JP5151022B2 - Light modulation element and driving method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、液晶を含む表示層を含み、両面に画像を表示し記録することが可能な光変調素子、およびその駆動方法に関する。 The present invention relates to a light modulation element including a display layer containing liquid crystal and capable of displaying and recording images on both sides, and a driving method thereof.
森林資源保護などの地球環境保全や、スペースセーブといった事務環境改善などの理由から、紙に替わるハードコピー技術として、リライタブルマーキング技術への期待が大きい。
紙のハードコピーには、(1)明るく、コントラストの高い、反射型フルカラー表示が可能であり、読みやすく、情報表示密度が高い、(2)軽薄で、可とう性を有する構造であり、楽な姿勢で見ることができ、照明条件の選択の幅が広い、(3)表示にメモリ性を有し、無電源での情報表示、保存が可能であるとともに、フリッカレスな表示で、目の疲労が少ない、(4)低コストで、複数枚の同時表示による一覧性が得やすく、情報の比較やブラウジングなどが容易である、といった従来の電子ディスプレイには無い優れた利便性を持っている。
There are high expectations for rewritable marking technology as a hard copy technology that replaces paper, for reasons such as the preservation of the global environment such as forest resource protection and the improvement of the office environment such as space saving.
Hard copies of paper are (1) bright, high-contrast, reflective full-color display, easy to read, high information display density, (2) light and thin, flexible structure, easy to use (3) The display has memory characteristics, can display and store information without power, and is flickerless. It has excellent convenience not found in conventional electronic displays, such as low fatigue, (4) low cost, easy to obtain a list by simultaneous display of multiple images, and easy comparison and browsing of information. .
このため、オフィスのペーパーレス化は期待されるほどには促進されず、電子ディスプレイに表示されている情報を改めて紙にハードコピーとして印字してから閲覧するという行為を引き起こす結果になっている。そこで、紙に代わる表示媒体には、省資源、省廃棄物を実現するための書き換え可能性に加えて、上記のような紙文書固有の多様な利便性の再現が必要となる。 For this reason, the paperless office has not been promoted as expected, resulting in the act of viewing the information displayed on the electronic display after printing it again on paper as a hard copy. Therefore, in addition to the rewritability for realizing resource saving and waste saving, it is necessary to reproduce various conveniences unique to the paper document as described above in the display medium instead of paper.
より一層利便性の高い各種リライタブルマーキング技術の研究が為されているが、その1つの方向性として、液晶と光導電体とを積層した液晶デバイスによる技術は、繰り返し記録/消去を行うことを可能とし、その他優れた特性を実現し得ることから注目されている。 Research into various rewritable marking technologies that are even more convenient has been made, but as one direction, the technology using a liquid crystal device in which a liquid crystal and a photoconductor are laminated enables repeated recording / erasing. In addition, it attracts attention because it can realize other excellent characteristics.
特にコレステリック液晶(カイラルネマチック液晶)を利用した液晶表示素子は、その相変化を利用することで、書き込みおよび消去を適宜行うことができ、また、液晶層を積層させることでフルカラー画像を形成することが可能である等、各種優れた特性を有することから注目されている。 In particular, a liquid crystal display element using cholesteric liquid crystal (chiral nematic liquid crystal) can be appropriately written and erased by utilizing the phase change, and can form a full color image by laminating liquid crystal layers. It is attracting attention because it has various excellent properties.
コレステリック液晶が示すプレーナ相は、螺旋軸に平行に入射した光を右旋光と左旋光に分け、螺旋の捩じれ方向に一致する円偏光成分をブラッグ反射し、残りの光を透過させる選択反射現象を起こす。反射光の中心波長λおよび反射波長幅Δλは、螺旋ピッチをp、螺旋軸に直交する平面内の平均屈折率をn、複屈折率をΔnとすると、それぞれ、λ=n・p、Δλ=Δn・pで表され、プレーナ相のコレステリック液晶層による反射光は、螺旋ピッチに依存した鮮やかな色を呈する。 The planar phase of cholesteric liquid crystal is a selective reflection phenomenon that splits light incident parallel to the helical axis into right-handed and left-handed light, Bragg-reflects circularly polarized light components that match the twisted direction of the spiral, and transmits the remaining light. Wake up. The central wavelength λ and the reflection wavelength width Δλ of the reflected light are λ = n · p and Δλ =, where p is the helical pitch, n is the average refractive index in the plane orthogonal to the helical axis, and Δn is the birefringence. The light reflected by the cholesteric liquid crystal layer in the planar phase expressed by Δn · p exhibits a bright color depending on the helical pitch.
正の誘電率異方性を有するコレステリック液晶は、図4(A)に示すように、螺旋軸がセル表面に垂直になり、入射光に対して上記の選択反射現象を起こすプレーナ相、図4(B)に示すように、螺旋軸がほぼセル表面に平行になり、入射光を少し前方散乱させながら透過させるフォーカルコニック相、および図4(C)に示すように、螺旋構造がほどけて液晶ダイレクタが電界方向を向き、入射光をほぼ完全に透過させるホメオトロピック相、の3つの状態を示す。 As shown in FIG. 4A, the cholesteric liquid crystal having positive dielectric anisotropy has a planar phase in which the helical axis is perpendicular to the cell surface and causes the above-described selective reflection phenomenon with respect to incident light. As shown in FIG. 4B, a focal conic phase in which the helical axis is substantially parallel to the cell surface and transmits incident light while being slightly scattered forward, and the helical structure is unwound as shown in FIG. The director shows three states: a homeotropic phase in which the director is directed in the direction of the electric field and almost completely transmits the incident light.
上記の3つの状態のうち、プレーナ相とフォーカルコニック相は、無電界で双安定に存在することができる。したがって、コレステリック液晶の相状態は、液晶層に印加される電界強度に対して一義的に決まらず、プレーナ相が初期状態の場合には、電界強度の増加に伴って、プレーナ相、フォーカルコニック相、ホメオトロピック相の順に変化し、フォーカルコニック相が初期状態の場合には、電界強度の増加に伴って、フォーカルコニック相、ホメオトロピック相の順に変化する。 Among the above three states, the planar phase and the focal conic phase can exist bistable without an electric field. Therefore, the phase state of the cholesteric liquid crystal is not uniquely determined with respect to the electric field strength applied to the liquid crystal layer. When the planar phase is in the initial state, the planar phase and the focal conic phase are increased as the electric field strength increases. When the focal conic phase is in the initial state, the focal conic phase and the homeotropic phase change in this order as the electric field strength increases.
一方、液晶層に印加した電界強度を急激にゼロにした場合には、プレーナ相とフォーカルコニック相はそのままの状態を維持し、ホメオトロピック相はプレーナ相に変化する。
したがって、パルス信号を印加した直後のコレステリック液晶層は、図5に示すようなスイッチング挙動を示し、印加されたパルス信号の電圧が、Vfh以上のときには、ホメオトロピック相からプレーナ相に変化した選択反射状態となり、VpfとVfhの間のときには、フォーカルコニック相による透過状態となり、Vpf以下のときには、パルス信号印加前の状態を継続した状態、すなわちプレーナ相による選択反射状態またはフォーカルコニック相による透過状態となる。
On the other hand, when the electric field strength applied to the liquid crystal layer is suddenly reduced to zero, the planar phase and the focal conic phase are maintained as they are, and the homeotropic phase is changed to the planar phase.
Therefore, the cholesteric liquid crystal layer immediately after the pulse signal is applied exhibits a switching behavior as shown in FIG. 5, and when the applied pulse signal voltage is equal to or higher than Vfh, the selective reflection is changed from the homeotropic phase to the planar phase. When it is between Vpf and Vfh, it becomes a transmission state due to the focal conic phase, and when it is equal to or lower than Vpf, the state before the pulse signal application is continued, that is, a selective reflection state due to the planar phase or a transmission state due to the focal conic phase. Become.
図5中、縦軸は正規化反射率であり、最大反射率を100、最小反射率を0として、反射率を正規化している。また、正規化反射率が50以上の場合を選択反射状態、正規化反射率が50未満の場合を透過状態と定義し、プレーナ相とフォーカルコニック相の相変化のしきい電圧をVpfとし、フォーカルコニック相とホメオトロピック相の相変化のしきい電圧をVfhとする。 In FIG. 5, the vertical axis represents the normalized reflectance, and the reflectance is normalized with the maximum reflectance being 100 and the minimum reflectance being 0. Further, when the normalized reflectance is 50 or more, the selective reflection state is defined, and when the normalized reflectance is less than 50, the transmission state is defined. The threshold voltage of the phase change between the planar phase and the focal conic phase is defined as Vpf, and the focal Let Vfh be the threshold voltage of the phase change between the conic phase and the homeotropic phase.
特に、コレステリック液晶の連続相中に網目状の樹脂を含むPNLC(Polymer Network Liquid Crystal)構造や、高分子の骨格中にコレステリック液晶がドロップレット状に分散されたPDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)構造(マイクロカプセル化されたものを含む)の液晶層においては、コレステリック液晶と高分子の界面における干渉により(アンカリング効果)、プレーナ相とフォーカルコニック相の無電界における双安定性が向上し、長期間に渡ってパルス信号印加直後の状態を保持することができる。 In particular, a PNLC (Polymer Network Liquid Crystal) structure including a network-like resin in a continuous phase of cholesteric liquid crystal, or a PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal) structure in which cholesteric liquid crystal is dispersed in a droplet form in a polymer skeleton ( In the liquid crystal layer (including those encapsulated), the bistability of the planar phase and the focal conic phase in the absence of an electric field is improved due to interference at the interface between the cholesteric liquid crystal and the polymer (anchoring effect). It is possible to maintain the state immediately after the pulse signal is applied.
