JP5239362B2 - 光書き込み型表示媒体及び光書き込み方法 - Google Patents

光書き込み型表示媒体及び光書き込み方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5239362B2
JP5239362B2 JP2008021626A JP2008021626A JP5239362B2 JP 5239362 B2 JP5239362 B2 JP 5239362B2 JP 2008021626 A JP2008021626 A JP 2008021626A JP 2008021626 A JP2008021626 A JP 2008021626A JP 5239362 B2 JP5239362 B2 JP 5239362B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charge generation
generation layer
layer
light
display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008021626A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2009181057A (ja
Inventor
英夫 小林
康浩 山口
友純 上坂
三枝子 関
浩江 奥山
雅昭 荒木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd, Fujifilm Business Innovation Corp filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP2008021626A priority Critical patent/JP5239362B2/ja
Priority to US12/251,212 priority patent/US7948567B2/en
Priority to KR1020080124454A priority patent/KR20090084652A/ko
Publication of JP2009181057A publication Critical patent/JP2009181057A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5239362B2 publication Critical patent/JP5239362B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/135Liquid crystal cells structurally associated with a photoconducting or a ferro-electric layer, the properties of which can be optically or electrically varied
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

本発明は、光書き込み型表示媒体及び光書き込み方法に関する。
近年、光スイッチング素子と表示素子を組み合わせた光書き込み型空間変調デバイスが開発され、ライトバルブとしてプロジェクター等に実用化されているほか、光情報処理の分野にも可能性が検討されている(例えば、非特許文献1参照)。
光書き込み型空間変調デバイスは、所定の電圧を素子に印加しつつ、受光した光量により光スイッチング素子のインピーダンスを変化させ、表示素子に印加される電圧を制御することにより、表示素子を駆動し、画像を表示するものである。特に、光書き込み型空間変調デバイスの表示制御素子にメモリ性のある素子を用いて、切り離し可能にした光書き込み型表示媒体は、電子ペーパー媒体として注目されている。
また、光書き込み型表示媒体の表示素子としては、例えば、ポリマーに分散しメモリ性を付与したネマチック液晶、コレステリック液晶、強誘電液晶のような液晶表示素子、あるいは電気泳動素子や電界回転素子、トナー電界移動型素子や、これらをカプセル化した素子等が検討されている。
これら、受光した光量により電圧あるいは電流を制御できるような光スイッチング素子としては、例えば、アモルファスシリコン素子、有機光導電体(OPC)を用いた機能分離型二層構造のOPC素子のほか、電荷輸送層(以下、「CTL」という場合がある)の上下に電荷発生層(以下、「CGL」という場合がある)を形成した構造(以下、デュアルCGL構造(dual CGL structure)と称する)のOPC素子が知られている(例えば、特許文献1参照)。特にOPC素子は、高温の熱処理を必要としないため、PETフィルムなどのフレキシブル基板への適用も可能であり、かつ、真空プロセスも無いために安価に作製できるという利点を有する。
なかでも、前記デュアルCGL構造は、交流駆動が可能であり、表示素子に液晶素子を用いた場合においても、印加電圧に含まれるバイアス成分によりイオンの移動に起因した画像の焼付き現象も生じにくいため、特に有効な構造である。また、リセット/書き込み駆動時に逆極性を印加することができて有利である。
前記デュアルCGL構造は、吸収率を上下均等になるよう設計しており、電荷生成のバランスをとっている。
液晶,Vol.2,No.1,1998,pp3−18 特開2000−180888号公報
前記デュアルCGL構造では、上下の電荷発生層の光吸収率を制限する必要があり、交流駆動では感度に制限がある。
本発明は、高感度な光書き込み型表示媒体、及び該光書き込み型表示媒体を用いた光書き込み方法を提供することを目的とする。
前記課題は、以下の本発明により達成される。
すなわち、
請求項1に係る発明は、上部電荷発生層及び下部電荷発生層に挟持された電荷輸送層を含む光スイッチング素子と、メモリ性を有する表示層を含む表示素子とが積層されて構成され、前記上部電荷発生層が表示素子側に位置しており、前記上部電荷発生層が有する吸収波長域と、前記下部電荷発生層が有する吸収波長域とが異なり、前記上部電荷発生層に含まれる電荷発生材料がn型電荷発生材料であることを特徴とする光書き込み型表示媒体である。
請求項2に係る発明は、前記下部電荷発生層に含まれる電荷発生材料がp型電荷発生材料であることを特徴とする請求項1に記載の光書き込み型表示媒体である。
請求項3に係る発明は、前記表示素子が極性表示素子であることを特徴とする請求項1に記載の光書き込み型表示媒体である。
請求項4に係る発明は、上部電荷発生層及び下部電荷発生層に挟持された電荷輸送層を含む光スイッチング素子と、メモリ性を有する表示層を含む表示素子とが積層されて構成され、前記上部電荷発生層が表示素子側に位置しており、前記上部電荷発生層が有する吸収波長域と、前記下部電荷発生層が有する吸収波長域とが異なり、前記上部電荷発生層に含まれる電荷発生材料がn型電荷発生材料である光書き込み型表示媒体に対し、前記上部電荷発生層のみが吸収する波長の光、及び前記下部電荷発生層のみが吸収する波長の光それぞれを照射して、光書き込みを行うことを特徴とする光書き込み方法である。
請求項1に係る発明によれば、高感度で繰り返し書き込みによる画像劣化が少ない光書き込み型表示媒体を提供することができる。
請求項2に係る発明によれば、繰り返し書き込みによる画像劣化を少なくすることができる。
請求項3に係る発明によれば、初期化して反転した電圧を印加する必要無く光書き込みができる。
