JPH11174996A

JPH11174996A - 画像表示板および画像表示装置

Info

Publication number: JPH11174996A
Application number: JP34817797A
Authority: JP
Inventors: Morio Hosoya; 守男細谷
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1997-12-17
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 1999-07-02

Abstract

(57)【要約】【課題】画像情報の表示状態の保持機能を有する画像
表示板および画像表示装置において、反射型でありなが
ら、高解像度の表示を可能とし、かつ簡単に製造できる
ようにする。【解決手段】可視光線の入射する方向Ｘに対して最も
後方部分には、可視光線吸収層２６が形成されている。
このような画像表示板２０では、画像記録層２３上のレ
ーザ光１４が照射された部分が熱を持って相転移を生
じ、その部分に画像が形成される。透明電極層２２，２
４は、直流電圧が印加されることにより画像記録層２３
を熱し、これにより相転移を促進させる。また、透明電
極層２２，２４に電圧を印加することにより、記録され
た画像が消去される。可視光線吸収層２６は、方向Ｘか
ら入射した可視光線を吸収する。これにより、画像の記
録された部分が他の部分と異なった明るさとなり、方向
Ｘからの直視により、容易に画像を認識することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像情報の表示状態
の保持機能を有する画像表示板および画像表示装置に関
し、特に加熱によって画像形成を行う画像表示板および
画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フラットパネルディスプレイとし
ては、電気アドレス型の液晶ディスプレイが最も多く使
用されている。電気アドレス型の液晶ディスプレイは、
ＣＲＴに比べて体積が小さく、軽量であるため、携帯端
末装置を中心に様々な分野で利用されている。しかし、
従来の電気アドレス型の液晶ディスプレイは、表示解像
度が１００ｄｐｉ以下であり、使用条件下において人間
の眼の最小分解能を満足させていない。このため、液晶
ディスプレイにおいては、細かい文字などを表示した際
に、ユーザの視覚能力に負担をかけるという問題があ
る。

【０００３】一方、ＣＲＴ、プラズマディスプレイなど
の自発光ディスプレイも、液晶ディスプレイと同様に表
示解像度が低く、ユーザの視覚能力に負担をかけてい
る。また、自発光ディスプレイは、周辺照明環境との調
節機能を持たないため、適切な輝度を維持することがで
きず、この点でも、ユーザの視覚能力に負担をかけてい
る。なお、周辺照明環境との調節機能を持たないという
点では、バックライトを使用した液晶ディスプレイにつ
いても同様の問題がある。

【０００４】さらに、多くのディスプレイが、秒間数〜
数十フレームの速度で表示画面を描画しており、静止画
像情報を閲覧する際には不要なエネルギー消費が行われ
ている。

【０００５】電気的なディスプレイにおいて静止画像を
表示する例としては、新聞記事や辞書データを表示する
電子書籍、または近年急速に発達しているＨＴＭＬ（Hy
perText Markup Language）文書などがある。文字情報
を中心とした静止画像の表示では、通常の印刷物と同様
の光学特性を持つことが理想である。印刷物の光学特性
としては、高反射率の白色散乱体、高いコントラストの
文字表示能力、低い視野角依存性がある。印刷対象に最
も多く用いられる紙は、反射体であるため、周辺照明の
変化に応じて輝度が変化する自己調整機能がある。ま
た、反射率も新聞紙で６０％以上、コート紙では８０％
と高い。

【０００６】このため、明るいところで見る場合には、
輝度が高く、人間の視覚能力に対する負担が少ない。さ
らに、印刷物の場合には、３００〜６００ｄｐｉ以上の
高解像度で形成されるため、３０〜６０ｃｍの至近距離
で直視しても、人間の視覚の最小分解能を越えた解像度
で画像情報が形成されているため、連続体として認識で
き、この点でも視覚能力に負担が少ない。

【０００７】これに対し、ディスプレイで高解像度を実
現するものとして、ＩＢＭ社によるＳｉ結晶上に駆動回
路を形成した液晶ライトバルブ方式がある（Paul M. Al
t;Conference Record of the 1997 International Disp
lay Research Conference and International Workshop
on LCD Technology and Emissive Technology(1997),M
-19 ）。この方式では、Ｓｉ集積回路の加工技術、加工
装置をそのまま利用した高解像度の電気アドレス型反射
型液晶ディスプレイが作成されている。このディスプレ
イは、画素ピッチが縦１７μｍ×横１７μｍと細かく、
直視型と仮定した場合、チップ状の解像度は１５００ｄ
ｐｉに達する。