従来より、当該技術を利用した光変調素子が多数提案されている(例えば、特許文献1、非特許文献1参照)。
当該技術による光変調素子では、このコレステリック液晶の双安定現象を利用して、(A)プレーナ相による選択反射状態と、(B)フォーカルコニック相による透過状態と、をスイッチングすることによって、無電界でのメモリ性を有するブラック・ホワイトのモノクロ表示、または無電界でのメモリ性を有するカラー表示を行う。
Conventionally, many light modulation elements using the technology have been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).
In the light modulation element according to the technology, by utilizing the bistable phenomenon of the cholesteric liquid crystal, (A) a selective reflection state by the planar phase and (B) a transmission state by the focal conic phase are switched to thereby generate an electric field. Black / white monochrome display having a memory property in a color display, or a color display having a memory property without an electric field.
図6に、当該技術による一般的な光変調素子に対して、露光装置で画像の書き込みを行っている様子を模式的に表す模式図を示す。図6に示されるように、当該技術による光変調素子は、一対の透明電極間に液晶層である表示層と光導電体層であるOPC層とが(必要に応じて、不図示の遮光層を挟んで)積層され、一対の基板で挟持されてなるものである。両透明電極に所定のバイアス電圧を印加した状態で、OPC層側の表面を露光装置で像様に露光することで、所望の記録画像を書き込むことができる。 FIG. 6 is a schematic diagram schematically showing a state in which an image is written by an exposure apparatus with respect to a general light modulation element according to the technique. As shown in FIG. 6, in the light modulation element according to the technique, a display layer that is a liquid crystal layer and an OPC layer that is a photoconductor layer are provided between a pair of transparent electrodes (a light shielding layer (not shown) if necessary). Are stacked) and are sandwiched between a pair of substrates. A desired recorded image can be written by exposing the surface of the OPC layer sidewise with an exposure device while applying a predetermined bias voltage to both transparent electrodes.
紙に替わるハードコピー技術としてのリライタブルマーキング技術との観点に鑑みると、片面のみならず表裏の両面に記録可能な光変調素子が望まれる。
図6を用いて説明した上記技術により表裏両面に記録可能な光変調素子を構成するには、図6に示される光変調素子の基本構造を上下対象に貼り合わせる構造が考えられる。
In light of the viewpoint of a rewritable marking technology as a hard copy technology that replaces paper, a light modulation element that can record on both the front and back sides is desired.
In order to configure a light modulation element that can be recorded on both the front and back surfaces by the above-described technique described with reference to FIG. 6, a structure in which the basic structure of the light modulation element shown in FIG.
図7に、一般的な光変調素子の基本構造を上下対称に貼り合わせてなる構造の両面記録可能な光変調素子を模式的に表す模式図を示す。図7に示されるように、基本構造AとBとを中間基板を挟んで対称に貼り合わせた構成では、当該中間基板を境に上下に光変調素子が背中合わせで配された状態であり、上下両面に画像を記録することが可能である。 FIG. 7 is a schematic diagram schematically showing a light modulation element capable of double-sided recording having a structure in which a basic structure of a general light modulation element is bonded vertically. As shown in FIG. 7, in the configuration in which the basic structures A and B are symmetrically bonded with the intermediate substrate interposed therebetween, the light modulation elements are arranged back and forth with the intermediate substrate as a boundary. Images can be recorded on both sides.
しかし、このような構造では、光変調素子の構造自体が複雑となり、製造適性が低下すると共に製造コストも高くなり、あまり実用的でない。
また、上記光変調素子の場合には、その両面から露光して書き込みを行う必要があり、上下2つの露光装置を具備する専用の書き込み装置を用いるか、あるいは、当該光変調素子の片面に書き込んだ後に裏返して再度書き込みを行う必要があり、煩雑であると共に汎用性に乏しいものであった。
However, such a structure is not practical because the structure of the light modulation element itself is complicated, the suitability for manufacture is reduced, and the manufacturing cost is increased.
Further, in the case of the light modulation element, it is necessary to perform exposure by writing from both surfaces, and a dedicated writing device having two upper and lower exposure devices is used, or writing is performed on one surface of the light modulation element. After that, it was necessary to turn over and write again, which was cumbersome and lacked versatility.
ところで、リライタブルマーキング技術に対して、反射型液晶表示素子を利用した技術が様々に提案されている。中でも、本発明者らによる積層型光変調素子を用いた閾値シフト法による画像書き込みおよび表示は、1つの駆動信号により2層の表示層を独立に制御することができるため、媒体の構造を簡略化し、製造コストを低減できるという多大なメリットがある(特許文献2および特許文献3参照)。すなわち、閾値シフト法によれば、簡易的かつ低コストでフルカラーを含む2色以上の画像を表示し記録することができるという卓越した効果を有する。 By the way, with respect to the rewritable marking technique, various techniques using a reflective liquid crystal display element have been proposed. Above all, the image writing and display by the threshold shift method using the laminated light modulation element by the present inventors can control the two display layers independently by one drive signal, so that the structure of the medium is simplified. There is a great merit that the manufacturing cost can be reduced (see Patent Document 2 and Patent Document 3). That is, the threshold shift method has an excellent effect that it is possible to display and record an image of two or more colors including a full color easily and at low cost.
閾値シフト法による画像書き込みおよび表示の原理について説明する。
図8は、閾値シフト法による画像書き込みの様子を説明するための模式説明図である。積層型光変調素子501は、一対の透明電極505および透明電極506間に、コレステリック液晶からなる2層の表示層507aおよび507bと、光導電体層であるOPC層(有機光導電体層)510とが、主として積層されてなる。図8では、これら両層の間に着色層509が配されている。
The principle of image writing and display by the threshold shift method will be described.
FIG. 8 is a schematic explanatory diagram for explaining a state of image writing by the threshold shift method. The laminated
閾値シフト法による画像書き込みに供される積層型光変調素子501においては、表示層507aと表示層507bとでコレステリック液晶の動作閾値を異ならせることで、透明電極505および透明電極506への印加電圧に応じていずれか任意の一方もしくは双方の表示層を反射状態、または双方を透過状態とすることができるように構成されている。
In the multilayer
図9に、表示層507aおよび表示層507bのコレステリック液晶のスイッチング挙動を示すグラフを挙げる。図9に示されるように、表示層507aおよび表示層507bのいずれのコレステリック液晶についても、電源装置517による外部印加電圧が大きくなってくると、プレーナ相の選択反射状態あるいはフォーカルコニック相の透過状態からフォーカルコニック相による透過状態となり、さらに大きくなるとフォーカルコニック相からホメオトロピック相に相変化し、印加電圧の解除と共にプレーナ相に相変化して選択反射状態になる。
FIG. 9 shows a graph showing the switching behavior of the cholesteric liquid crystal in the
しかし、この相変化を生じる閾値については、図9に示されるグラフからわかるように表示層507aと表示層507bとでずれている。すなわち、プレーナ相からフォーカルコニック相への相変化の閾値電圧(本発明においては、これを「下閾値」と称している。)については、表示層507aがVpfaに対して表示層507bがVpfbと、表示層507bのコレステリック液晶の方が高い値となっている。一方、フォーカルコニック相あるいはプレーナ相からホメオトロピック相への相変化の閾値電圧(本発明においては、これを「上閾値」と称している。)については、表示層507aがVfpaに対して表示層507bがVfpbと、こちらも表示層507bのコレステリック液晶の方が高い値となっている。
なお、フォーカルコニック相からホメオトロピック相への相変化時とプレーナ相からホメオトロピック相への相変化時とでは、厳密には閾値電圧が異なる。
However, the threshold value causing this phase change is shifted between the
Strictly speaking, the threshold voltage differs between the phase change from the focal conic phase to the homeotropic phase and the phase change from the planar phase to the homeotropic phase.
この閾値の違いを利用して、表示層507aおよび表示層507bを独立して制御するように構成したものが、閾値シフト法である。
詳しくは、まず表示層507bの上閾値Vfpbより低く表示層507aの上閾値Vfpaより高い、Vc間の電圧(リセット電圧)が表示層全体にかかるようなバイアス電圧を電源装置517により印加する。
The threshold shift method is configured to control the
Specifically, first, the
それと同時に、露光装置512で選択的に露光して、露光部における光導電体層510の抵抗値を変化(低下)させることで表示層507aおよび表示層507bの分圧を上昇させる。これにより、露光部では、表示層507aおよび表示層507bにかかる電圧が上閾値Vfpbを超え、表示層507bはホメオトロピック相に相変化する。また、非露光部への印加電圧はVcであるため、表示層507bはフォーカルコニック相となる。
At the same time, selective exposure is performed by the
一方、表示層507aは露光部、非露光部にかかわらずホメオトロピック相となる。この状態で電圧印加を急速に解除すると、ホメオトロピック相はプレーナ相に変化し、フォーカルコニック相はその状態を維持する。このようにして、表示層507bの部位ごとに、相の選択が為される。
On the other hand, the
その後、表示層全体にかかる電圧が、表示層507aの下閾値Vpfaよりも低い、Va間になるようなバイアス電圧(セレクト電圧)を印加すると同時に、露光装置512で選択的に露光して、上記同様に、露光部における表示層507aおよび表示層507bの分圧を上昇させる。これにより、露光部では、表示層507aおよび表示層507bにかかる電圧が下閾値Vpfaを超え、表示層507aはフォーカルコニック相に相変化する。また、非露光部への印加電圧はVaであるため、表示層507aはプレーナ状態を維持する。
一方、表示層507bは露光、非露光部にかかわらず、プレーナ相またはフォーカルコニック相の状態を維持する。このようにして、表示層507aの部位ごとに、相が選択されて書き込みが為される。
Thereafter, a bias voltage (select voltage) is applied so that the voltage applied to the entire display layer is lower than the lower threshold value Vpfa of the
On the other hand, the
すなわち、表示層507aおよび表示層507bのうち任意の一方もしくは双方を反射状態、または双方を透過状態とすることができ、表示側(図8における上面側)から反射画像が表示される。従って、1つの駆動信号により2層の表示層を独立に制御することができるため、媒体の構造を簡略化し、製造コストを低減することができる。
That is, any one or both of the
以上、閾値シフト法の技術に関して説明したが、当該技術は、複数の表示層が積層された積層型光変調素子を1つの駆動信号により制御して、各層ごとに異なる色相の画像を形成しこれを重ね合わせることでカラー画像を形成することを目的とするものであり、光変調素子の表裏面に画像を記録する課題とは、従来何の接点も無い。 As described above, the technique of the threshold shift method has been described. In the technique, a stacked light modulation element in which a plurality of display layers are stacked is controlled by one drive signal, and an image having a different hue is formed for each layer. The object is to form a color image by superimposing the images, and there is no conventional contact with the problem of recording an image on the front and back surfaces of the light modulation element.