請求項4に係る発明によれば、高感度で繰り返し書き込みによる画像劣化が少ない光書き込み方法を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態の光書き込み型表示媒体(以下、単に「表示媒体」という場合がある)は、上部電荷発生層及び下部電荷発生層に挟持された電荷輸送層を含む光スイッチング素子と、メモリ性を有する表示層を含む表示素子とが積層されて構成され、前記上部電荷発生層が有する吸収波長域と、前記下部電荷発生層が有する吸収波長域とが異なることを特徴とする。ここで、上部電荷発生層及び下部電荷発生層がそれぞれ有する吸収波長域が異なるとは、上部電荷発生層のみが光吸収する波長域、及び下部電荷発生層のみが光吸収する波長域が少なくとも存在することを意味する。尚、本発明においては、最大吸収率の75%以上の吸収率である領域を光吸収する波長域とする。
但し、本実施形態においては、前記上部電荷発生層が表示素子側に位置しており、前記上部電荷発生層に含まれる電荷発生材料としてn型電荷発生材料を適用する。
以下、本実施形態の光書き込み型表示媒体を図を用いて説明する。
図1は、本実施形態の光書き込み型表示媒体を示す断面図である。光書き込み型記録媒体(光書き込み型表示媒体)50は、光スイッチング素子30、表示素子40及び光スイッチング素子と表示素子の間に挟まれた機能膜52より構成され、図1に示すように、光スイッチング素子30は基板31、電極32、下部電荷発生層33、電荷輸送層34及び上部電荷発生層35より構成され、表示素子40は、基板41、電極42及び表示層43から構成される。光書き込み型表示媒体50は、上部電荷発生層35を表示素子側に位置させる。この電極32と42の間に交流電界が印加される。但し、光書き込み型表示媒体50において、光書き込みが光スイッチング素子側あるいは表示素子側から行なわれるかにより、光入射側の素子の基板及び電極を光透過性にすることが必要である。
(光スイッチング素子)
まず、図2を用いて、本実施形態における光スイッチング素子を説明する。図2に示す光スイッチング素子30(デュアルCGL構造の光スイッチング素子)は、電極32(導電膜)が形成された基板31上に、光スイッチング層(光導電層)として、下部電荷発生層33(第1電荷発生層)、電荷輸送層34、上部電荷発生層35(第2電荷発生層)を順次積層し、1対の電荷発生層で電荷輸送層を挟持したものである。以下で説明する光書き込み型表示媒体においては、上部電荷発生層35がたとえば表示層側に位置することになる。また、図中、矢印は光入射方向を示す(但し、光入射方向はこれに限定されるわけではない)。
基板31は、柔軟で絶縁性を有する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、及びポリエチレンナフタレート等の高分子フィルムを用いて構成される。また、光導電層に有機材料を用いる場合には高温で熱処理をする工程がないので、フレキシブル基板が得られること、成形が容易なこと、コストの点などから光透過性のプラスチック基板を用いることが有利である。
基板31の厚みは、0.01mm〜0.5mmの範囲内であることが好ましい。
電極32には、ITO(Indium Tin Oxide)を用いているが、ITO以外にも、Auなどの金属薄膜、SnO、ZnOなど酸化物、ポリピロールなどの導電性高分子の薄膜など、透光性の電気導電体を用いることができる。また、本実施形態における電極32は、基板31上にスパッタリングされて形成されているが、必ずしもスパッタリングによる必要はなく、印刷、CVD、蒸着などにより形成することもできる。
なお、基板31及び電極32は、必ずしも光透過性である必要はない。すなわち、例えば、特開2001−100664号公報に示すように、光書き込み型表示媒体の表示素子が、メモリ性を有し、かつ、表示に必要な波長を選択的に反射する選択反射性又は後方散乱性の表示素子である場合には、表示側から書き込むことが可能であるので、この場合には少なくとも表示素子側の基板31及び電極32が光透過性であればよい。したがって、表示素子側から光書き込みをする場合、光スイッチング素子30の基板31あるいは電極32は光透過性である必要はなく、電極32として例えばAl層を用いることができる。
本実施形態の光書き込み型表示媒体は、上部電荷発生層35が有する吸収波長域と、下部電荷発生層33が有する吸収波長域とが異なることを特徴とする。つまり、前記上部電荷発生層に含まれる電荷発生材料の吸収波長域と前記下部電荷発生層含まれる電荷発生材料の吸収波長域とが異なる。
従来の上部電荷発生層及び下部電荷発生層の吸収波長が同じ光書き込み型表示媒体では、それぞれの電荷発生層に光を吸収させるため、それぞれの電荷発生層の吸収率を制限する必要がある。例えば、下部電荷発生層側から光を入射させた場合、上部電荷発生層及び下部電荷発生層それぞれの光吸収率を50%とし、下部電荷発生層で50%の光を吸収させ、残りの50%の光を上部電荷発生層で吸収させている。そのため、感度が低下していた。
しかし、本実施形態の光書き込み型表示媒体は、上部電荷発生層35の吸収波長と下部電荷発生層33の吸収波長とが異なるので、上部電荷発生層35及び下部電荷発生層33それぞれの光吸収率を100%とすることができる。これは上部電荷発生層35に吸収される波長の光は、下部電荷発生層33では吸収されないため、下部電荷発生層33の光吸収率を100%としても問題が無いためである。
また、上部電荷発生層35の吸収波長と下部電荷発生層33の吸収波長とを異ならせることにより、直流駆動の場合においても、下部電荷発生層33側から上部電荷発生層35が吸収する波長の光を照射したとき、仮に下部電荷発生層33の光吸収率が100%を下回っていても、上部電荷発生層35は、到達した光を吸収しないため、無駄な電荷を発生することが無い。
本実施形態の光書き込み型表示媒体は、上部電荷発生層35に含まれる電荷発生材料がn型電荷発生材料であることが好ましい。また、この場合、下部電荷発生層33に含まれる電荷発生材料は、p型電荷発生材料であることがより好ましい。上部電荷発生層35に含まれる電荷発生材料がn型電荷発生材料であると、負電荷が移動しやすくなり、負電荷が光スイッチング素子30、表示素子40の間に蓄積することを抑制する。その結果、繰り返しによる画像劣化が抑制される。この効果によれば、単波長で光書き込みを行った場合であっても、繰り返しによる画像劣化の抑制効果が得られる。例えば下部電荷発生層で吸収するような波長の光でのみ書き込みを行う場合、上部電荷発生層内で少量の負電荷が発生してもただちに緩和するため、電荷は蓄積せず、結果として画像の劣化が抑えられる。
上部電荷発生層35に含まれるn型電荷発生材料としては、キナクリドン、ジブロモアントアントロン、ペリレン、フラーレン、全フッ素化フタロシアニンが挙げられ、キナクリドン、ジブロモアントアントロン、ペリレンが好ましい。
下部電荷発生層33に含まれる電荷発生材料としては、上部電荷発生層35に含まれる電荷発生材料と吸収波長が異なるものであれば特に限定されず、以下の電荷発生材料を挙げることができる。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等が適用可能であり、フタロシアニン系電荷発生材料であるクロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、あるいはチタニルフタロシアニンの一種類かあるいは混合物を主成分とする電荷発生材料が好ましい。
上部電荷発生層35に含まれる電荷発生材料と下部電荷発生層33に含まれる電荷発生材料との好ましい組み合わせ(上部電荷発生層35−下部電荷発生層33)としては、ジブロモアントアントロン−チタニルフタロシアニン、ジブロモアントアントロン−クロロガリウムフタロシアニン、キナクリドン−クロロガリウムフタロシアニン、ペリレン−チタニルフタロシアニン等の組み合わせが挙げられる。尚、ジブロモアントアントロン−チタニルフタロシアニン、キナクリドン−クロロガリウムフタロシアニン、ペリレン−チタニルフタロシアニンの組み合わせについては、波長と吸収率の関係を図4〜6にそれぞれ示す。