【０００８】しかし、この液晶ライトバルブ方式のディ
スプレイは、常に画像を再描画しているため、メモリ性
を持つディスプレイに比べて消費電力が高い。また、こ
のディスプレイはＳｉ基板上にＬＳＩプロセスを利用し
て作製しているため、Ｓｉウェハ以上の大きさのディス
プレイを作製することができず、大型の直視型ディスプ
レイを作製した場合にはコスト高となるという問題があ
る。このためＩＢＭ社では、このディスプレイを投射型
ディスプレイの部材に利用しており、実際には自発光型
と同じく周辺照明環境に対して自己調整機能を持たない
点も問題である。

【０００９】そこで、静止画像を表示するディスプレイ
で、反射型で輝度が高く、高解像度のものが要求されて
いる。また、静止画像を表示するディスプレイでは、消
費電力を考えた際、表示情報の書き換え時以外には画面
をリフレッシュする必要はない。この要求を満たすもの
として、従来、液晶表示板にメモリ機能を持たせること
により、リフレッシュを不要とした反射型のディスプレ
イがある。

【００１０】このようなディスプレイの第１の例とし
て、ケント大学のＭ．Pfeifferらが行っているコレステ
リック液晶の相変化を利用したものがある（Society fo
r Information Display International Symposium Dige
st of Technical Papers XXVI(1995),706-）。このディ
スプレイは、印加電圧の違いにより、散乱体となるフォ
ーカルコニックモードと高透過率を有するプレーナモー
ドとを選択し、ディスプレイ背部に色素からなる可視光
線吸収層を有することで、高コントラストと高反射率を
実現している。

【００１１】また第２の例としては、特開平１−２５０
９２６号公報のように、レーザでアドレスのできる液晶
表示板を構成することにより、高解像度で高コントラス
トのディスプレイを提供できるようにしたものもある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、第１の例で
は、高解像度を実現するために、画素サイズを微細化す
る必要がある。このためには、電極パネルも微細化しな
くてはならず、隣接する画素に対して電場の影響がでて
しまったり、加工コストが増加するという問題が生じ
る。

【００１３】一方、第２の例は、プロジェクタ部材とし
て用いられるもので、直視した場合には、液晶に散乱さ
れたペーパーホワイト光か、もしくは散乱されることな
くミラー反射光を直視することになる。このため、印刷
物のようなモノクロ画像は形成できず、鏡の上に白ペン
キで文字を書いたような画像となる。

【００１４】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、反射型でありながら、高解像度の表示を可能
とし、かつ製造が簡単な画像表示板および画像表示装置
を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、画像情報の表示状態の保持機能を有する
画像表示板において、加熱によって反射率および透過率
の変化を伴う相転移を生じ、かつ前記相転移後の状態を
保持することで前記画像情報が形成される画像記録層
と、前記画像記録層の背面に形成され、前記画像記録層
を透過した可視光線を吸収する可視光線吸収層と、を有
する画像表示板が提供される。

【００１６】このような画像表示板では、画像記録層の
表示させたい部分を例えばレーザを使用して加熱させ、
反射率および透過率の変化を伴う相転移を生じさせる。
これにより高解像度の表示が可能となる。また、この相
転移後の状態は保持されるので、一度書き込めばその表
示内容を維持できる。さらに、画素ごとのスイッチング
が不要のため、微細な電極を用いなくても高解像度の表
示が可能となる。

【００１７】また、画像記録層の背面には、画像記録層
を透過した可視光線を吸収する可視光線吸収層が形成さ
れているので、液晶表示板の正面側から直視することが
できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一形態を図面を参
照して説明する。図２は本発明の第１の形態の画像表示
装置の概略構成を示す図である。画像表示装置１０は、
主に、光出力装置１１、ポリゴンミラー１２、偏向器１
３、および画像表示板２０から構成されている。光出力
装置１１は、書き込み光としてのレーザ光１４を出力す
る。レーザ光１４としては、例えば赤外線レーザが使用
される。このレーザ光１４は、回転するポリゴンミラー
１２で反射して図面右方向に向けられ、かつ、偏向器１
３を通過することにより紙面に垂直な方向に向けられ、
画像表示板２０に照射される。画像表示板２０の表示面
では、レーザ光１４が照射された部分の明暗が変化す
る。画像表示装置１０の具体的な動作制御については後
述する。