したがって、本発明は、比較的簡単な構造でありながら、表裏の内いずれか一方の面からの露光のみで、その表裏両面に画像の記録が可能な光変調素子、およびその駆動方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a light modulation element capable of recording an image on both the front and back surfaces by only exposure from one of the front and back surfaces while having a relatively simple structure, and a driving method thereof. For the purpose.
本発明者らは、鋭意研究の結果、閾値シフト法による画像書き込みおよび表示の技術をアレンジすることで、上記目的を達成し得る本発明に想到した。
すなわち本発明の光変調素子は、プレーナ相からフォーカルコニック相への変化の外部印加電圧に対する動作閾値たる下閾値、および、フォーカルコニック相あるいはプレーナ相からホメオトロピック相への変化の外部印加電圧に対する動作閾値たる上閾値が互いに異なる、少なくともコレステリック液晶からなる一対の表示層と、該一対の表示層に挟み込まれて配される光導電体層と、前記一対の表示層における前記光導電体層側とは反対側の面にそれぞれ配される一対の電極層と、からなる光変調ユニットを、少なくとも1組含むことを特徴とする。
As a result of diligent research, the present inventors have conceived the present invention that can achieve the above-mentioned object by arranging image writing and display techniques by the threshold shift method.
That is, the light modulation element of the present invention operates with a lower threshold as an operation threshold for an externally applied voltage for a change from a planar phase to a focal conic phase, and an operation for an externally applied voltage for a change from a focal conic phase or a planar phase to a homeotropic phase. A pair of display layers made of at least cholesteric liquid crystals having different upper thresholds as thresholds; a photoconductor layer disposed between the pair of display layers; and the photoconductor layer side of the pair of display layers; Includes at least one set of light modulation units each including a pair of electrode layers disposed on opposite surfaces.
本発明の光変調素子は、例えば図8に示される構成の閾値シフト法に供する従来の積層型光変調素子におけるOPC層(光導電体層)510の位置を表示層507aおよび507b間に移動した構成となっている(ただし、さらに着色層509を除している。)。したがって、図7に示されるような、一般的な光変調素子の基本構造を上下対称に貼り合わせてなる構造の両面記録可能な光変調素子に比して、構造が格段に簡素化されている。
The light modulation element of the present invention has moved the position of the OPC layer (photoconductor layer) 510 between the
このようにOPC層510の位置を変え、従来の「表示層−表示層−光導電体層」の順から本発明の「表示層−光導電体層−表示層」の順に変えても、従来の閾値シフト法と同様の作用が得られ、光導電体層の両側に配される各表示層を独立に駆動させることが可能となる。すなわち、本発明の光変調素子によれば、従来の閾値シフト法と同様の画像書き込みを適用することにより、表裏の内いずれか一方の面からの露光のみで、その表裏両面に画像の記録が可能となる。
Thus, even if the position of the
前記光変調ユニットにおいて、前記一対の表示層としては、共に特定波長域の可視光を反射するコレステリック液晶からなることが好ましく、また、前記光導電体層としては、前記特定の波長域と同一の波長域の可視光を吸収するように構成されてなることが好ましい。 In the light modulation unit, the pair of display layers are preferably made of cholesteric liquid crystal that reflects visible light in a specific wavelength range, and the photoconductor layer is the same as the specific wavelength range. It is preferable to be configured to absorb visible light in the wavelength range.
本発明の光変調素子は、前記光変調ユニットが2組以上積層されてなり、かつ、それぞれの前記光変調ユニットにおける表示層が、相互に異なる波長域を反射するコレステリック液晶からなることが好ましい。
本発明の光変調素子において、前記光導電体層としては、有機光導電体からなることが好ましく、前記表示層としては、高分子中に前記コレステリック液晶が分散されてなることが好ましい。
In the light modulation element of the present invention, it is preferable that two or more sets of the light modulation units are laminated, and the display layer in each of the light modulation units is made of cholesteric liquid crystals that reflect different wavelength ranges.
In the light modulation element of the present invention, the photoconductor layer is preferably made of an organic photoconductor, and the display layer is preferably formed by dispersing the cholesteric liquid crystal in a polymer.
一方、本発明の光変調素子の駆動方法は、上記本発明の光変調素子に画像を書き込むための駆動方法であって、
前記両電極間に電圧を印加しながら、前記光変調素子を適宜選択露光することで、前記各表示層における前記上閾値を超える部位と超えない部位との選択を行う第1書き込み工程と、
前記両電極間に電圧を印加しながら、前記光変調素子を適宜選択露光することで、前記各表示層における前記下閾値を超える部位と超えない部位との選択を行う第2書き込み工程と、
からなる操作を、含まれる全ての光変調ユニットに対して施すことを特徴とする。
On the other hand, the driving method of the light modulation element of the present invention is a driving method for writing an image on the light modulation element of the present invention,
A first writing step of selecting a portion that exceeds the upper threshold and a portion that does not exceed the upper threshold in each display layer by appropriately exposing the light modulation element while applying a voltage between the electrodes;
A second writing step of selecting a portion exceeding the lower threshold and a portion not exceeding the lower threshold in each display layer by appropriately selectively exposing the light modulation element while applying a voltage between the electrodes;
The operation consisting of is performed on all the light modulation units included.
本発明の光変調素子は、このように従来の閾値シフト法と同様の駆動方法を適用した本発明の光変調素子の駆動方法により、その表裏両面に画像を記録することができる。
本発明の光変調素子の駆動方法においては、第1書き込み工程における露光と、第2書き込み工程における露光を、前記光変調素子における同一面側から為すことが可能であり、好ましい態様である。
The light modulation element of the present invention can record images on both the front and back surfaces by the light modulation element drive method of the present invention to which the drive method similar to the conventional threshold shift method is applied.
In the driving method of the light modulation element of the present invention, the exposure in the first writing step and the exposure in the second writing step can be performed from the same surface side in the light modulation element, which is a preferable mode.
本発明によれば、比較的簡単な構造でありながら、表裏の内いずれか一方の面からの露光のみで、その表裏両面に記録可能な光変調素子を提供することができる。また、本発明の光変調素子は、表裏の内いずれか一方のみならず、両面から露光して、表裏両面に記録をすることも可能であり、従来技術の光変調素子に対する露光装置のように表裏両面から書き込む構成の書き込み装置にもそのまま適用することができ、その汎用性も高い。
一方、本発明の光変調素子の駆動方法によれば、上記優れた特性を有する本発明の光変調素子に対して、その両面に画像を記録することができ、特に表裏の内いずれか一方の面からの露光のみで、光変調素子の表裏両面に画像を記録することができる。
According to the present invention, it is possible to provide an optical modulation element that has a relatively simple structure and can be recorded on both front and back surfaces only by exposure from either one of the front and back surfaces. In addition, the light modulation element of the present invention can be exposed not only on one of the front and back sides, but also on both sides, and recording can be performed on both the front and back sides, as in a conventional exposure apparatus for a light modulation element. The present invention can be applied as it is to a writing apparatus configured to write from both front and back sides, and its versatility is high.
On the other hand, according to the driving method of the light modulation element of the present invention, it is possible to record images on both sides of the light modulation element of the present invention having the above-mentioned excellent characteristics. Images can be recorded on both the front and back surfaces of the light modulation element only by exposure from the surface.
以下、好ましい実施形態を挙げて、本発明を図面に則して詳細に説明する。なお、本発明の技術についても、既述の通り従来の閾値シフト法と同様の原理・作用を応用するものであるため、以下の説明においては、「閾値シフト法」の語を用いて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings with preferred embodiments. Note that the technique of the present invention also applies the same principle and operation as the conventional threshold shift method as described above, and therefore will be described using the term “threshold shift method” in the following description. .
[第1の実施形態]
図1は、本発明の光変調素子およびその駆動方法を適用したシステムの例示的一態様である第1の実施形態の概略構成図である。本実施形態のシステムは、本発明の光変調素子である表示媒体(光変調素子)1と書き込み装置2とからなる。この両構成要素について詳細に説明してから、その駆動方法について説明する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment which is an exemplary aspect of a system to which a light modulation element and a driving method thereof according to the present invention are applied. The system of this embodiment includes a display medium (light modulation element) 1 and a writing device 2 which are light modulation elements of the present invention. Both of these components will be described in detail before the driving method thereof will be described.
<表示媒体>
本実施形態において表示媒体(本発明の光変調素子)1は、図1における上面側から順に、透明基板3、透明電極(電極)5、表示層7、OPC層(光導電体層)10、表示層8、透明電極(電極)6および透明基板4が積層されてなる物である。
<Display medium>
In the present embodiment, a display medium (light modulation element of the present invention) 1 includes a transparent substrate 3, a transparent electrode (electrode) 5, a display layer 7, an OPC layer (photoconductor layer) 10, in order from the upper surface side in FIG. The display layer 8, the transparent electrode (electrode) 6, and the transparent substrate 4 are laminated.
