣ、ｎ個の前記しきい値電圧のうちの最大値をＶ_{ｔｈｍａｘ}としたとき、次の式（１）

・・・（１）
が成り立つように、前記消去電圧を設定する、
ことを特徴とする消去信号設定方法。

［付記１８］付記１７記載の消去信号設定方法において、
前記消去電圧を設定する際に、更に、
前記Ｖｍが、前記一対の電極間に前記消去電圧を印加した直後に前記ｎ層からなるコレステリック液晶層の各静電容量及び前記光導電層の静電容量のみによって決まり、その後前記ｎ層からなるコレステリック液晶層の各抵抗及び前記光導電層の抵抗のみによって決まる値に近づく状態にあって、
前記消去電圧を印加してからｍ層目の前記コレステリック液晶層が前記ホメオトロピック配向に変化するまでのすべての時間においてかつｍ＝１〜ｎのすべてにおいてＶｍ≧Ｖｔｈｍが成り立つように、前記消去電圧を設定する、
ことを特徴とする消去信号設定方法。

［付記１９］付記１８記載の消去信号設定方法において、
前記消去電圧を設定する際に、更に、
前記消去電圧をＶ_０、前記コレステリック液晶層の各抵抗をＲ_ＬＣ、前記光導電層の抵抗をＲ_ＰＣ、前記コレステリック液晶層の各静電容量をＣ_ＬＣ、前記光導電層の静電容量をＣ_ＰＣ、ｎ個の前記しきい値電圧のうちの最大値をＶ_{ｔｈｍａｘ}、前記ホメオトロピック配向に変化するのに必要な時間をｔ_Ｈ、前記表示機能層の充放電時定数をτとしたとき、次の式（２）

・・・（２）
が成り立つように、前記消去信号を設定する、
ことを特徴とする消去信号設定方法。

［付記２０］ｎを自然数としたとき光導電層とｎ層からなるコレステリック液晶層とを含む積層体が一対の電極間に挟持された構成の表示機能層を有する光書き込み型の表示媒体において、
付記１乃至１１のいずれか一項記載の消去装置が付設された、
ことを特徴とする表示媒体。

ここに開示している消去装置等は、無電源で画像パターンを保持できる表示媒体、特に、コレステリック液晶を用いた光書き込み型の表示媒体の画像パターンの消去手段等として用いられる。

４ コレステリック液晶層
１１ 表示媒体
１２ 第１表示機能層
１３ 第２表示機能層
１２’，１３’ 積層体
１４１，１４２，１４３，１４４ 電極
１５１，１５２，１５３ 透明基板
５，１８，２１ 光導電層
１９，２２ 遮光層
７ａ，７ｂ，７ｃ 消去装置
８ａ，８ｂ，８ｃ 信号生成部
９ａ，９ｂ，９ｃ 端子部
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 嵌合部
１６ コレステリック液晶層（Ｇ層）
１７ コレステリック液晶層（Ｂ層）
２０ コレステリック液晶層（Ｒ層）
２４ 電極取り出し部
２５ 突起
２６ 凹部
３０ｂ，３０ｃ 放電部
３１ｂ 制御部
３１ｃ 接続制御部
３２ｂ，３２ｃ 電源
３３ｂ，３３ｃ 昇圧回路
３４ 抵抗器

Claims (2)

1. ｎを自然数としたとき光導電層とｎ層からなるコレステリック液晶層とを含む積層体が一対の電極間に挟持された構成の表示機能層を有する光書き込み型の表示媒体に用いられ、当該表示媒体に記録された画像パターンを消去する消去装置において、
   前記画像パターンを消去するための消去電圧を前記一対の電極間に印加する信号生成部を備え、
   ｍを１からｎまでのいずれかの整数とし、前記一対の電極間に前記消去電圧が印加されたときにｍ層目の前記コレステリック液晶層に印加される電圧をＶｍとし、ｍ層目の前記コレステリック液晶層がホメオトロピック配向に変化するしきい値電圧をＶｔｈｍとした場合に、
   前記Ｖｍが前記ｎ層からなるコレステリック液晶層の各抵抗及び前記光導電層の抵抗のみによって決まる状態にあって、ｍ＝１〜ｎのすべてにおいてＶｍ≧Ｖｔｈｍが成り立つように、前記消去電圧が設定されたものであり、
   前記消去電圧は直流電圧であり、
   前記消去電圧を印加した後に前記表示機能層に残留している電圧を除去する放電部を更に備えた、
   ことを特徴とする消去装置。
2. ｎを自然数としたとき光導電層とｎ層からなるコレステリック液晶層とを含む積層体が一対の電極間に挟持された構成の表示機能層を有する光書き込み型の表示媒体に用いられ、当該表示媒体に記録された画像パターンを消去する消去装置において、
   前記画像パターンを消去するための消去電圧を前記一対の電極間に印加する信号生成部を備え、
   ｍを１からｎまでのいずれかの整数とし、前記一対の電極間に前記消去電圧が印加されたときにｍ層目の前記コレステリック液晶層に印加される電圧をＶｍとし、ｍ層目の前記コレステリック液晶層がホメオトロピック配向に変化するしきい値電圧をＶｔｈｍとした場合に、
   前記Ｖｍが前記ｎ層からなるコレステリック液晶層の各抵抗及び前記光導電層の抵抗のみによって決まる状態にあって、ｍ＝１〜ｎのすべてにおいてＶｍ≧Ｖｔｈｍが成り立つように、前記消去電圧が設定されたものであり、
   前記消去電圧は直流電圧であり、
   前記表示媒体は前記表示機能層を複数有するものであり、
   前記信号生成部から出力された前記消去電圧が一部の前記表示機能層に印加された後に、当該一部の表示機能層に残留している電圧を他の前記表示機能層に印加する接続制御部を更に備えた、
   ことを特徴とする消去装置。

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