また、上部及び下部電荷発生層33、35中に、必要により前記電荷発生材料に加えて電荷輸送材料を含有させてもよい。該電荷輸送材料としては、後述する電荷輸送層34に用いられる電荷輸送材料を同様に用いることができる。
この場合、含有させる電荷輸送材料の混合比(電荷輸送材料/電荷発生材料)は、0.1〜50質量%の範囲とすることが好ましく、0.1〜25質量%の範囲とすることがより好ましい。
なお、上部電荷発生層35と下部電荷発生層33とは、キャリア発生量が同程度であることが望ましいため、波長、光量、電圧に対し同程度の感度が必要であり、その観点からは上下とも同じ電荷発生材料であることが望ましいが、同程度の感度であるなら材料が異なっていても問題ない。
上部及び下部電荷発生層33、35に用いられる結着樹脂としては、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂、カルボキシル変性塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂(ナイロン樹脂を含む)、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロール樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂などが適用可能である。特に、ポリアミド樹脂、なかでもメトキシメチル化6ナイロン等のナイロン系樹脂は、アルコール系およびケトアルコール系の多くに可溶であり、効果的である。また、カルボキシル変性塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体は、ケトアルコールに可溶であり、かつ、電荷発生材料であるヒドロキシガリウムフタロシアニン等を良好に分散させるため、好ましいバインダー樹脂である。
上部及び下部電荷発生層33、35における電荷発生材料(電荷輸送材を添加する場合はそれも含む)と結着樹脂との混合質量比(電荷発生材料/結着樹脂)は、9/1〜4/6の範囲とすることが好ましく、8/2〜5/5の範囲とすることがより好ましい。
前記混合質量比における電荷発生材料が4/6に満たないと、結着樹脂量が多いため電荷発生層表面が平滑となり密着性を向上させるアンカー効果(投錨効果)が得られない場合がある。電荷発生材料が9/1を超えると、逆に電荷発生材料が多くなりすぎ十分な膜強度が得られない場合がある。
上部及び下部電荷発生層33、35の形成方法としては、本実施形態では層形成用塗布液を用いた塗布により電荷発生層を形成するため、スピンコート法、ディップ法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、バーコート法、グラビアコート法などが適用可能である。いずれの方式も、a−Siやフォトダイオード作製におけるような基板加熱や厳しい工程管理は不要である。この場合、溶剤としては水、メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸n−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロルベンゼン、トルエン等の通常の溶剤を単独あるいは2種以上混合して用いることができる。
特に本実施形態においては、上部電荷発生層35を電荷輸送層34に損傷を与えない溶媒を含む上部電荷発生層形成用塗布液から作製することが好ましく、具体的には、前記溶媒としてアルコール系溶媒を用いることが望ましく、特にn−ブタノールを含むことが望ましい。この場合、n−ブタノール単独のほか、前記の溶剤を電荷輸送層34に損傷を与えない範囲で数種類混ぜてもよい。n−ブタノールと他の溶媒との比(体積比)は、60/40〜95/5の範囲程度が適している。
ここで、前記電荷輸送層34の損傷とは、電荷輸送層上に塗布する上部電荷発生層形成塗布液中の溶媒により、電荷輸送層16において電荷輸送層の膨潤や、電荷輸送材料あるいはバインダー樹脂の溶解、電荷輸送材料の結晶化、及びクラックの発生といった膜質劣化や、電気特性の劣化が生じることをいう。したがって、上部電荷発生層35をこのようにして形成することにより、均質で高感度であると共に製造上も歩留まりの高いデュアルCGL構造の光スイッチング素子を有する光書き込み型表示媒体を得ることができる。
上部及び下部電荷発生層形成用塗布液の調製については、前記溶剤(またはバインダー樹脂を溶解した溶液)中に、前記電荷発生材料と必要に応じて添加される電荷輸送材料とを前記好ましい混合比率で添加し混合、分散させる。混合/分散方法は、ボールミル、ロールミル、サンドミル、アトライター、ビーズミル、超音波等を用いる常法が適用される。分散の際、電荷発生材料の粒子サイズを0.5μm以下、好ましくは0.3μm以下、さらに好ましくは0.15μm以下にすることが有効である。
上部及び下部電荷発生層形成塗布液の固形分含有量の濃度は、1〜30質量%の範囲とすることが好ましい。1質量%未満では膜厚が薄すぎて電気特性が得られない場合があり、30質量%を超えると粘度が高すぎて膜形成が困難になる場合がある。また、1質量%未満、あるいは30質量%以上では、電荷発生材料微粒子の分散安定性が悪く、保存安定性や成膜性が悪化するといった問題が現れる場合がある。
前記電荷発生層形成塗布液を塗布して電荷発生層を形成した後、加熱乾燥を行うことが望ましい。乾燥温度は90〜150℃の範囲とすることが望ましく、100〜140℃の範囲とすることがより望ましい。
乾燥温度が90℃に満たないと、基板31や電荷輸送層34と電荷発生層との接着性が十分に得られない場合がある。150℃を超えると、樹脂成分や電荷輸送材料等の劣化、基板の熱収縮やそれに伴う電極部のクラックなどが起こってしまう場合がある。なお、上記加熱乾燥は、下部電荷発生層33の形成後及び上部電荷発生層35の形成後の両方で各々行ってもよいし、上部電荷発生層35を形成した後だけ行ってもよい。また、電気特性や表面性に問題がないことを確認できれば、機能膜形成後や光書き込み型記録媒体作製後に行っても良い。
上部及び下部電荷発生層33、35の膜厚は、10nm〜1μmの範囲が好ましく、20nm〜500nmの範囲がより好ましい。10nmより薄いと、光感度が不足しかつ均一な膜の作製が難しくなる場合があり、また、1μmより厚くなると、光感度は飽和し、膜内応力によって剥離が生じ易くなる場合がある。
なお、前記電荷発生層の膜厚に関しては、前述のように電荷発生層の膜厚に対する書込光の吸収率変化、及び電荷輸送層による吸収率を測定しておき、上部電荷発生層35及び下部電荷発生層33での吸光量が等しくなるようにそれぞれの電荷発生層膜厚を設定してもよい(特開2005−017726号公報参照)。ただし、電荷輸送材料の添加量、膜厚を含めた最終的な処方調整は、実際に素子を作製してその交流駆動時の波形対称性の評価により行われることがさらに好ましい。
電荷輸送層34に含まれる電荷輸送材料としては、具体的には、正孔輸送材料として、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が挙げられる。一方、電子輸送材料としては、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などが適用可能である。
電荷輸送材料としては、ベンジジン系化合物及び/又はトリフェニルアミン系化合物を主成分とするものが好ましい。有用な電荷輸送材としては、ヒドラゾン系化合物、スチリルトリフェニルアミン化合物、N,N,N’,N’−テトラフェニルベンジジン化合物、トリフェニルアミン化合物、などが挙げられる。