(透明基板)
透明基板3,4は、各機能層を内面に保持し、表示媒体の構造を維持する目的の部材である。透明基板3,4は、外力に耐える強度を有するシート形状の物体であり、入射光およびアドレス光を、それぞれ透過する機能を有する。フレキシブル性を有することが好ましい。具体的な材料としては、無機シート(たとえばガラス・シリコン)、高分子フィルム(たとえばポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート)等を挙げることができる。外表面に、防汚膜、耐磨耗膜、光反射防止膜、ガスバリア膜など公知の機能性膜を形成してもよい。
(Transparent substrate)
The transparent substrates 3 and 4 are members for holding each functional layer on the inner surface and maintaining the structure of the display medium. The transparent substrates 3 and 4 are sheet-shaped objects having a strength that can withstand external forces, and have a function of transmitting incident light and address light, respectively. It is preferable to have flexibility. Specific examples of the material include inorganic sheets (for example, glass / silicon), polymer films (for example, polyethylene terephthalate, polysulfone, polyethersulfone, polycarbonate, and polyethylene naphthalate). A known functional film such as an antifouling film, an anti-abrasion film, a light antireflection film, or a gas barrier film may be formed on the outer surface.
(透明電極)
透明電極5,6は、書き込み装置2から印加されたバイアス電圧を、光アドレス素子内の各機能層へ面均一に印加する目的の部材である。透明電極5,6は、面均一な導電性を有し、入射光およびアドレス光を、それぞれ透過する。具体的には、金属(たとえば金、アルミニウム)、金属酸化物(たとえば酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウムスズ(ITO))、導電性有機高分子(たとえばポリチオフェン系・ポリアニリン系)などで形成された導電性薄膜を挙げることができる。表面に、密着力改善膜、光反射防止膜、ガスバリア膜など公知の機能性膜を形成してもよい。
(Transparent electrode)
The transparent electrodes 5 and 6 are members for the purpose of uniformly applying the bias voltage applied from the writing device 2 to each functional layer in the optical address element. The transparent electrodes 5 and 6 have uniform surface conductivity and transmit incident light and address light, respectively. Specifically, it is formed of metal (for example, gold, aluminum), metal oxide (for example, indium oxide, tin oxide, indium tin oxide (ITO)), conductive organic polymer (for example, polythiophene-based / polyaniline-based), etc. An electroconductive thin film can be mentioned. A known functional film such as an adhesion improving film, an antireflection film, or a gas barrier film may be formed on the surface.
(表示層)
本発明において表示層とは、電場によって入射光のうち特定の色光の反射・透過状態を変調する機能を有し、選択した状態が無電場で保持できる性質の液晶層である。曲げや圧力などの外力に対して変形しない構造であることが好ましい。
(Display layer)
In the present invention, the display layer is a liquid crystal layer having a function of modulating the reflection / transmission state of specific color light of incident light by an electric field, and maintaining the selected state with no electric field. A structure that is not deformed by an external force such as bending or pressure is preferable.
本実施形態において表示層は、コレステリック液晶および透明樹脂からなる自己保持型液晶複合体の液晶層が形成されてなるものである。すなわち、複合体として自己保持性を有するため、スペーサ等を必要としない液晶層である。本実施形態では、不図示ではあるが、高分子マトリックス(透明樹脂)中にコレステリック液晶が分散した状態となっている。
なお、本発明においては、表示層が、自己保持型液晶複合体の液晶層であることは必須ではなく、単に液晶のみで表示層を構成することとしても構わない。
In the present embodiment, the display layer is formed by forming a liquid crystal layer of a self-holding liquid crystal composite made of cholesteric liquid crystal and transparent resin. That is, it is a liquid crystal layer that does not require a spacer or the like because it has a self-holding property as a composite. In this embodiment, although not shown, cholesteric liquid crystal is dispersed in a polymer matrix (transparent resin).
In the present invention, it is not essential that the display layer is a liquid crystal layer of a self-holding type liquid crystal composite, and the display layer may be composed of only liquid crystals.
コレステリック液晶は、入射光のうち特定の色光の反射・透過状態を変調する機能を有し、液晶分子がらせん状に捩れて配向しており、らせん軸方向から入射した光のうち、らせんピッチに依存した特定の光を干渉反射する。電場によって配向が変化し、反射状態を変化させることができる。表示層を自己保持型液晶複合体とする場合には、ドロップサイズが均一で、単層稠密に配置されていることが好ましい。 Cholesteric liquid crystals have the function of modulating the reflection / transmission state of specific color light in incident light, and liquid crystal molecules are twisted and aligned in a spiral shape. Interfering and reflecting the specific light depending. The orientation is changed by the electric field, and the reflection state can be changed. When the display layer is a self-holding liquid crystal composite, it is preferable that the drop size is uniform and the single layer is densely arranged.
コレステリック液晶として使用可能な具体的な液晶としては、ネマチック液晶やスメクチック液晶(たとえばシッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ系、安息香酸エステル系、ビフェニル系、ターフェニル系、シクロヘキシルカルボン酸エステル系、フェニルシクロヘキサン系、ビフェニルシクロヘキサン系、ピリミジン系、ジオキサン系、シクロヘキシルシクロヘキサンエステル系、シクロヘキシルエタン系、シクロヘキサン系、トラン系、アルケニル系、スチルベン系、縮合多環系)、またはこれらの混合物に、光学活性材料(たとえばステロイド系コレステロール誘導体、シッフ塩基系、アゾ系、エステル系、ビフェニル系)を添加したもの等を挙げることができる。 Specific liquid crystals that can be used as cholesteric liquid crystals include nematic liquid crystals and smectic liquid crystals (for example, Schiff base, azo, azoxy, benzoate, biphenyl, terphenyl, cyclohexylcarboxylate, phenylcyclohexane). System, biphenylcyclohexane system, pyrimidine system, dioxane system, cyclohexylcyclohexane ester system, cyclohexylethane system, cyclohexane system, tolan system, alkenyl system, stilbene system, condensed polycyclic system), or a mixture thereof, an optically active material (for example, And steroidal cholesterol derivatives, Schiff bases, azos, esters, and biphenyls).
コレステリック液晶の螺旋ピッチは、ネマチック液晶に対するカイラル剤の添加量で調整する。例えば、表示色を青、緑、赤とする場合には、それぞれ選択反射の中心波長が、400nm〜500nm、500nm〜600nm、600nm〜700nmの範囲になるようにする。また、コレステリック液晶の螺旋ピッチの温度依存性を補償するために、捩じれ方向が異なる、または逆の温度依存性を示す複数のカイラル剤を添加する公知の手法を用いてもよい。 The helical pitch of the cholesteric liquid crystal is adjusted by the amount of chiral agent added to the nematic liquid crystal. For example, when the display colors are blue, green, and red, the center wavelengths of selective reflection are in the range of 400 nm to 500 nm, 500 nm to 600 nm, and 600 nm to 700 nm, respectively. Further, in order to compensate the temperature dependence of the helical pitch of the cholesteric liquid crystal, a known method of adding a plurality of chiral agents having different twisting directions or opposite temperature dependences may be used.
表示層7,8がコレステリック液晶と高分子マトリックス(透明樹脂)からなる自己保持型液晶複合体を形成する形態としては、コレステリック液晶の連続相中に網目状の樹脂を含むPNLC(Polymer Network Liquid Crystal)構造や、高分子の骨格中にコレステリック液晶がドロップレット状に分散されたPDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)構造を用いることができ、PNLC構造やPDLC構造とすることによって、コレステリック液晶と高分子の界面にアンカリング効果を生じ、無電界でのプレーナ相またはフォーカルコニック相の保持状態を、より安定にすることができる。 As a form in which the display layers 7 and 8 form a self-holding type liquid crystal composite composed of a cholesteric liquid crystal and a polymer matrix (transparent resin), a PNLC (Polymer Network Liquid Crystal) containing a network-like resin in the continuous phase of the cholesteric liquid crystal. ) Structure or a PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal) structure in which cholesteric liquid crystal is dispersed in the form of droplets in a polymer skeleton. By using a PNLC structure or a PDLC structure, a cholesteric liquid crystal and a polymer can be used. An anchoring effect is produced at the interface, and the planar state or the focal conic phase holding state without an electric field can be made more stable.
PNLC構造やPDLC構造は、高分子と液晶とを相分離させる公知の方法、例えば、アクリル系、チオール系、エポキシ系などの、熱や光、電子線などによって重合する高分子前駆体と液晶を混合し、均一相の状態から重合させて相分離させるPIPS(Polymerization Induced PhaseSeparation)法、ポリビニルアルコールなどの、液晶の溶解度が低い高分子と液晶とを混合し、攪拌懸濁させて、液晶を高分子中にドロップレット分散させるエマルジョン法、熱可塑性高分子と液晶とを混合し、均一相に加熱した状態から冷却して相分離させるTIPS(Thermally Induced Phase Separation)法、高分子と液晶とをクロロホルムなどの溶媒に溶かし、溶媒を蒸発させて高分子と液晶とを相分離させるSIPS(Solvent Induced Phase Separation)法などによって形成することができるが、特に限定されるものではない。 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. Polymers having low liquid crystal solubility such as PIPS (Polymerization Induced Phase Separation) method, polyvinyl alcohol, and the like, which are mixed, polymerized from a homogeneous phase, and phase-separated, are mixed, and suspended by stirring to increase the liquid crystal. Emulsion method in which droplets are dispersed in a molecule, TIPS (Thermally Induced Phase Separation) method in which a thermoplastic polymer and liquid crystal are mixed, cooled to a homogeneous phase, and then phase-separated, and the polymer and liquid crystal are mixed with chloroform. Evaporate the solvent Allowed can be formed by a polymer and liquid crystal and SIPS for phase separation (Solvent Induced Phase Separation) method, and is not particularly limited.