【００１９】図１は本発明の第１の形態の画像表示板２
０の具体的な構成を示す断面図である。画像表示板２０
は、人間が直視する方向Ｘの側から順に、前方支持体２
１、透明電極層２２、画像記録層２３、透明電極層２
４、後方支持体２５、および可視光線吸収層２６が形成
されている。この画像表示板２０に対しては、レーザ光
１４は直視方向Ｘ、反対の方向Ｙのいずれからでも照射
できる。ただし、第１の形態の画像表示板２０は、基本
的には方向Ｘから照射するための構成とする。

【００２０】画像記録層２３上のレーザ光１４が照射さ
れた部分が熱を持って相転移を生じ、その部分に画像が
形成される。透明電極層２２，２４は、直流電圧が印加
されることにより画像記録層２３を熱し、これにより相
転移を促進させる。また、透明電極層２２，２４に電圧
を印加することにより、記録された画像が消去される。
前方支持体２１および後方支持体２５は、画像記録層２
３を支持するために形成されている。可視光線吸収層２
６は、方向Ｘから入射した可視光線を吸収する。これに
より、画像の記録された部分が他の部分と異なった明る
さとなるので、方向Ｘからの直視により容易に画像を認
識することができる。

【００２１】次に、これら各層を形成する材料の具体例
について説明する。まず、画像記録層２３としては、温
度変化もしくは電圧印加によって相転移を生じる材料と
して例えば液晶材料が使用される。この液晶材料として
は、ｎ型ネマティック液晶、ｎ型ネマティック液晶・コ
レステリック混合液晶、ｐ型スメクティック液晶、ｎ型
スメクティック液晶、高分子分散液晶などがある。

【００２２】ｎ型ネマティック液晶には、ＭＢＢＡ（n-
(p-methoxybenzylidene)-p-butylaniline ）、ＰＡＡ
（p-azoxyanisole）、ＡＰＡＰＡ（anisylidene para-a
minophenyl acetate）などがある。

【００２３】ｎ型ネマティック液晶・コレステリック混
合液晶には、ＭＢＢＡ／ＣＮ（cholesteryl nonanoate
）混合系、ＭＢＢＡ／ＥＢＢＡ（n-(p-pentoxybenzyli
dene)-p-butylaniline ）／ＣＮ系、ＣＯＣ（cholester
yl oleyl carbonate ）／ＭＢＢＡ混合液晶、ＣＯＣ／
ＥＢＢＡ（p-ethoxybenzylidene-p'-n-butylaniline ）
混合液晶、ＣＯＣ／ＰＥＢＡＢ（p-ethoxybenzylidene-
p'-aminobenzonitorile）混合液晶、ＣＯＣ／ＭＢＢＡ
／ＥＢＢＡ／ＰＥＢＡＢなどがある。

【００２４】ｐ型スメクティック液晶には、ＣＢＯＡ
（N-(p-cyanobenzylidene)-p-n-(octylaniline) ）、Ｃ
ＢＯＯＡ、ＡＺ５６、ＣＯＢ（cyano-octyl 4-4'biphen
yl）、ＣＯＯＢ、ＯＣＢＰ（octyl cyanobiohenyl ）、
ＰＣＢＮ、ＰＣＢＤ、Eutetic1、Eutetic2などがある。

【００２５】ｎ型スメクティック液晶には、ＰＢＢＡ
（p-butoxybenzylidene-p-n-butylaniline）、ＰＢＰＡ
（p-pentoxybenzylidene-p-n-butylaniline ）、ＰＢＢ
Ａ（p-butoxybenzylidene-p-n-hexylaniline）、ＨＢＢ
Ａ（p-hexoxybenzylidene-p-n-butylaniline）、Ｎ，Ｎ
-dimethyl-Ｎoctadecyl-3-aminopropyltrimethoxysilyl
などがある。

【００２６】上記液晶は、双安定状態の一方としてコレ
ステリック相となるが、このとき、コレステリック相が
形成する回折格子により可視光域の波長が回折されて着
色されることを防止するのが好ましい。