これらの電荷輸送材料のなかでも、トリフェニルアミン系化合物、ベンジジン系化合物、特にベンジジン系化合物が、イオン化ポテンシャル(Ip)が低く、かつ、バインダーポリマー(結着樹脂)との相溶性が高いため、濃度偏析が起こりにくいと共に、他の材料と比べてイオン化ポテンシャル(Ip)が電荷発生材料(CGM)と近いため、感度や、低抵抗化の観点から有効である。
これらを化合物名で挙げれば、N,N’−ビス(3メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン、N,N’−ビス(3エチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン、N,N’−ビス(3エチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン、N,N’−ビス(3エチルフェニル)−N,N’−ビス(3メチルフェニル)−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1のベンジジン系化合物や、トリフェニルアミン系化合物であるN,N−ビス(3,4−ジメチルフェニル)ビスフェニル−4−アミンが好ましく挙げられる。
この電荷輸送層34に含まれるバインダー樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキッド樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシラン等が適用可能である。
特に、ポリカーボネート樹脂は、バインダー樹脂とした場合、電荷輸送材料の特性を改善するため、大変有効である。
電荷輸送層34における電荷輸送材料とバインダー樹脂との混合比(電荷輸送材料/バインダー樹脂)は1/10〜10/1の範囲が好ましく、3/7〜7/3の範囲がより好ましい。
電荷輸送層の作製方法としては、真空蒸着法やスパッタ法などドライな膜形成法のほか、溶剤を用いるスピンコート法、ディップ法、ブレードコート法、ロールコート法、ダイコート法、カーテンコート法、スライドホッパコート法などが適用可能である。溶剤塗布法の場合には、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロルベンゼン等の芳香族炭化水素類、アセトン、2−ブタノン等のケトン類、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロンゲン化脂肪族炭化水素類、テトラヒドロフラン、エチルエーテル等の環状もしくは直鎖状のエーテル類等の通常の有機溶剤を単独あるいは2種以上混合して用いることができる。
電荷輸送層の膜厚は、0.1〜100μmの範囲とすることが好ましく、1〜10μmの範囲とすることがより好ましい。0.1μmより薄いと、耐電圧が低くなって信頼性確保が困難となる場合があり、また、100μmより厚くなると、機能素子とのインピーダンスマッチングが困難となって設計が難しくなる場合がある。
本実施形態の光スイッチング素子においては、前述のように電荷輸送層の上下に形成された電荷発生層の光導電特性をほぼ同一にすることが可能となるが、さらに必要により、特開2000−180888号公報に記載のごとき、直流成分除去可能な容量成分をもつ機能層、すなわち直流成分除去用機能膜を光スイッチング素子に設けてもよい。これにより、さらに微小な実効直流バイアスを除去することができる場合がある。
また、上記直流成分除去用機能膜の他に、他の機能層を設けることも可能である。たとえば、電極層と電荷発生層との間に暗キャリアの注入を防ぐ層や、接着性を向上させる層を形成することができる。また、反射膜や遮光膜を形成することも可能であるし、これらの複数の機能を兼ねた機能層でも良い。このような機能層は電流の流れを著しく妨げない範囲で適用可能である。
<表示素子>
本実施形態における表示素子は、メモリ性を有する表示層を含む表示素子である。該表示素子としては、例えば、メモリ性のある液晶表示素子を挙げることができる。メモリ性のある液晶表示素子とは、液晶を電圧印加により配向制御した後、電圧印加を解除した後も、一定時間、液晶の配向が保たれる特徴を持った液晶である。具体的には、ポリマー分散型液晶(PDLC)やカイラルスメクチックC相等の強誘電性液晶、あるいはコレステリック液晶等である。また、これらをカプセル化した液晶素子でも適用可能である。メモリ性を有する液晶はそのメモリ性ゆえに、画像表示保持のための電力を必要とせず、また、一体化したデバイスを作製し、本体から分離して使用することが可能である。また、そのデバイスの作製を安価に行うことができる。
なお、メモリ性のある表示素子としては、上記液晶表示素子の他、エレクトロクロミック素子、電気泳動素子、電界回転素子を挙げることができる。
図1に示す表示素子40は、液晶層を表示層43としたものである。
表示素子40の表示層43には、本実施形態では、カイラルネマチック液晶(コレステリック液晶)をゼラチンバインダー中に分散させたPDLC(Polymer Network Liquid Crystal)構造を採用しているが、この構造に限ることなく、コレステリック液晶をリブを介し電極間距離を固定したセルに配置する方式やカプセル液晶化することにより実現してもよい。また、液晶もコレステリック液晶に限ることなく、スメクチックA液晶、ネマチック液晶、ディスコティック液晶などが利用できる。
また、カイラルネマチック液晶、表面安定化カイラルスメクチックC液晶、双安定ねじれネマチック液晶、微粒子分散液晶などのメモリー性液晶を用いることにより、本実施形態の光変調素子を、光記録媒体や画像記録媒体として利用することができる。
なお、液晶の光学的特性変化を補助する補助部材として、偏光板、位相差板、反射板などの受動光学部品と併用したり、液晶中に2色性色素を添加したりしてもよい。
なお、表示層43の膜厚は通常1〜50μmの範囲で用いられることが好ましい。
液晶材料としては、シアノビフェニル系、フェニルシクロヘキシル系、フェニルベンゾエート系、シクロヘキシルベンゾエート系、アゾメチン系、アゾベンゼン系、ピリミジン系、ジオキサン系、シクロヘキシルシクロヘキサン系、スチルベン系、トラン系など公知の液晶組成物が利用できる。液晶材料には2色性色素などの色素、微粒子などの添加剤を加えてもよく、高分子マトリクス中に分散したものや、高分子ゲル化したものや、マイクロカプセル化したものでもよい。また、液晶は高分子、中分子、低分子のいずれでもよく、またこれらの混合物でもよい。
また、表示素子40の基板41、電極42は、光スイッチング素子30の基板31、電極32と同様な構成とすることができる。
本実施形態においては、光スイッチング素子30と前記のごとき表示素子40とを接続する場合において、これらを一体化させて光書き込み型表示媒体20とする。一体化させることにより光スイッチング素子30と表示素子40との接続を安定化させることができる。
特に、メモリ性を有する表示素子40と光スイッチング素子30とを一体化した光書き込み型表示媒体50は、後述するデバイスを駆動する本体(光書き込み装置)から分離させることが可能となる。したがって、本体から分離させた表示媒体を、例えば配布することが可能になる。また、使用者は自由な場所で自由な姿勢で閲覧することができる。
なお、前記一体化の方法としては、光スイッチング素子30、機能膜52、および表示素子40を順次積層し一体化したデバイスとすることが、製造の容易性、表示機能の安定化の点から有利である。機能膜52としては、たとえば光スイッチング素子30と表示素子40とを隔離するための隔離層や、直流成分除去用機能膜等が挙げられる。該直流成分除去用機能膜を備えたデバイスの場合には、交流電界により駆動する際の電圧対称性がさらに改善されることになる。