高分子マトリックスは、コレステリック液晶を保持し、表示媒体の変形による液晶の流動(画像の変化)を抑制する機能を有するものであり、液晶材料に溶解せず、また液晶と相溶しない液体を溶剤とする高分子材料が好適に用いられる。また、高分子マトリックスとしては、外力に耐える強度をもち、少なくとも反射光およびアドレス光に対して高い透過性を示す材料であることが望まれる。 The polymer matrix has a function of holding cholesteric liquid crystal and suppressing the flow of liquid crystal (change in image) due to deformation of the display medium, and does not dissolve in the liquid crystal material and does not dissolve in the liquid crystal. The polymer material is preferably used. In addition, the polymer matrix is desirably a material that has strength to withstand external force and exhibits high transparency to at least reflected light and address light.
高分子マトリックスとして採用可能な材料としては、水溶性高分子材料(たとえばゼラチン、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体、ポリアクリル酸系ポリマー、エチレンイミン、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリルアミド、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアミジン、イソプレン系スルホン酸ポリマー)、あるいは水性エマルジョン化できる材料(たとえばフッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂)等を挙げることができる。 Examples of materials that can be used as the polymer matrix include water-soluble polymer materials (eg, gelatin, polyvinyl alcohol, cellulose derivatives, polyacrylic acid polymers, ethyleneimine, polyethylene oxide, polyacrylamide, polystyrene sulfonate, polyamidine, isoprene-based materials). Sulfonic acid polymer), or a material that can be emulsified in water (for example, fluororesin, silicone resin, acrylic resin, urethane resin, epoxy resin).
閾値シフト法に供する光変調素子としての表示媒体1においては、表示層8と表示層7とで上下閾値が適度に離れ、閾値シフト法による動作マージンが確保されていることが望まれる。
図2に、表示層7および表示層8のコレステリック液晶のスイッチング挙動を示すグラフを挙げる。本実施形態においては、図2のグラフに示されるように、表示層8の上閾値Vfp8が表示層7の上閾値Vfp7に対して小さく、また、表示層8の下閾値Vpf8も表示層7の下閾値Vpf7に対して小さくなるように調整されている。
In the display medium 1 as a light modulation element used for the threshold shift method, it is desired that the upper and lower thresholds are appropriately separated between the display layer 8 and the display layer 7 and an operation margin is ensured by the threshold shift method.
FIG. 2 shows a graph showing the switching behavior of the cholesteric liquid crystal of the display layer 7 and the display layer 8. In the present embodiment, as shown in the graph of FIG. 2, the upper threshold value Vfp8 of the display layer 8 is smaller than the upper threshold value Vfp7 of the display layer 7, and the lower threshold value Vpf8 of the display layer 8 is also lower than that of the display layer 7. It is adjusted to be smaller than the lower threshold value Vpf7.
なお、本発明においては、表示層の容量比と抵抗比とを、液晶材料や各層の厚みを適切に調整することにより適宜調整する。
液晶材料の比抵抗は、例えば、高抵抗のフッ素系材料と低抵抗のシアノ系材料を混合したり、液晶材料にイオン性の不純物を添加したりすることにより制御できる。この時、各表示層間には容量の差を若干持たせておくことが好ましい。表示層間の容量の差は、液晶材料の誘電率や表示層の厚みを異ならせることで制御できる。
In the present invention, the capacitance ratio and the resistance ratio of the display layer are appropriately adjusted by appropriately adjusting the liquid crystal material and the thickness of each layer.
The specific resistance of the liquid crystal material can be controlled by, for example, mixing a high-resistance fluorine-based material and a low-resistance cyano-based material, or adding an ionic impurity to the liquid crystal material. At this time, it is preferable to give a slight difference in capacitance between the display layers. The difference in capacitance between the display layers can be controlled by changing the dielectric constant of the liquid crystal material and the thickness of the display layer.
その他、表示層7,8のスイッチング挙動は、表示層7,8を構成するコレステリック液晶の誘電率異方性、弾性率、螺旋ピッチ、高分子の骨格構造や側鎖、相分離プロセス、高分子マトリックスと表示層7,8との界面のモルフォロジー、これらの総合によって決まる高分子マトリックスと表示層7,8との界面におけるアンカリング効果の程度などによっても制御することができる。 In addition, the switching behavior of the display layers 7 and 8 is the dielectric anisotropy, elastic modulus, helical pitch, polymer skeleton structure and side chain of the cholesteric liquid crystal constituting the display layers 7 and 8, the phase separation process, the polymer It can also be controlled by the morphology of the interface between the matrix and the display layers 7 and 8, the degree of anchoring effect at the interface between the polymer matrix and the display layers 7 and 8 determined by these factors, and the like.
より具体的には、ネマチック液晶の種類や組成比、カイラル剤の種類、樹脂の種類、高分子樹脂の出発物質であるモノマー、オリゴマー、開始剤、架橋剤などの種類や組成比、重合温度、光重合のための露光光源、露光強度、露光時間、雰囲気温度、電子線重合のための電子線強度、暴露時間、雰囲気温度、塗布時の溶媒の種類や組成比、溶液濃度、ウェット膜厚、乾燥温度、温度降下時の開始温度、温度降下速度などであるが、これらに限定されない。 More specifically, the types and composition ratios of nematic liquid crystals, the types of chiral agents, the types of resins, the types and composition ratios of monomers, oligomers, initiators, crosslinking agents, etc., which are starting materials for polymer resins, the polymerization temperature, Exposure light source for photopolymerization, exposure intensity, exposure time, ambient temperature, electron beam intensity for electron beam polymerization, exposure time, atmospheric temperature, solvent type and composition ratio during coating, solution concentration, wet film thickness, Examples include, but are not limited to, the drying temperature, the starting temperature when the temperature drops, and the temperature drop rate.
(OPC層)
OPC層(光導電体層)10は、内部光電効果をもち、アドレス光の照射強度に応じてインピーダンス特性が変化する特性を有する層である。交流(AC)動作が可能であり、アドレス光に対して対称駆動にならなければならない。電荷発生層(CGL)が電荷輸送層(CTL)の上下に積層された3層構造に形成されてなる。本実施形態では、OPC層10として、図1における上層から順に、上側の電荷発生層13、電荷輸送層14および下側の電荷発生層15が積層されてなる。
(OPC layer)
The OPC layer (photoconductor layer) 10 is a layer having an internal photoelectric effect and a characteristic that impedance characteristics change according to the irradiation intensity of address light. Alternating current (AC) operation is possible and must be driven symmetrically with respect to the address light. The charge generation layer (CGL) is formed in a three-layer structure in which a charge transport layer (CTL) is stacked above and below. In this embodiment, as the
電荷発生層13,15は、アドレス光を吸収して光キャリアを発生させる機能を有する層である。主に、電荷発生層13が書き込み面とは反対側の透明電極5から書き込み面側の透明電極6の方向に流れる光キャリア量を、電荷発生層15が書き込み面側の透明電極6からその反対側の透明電極5の方向に流れる光キャリア量を、それぞれ左右している。電荷発生層13,15としては、アドレス光を吸収して励起子を発生させ、CGL内部、またはCGL/CTL界面で自由キャリアに効率良く分離させられるものが好ましい。
The charge generation layers 13 and 15 are layers having a function of absorbing address light and generating optical carriers. Mainly, the amount of light carriers that the charge generation layer 13 flows in the direction from the transparent electrode 5 on the side opposite to the writing surface to the transparent electrode 6 on the writing surface side, and the
アドレス光(書き込みのために露光される光)は、表示層7,8の反射光、すなわち表示色と基本的に同色であり、それを吸収するために、電荷発生層13,15は、表示色に対して補色関係にある色相を呈するように調整されることが好ましい。例えば、表示層7,8の表示色を緑色とした場合、その補色関係にあるマゼンタ色を呈した電荷発生層13,15が用いられる。ただし、表示色とアドレス光は必ずしも同色である必要はなく、表示色と電荷発生層の色は必ずしも補色関係である必要はない。また、表示層7,8の反射光はそれぞれ異なる色相であってもよく、電荷発生層13,15はそれぞれ異なる色相であってもよい。 The address light (light exposed for writing) is basically the same color as the reflected light of the display layers 7 and 8, that is, the display color. In order to absorb it, the charge generation layers 13 and 15 It is preferable to adjust so as to exhibit a hue that is complementary to the color. For example, when the display colors of the display layers 7 and 8 are green, the charge generation layers 13 and 15 exhibiting a magenta color having a complementary color relationship are used. However, the display color and the address light are not necessarily the same color, and the display color and the color of the charge generation layer do not necessarily have a complementary color relationship. The reflected light of the display layers 7 and 8 may have a different hue, and the charge generation layers 13 and 15 may have different hues.
電荷発生層13,15は、電荷発生材料(たとえば金属又は無金属フタロシアニン、スクアリウム化合物、アズレニウム化合物、ペリレン顔料、インジゴ顔料、ビスやトリス等アゾ顔料、キナクリドン顔料、ピロロピロール色素、多環キノン顔料、ジブロモアントアントロンなど縮環芳香族系顔料、シアニン色素、キサンテン顔料、ポリビニルカルバゾールとニトロフルオレン等電荷移動錯体、ピリリウム塩染料とポリカーボネート樹脂からなる共昌錯体)を直接成膜する乾式法か、またはこれら電荷発生材料を、高分子バインダー(たとえばポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルカルバゾール樹脂、ビニルホルマール樹脂、部分変性ビニルアセタール樹脂、カーボネート樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、スチレン樹脂、ビニルアセテート樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂等)とともに適当な溶剤に分散ないし溶解させて塗布液を調製し、これを塗布し乾燥させて成膜する湿式塗布法等により形成することができる。 The charge generation layers 13 and 15 include charge generation materials (for example, metal or metal-free phthalocyanine, squalium compound, azurenium compound, perylene pigment, indigo pigment, azo pigment such as bis and tris, quinacridone pigment, pyrrolopyrrole dye, polycyclic quinone pigment, Condensed aromatic pigments such as dibromoanthanthrone, cyanine dyes, xanthene pigments, charge transfer complexes such as polyvinylcarbazole and nitrofluorene, kyosho complexes consisting of pyrylium salt dyes and polycarbonate resins) The charge generating material may be a polymer binder (eg, polyvinyl butyral resin, polyarylate resin, polyester resin, phenol resin, vinyl carbazole resin, vinyl formal resin, partially modified vinyl acetal resin, carbonate resin, Resin), vinyl chloride resin, styrene resin, vinyl acetate resin, vinyl acetate resin, silicone resin, etc.) and dispersion or dissolution in an appropriate solvent to prepare a coating solution, which is applied and dried to form a film. It can be formed by a method or the like.