【００２７】高分子分散液晶は、高分子材料と液晶材料
で構成される。高分子材料には、ポリ塩化ビニル、塩化
ビニル・酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル・酢酸ビニル
・ビニルアルコール共重合体、塩化ビニル・アクリレー
ト共重合体、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン・塩
化ビニル共重合体、塩化ビニリデン・アクリロニトリル
共重合体、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリレー
ト、ポリメタクリレート、アクリレート・メタクリレー
ト共重合体、シリコーン樹脂などが用いられる。また、
これら高分子材料に、hydroxy pivalic acid ester neo
pentylglycole、2-hydoxy-2methyl-1phenylpropan-1-on
eなどのＵＶ架橋材、もしくはＵＶ硬化樹脂を混合して
利用してもよい。なお、高分子材料の代わりにセラミッ
クセルを用いてもよい。セラミックセル・液晶複合型デ
ィスプレイ部材としては、特開平９−１２７４９２号後
方に記されているものがある。

【００２８】高分子分散液晶の液晶材料としては、ＭＢ
ＢＡ、ＰＡＡ、ＡＰＡＰＡ、ＰＢＢＡ、ＰＢＰＡ、ＨＢ
ＢＡなどがある。また、以下の材料系も利用される。

【００２９】

【化１】

【００３０】

【化２】

【００３１】上記材料系は、レーザ光１４を吸収し、熱
に変換する特性を持てばなおよい。場合によっては、液
晶の物性にほとんど影響を与えず、可視光線領域で高い
透過率を持ち、かつ赤外線領域で吸収を起こす有機材料
や無機材料を混合し、変換効率を向上させる方法もあ
る。

【００３２】これらのうち赤外線を吸収する材料として
は、ベンゼンジチオール金属錯体、スクアリリウム系化
合物、ビススクアリリウム系化合物、クロコニウム系化
合物、フタロシアニン化合物（例として、酸化バナジウ
ムフタロシアニンなど）、含フッ素フタロシアニン化合
物（例として、3,5,6-ドデカフルオロ-4- テトラキス(p
-(2-メトキシ) エトキシカルボニルフェノキシ) 亜鉛フ
タロシアニン、3,5,6-ドデカフルオロ-4- テトラキス(p
-(2-メトキシ) エトキシカルボニルフェノキシ) オキシ
バナジウムフタロシアニン、3,6-オクタフルオロ-4,5-
オクタキス(p-(2-メトキシ) エトキシカルボニルフェノ
キシ) 亜鉛フタロシアニンなど）、フタロニトリル化合
物（例として、3,6-ジフルオロ-(4-n-ブトキシ)-5-(n-
ブチルチオ) フタロニトリル (BuO)(BuS)F₂PN 、3,6-ジ
フルオロ-(4-フェノキシ)-(5- フェニルチオ) フタロニ
トリル (PhO)(PhS)F₂PN など）、ポリメチン系化合物
系、ベンゾチオビリリウム系化合物、ナフタロシアニン
系化合物（例として、2,3-ナフタレンジカルボン酸ジア
ミド、ビス(2- エチルヘキシルオキシ)(2,3-ナフタロシ
アナート) シリコンなど）、キノン系化合物などがあ
る。

【００３３】無機化合物では、二酸化ケイ素、フッ化マ
グネシウム、酸化クロム、ニッケル、アルミニウムなど
がある。なお、画像記録層２３の厚さを均一に保つため
には、図示されていないスペーサを導入する必要があ
る。スペーサには、ガラス、もしくは樹脂製のビーズが
ある。もしくは薄膜を体積した後、パターンエッチング
を施してスペーサを作製してもよい。

【００３４】次に、透明電極層２２，２４に用いられる
材料には、無機材料としてＳｎＯ_X、ＩＴＯ（ＩｎＳｎ
_yＯ_X）、ＩｎＯ_Xなどが、一方、有機材料としてポリ
アニリンなどがある。透明電極は、可視光線領域で高い
透過率を持ち、液晶に印加する電圧パルスに対して支障
をきたすほどの遅延が生じないような抵抗率であり、さ
らに、液晶材料と化学反応を起こさない材料であること
が必要である。透明電極層２２，２４は、レーザ光１４
に対して高い吸収係数を持ち、熱に変換する特性を持て
ばなおよい。画像記録層２３がレーザ光１４の波長を吸
収しない場合には、透明電極層２２，２４で熱に変換
し、液晶層に伝達する必要がある。

【００３５】前方支持体２１は、少なくとも以下の特性
が必要である。まず、透明電極層２２、画像記録層２
３、透明電極層２４、後方支持体２５、および可視光線
吸収層２６を支持することができ、かつ画像の書き込み
や消去で生じる力、および搬送時の衝撃に十分耐えられ
る強度が必要である。また、前方支持体２１は、可視光
線を十分な割合で透過する材質や厚みに設計される必要
がある。耐衝撃性を高める場合には、フレキシブル性の
あるプラスチックフィルムが使用され、一方、強度が要
求される場合には、剛性のあるプラスチックシートやガ
ラスなどが使用される。