また、図1における機能膜52としては、例えば遮光層が挙げられる。
図1における表示素子側から書き込みを行う場合、外部光を反射または吸収すると共に、露光光の波長の光のみを透過、または露光光の波長領域を除いた波長領域の光を吸収または反射することにより、黒表示部の再現性を高めたり、光スイッチング素子の光劣化を緩和することが出来る。図1における光スイッチング素子側から書き込みを行う場合、黒表示部の再現性を高めることが出来る。
また、この遮光層は、電極32と下部電荷発生層33の間、あるいは基板31の下側に設けても良い。
なお、本実施形態における機能膜52において、「光を吸収する」とは、入射光の光強度が吸収後10%以下となることを意味し、「光を透過する」とは、入射光の光強度が透過後50%以上、好ましくは80%以上であることを意味している。
遮光層の電気抵抗は、遮光層内の電流によって解像度の低下を引き起こさないように、少なくとも体積抵抗率で10Ω・cm以上とすることが望ましい。さらに、表示層43に加わる分圧の変化分を大きくするためには、遮光層の静電容量が大きい程よいので、誘電率が大きく層厚が出来る限り薄く形成されることが好ましい。
遮光層に必要な光学濃度は、光スイッチング素子30の光吸収感度と読出光の強度に依存するため一概に規定できないが、読出光による画像読み出し時に、読み出し時に視認される方向とは反対側(図1における表示素子側から書き込みを行う場合、図1における下側)からの透過光により視認性が低下するのを防止するために、少なくとも1以上、特に2以上が望ましい。特に400〜700nmの波長域の光学濃度を高くすると視認性の低下を防止する効果が強い。
このようにして形成した遮光層の層厚は、0.5〜3.0μmの範囲とすることが好ましく、0.7〜2.0μmの範囲とすることがより好ましい。
本実施形態の光書き込み型表示媒体は、表示素子として極性表示素子を用いることも好ましい態様である。以下、表示素子として極性表示素子を用いる場合を説明する。尚、本実施形態において、極性表示素子とは、電界又は電流の方向により表示状態を選択する素子と定義する。極性表示素子としては、電流が表示側の電極から反対側へ流れるのか、反対側から表示側の電極に流れるかにより状態が異なる素子が挙げられる。具体的には、電界粒子移動、電界粒子回転、エレクトロクロミック等が挙げられる。
前記極性表示素子を有する光書き込み型表示媒体は、それぞれ異なる波長を吸収する上下の光電荷発生層が設けられているため、予め目的とする画像を入れておけば、光照射のタイミングを気にする必要が無く、初期化して反転した電圧を印加する必要無く光書き込みができる。
(表示装置)
次に、本実施形態の光書き込み型表示媒体を適用した画像書き込み装置(表示装置)の一形態について説明する。
図3示される表示装置は、表示媒体駆動装置、書き込み装置及びこれらを制御する制御装置から構成される。これらの装置は一つにまとめられていてもよいし、分離していてもよい。この表示装置では、光書き込み型表示媒体50として前記本実施形態の光書き込み型表示媒体が用いられる。
表示媒体駆動装置は、波形発生手段62、入力信号検知手段64、制御手段66及びコネクター65からなる。コネクタ65は、光スイッチング素子側基板の透明電極と、表示素子側基板の電極に接続するためのコネクタで、それぞれの側に接点を有し、表示媒体駆動装置と光書き込み型表示媒体50を自在に分離することが可能である。
書き込み装置は、制御手段82、光パターン生成手段(たとえば透過型TFT液晶ディスプレイ)84及び光照射手段(たとえばハロゲン光源)86よりなり、制御手段82はPCにつながっている。
制御装置は、表示媒体駆動装置及び書き込み装置を制御するためのものであり、制御手段70、駆動波発生信号出力手段72及び光書き込みデータ出力手段74からなる。
光書き込み手段による光書き込みと同期して、表示のための駆動パルスを印加する電圧印加手段(図示せず)は、印加パルスの生成手段、出力するためのトリガ入力を検知する手段を有する。パルス生成手段には例えば、ROMのような波形記憶手段とDA変換手段と制御手段とを有し、電圧印加時にROMから読み出した波形をDA変換して空間変調デバイスに印加する手段が適用可能であるし、また、ROMではなくパルス発生回路のような電気回路的な方式でパルスを発生させる手段が適用可能であるが、このほかにも駆動パルスを印加する手段であれば特に制限なく使用することができる。
書き込み装置としては、空間変調デバイスの光入射側に照射する光のパターンを生成する手段と、そのパターンを空間変調デバイスに照射する光照射手段とを有する。パターンの生成には、例えば、TFTを用いた液晶ディスプレイ、単純マトリックス型液晶ディスプレイ等透過型のディスプレイが適用可能である。光照射手段としては、蛍光ライト、ハロゲンランプ、エレクトロルミネッセンス(EL)ライト等、空間変調デバイスに照射できるものであれば適用可能である。また、パターン生成手段と光照射手段を兼ね備えたELディスプレイやCRT、フィールドエミッションディスプレイ(FED)など発光型ディスプレイも適用可能であることはいうまでもない。前記のほかにも、空間変調デバイスに照射する光量、波長、照射パターンを制御できる手段であれば、それ以外であっても構わない。
光書き込み型表示媒体50における表示素子40を駆動する駆動方法としては、特に制限されないが、交流電圧、周波数、照射光量及び波長制御が適用可能である。印加する交流電圧としては、波形としてはサイン波、矩形波、三角波などが使用可能である。また、書き込み波形として、正あるいは負パルス(電圧印加時間に同一極性の電界を印加する)波形であっても使用可能である。もちろんこれらを組み合わせたものでも、まったく任意の波形であっても適用可能である。また、表示性能等改善のため、単独では表示の切り替えのできないようなサブパルスを駆動パルスに付加してもよい。なお、表示素子によっては、若干のバイアス成分印加が有効な場合があるが、それを採用しても良いことはもちろんである。
光書き込み型記録媒体は、以上のような構成の光書き込み装置により、画像を書き込むことができ、一度光書き込み型記録媒体に書き込んだ画像は、コネクタ65から外しても保持され、閲覧、回覧、配布等に供することができる。また、再度コネクタ65に接続し、電圧を印加することで、書き込んだ画像を消去することもでき、再び別の画像を書き込むことも可能であるため、省資源化の要求に応え得るものである。
本実施形態の光書き込み方法は、既述の本実施形態の光書き込み型表示媒体に対し、前記上部電荷発生層のみが吸収する波長の光、及び前記下部電荷発生層のみが吸収する波長の光それぞれを照射して、光書き込みを行うことを特徴とする。
前記それぞれの波長の光の照射は、前記書き込み装置を用いて照射することができる。
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
<実施例1>
(光書き込み型表示媒体の作製)
以下のようにして、図1と同様な構成の光書き込み型記録媒体を製造した。
電極32としてITO膜(厚さ800Å)を形成したポリエチレンテレフタレート(PET)基板31(厚さ125μm、550mm×250mm)の前記ITO膜上に、下部電荷発生層33を形成した。
具体的には、まず、チタニルフタロシアニンを電荷発生材料とし、バインダー樹脂としてブチラール系樹脂であるエスレック(積水化学)を用いて3:2(質量比)で混ぜ、これをブタノールに溶解分散させ、4質量%の溶液を得た。これをスピンコートにより吸収率80%になるように膜厚を調整し下部電荷発生層33を形成した。