電荷輸送層14は、電荷発生層13,15で発生した光キャリアが注入されて、バイアス信号で印加された電場方向にドリフトする機能を有する層である。一般的に電荷輸送層は、電荷発生層の数10倍の厚みを有するため、電荷輸送層14の容量、電荷輸送層14の暗電流、および電荷輸送層14内部の光キャリア電流が、OPC層10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14は、電荷発生層13,15からの自由キャリアの注入が効率良く発生し(電荷発生層13,15とイオン化ポテンシャルが近いことが好ましい)、注入された自由キャリアができるだけ高速にホッピング移動するものが好適である。暗時のインピーダンスを高くするため、熱キャリアによる暗電流は低い方が好ましい。
The
電荷輸送層14は、低分子の正孔輸送材料(たとえばトリニトロフルオレン系化合物、ポリビニルカルバゾール系化合物、オキサジアゾール系化合物、ベンジルアミノ系ヒドラゾンあるいはキノリン系ヒドラゾン等のヒドラゾン系化合物、スチルベン系化合物、トリフェニルアミン系化合物、トリフェニルメタン系化合物、ベンジジン系化合物)、または低分子の電子輸送材料(たとえばキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、フルフレオン化合物、キサントン系化合物、ベンゾフェノン系化合物)を、高分子バインダー(たとえばポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、含珪素架橋型樹脂等)とともに適当な溶剤に分散ないし溶解させて塗布液を調製し、これを塗布し乾燥させて形成すればよい。
The
<書き込み装置>
本実施形態において書き込み装置(光変調素子の駆動装置)2とは、表示媒体1に画像を書き込む装置であり、表示媒体1に対してアドレス光の照射を行う光照射部(露光装置)18および表示媒体1に電圧を印加する電圧印加部(電源装置)17を主要構成要素とし、さらにこの動作を制御する制御回路16が配されてなる。
<Writing device>
In the present embodiment, the writing device (light modulation element driving device) 2 is a device that writes an image on the display medium 1, and includes a light irradiation unit (exposure device) 18 that irradiates the display medium 1 with address light, and A voltage application unit (power supply device) 17 that applies a voltage to the display medium 1 is a main component, and a
(光照射部)
光照射部(露光装置)18は、像様となる所定のアドレス光パターンを表示媒体1に照射する機能を有し、制御回路16からの入力信号に基づき、表示媒体1上(詳しくは、OPC層上)に所望の光画像パターン(スペクトル・強度・空間周波数)を照射できるものであれば特に制限されるものではない。
(Light irradiation part)
The light irradiation unit (exposure device) 18 has a function of irradiating the display medium 1 with a predetermined address light pattern that becomes an image. On the display medium 1 (in detail, OPC is based on an input signal from the
光照射部18により照射されるアドレス光としては、以下の条件のものが好ましく選択される。
・スペクトル:OPC層10の吸収波長域のエネルギーができるだけ多いことが好ましい。
・照射強度:明時に各表示層7,8への印加電圧がOPC層10との分圧により上下閾値の電圧以上となって、表示層7,8中の液晶を相変化させ、暗時にはそれ以下となるような強度。
光照射部18により照射されるアドレス光としては、OPC層10の吸収波長域内にピーク強度を持ち、できるだけバンド幅の狭い光であることが望ましい。
The address light irradiated by the
Spectrum: It is preferable that the energy in the absorption wavelength region of the
Irradiation intensity: The voltage applied to the display layers 7 and 8 at the time of light becomes equal to or higher than the upper and lower threshold voltage due to the partial pressure with the
The address light irradiated by the
光照射部18としては、具体的には以下のものが挙げられる。
(1−1)光源(たとえば、冷陰極管、キセノンランプ、ハロゲンランプ、LED、EL等)をアレイ状に配置したものや、光源と導光板とを組み合せたもの、などの均一な光源
(1−2)光パターンを作る調光素子(たとえば、LCD、フォトマスクなど)の組み合わせ
(2)面発光型ディスプレイ(たとえばCRT、PDP、EL、LED、FED、SED)
(3)上記(1−1)、(1−2)あるいは(2)と光学素子(たと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、視野角調整シート)との組み合わせ
Specific examples of the
(1-1) A uniform light source (1 such as a light source (for example, a cold cathode tube, a xenon lamp, a halogen lamp, an LED, an EL) arranged in an array or a combination of a light source and a light guide plate) -2) Combination of light control elements (for example, LCD, photomask, etc.) for creating a light pattern (2) Surface-emitting display (for example, CRT, PDP, EL, LED, FED, SED)
(3) A combination of the above (1-1), (1-2) or (2) and an optical element (for example, a microlens array, a cell hook lens array, a prism array, a viewing angle adjustment sheet)
(電圧印加部)
電圧印加部17は、所定のバイアス電圧を表示媒体1に印加する機能を有し、制御回路16からの入力信号に基づき、表示媒体(各電極間)に所望の電圧波形を印加できるものであればよい。ただし、AC出力ができ、高いスルーレートが要求される。電圧印加部17には、例えばバイポーラ高電圧アンプなどを用いることができる。
(Voltage application part)
The
電圧印加部17による表示媒体1への電圧の印加は、接触端子19,20を介して、透明電極5−透明電極6間に為される。
ここで接触端子19,20とは、電圧印加部17および表示媒体1(透明電極5,6)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、透明電極5,6および電圧印加部17との接触抵抗が小さいものが選択される。表示媒体1と書き込み装置2とを切り離すことができるように、透明電極5,6と電圧印加部17とのどちらか、あるいは両者から分離できる構造であることが好ましい。
The
Here, the
接触端子19,20としては、金属(たとえば金・銀・銅・アルミ・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(たとえばポリチオフェン系・ポリアニリン系)などでできた端子で、電極を挟持するクリップ・コネクタ形状のものが挙げられる。
(制御回路)
制御回路16は、外部(画像取り込み装置、画像受信装置、画像処理装置、画像再生装置、あるいはこれらの複数の機能を併せ持つ装置等)からの画像データに応じて、電圧印加部17および光照射部18の動作を適宜制御する機能を有する部材である。制御回路16による具体的な制御内容は、「第1書き込み工程」および「第2書き込み工程」の2つの工程からなるものであり、その詳細については、以下の<駆動方法>の項で詳述することとする。
(Control circuit)
The
<駆動方法>
本実施形態の光変調素子の駆動方法について、以下に詳細に説明する。
既述の通り、本実施形態の光変調素子の表示層7および表示層8は、図2のグラフに示されるスイッチング挙動を示すものである。これを前提にして、工程ごとに説明する。
<Driving method>
The method for driving the light modulation element of this embodiment will be described in detail below.
As described above, the display layer 7 and the display layer 8 of the light modulation element of this embodiment show the switching behavior shown in the graph of FIG. Based on this assumption, each process will be described.
(第1の書き込み工程)
まず、表示層7および8にかかる電圧が、表示層7の上閾値Vfp7より低く表示層8の上閾値Vfp8より高い、Vc間になるようなバイアス電圧(リセット電圧)を所定のパルス波形で電圧印加部17により印加しつつ、それと同時に、光照射部18で選択的に露光して、露光部におけるOPC層10の抵抗値を変化(低下)させることで表示層7および表示層8の分圧を上昇させる。これにより、露光部で、表示層7および表示層8にかかる電圧が上閾値の電圧Vfp7を超え、表示層7はホメオトロピック相に相変化する。
また、非露光部では、印加電圧がVcであるため、表示層7はフォーカルコニック相となる。
(First writing step)
First, a bias voltage (reset voltage) is applied with a predetermined pulse waveform such that the voltage applied to the display layers 7 and 8 is lower than the upper threshold value Vfp7 of the display layer 7 and higher than the upper threshold value Vfp8 of the display layer 8. While being applied by the
In the non-exposed portion, the applied voltage is Vc, so that the display layer 7 is in a focal conic phase.
一方、表示層8は露光部、非露光部にかかわらずホメオトロピック相となる。この状態で電圧印加を急速に解除すると、ホメオトロピック相はプレーナ相に変化し、フォーカルコニック相はその状態を維持する。
このようにして、表示層7の部位ごとに、相の選択が為される。すなわち、第1の書き込み工程の操作により、表示媒体1の一方の面(図1における上方の面)に画像が記録される。
On the other hand, the display layer 8 becomes a homeotropic phase regardless of the exposed part and the non-exposed part. When the voltage application is rapidly released in this state, the homeotropic phase changes to the planar phase, and the focal conic phase maintains that state.
In this way, the phase is selected for each part of the display layer 7. That is, an image is recorded on one surface (upper surface in FIG. 1) of the display medium 1 by the operation of the first writing process.