【００３６】また、前方支持体２１は、レーザ光源と画
像記録層２３との間にあるので、レーザ光１４も十分に
透過させられる材料で形成される必要がある。この場合
には、例えば、ガラス、プラスチックシートなどが適切
である。あるいは、可視光線、もしくはレーザ光１４お
よび可視光線の両方の透過性を高めるために、必要に応
じて反射防止効果を有する層、または反射防止効果を発
現しうる膜厚に調整するか、両者を組み合わせることに
より反射防止性を高めてもよい。

【００３７】なお、方向Ｙからレーザ光１４を照射して
書き込みを行う場合には、前方支持体２１には、レーザ
光１４が外部に漏れないように全て吸収するか、レーザ
光１４を反射する機能のいずれか、もしくは両方の機能
を持たせる必要がある。

【００３８】一方、後方支持体２５は、前方支持体２１
が十分な強度を持っている場合には、画像記録層２３の
膜厚を均一に保ち、書き込みの熱によるストレスで透明
電極層２４や可視光線吸収層２６が破断されない程度の
強度をもてばよい。場合によっては、レーザ光１４の透
過性を高めるために、前方支持体２１と同様に、反射防
止効果を有する層、または反射防止効果を発現しうる膜
厚に調整するか、両者を組み合わせることにより反射防
止性を高めてもよい。

【００３９】可視光線吸収層２６としては、方向Ｘ側か
らレーザ光１４を照射する場合、可視光線を吸収する種
々の材料が使用できる。一例として、カーボン樹脂など
がある。一方、方向Ｙからレーザ光１４を照射する場合
には、可視光線吸収層２６は、レーザ光１４の波長に対
して高い透過率を持つ必要があり、この場合には黒色ガ
ラスなどの無機材料や色素が利用される。黒色ガラスと
しては、ホーヤ社製ＩＲ−７６、ＩＲ−８０、ＩＲ−８
５、ＲＭ−８６、ＲＭ−９０、ＲＭ−１００などがあ
る。一方、色素としては、アントラキノン系色素、キノ
フタロン系色素などがあり、１つの色素で可視光線の全
ての波長域を吸収できない場合には、２つ以上の色素の
混合体を利用する方法がある。この他にもＢｉ（ビスマ
ス）−ＳｉＯ_X、カーボンブラック樹脂などの黒色材料
が利用できる。

【００４０】色素を可視光線吸収層２６として用いる場
合の積層方法としては、色素を均一に分散した高分子ポ
リマーを溶剤に溶解させて後方支持体２５上にコーティ
ング、ディッピングし、後に乾燥させて層形成する方法
がある。可視光線吸収層２６で可視光線を吸収させるた
めには、十分な膜厚を持たせることが必要である。ま
た、低分子材料を蒸着などの方法で積層しても形成でき
る。

【００４１】図３は本発明の第２の形態の画像表示板の
具体的な構成を示す断面図である。なお、第１の形態の
画像表示板２０と同一の構成要素に関しては、同一符号
を付して説明を省略する。本形態の画像表示板３０は、
レーザ光１４が方向Ｙから照射されることを前提に構成
されている。すなわち、画像表示板３０では、第１の形
態の画像表示板２０の構成に加えて、前方支持体２１お
よび透明電極層２２の間に赤外線遮断層３１が形成され
ている。

【００４２】赤外線遮断層３１は、赤外線のレーザ光１
４を反射または吸収する機能、もしくは両方の機能を備
える必要がある。この一方で、赤外線遮断層３１は、可
視光線の全ての波長領域において高い透過率を有する必
要がある。赤外線を吸収して可視光線を透過させる材料
としては、ホーヤ社製ＨＡ−２０、ＨＡ−３０、ＨＡ−
５０などのガラス材がある。一方、プラスチック材とし
ては、クレハレンテック社製のＵＣＦや、アントラキノ
ン誘導体、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン系
化合物、コバルト錯体、ジチオール系金属錯体、スクア
リウム化合物、イモニウム系化合物、アセチレン誘導体
などを含有するプラスチックフィルムがある。

【００４３】また、赤外線遮断層３１を、レーザ光１４
に対して高い反射率を有するようにすることにより、反
射したレーザ光を画像記録層２３、透明電極層２２，２
４に再度照射することができ、書き込みの効率が向上す
る。