次に、前記下部電荷発生層33の上に電荷輸送層34を形成した。具体的には、まず、イオン化ポテンシャル5.39eVの電荷輸送材N,N−ビス(3,4−ジメチルフェニル)ビスフェニル−4−アミン(CTM A)と、バインダー樹脂としてポリカーボネート{ビスフェノール−Z、(ポリ(4,4’−シクロヘキシリデンジフェニレンカーボネート))}とを、3:2の割合で混合した後、これをモノクロロベンゼンに溶解させ10質量%の溶液(塗布液B)を調製した。これをアプリケーター(Gap100μm)で塗布、乾燥することによって、前記電荷発生層33上に7μm厚の電荷輸送層34を形成した。
更に、ジブロモアントアントロンを電荷発生材料とし、バインダー樹脂としてブチラール系樹脂であるエスレック(積水化学)を用いて4:1で混ぜ、これをブタノールに溶解分散させ、6質量%の溶液を得た。これをスピンコートにより吸収率80%になるように膜厚を調整し上部電荷発生層35を電荷輸送層34上に形成した。
光スイッチング素子30の上に隔離層(機能膜)52として、スピンコートにより、ポリビニルアルコール3質量%の水溶液を塗布し、ポリビニルアルコール膜を形成した。電気特性を測定するサンプルとしては、対向側に透明の電極42及び透明の基板41を有する基板にウレタン系接着剤として武田ケミカル製(A50/A315を酢酸ブチルを溶媒として混合した)接着剤を5μm塗布して乾燥させ、これを張り合わせることにより、電気測定用サンプルを得た。媒体作製用には前述した接着剤を隔離層状に塗布し、乾燥させた。
さらに、隔離層の上に、カプセル液晶素子による表示素子43、遮光膜(機能膜52)、透明の電極42及び透明の基板41を以下のようにして形成した。
正の誘電率異方性を有するネマチック液晶E8(メルク社製)74.8質量部に,カイラル剤CB15(BDH社製)21質量部とカイラル剤R1011(メルク社製)4.2質量部とを加熱溶解し、その後室温に戻して、ブルーグリーンの色光を選択反射するカイラルネマチック液晶を得た。
このブルーグリーンカイラルネマチック液晶10質量部に、キシレンジイソシアネート3モルとトリメチロールプロパン1モルとの付加物(武田薬品工業製D−110N)3質量部と酢酸エチル100質量部とを加えて均一溶液とし、油相となる液を調製した。
一方、ポリビニルアルコール(クラレ社製ポバール217EE)10質量部を、熱したイオン交換水1000質量部に加えて攪拌後、放置冷却することによって,水相となる液を調製した。
次に、スライダックで30V交流を与えた家庭用ミキサーによって、前記油相10質量部を前記水相100質量部中に1分間乳化分散して、水相中に油相液滴が分散した水中油エマルジョンを調製した。この水中油エマルジョンを60℃のウォーターバスで加熱しながら2時間攪拌し、界面重合を完了させて、液晶マイクロカプセルを形成した。得られた液晶マイクロカプセルの平均粒径をレーザー粒度分布計によって測定したところ、約12μmと見積もられた。
得られた液晶マイクロカプセル分散液を、網目38μmのステンレスメッシュを通して濾過後一昼夜放置し、乳白色の上澄みを取り除くことにより、液晶マイクロカプセルからなる固形成分約40質量%のスラリーを得た。
得られたスラリーに、その固形成分の質量に対して2/3となる量のポリビニルアルコールを含むポリビニルアルコール10質量%の溶液と水を加えることにより固形分20質量%の塗布液Cを調製した。
ITO膜(透明電極層、厚さ800Å)付きのPETフィルム(東レハイビーム、透明基板、板厚125μm)のITO膜面の上に、上記塗布液Cをギャップ300μmのアプリケータで塗布することにより、30μm厚の液晶を含む表示素子層を形成した。この上にブラックポリイミドBKR−105(日本化薬製)を塗布し、機能膜(遮光膜、厚さ1μm)52を形成した。
また、既に、光スイッチング素子層及び隔離層(機能膜)が形成されたPETフィルム接着面上に、更に、表示層側の基板を貼りあわせ、実施例1の光書き込み型表示媒体を作製した。
得られた光書き込み型表示媒体における下部電荷発生層33及び上部電荷発生層35の波長と吸収率は図4に示すとおりである。
<比較例1>
上部電荷発生層について、チタニルフタロシアニンを電荷発生材料とし、バインダー樹脂としてブチラール系樹脂であるエスレック(積水化学)を3:2(質量比)で混ぜ、これをブタノールに溶解分散させ、4質量%の溶液を得た。これをスピンコートにより吸収率80%になるように膜厚を調整し、上部部電荷発生層35を形成する他は実施例1と同一の比較例1の電気特性評価用のサンプルと、比較例1の光書き込み型表示媒体を作製した。
(評価1)
実施例1の光書き込み型表示媒体に対して、図7に示す波長の光を照射した。一方、比較例1の光書き込み型表示媒体に対して、波長が640nmの光を照射した。尚、それぞれの光照射の光量は500μW/cmである。上記光照射した実施例1及び比較例1の光書き込み型表示媒体に対して、印加電界を変えたときの抵抗を測定した。その結果を図8に示す。尚、印加電圧を変えたときの抵抗は、以下の方法により測定した。すなわち、ソーラートロン社製インピーダンスアナライザ1260を用いて、前述した電気特性測定用サンプルを測定した(25℃)。
図8より、実施例1の光書き込み型表示媒体の抵抗が比較例1の光書き込み型表示媒体より低いことがわかる。これは実施例1の光書き込み型表示媒体の方が同じ光量で多くの電荷が発生していることを示しており、この結果高感度となっていることを示している。尚、図8において、単一CGLは比較例1の光書き込み型表示媒体を、複合CGLは実施例1の光書き込み型表示媒体を示す。
(評価2)
実施例1の光書き込み型表示媒体及び比較例1の光書き込み型表示媒体それぞれに対して、図9に示すように光を照射し書き込み電圧として、10Hzの周波数で200msの印加時間、印加電圧400Vで書き込んだ。また、書き込み電圧印加の前に初期化として10Hzの周波数で200msの印加時間、印加電圧600Vを光照射しながら印加し、その後非照射状態に100msした後、書き込みを行うシーケンスとした。電圧を繰り返し印加したときの反射率を測定した。その結果を図10に示す。図10では、初回の電圧印加のときの反射率を1とした(図12も同様)。図10より、実施例1の光書き込み型表示媒体の方が、繰り返しによる反射率の劣化が抑制されていることがわかる。尚、反射率は、書き込みシーケンス実施後、ミノルタ製測光機CM2200を用いて測定した。
(評価3)
実施例1の光書き込み型表示媒体及び比較例1の光書き込み型表示媒体それぞれに対して図11に示す書き込みをおこなった。書き込み電圧として、印加電圧400Vを1000msの印加時間しながら、650nmの単波長で200μwの強度の光を10msのみ照射した。また、書き込み電圧印加の前に初期化として200msの印加時間、印加電圧400Vを光照射しながら印加し、その後非照射状態で−400Vを100msした後、書き込みを行うシーケンスとした。書き込み電圧印加後、反射率を測定した。その結果を図12に示す。図12より、実施例1の光書き込み型表示媒体の方が、繰り返しによる反射率の劣化が抑制されていることがわかる。尚、反射率は、書き込みシーケンス実施後、ミノルタ製測光機CM2200を用いて測定した。
<実施例2>
具体的には、まず、クロロガリウムフタロシアニンを電荷発生材料とし、バインダー樹脂としてブチラール系樹脂であるエスレック(積水化学)を用いて3:2で混ぜ、これをブタノールに溶解分散させ、4質量%の溶液を得た。これをスピンコートにより吸収率80%になるように膜厚を調整し、下部電荷発生層33を形成した。
次に、前記下部電荷発生層33の上に電荷輸送層34を形成した。具体的には、まず、イオン化ポテンシャル5.39eVの電荷輸送材N,N−ビス(3,4−ジメチルフェニル)ビスフェニル−4−アミン(CTM A)と、バインダー樹脂としてポリカーボネート{ビスフェノール−Z、(ポリ(4,4’−シクロヘキシリデンジフェニレンカーボネート))}とを、3:2の割合で混合した後、これをモノクロロベンゼンに溶解させ10質量%の溶液(塗布液B)を調製した。これをアプリケーター(Gap100μm)で塗布、乾燥することによって、前記電荷発生層33上に7μm厚の電荷輸送層34を形成した。