(第2の書き込み工程)
第1の書き込み工程の動作が為された後、表示層7および8にかかる電圧が、表示層8の下閾値Vpf8よりも低いVa間になるようなバイアス電圧(セレクト電圧)を所定のパルス波形で電圧印加部17により印加すると同時に、光照射部18で選択的に露光して、第1の書き込み工程の場合と同様に、露光部における表示層7および表示層8の分圧を上昇させる。これにより、露光部では、表示層7および表示層8にかかる電圧が下閾値Vpf8を超え、表示層8はフォーカルコニック相に相変化する。また、非露光部への印加電圧はVaであるため、表示層8はプレーナ状態を維持する。
(Second writing step)
After the operation of the first writing process is performed, a bias voltage (select voltage) is set to a predetermined pulse waveform so that the voltage applied to the display layers 7 and 8 is between Va lower than the lower threshold value Vpf8 of the display layer 8. At the same time as the
一方、表示層7は露光部、非露光部にかかわらずプレーナまたはフォーカルコニック状態を維持する。すなわち、
このようにして、表示層8の部位ごとに、相の選択が為される。すなわち、第2の書き込み工程の操作により、表示媒体1における第1の書き込み工程の操作で記録された側の裏面(図1における下方の面)に画像が記録される。
On the other hand, the display layer 7 maintains a planar or focal conic state regardless of the exposed portion and the non-exposed portion. That is,
In this way, the phase is selected for each part of the display layer 8. That is, by the operation of the second writing process, an image is recorded on the back surface (the lower surface in FIG. 1) of the display medium 1 on the side recorded by the operation of the first writing process.
以上の書き込み工程の動作が順次行われ、電圧を印加しつつ部位により露光/非露光の選択が為されると、その組合せに応じて、表示層7および表示層8の内の任意の一方もしくは双方が反射状態、または双方を透過状態となる。このように相が選択されて、光変調素子の表裏両面への書き込み(駆動)が為される。 When the operation of the writing process described above is sequentially performed and exposure / non-exposure is selected depending on the site while applying a voltage, any one of the display layer 7 and the display layer 8 or the combination is selected depending on the combination. Both are in a reflective state or both are in a transmissive state. Thus, the phases are selected, and writing (driving) is performed on both the front and back surfaces of the light modulation element.
このようにして表裏両面に画像が記録された表示媒体1は、接触端子19,20から外すことで、持ち運びや保存等のハンドリングを自由に行うことができる。そして表裏いずれの面から見た場合にも、それぞれの記録画像を視認することができる。このとき、OPC層10(より正確には電荷発生層13,15)が、表示層7,8の反射光(表示色。本実施形態では緑色)に対して補色関係にある色相(本実施形態ではマゼンタ色)を呈しているため、観者側から見て裏面側の記録画像はOPC層10に吸収されて観者には視認されない。すなわち、画像の裏映りが無い明瞭な画像を視認することができる。
The display medium 1 on which images are recorded on both the front and back sides in this manner can be freely carried and handled by being removed from the
以上のように、本発明の光変調素子である本実施形態の表示媒体1は、閾値シフト法をアレンジした上記駆動方法により、一方の面からの露光により表裏両面の画像の記録を簡便に行うことができる。また、このように簡便に表裏両面の画像記録が可能でありながら、その構造は比較的簡素であり、表示媒体製造のコストを下げることもでき、積層される層の数も少ないので、表示媒体の薄型化をも実現することができる。 As described above, the display medium 1 of the present embodiment, which is the light modulation element of the present invention, can easily record images on both the front and back surfaces by exposure from one surface by the above driving method in which the threshold shift method is arranged. be able to. In addition, while it is possible to record images on both the front and back sides in a simple manner, the structure is relatively simple, the cost of manufacturing the display medium can be reduced, and the number of layers to be stacked is small, so that the display medium It is possible to reduce the thickness.
[第2の実施形態]
図3は、本発明の光変調素子およびその駆動方法を適用したシステムの他の例示的一態様である第2の実施形態の概略構成図である。本実施形態のシステムは、フルカラー画像を記録することが可能な本発明の光変調素子である表示媒体(光変調素子)101と書き込み装置102とからなる。この両構成要素について詳細に説明してから、その駆動方法について説明する。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a second embodiment which is another exemplary aspect of a system to which the light modulation element of the present invention and the driving method thereof are applied. The system according to this embodiment includes a display medium (light modulation element) 101 that is a light modulation element of the present invention capable of recording a full-color image, and a
<表示媒体>
本実施形態において表示媒体(本発明の光変調素子)101は、図3における上面側から順に、透明基板103、光変調ユニット200B、内部基板111、光変調ユニット200G、内部基板112、光変調ユニット200Rおよび透明基板104が積層されてなる物である。
<Display medium>
In the present embodiment, a display medium (light modulation element of the present invention) 101 includes a
また、3組の光変調ユニット200B,200G,200Rは、図3における上面側から順に、それぞれ透明電極(電極)105B,105G,105R、表示層107B,107G,107R、OPC層(光導電体層)110B,110G,110R、表示層108B,108G,108Rおよび透明電極(電極)106B,106G,106Rが積層されてなる物である。
In addition, the three sets of
また、3つのOPC層(光導電体層)110B,110G,110Rは、図3における上面側から順に、それぞれ上側の電荷発生層113B,113G,113R、電荷輸送層114B,114G,114Rおよび下側の電荷発生層115B,115G,115Rが積層されてなる物である。 Also, the three OPC layers (photoconductor layers) 110B, 110G, and 110R are arranged in order from the upper surface side in FIG. 3, respectively, the upper charge generation layers 113B, 113G, and 113R, the charge transport layers 114B, 114G, and 114R, and the lower side, respectively. The charge generation layers 115B, 115G, and 115R are stacked.
この光変調ユニット200B,200G,200Rは、それぞれが第1の実施形態の光変調素子の基本構成を成している。したがって、本実施形態の光変調素子は、第1の実施形態の光変調素子を3組重ね合わせてなるものと概ね同等の物である。これら光変調ユニット200B,200G,200Rは、色に関する条件が異なる他は、各ユニット間で基本的に同一の構成となっている。
Each of the
なお、以下の説明において、光変調ユニットおよびその構成部材について、符号から末尾のアルファベットを除して記す場合があるが、これは、特定の色のものを指すのではなく、3色の光変調ユニット、あるいはその構成部材にそれぞれ適用されることを意味するものである。 In the following description, the light modulation unit and its constituent members may be described by removing the alphabet at the end from the reference numeral, but this does not indicate a specific color, but three-color light modulation. It is meant to be applied to each unit or its constituent members.
透明基板103,104は、第1の実施形態における透明基板3,4と等価の物であり、同様の構成、特性のものを用いる。また、内部基板111,112は、透明基板103,104と厚みを変えることが可能である点を除けば、基本的に透明基板103,104と近似するものであり、同様の構成、特性のものを用いる。
The
一方、光変調ユニット200を構成する部材についても、色に関する条件を除けば、第1の実施形態におけるそれぞれ対応する部材(透明電極105,106に対する透明電極5,6、表示層107,108に対する表示層7,8、OPC層110に対するOPC層10)と等価の物であり、同様の構成、特性のものを用いる。
したがって、本実施形態における表示媒体101の各構成部材についての詳細な説明は割愛する。そして、本実施例に特有の光変調ユニット200について、以下に説明する。
On the other hand, the members constituting the light modulation unit 200 also correspond to the corresponding members in the first embodiment (transparent electrodes 5 and 6 for the transparent electrodes 105 and 106, and display for the display layers 107 and 108, respectively), except for the color-related conditions. It is equivalent to the OPC layer 10) for the layers 7 and 8 and the OPC layer 110, and has the same configuration and characteristics.
Therefore, the detailed description about each structural member of the
光変調ユニット200Rは、レッド(R)色を表示し得るユニットである。そのため、光変調ユニット200Rにおける表示層107R,108RがR色を反射するように、含まれるコレステリック液晶が選択される。一方、光変調ユニット200Rに対するアドレス光もR色となり、それを吸収するために、電荷発生層113R,115Rは、アドレス光に対して補色関係にあるシアン(C)色を呈するように調整される。
The
光変調ユニット200Gは、グリーン(G)色を表示し得るユニットである。そのため、光変調ユニット200Gにおける表示層107G,108GがG色を反射するように、含まれるコレステリック液晶が選択される。一方、光変調ユニット200Gに対するアドレス光もG色となり、それを吸収するために、電荷発生層113G,115Gは、アドレス光に対して補色関係にあるマゼンタ(M)色を呈するように調整される。
The
光変調ユニット200Bは、ブルー(B)色を表示し得るユニットである。そのため、光変調ユニット200Bにおける表示層107B,108BがB色を反射するように、含まれるコレステリック液晶が選択される。一方、光変調ユニット200Bに対するアドレス光もB色となり、それを吸収するために、電荷発生層113B,115Bは、アドレス光に対して補色関係にあるイエロー(Y)色を呈するように調整される。
The
<書き込み装置>
本実施形態において書き込み装置(光変調素子の駆動装置)102とは、表示媒体101に画像を書き込む装置であり、表示媒体101に対してアドレス光の照射を行う光照射部(露光装置)118および表示媒体101に電圧を印加する電圧印加部(電源装置)117を主要構成要素とし、さらにこの動作を制御する制御回路116が配されてなる。
<Writing device>
In this embodiment, the writing device (light modulation element driving device) 102 is a device that writes an image on the
(光照射部)
光照射部118は、レッド(R)色、グリーン(G)色およびブルー(B)色の3色のアドレス光を表示媒体の露光面側(図3における下側)に照射できるように構成されている。このアドレス光は、3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、3色同時に照射することが好ましい。このようにアドレス光が3色である点を除けば、その他の構成や機能等は、第1の実施形態における光照射部18と同様なので、より詳細な説明は割愛する。
(Light irradiation part)
The
(電圧印加部)
電圧印加部117は、所定のバイアス電圧を表示媒体101に印加する機能を有し、本実施形態においては、第1の実施形態における電圧印加部17に相当する3つの電圧印加ユニット109B,109G,109Rを備える。
(Voltage application part)
The
電圧印加部117による表示媒体101への電圧の印加は、3つの電圧印加ユニット109B,109G,109Rのそれぞれが順に、接触端子119B,120B、接触端子119G,120Gおよび接触端子119R,120Rを介して、透明電極105B−透明電極106B間、透明電極105G−透明電極106G間および透明電極105R−透明電極106R間に為される。そして、それぞれの電圧印加ユニット109B,109G,109Rが、同一またはそれぞれ異なる条件(電圧、周波数、パルス波形、印加時間、印加時期等)で、表示媒体101の対応する光変調ユニット200B,200G,200Rに電圧を印加できるようになっている。
なお、個々の電圧印加ユニット109B,109G,109Rは、その構成や機能等については第1の実施形態における電圧印加部17と同様なので、より詳細な説明は割愛する。
The
Note that the individual
制御回路116は、外部(画像取り込み装置、画像受信装置、画像処理装置、画像再生装置、あるいはこれらの複数の機能を併せ持つ装置等)からの画像データに応じて、電圧印加部17および光照射部18の動作を適宜制御する機能を有する部材である。制御回路116による具体的な制御内容については、以下の<駆動方法>の項で説明することとする。
The
<駆動方法>
本実施形態の光変調素子の駆動方法について、以下に詳細に説明する。
既述の通り、本実施形態の光変調素子である表示媒体101は、3組の光変調ユニット200B,200G,200Rが重ね合わせられてなるものである。かかる表示媒体101の駆動方法としては、光変調ユニット200のそれぞれに対して、第1の実施形態で説明した「第1書き込み工程」および「第2書き込み工程」の2つの工程の操作が為される。各工程における操作やその作用、さらには意義や態様についての詳細は、基本的に第1の実施形態の場合と同様であるため、個々の光変調ユニット200についての説明は省略し、全体的な動作について説明する。
<Driving method>
The method for driving the light modulation element of this embodiment will be described in detail below.
As described above, the
本実施形態の駆動方法においては、第1の実施形態で説明した「第1書き込み工程」および「第2書き込み工程」の操作に対応して、それぞれ書き込み装置102の電圧印加部117によりそれぞれの光変調ユニット200の透明電極105−透明電極106間に電圧を印加しつつ、同時に光照射部118からR色、G色およびB色の3色の像様のアドレス光を表示媒体の露光面側(図3における下側)から照射する。すなわち、各工程に応じた「電圧印加」+「アドレス光照射」が為される。各工程でのアドレス光の照射は、3色同時に行ってもよいし、別々に行っても構わない。
In the driving method of the present embodiment, in response to the operations of the “first writing process” and the “second writing process” described in the first embodiment, the
B色のアドレス光は、補色関係に無い光変調ユニット200Rおよび200Gを透過して、光変調ユニット200Bの表示層108Bも透過し、B色と補色関係にあるY色を呈する電荷発生層113B,115Bに吸収される。そして、光変調ユニット200Bにおける「第1書き込み工程」あるいは「第2書き込み工程」の操作が実現する。
The B-color address light is transmitted through the
G色のアドレス光は、補色関係に無い光変調ユニット200Rを透過して、光変調ユニット200Gの表示層108Gも透過し、G色と補色関係にあるM色を呈する電荷発生層113G,115Gに吸収される。そして、光変調ユニット200Gにおける「第1書き込み工程」あるいは「第2書き込み工程」の操作が実現する。なお、G色のアドレス光は、電荷発生層113G,115Gにおいて吸収されるので、光変調ユニット200Gの上層の光変調ユニット200Bには達しない。
The G-color address light is transmitted through the
R色のアドレス光は、光変調ユニット200Rの表示層108Rは透過し、R色と補色関係にあるC色を呈する電荷発生層113R,115Rに吸収される。そして、光変調ユニット200Rにおける「第1書き込み工程」あるいは「第2書き込み工程」の操作が実現する。なお、R色のアドレス光は、電荷発生層113R,115Rにおいて吸収されるので、光変調ユニット200Rの上層の光変調ユニット200Gおよび光変調ユニット200Bには達しない。
The R-color address light passes through the
以上のようにして、光変調ユニット200ごとに「第1書き込み工程」および「第2書き込み工程」の操作が為されると、電圧を印加しつつ部位により露光/非露光が選択され、その組合せに応じて、表示層107および表示層108の内の任意の一方もしくは双方が反射状態、または双方を透過状態となる。このように相が選択されて、各光変調ユニット200の表裏両面への書き込み(駆動)が為される。 As described above, when the operations of the “first writing process” and the “second writing process” are performed for each light modulation unit 200, exposure / non-exposure is selected depending on the part while applying a voltage, and the combination Accordingly, any one or both of the display layer 107 and the display layer 108 are in a reflection state or both are in a transmission state. Thus, the phases are selected, and writing (driving) is performed on both the front and back surfaces of each light modulation unit 200.
このようにして各光変調ユニット200の表裏両面に画像が記録された表示媒体101は、接触端子119,120から外すことで、持ち運びや保存等のハンドリングを自由に行なうことができる。そして表裏いずれの面から見た場合にも、それぞれの記録画像を視認することができる。このとき、各光変調ユニット200におけるOPC層110(より正確には電荷発生層113,115)が、表示層107,108の反射光(表示色)に対して補色関係にある色相を呈しているため、観者側から見て各光変調ユニット200の裏面側の記録画像はOPC層10に吸収されて観者には視認されない。すなわち、各色ごとに画像の裏映りが無い。すなわち、明瞭な画像を視認することができる。
The
また、各光変調ユニット200における表示層107,108からの反射像を視認する際には、観者側から見てその手前に1組または2組の光変調ユニット200があったとしても、いずれも補色関係に無いためそのまま透過し、各光変調ユニット200が描く本来の色画像を視認することができる。すなわち、各光変調ユニット200の発色画像の色重ねによる色再現性の高いフルカラー画像を視認することができる。 Further, when the reflected images from the display layers 107 and 108 in each light modulation unit 200 are visually recognized, even if there are one or two sets of light modulation units 200 in front of the viewer as viewed from the viewer side, Since there is no complementary color relationship, the light is transmitted as it is, and the original color image drawn by each light modulation unit 200 can be visually recognized. That is, a full color image with high color reproducibility by color superposition of the color images of each light modulation unit 200 can be viewed.
以上のように、本発明の光変調素子である本実施形態の表示媒体101は、閾値シフト法をアレンジした前記駆動方法により、一方の面からの3色のアドレス光の露光により表裏両面のフルカラー画像の記録を簡便に行うことができる。また、このように簡便に表裏両面のフルカラー画像記録が可能でありながら、その構造は比較的簡素であり、表示媒体製造のコストを下げることもでき、積層される層の数も比較的少ないので、フルカラーの表示媒体としての薄型化をも実現することができる。
As described above, the
以上、2つの好ましい実施形態を挙げて本発明を詳細に説明したが、本発明は以上の実施形態に限定されるものではない。例えば、以上の実施形態では、光変調ユニットが1組の構成および3組の構成のもののみを具体例として挙げて説明しているが、本発明において表示層はこれらに限られるものではなく、2層の構成であっても4層以上の構成であっても構わない。
その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
Although the present invention has been described in detail with reference to two preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, only the light modulation unit having one set and three sets is described as a specific example. However, in the present invention, the display layer is not limited to these, It may be a two-layer structure or a four-layer or more structure.
In addition, those skilled in the art can appropriately modify the present invention according to conventionally known knowledge. Of course, such modifications are included in the scope of the present invention as long as they still have the configuration of the present invention.
1,101:表示媒体(光変調素子)、 2,102:書き込み装置、 3,4,103,104:透明基板、 5,6,105,106,505,506:透明電極(電極)、 7,8,107,108,507:表示層、 10,110,510:OPC層(光導電体層)、 13,15,113,115:電荷発生層、 14,114:電荷輸送層、 16,116:制御回路、 17,117:電圧印加部、 18,118:光照射部、 19,20,119,120:接触端子、 109:電圧印加ユニット、 111,112:内部基板、 200:光変調ユニット、 501:積層型光変調素子、 509:着色層、 512:露光装置、 517:電源装置
1, 101: Display medium (light modulation element), 2, 102: Writing device, 3, 4, 103, 104: Transparent substrate, 5, 6, 105, 106, 505, 506: Transparent electrode (electrode), 7, 8, 107, 108, 507: display layer, 10, 110, 510: OPC layer (photoconductor layer), 13, 15, 113, 115: charge generation layer, 14, 114: charge transport layer, 16, 116:
Claims (1)
前記一対の表示層に挟み込まれて配される光導電体層と、
前記一対の表示層における前記光導電体層側とは反対側の面にそれぞれ配される一対の電極層と、
からなる光変調ユニットを複数積層して構成されており、
前記各光変調ユニットにおける前記光導電体層は、電荷輸送層の上下に電荷発生層をそれぞれ積層させた3層構造で形成され、
かつ、前記各光導電体層における前記2つの電荷発生層は、それぞれ前記一対の表示層のうち当該電荷発生層側にある当該表示層が反射する各可視光の特定の波長域と同一の波長域の可視光を吸収するように構成されていることを特徴とする光変調素子。 The lower threshold that is the operation threshold for the externally applied voltage for the change from the planar phase to the focal conic phase, and the upper threshold that is the operation threshold for the externally applied voltage for the change from the focal conic phase or the planar phase to the homeotropic phase are different from each other, at least A pair of display layers each made of cholesteric liquid crystal and reflecting visible light in a specific wavelength range having different hues,
A photoconductor layer disposed between the pair of display layers,
A pair of electrode layers respectively disposed on a surface opposite to the photoconductor layer side in the pair of display layers;
It is configured by stacking multiple light modulation units consisting of
The photoconductor layer in each of the light modulation units is formed in a three-layer structure in which charge generation layers are stacked above and below a charge transport layer, respectively.
And, the two charge generation layer in each of the photoconductor layer, a specific wavelength range and the same wavelength of the visible light in which the display layer in the charge generation layer side of each of the pair of display layers is reflected A light modulation element configured to absorb visible light in a region .
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