【００４４】図４は本発明の第３の形態の画像表示板の
具体的な構成を示す断面図である。なお、第１の形態の
画像表示板２０と同一の構成要素に関しては、同一符号
を付して説明を省略する。本形態の画像表示板４０は、
第１の形態の画像表示板２０の後方支持体２５に可視光
線吸収層２６の機能を備えた後方支持体４１を有する。
後方支持体４１の一部、もしくは表面には、レーザ光１
４を透過させ、かつ可視光線を吸収する色素が添加され
ている。この色素としては、図１の可視光線吸収層２６
で説明したものと同じ材料が使用できる。また、図１の
可視光線吸収層２６で説明した黒色ガラスを支持体とし
て用いてもよい。

【００４５】次に、図２に戻り、上記のような構成の画
像表示板２０などを用いた画像表示装置１０による画像
情報記録方法の具体的な例について説明する。レーザ光
を使用しての画像記録は、画像信号、文字情報、コード
信号、線画信号情報などを、レーザ光の強度もしくはパ
ルスのオン、オフに置き換えて走査照射することにより
行う。画像の記録には、光強度の強いレーザ光１４を使
用する。レーザ光１４の光源としては、アルゴンレーザ
（波長５１４．４８８ｎｍ）、ヘリウムレーザ（波長６
３３ｎｍ）、半導体レーザ（波長７８０．８１０ｎｍ、
１３１０ｎｍ、１３４０ｎｍ、１４８０ｎｍ、１５５０
ｎｍなど）、ＹＡＧレーザ（波長１０６４ｎｍ）などが
使用できる。

【００４６】アナログ的な画像の記録は、レーザ光１４
の強度を変調して行い、一方、文字やコード、線画のよ
うなディジタル的な画像の記録は、レーザ光１４のオ
ン、オフ制御により行う。また、画像情報を、網点情報
に変換して記録することも可能である。

【００４７】レーザ光１４の走査照射方法としては、図
１で示した画像記録層２３にスポット状に集光して照射
しながら、ポリゴンミラー１２、偏向器１３を動作させ
ることによりレーザ光１４を走査し、画像を記録する。
なお、偏向器１３としては、ポリゴンミラーやガルバノ
ミラー、または音響光学（ＡＯ）効果を利用することも
できる。あるいは、画像表示板２０側を図示されていな
いスライド機構によってスライドさせることにより、相
対的にレーザ光１４を走査させることもできる。

【００４８】また、偏向器やスライド機構の両方を組み
合わせることも可能である。さらには、レーザ光源であ
る光出力装置１１を２次元方向に任意にスライドさせる
機構を設けるようにしてもよい。また、図５に示す画像
表示装置５０のように、偏向器１３に代えて可動式のミ
ラー５１を設け、ミラー５１をスライドさせることによ
りレーザ光１４を走査させるようにしてもよい。なお、
図５では、図２と同一機能を有する要素については同一
符号を付してある。

【００４９】図２に戻り、レーザ光１４の走査によっ
て、画像表示板２０の各部分には、レーザ光１４が短時
間照射される。これにより、画像記録層２３や透明電極
層２２，２４で光吸収が生じ、その結果、局所的な温度
上昇が生じる。このため、画像記録層２３のレーザ照射
部分の温度が上昇し、相転移を生じる。そして、レーザ
光１４の照射が終わると、急冷されるため、画像記録層
２３の照射部分は初期状態とは異なった相状態となる。
すなわち、初期状態の透過率が高く、レーザ光１４の照
射により散乱状態が生じる場合と、初期状態が散乱状態
でレーザ光１４の照射により透明状態になる場合の２通
りがある。

【００５０】なお、レーザ光１４の照射時に、透明電極
層２２，２４間に直流電圧を印加することにより、相転
移の効率を高めることができる。このようにして画像の
記録を行った画像表示板２０は、照明光または太陽光の
下で、図１の方向Ｘから見ると、画像記録層２３の散乱
状態にある部分は白く、透明部分は後方の可視光線吸収
層２６が透過するので黒く見える。こうして、モノクロ
の画像表示が行える。