更に、ジブロモアントアントロンを電荷発生材料とし、バインダー樹脂としてブチラール系樹脂であるエスレック(積水化学)を用いて4:1(質量比)で混ぜ、これをブタノールに溶解分散させ、6質量%の溶液を得た。これをスピンコートにより吸収率80%になるように膜厚を調整し上部電荷発生層35を電荷輸送層34上に形成した。
光スイッチング素子層の上に隔離層(機能膜52)として、スピンコートにより、ポリビニルアルコール3質量%の水溶液を塗布し、ポリビニルアルコール膜を形成した。電気特性を測定するサンプルとしては、対向側に透明の電極42及び透明の基板41を有する基板にウレタン系接着剤として三井化学製(A50/A315)を酢酸ブチルを溶媒として混合した)接着剤を塗布して乾燥させ5μm厚にし、これを張り合わせることにより得た。媒体作製用には前述した接着剤を隔離層上に塗布し、乾燥させ光スイッチング側基板とした。
さらに、液晶素子に変えて粒子移動素子を用いた他は、実施例1と同様の表示層側基板を作製し更に、光スイッチング層側の基板を貼りあわせ、実施例2の光書き込み型表示媒体を作製した。この粒子移動素子は−200Vを印加すると白色表示になり、200V印加すると黒色表示となる。
<比較例2>
上部電荷発生層35について、クロロガリウムフタロシアニンを電荷発生材料とし、バインダー樹脂としてブチラール系樹脂であるエスレック(積水化学)を用いて3:2で混ぜ、これをブタノールに溶解分散させ、4質量%の溶液を得た。これをスピンコートにより吸収率が80%になるように膜厚を調整し、上部電荷発生層35を形成する他は実施例2と同一の光書き込み型表示媒体を作製した。
光書き込み装置として、実施例2用として、525nmと640nmの光で任意に画像を形成できる光照射用パネルを準備した。具体的には液晶パネルと波長525nmと640nmのLED光源を組み合わせている。一方、比較例2用として、640nmの光で任意に画像を形成できる光照射用パネルを準備した。実施例2及び比較例2で得られた光書き込み型表示媒体への画像(L字型)形成を図13及び14を用いて説明する。尚、図14では、実施例2及び比較例2それぞれにおいて、下が光照射用パネル、上が光書き込み型表示媒体である。
比較例2の光書き込み型表示媒体への画像形成は、640nmの波長のみを用いるため、図13にあるように最初に負パルスを印加するとともに、光照射用パネルより全面に640nmの波長の光を照射して、初期化した後、次の正パルスに電気的に切り替えると同時に、光照射用パネルより640nmのL字型の光を照射しなければならない(同期を取る必要がある。)。正パルス印加後に、図14に示すように光書き込み型表示媒体にL字型の画像が形成される。
一方、実施例2の光書き込み型表示媒体への画像形成は、光照射用パネルから640nmの光を全面照射すると共に、525nmの光をL字型に照射する。この640nm及び525nmの光の光照射は、パルス印加(図13に示す負パルス及び正パルスの印加)の前でもよいし、印加と同時でもよい。つまり、比較例2のように同期を取る必要がない。負パルス及び正パルス印加後に、図14に示すように光書き込み型表示媒体にL字型の画像が形成される。
本実施形態の光書き込み型表示媒体の断面の一例を示す概略構成図である。 本実施形態における光スイッチング素子の断面の一例を示す概略構成図である。 画像書き込み装置の一例を示す概略構成図である。 波長と吸収率の関係の一例を示す図である。 波長と吸収率の関係の他の例を示す図である。 波長と吸収率の関係の他の例を示す図である。 評価1において、実施例1の光書き込み型表示媒体に照射する光の波長を示す図である。 評価1の評価結果を示す図である。 評価2における電圧印加及び光照射の詳細を示す図である。 評価2の評価結果を示す図である。 評価3における電圧印加及び光照射の詳細を示す図である。 評価3の評価結果を示す図である。 実施例2及び比較例2の光書き込み型表示媒体への画像形成の条件を示す図である。 実施例2及び比較例2の光書き込み型表示媒体への画像形成の概要を示す図である。
符号の説明
30 光スイッチング素子
31、41 基板
32、42 電極
33 下部電荷発生層
34 電荷輸送層
35 上部電荷発生層
40 表示素子
43 表示層
50 光書き込み型表示媒体
52 機能膜
65 コネクタ
70、82 制御手段
84 光パターン生成手段
86 光照射手段

Claims (4)

  1. 上部電荷発生層及び下部電荷発生層に挟持された電荷輸送層を含む光スイッチング素子と、メモリ性を有する表示層を含む表示素子とが積層されて構成され、
    前記上部電荷発生層が表示素子側に位置しており、
    前記上部電荷発生層が有する吸収波長域と、前記下部電荷発生層が有する吸収波長域とが異なり、
    前記上部電荷発生層に含まれる電荷発生材料がn型電荷発生材料であることを特徴とする光書き込み型表示媒体。
  2. 前記下部電荷発生層に含まれる電荷発生材料がp型電荷発生材料であることを特徴とする請求項1に記載の光書き込み型表示媒体。
  3. 前記表示素子が極性表示素子であることを特徴とする請求項1に記載の光書き込み型表示媒体。
  4. 上部電荷発生層及び下部電荷発生層に挟持された電荷輸送層を含む光スイッチング素子と、メモリ性を有する表示層を含む表示素子とが積層されて構成され、前記上部電荷発生層が表示素子側に位置しており、前記上部電荷発生層が有する吸収波長域と、前記下部電荷発生層が有する吸収波長域とが異なり、前記上部電荷発生層に含まれる電荷発生材料がn型電荷発生材料である光書き込み型表示媒体に対し、前記上部電荷発生層のみが吸収する波長の光、及び前記下部電荷発生層のみが吸収する波長の光それぞれを照射して、光書き込みを行うことを特徴とする光書き込み方法。
JP2008021626A 2008-01-31 2008-01-31 光書き込み型表示媒体及び光書き込み方法 Expired - Fee Related JP5239362B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008021626A JP5239362B2 (ja) 2008-01-31 2008-01-31 光書き込み型表示媒体及び光書き込み方法
US12/251,212 US7948567B2 (en) 2008-01-31 2008-10-14 Optically writable display medium and optical writing method
KR1020080124454A KR20090084652A (ko) 2008-01-31 2008-12-09 광기입형 표시 매체 및 광기입 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008021626A JP5239362B2 (ja) 2008-01-31 2008-01-31 光書き込み型表示媒体及び光書き込み方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009181057A JP2009181057A (ja) 2009-08-13
JP5239362B2 true JP5239362B2 (ja) 2013-07-17

Family