【００５１】また、画像を形成する画素の大きさは、レ
ーザ光１４の照射時間、レーザ光強度、レーザ光スポッ
トの強度分布、画像記録層２３と透明電極層２２，２４
の熱吸収量、レーザ光１４が画像記録層２３と透明電極
層２２，２４に到達するまでの反射や吸収による損失量
により大きく異なる。これらの物理量を考慮すること
で、３００ｄｐｉ以上の解像度が実現できる。また、階
調は、照射される総エネルギによって決定され、散乱状
態と透過状態の面積比と、散乱状態での透過率のいずれ
か、もしくは両方で表現される。

【００５２】画像記録層２３に記録された画像は、透明
電極層２２，２４間に電圧を印加することにより消去で
きる。印加電圧のパターンとしては、直流電圧、サイン
波、三角波、パルス波、またはこれらの複合波などがあ
る。また、電圧の変化の周期とパルス幅などは、液晶材
料の種類によって異なり、実験などによって適切なもの
が選択される。

【００５３】

【実施例】次に、上述した画像表示板のうちの図４の画
像表示板４０の実施例を示す。まず、画像表示板４０の
後方支持体４１の材料として、４０ｍｍ角のホーヤ製の
赤外線透過ガラスＨＡ−２０を使用した。この表面にス
パッタ法により膜厚１８０ｎｍのＩＴＯからなる透明電
極層２４を形成した。一方、前方支持体２１の材料とし
て、４０ｍｍ角のホーヤ製の赤外線吸収ガラスＲＭ−８
６を使用した。この表面にスパッタ法により膜厚１８０
ｎｍのＩＴＯからなる透明電極層２２を形成した。

【００５４】次いで、透明電極層２２の表面に直径１８
ｍｍのガラスビーズを塗布してスペーサとした後、透明
電極層２２の辺縁部に１０時間硬化タイプのエポキシ樹
脂を塗布し、透明電極層２４と接着した。このとき、前
方支持体２１側から垂直に眺めた際に互いに向かい合う
２か所の位置に１０ｍｍほどエポキシ樹脂が存在しない
場所を作り、これを液晶注入口とした。エポキシ樹脂を
硬化する場合には、画像記録層２３の間隔が均一になる
ように各支持体２１，４１に十分な圧力を加えて接着し
た。

【００５５】さらに、４５Ｗｔ％のＭＢＢＡ、４５Ｗｔ
％のＥＢＢＡ、１０Ｗｔ％のＣＮ混合液晶を注入口より
気泡が発生しないように加熱しながら注入した。注入
後、高速硬化型のエポキシ樹脂で５分間注入口を密閉し
た。これを７０℃に加熱したホットプレート上で加熱し
た後、加熱しながら２５０Ｈｚ、４０Ｖの電圧を印加
し、電圧を印加したまま室温になるまで放冷したとこ
ろ、画像記録層２３は透明な状態となり、画像表示板４
０が完成した。

【００５６】次に、完成した画像表示板４０を、図２の
画像表示装置１０に画像表示板２０の代わりに、後方支
持体４１側からレーザ光が照射されるように設置した。
ここで、光出力装置１１には富士通製レーザダイオード
ＦＬＤ１４８Ｇ３ＮＬ−Ｃ（波長１４８０ｎｍ、出力１
００ｍＷ）を用いた。そして、光出力装置１１から出力
されたレーザ光１４を、ポリゴンミラー１２で図面右方
向に偏向し、偏向器１３で紙面垂直方向に偏向し、画像
表示板４０の後方支持体４１面にほぼ垂直に入射させ
た。

【００５７】入射したレーザ光１４は、画像記録層２３
と透明電極層２２，２４に吸収され、これにより画像記
録層２３が相転移して白濁した。こうして、３００ｄｐ
ｉの高解像度を持つモノクロ画像が形成された。画像の
形成後、２５０Ｈｚ、４０Ｖの電圧を１秒間印加するこ
とで画像が消去され、元に戻った。

【００５８】このように、画像情報のメモリ機能を持ち
ながら、高解像度、高コントラストで、書き換え可能な
反射型のディスプレイを実現することができた。さら
に、上記の方法で形成した画像表示板４０を、図５の画
像形成装置５０に画像表示板２０の代わりに、後方支持
体４１側からレーザ光が照射されるように設置した。こ
こでも、光出力装置１１には富士通製レーザダイオード
ＦＬＤ１４８Ｇ３ＮＬ−Ｃ（波長１４８０ｎｍ、出力１
００ｍＷ）を用いた。そして、光出力装置１１から出力
されたレーザ光１４を、ポリゴンミラー１２で画像表示
板４０方向に偏向し、ミラー５１に反射させて上下方向
に偏向させて画像表示板４０に照射した。このとき、ミ
ラー５１は一定の速度で移動させ、その速度は、ポリゴ
ンミラー１２が次のラインを描画する際に上下方向に１
画素だけずれるように設定した。

【００５９】レーザ光１４は、画像表示板４０の面にほ
ぼ垂直に入射させ、画像記録層２３を相転移させるとき
だけ光出力装置１１を発光させた。レーザ光１４は、画
像記録層２３と透明電極層２２，２４に吸収され、これ
により画像記録層２３が相転移して白濁した。こうし
て、３００ｄｐｉの高解像度を持つモノクロ画像が形成
された。画像の形成後、２５０Ｈｚ、４０Ｖの電圧を１
秒間印加することで画像が消去され、元に戻った。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、加熱に
よって反射率および透過率の変化を伴う相転移を生じ、
かつ相転移後の状態を保持することで画像情報が形成さ
れる画像記録層と、画像記録層の背面に形成され、画像
記録層を透過した可視光線を吸収する可視光線吸収層と
を形成するようにしたので、画像記録層の表示させたい
部分を例えばレーザを使用して加熱させ、反射率および
透過率の変化を伴う相転移を生じさせることにより、高
解像度の表示が可能となる。

【００６１】また、この相転移後の状態は保持されるの
で、一度書き込めばその表示内容を維持できる。さら
に、電場を利用しないので、微細な電極を用いなくても
高解像度の表示が可能となる。よって製造が簡単にな
り、コストも低減できる。

【００６２】さらに、画像記録層の背面には、画像記録
層を透過した可視光線を可視光線吸収層により吸収でき
るので、液晶表示板の正面側から直視することができる
ので、直視型のペーパーライクディスプレイを提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の形態の画像表示板の具体的な構
成を示す断面図である。

【図２】本発明の第１の形態の画像表示装置の概略構成
を示す図である。

【図３】本発明の第２の形態の画像表示板の具体的な構
成を示す断面図である。

【図４】本発明の第３の形態の画像表示板の具体的な構
成を示す断面図である。

【図５】画像表示装置の他の構成例を示す図である。

【符号の説明】

１０画像表示装置１１光出力装置１２ポリゴンミラー１３偏向器１４レーザ光２０画像表示板２１前方支持体２２，２４透明電極層２３画像記録層２５後方支持体２６可視光線吸収層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像情報の表示状態の保持機能を有する
画像表示板において、加熱によって反射率および透過率の変化を伴う相転移を
生じ、かつ前記相転移後の状態を保持することで前記画
像情報が形成される画像記録層と、前記画像記録層の背面に形成され、前記画像記録層を透
過した可視光線を吸収する可視光線吸収層と、を有する画像表示板。
【請求項２】前記画像記録層は、液晶材料を構成要素
とすることを特徴とする請求項１記載の画像表示板。
【請求項３】前記画像記録層を透明電極層で挟持する
ことを特徴とする請求項１記載の画像表示板。
【請求項４】前記画像記録層よりも可視光線入射側の
部分に、赤外線を吸収する赤外線吸収層を形成すること
を特徴とする請求項１記載の画像表示板。
【請求項５】前記画像記録層を支持する支持体を有
し、前記可視光線吸収層を、前記支持体の前記可視光線
の反入射側面に積層することを特徴とする請求項１記載
の画像表示板。
【請求項６】前記支持体および前記可視光線吸収層を
一体に構成したことを特徴とする請求項５記載の画像表
示板。
【請求項７】画像情報の表示を行う画像表示装置にお
いて、加熱によって反射率および透過率の変化を伴う相転移を
生じ、かつ前記相転移後の状態を保持することで前記画
像情報が形成される画像記録層と、前記画像記録層の背
面に形成され、前記画像記録層を透過した可視光線を吸
収する可視光線吸収層と、を有する画像表示板と、前記画像記録層に含まれる物質が相転移を生じるのに十
分な加熱を局所的に行うことにより表示すべき画像を記
録する画像記録手段と、を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】前記画像記録手段は、レーザ光源と、前
記レーザ光源から出力されたレーザ光を前記画像表示板
の所定の位置に導く導光手段と、を有することを特徴と
する請求項７記載の画像表示装置。
【請求項９】前記画像記録層に電圧を印加することに
より前記相転移前の状態に戻して、前記記録した画像を
消去するリセット手段を、有することを特徴とする請求
項７記載の画像表示装置。