ID=40931303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008021626A Expired - Fee Related JP5239362B2 (ja) 2008-01-31 2008-01-31 光書き込み型表示媒体及び光書き込み方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7948567B2 (ja)
JP (1) JP5239362B2 (ja)
KR (1) KR20090084652A (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2163944B1 (en) * 2007-06-20 2013-06-19 Bridgestone Corporation Information display panel
JP2013205748A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Fujitsu Ltd コレステリック液晶表示装置およびコレステリック液晶表示素子の駆動制御方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04261515A (ja) * 1991-01-21 1992-09-17 Mitsubishi Electric Corp 液晶ライトバルブ
JPH05100445A (ja) 1991-02-18 1993-04-23 Ricoh Co Ltd 画像合成記録方法および装置
JPH05197252A (ja) 1991-02-28 1993-08-06 Ricoh Co Ltd 3色画像記録方法及び3色画像記録装置
US5552253A (en) * 1995-03-31 1996-09-03 Xerox Corporation Multiple layer photoreceptor for color xerography
JP3794185B2 (ja) 1998-07-01 2006-07-05 富士ゼロックス株式会社 光導電スイッチング素子を用いるデバイス、デバイスを組み込んだ装置、記録装置および記録方法
JP3747709B2 (ja) * 1999-09-28 2006-02-22 富士ゼロックス株式会社 光書き込み型記録表示媒体及び光書き込み型記録装置
JP2001175007A (ja) * 1999-10-20 2001-06-29 Xerox Corp 感光体、画像形成方法及び画像形成装置
JP4178767B2 (ja) * 2001-06-20 2008-11-12 富士ゼロックス株式会社 光書き込み型記録媒体およびその製造方法
JP2005017726A (ja) 2003-06-26 2005-01-20 Fuji Xerox Co Ltd 光スイッチング素子、並びに、それを用いたデバイス、光書き込み型表示媒体、及び表示装置
JP4661406B2 (ja) * 2005-07-05 2011-03-30 富士ゼロックス株式会社 液晶デバイスの駆動方法、および液晶デバイス駆動装置
JP2007114278A (ja) * 2005-10-18 2007-05-10 Fuji Xerox Co Ltd 光アドレス型空間光変調素子の駆動方法、および光アドレス型空間光変調素子駆動装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009181057A (ja) 2009-08-13
US20090195716A1 (en) 2009-08-06
US7948567B2 (en) 2011-05-24
KR20090084652A (ko) 2009-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8384633B2 (en) Optical writing display apparatus, optical writing apparatus and optical writing method
US7903324B2 (en) Optical switching element and photoaddressable display medium using the same
US20100225837A1 (en) Display medium, display device and method of optical writing
JP5205766B2 (ja) 光変調素子、並びにその駆動方法および駆動装置
JP2009151212A (ja) 表示媒体、及び書込装置
JP4178767B2 (ja) 光書き込み型記録媒体およびその製造方法
JP5239362B2 (ja) 光書き込み型表示媒体及び光書き込み方法
JP5211459B2 (ja) 表示媒体、書込装置、及び書込方法
JP2011053482A (ja) 光書込型表示媒体及び光書込型表示装置
JP2010002506A (ja) 光書込型表示装置、書込装置、及び光書き込み方法
JP2009258257A (ja) 光書き込み型表示素子の駆動装置および駆動方法、並びに光書き込み型表示装置
JP5082587B2 (ja) 光書き込み型表示媒体
JP2010197896A (ja) 光書き込み型表示媒体およびその製造方法
JP2007279370A (ja) 光書き込み型表示媒体
JP2010224459A (ja) 顔料分散液、光スイッチング素子、表示媒体、光書込み型表示装置
JP2009237211A (ja) 液晶デバイスの駆動方法および駆動装置
JP2010230869A (ja) 光書込装置
JP2009175326A (ja) 光書き込み型表示媒体及び光書き込み装置
US20080076048A1 (en) Photoconductive switching element, photo-writing type recording medium, and their production method and utilization
JP2009015238A (ja) 光書き込み型表示媒体
JP2010156773A (ja) 光書込型表示装置
JP2002189200A (ja) 光スイッチング素子、デバイス、光書き込み型記録用媒体、表示装置および書き込み装置
JP2002196291A (ja) 光スイッチング素子およびその製造方法、光書き込み型記録用媒体、デバイス、表示装置ならびに書き込み装置
JP4877106B2 (ja) 光スイッチング素子及び光書き込み型表示媒体
JP2010156776A (ja) 表示媒体、表示装置、及び表示媒体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120531

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120807

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121004

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121127

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130305

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130318

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160412

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5239362

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees