(57)【要約】【課題】光書き込み型の記録システムにおいて、書き込みに用いられる記録光が拡散することによる画像の滲みを低減する技術を提供する。【解決手段】選択透過層２４０にはフォトクロミック化合物が分散されている。フォトクロミック化合物は、照射光量が少ないときには、透過率はほとんど変化せず、照射光量が多くなると急激に変化し、光の照射量に対して非線形的に透過率が高まる性質を有している。一方、記録装置１０から照射される記録光は、選択透過層２４０に到達するまでに、複数の層を透過するため光束が拡散する。選択透過層２４０は、面２２ｂ側から照射される記録光のうち、中心部の強い光の透過率が高く、周辺部の弱い光の透過率が低いので、記録光の出射時のスポット径内の強度プロファイルが入射時のスポット径内の強度プロファイルよりも周辺部の光量低下が大きくなり、光アドレス層上の低抵抗化したスポット径が小さくなる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加される電圧に応じて表示が変化する表示層と、
前記表示層に対向して設けられ、照射される光に応じて前記表示層に印加される電圧を変化させる感光層と、
前記感光層に対して照射される光が当該感光層に到達するまでの光路に設けられ、照射される前記光の強度が高いほど当該光の透過率が高い選択透過層と
を具備することを特徴とする光記録型表示媒体。
【請求項２】
前記選択透過層は、多光子吸収性を示す化合物を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の光記録型表示媒体。
【請求項３】
前記選択透過層は、フォトクロミック化合物を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の光記録型表示媒体。
【請求項４】
前記選択透過層は、ジアリールエテン、スピロピラン、スピロオキサジンのいずれかを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の光記録型表示媒体。
【請求項５】
前記選択透過層は、照射される前記光の強度が高いほど当該光の透過率が高い化合物と、当該化合物に双極場を与えて発色させる媒体とを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の光記録型表示媒体。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の光記録型表示媒体に対し、光を照射する照射手段と、
前記光記録型表示媒体に対し、電圧を印加する電圧印加手段と、
入力された画像データに応じて前記照射手段および前記電圧印加手段を制御する制御手段と、
前記光記録型表示媒体の前記選択透過層を発色させる発色手段と
を具備することを特徴とする記録装置。
【請求項７】
前記発色手段は、前記光とは異なる波長の電磁波を当該選択透過層へ照射して、当該選択透過層を発色させる
ことを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録型表示媒体および記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子ペーパーなどの表示媒体には、例えば、特許文献１に開示されているように、照射された記録光に応じた画像を記録し、記録された画像を表示する光記録型の表示媒体がある。光記録型の表示媒体には、発色の異なる複数の表示層を積層させることによりカラー画像を表示させることができるものがある。このような表示媒体の制御に閾値シフト法を採用することにより、その構造を簡略化することができる（特許文献２および特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９８８１８号公報
【特許文献２】特開平１０−１７７１９１号公報
【特許文献３】特開２０００−１１１９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、光記録型表示媒体において、書き込みに用いられる記録光が拡散することによる画像の滲みを低減させる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る光記録型表示媒体は、印加される電圧に応じて表示が変化する表示層と、前記表示層に対向して設けられ、照射される光に応じて前記表示層に印加される電圧を変化させる感光層と、前記感光層に対して照射される光が当該感光層に到達するまでの光路に設けられ、照射される前記光の強度が高いほど当該光の透過率が高い選択透過層とを具備することを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る光記録型表示媒体は、請求項１に記載の態様において、前記選択透過層は、多光子吸収性を示す化合物を含むことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係る光記録型表示媒体は、請求項１に記載の態様において、前記選択透過層は、フォトクロミック化合物を含むことを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る光記録型表示媒体は、請求項１に記載の態様において、前記選択透過層は、ジアリールエテン、スピロピラン、スピロオキサジンのいずれかを含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項５に係る光記録型表示媒体は、請求項１に記載の態様において、前記選択透過層は、照射される前記光の強度が高いほど当該光の透過率が高い化合物と、当該化合物に双極場を与えて発色させる媒体とを含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項６に係る記録装置は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の光記録型表示媒体に対し、光を照射する照射手段と、前記光記録型表示媒体に対し、電圧を印加する電圧印加手段と、入力された画像データに応じて前記照射手段および前記電圧印加手段を制御する制御手段と、前記光記録型表示媒体の前記選択透過層を発色させる発色手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
請求項７に係る記録装置は、請求項６に記載の態様において、前記発色手段は、前記光とは異なる波長の電磁波を当該選択透過層へ照射して、当該選択透過層を発色させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る光記録型表示媒体によれば、選択透過層を用いない場合に比して、書き込みに用いられる記録光が拡散することによる画像の滲みを低減させることができる。
請求項２に係る光記録型表示媒体によれば、多光子吸収性を示す化合物を含まない場合に比して、書き込みに用いられる記録光が拡散することによる画像の滲みを低減させることができる。
請求項３に係る光記録型表示媒体によれば、フォトクロミック化合物を含まない場合に比して、書き込みに用いられる記録光が拡散することによる画像の滲みを低減させることができる。
請求項４に係る光記録型表示媒体によれば、ジアリールエテン、スピロピラン、スピロオキサジンのいずれをも含まない場合に比して、書き込みに用いられる記録光が拡散することによる画像の滲みを低減させることができる。
請求項５に係る光記録型表示媒体によれば、この構成を用いない場合に比して、弱い記録光の透過率を減少させ、書き込みに用いられる記録光が拡散することによる画像の滲みを低減させることができる。
請求項６に係る記録装置によれば、書き込みに用いられる記録光が拡散することによる画像の滲みを低減させることができる。
請求項７に係る記録装置によれば、この構成を用いない場合に比して、弱い記録光の透過率を減少させ、書き込みに用いられる記録光が拡散することによる画像の滲みを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１ａ】実施形態に係る記録システムの構成を示す図である。
【図１ｂ】実施形態に係る記録システムの構成を示す図である。
【図２】記録装置の構成を示す図である。
【図３】電子ペーパーを上面から見た外観図である。
【図４】電子ペーパーの断面に沿った切断面の断面構造を示す図である。
【図５】カラー表示の原理を説明する図である。
【図６】表示体に印加される信号を例示する図である。
【図７】記録光のスポット径を小さくする選択透過層の機能を説明するための図である。
【図８】ジアリールエテン誘導体の照射光量と透過率の関係を示す図である。
【図９】記録装置による電子ペーパーの表示の書き替えを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
１．構成
図１ａおよび図１ｂは、本発明の一実施形態に係る記録システムの構成を示す図である。この記録システムは、記録装置１０および電子ペーパー２０を有する。電子ペーパー２０は、記録装置１０に着脱可能である。図１ａは記録装置１０から電子ペーパー２０を外した状態を、図１ｂは記録装置１０に電子ペーパー２０を装着した状態を示している。電子ペーパー２０は、光書き込み型の表示媒体である。「光書き込み型」の表示媒体とは、表示媒体に表示される情報の書き替えの際に光照射が用いられる表示媒体をいう。記録装置１０は、電子ペーパー２０に画像の記録（書き込み）、および記録された画像の消去（初期化）を行う装置である。
【００１５】
１−１．電子ペーパー２０
図３は、電子ペーパー２０を上面から見た外観図である。フレーム２１は、電子ペーパー２０の各構成を保持する。フレーム２１は、機械的な剛性と、電気的な絶縁性と、光学的な遮光性を有する樹脂で作られている。表示体２２は、画像の表示を行う構造体である。表示体２２は、記憶性液晶であるコレステリック液晶を有している。コレステリック液晶は双安定の物質であり、電圧等によりエネルギーが与えられていない状態でも光の反射率が異なる２つの配向状態のいずれかを維持する。コレステリック液晶分子の安定な配向には、プレーナ配向とフォーカルコニック配向とがある。プレーナ配向において、コレステリック液晶分子は、特定の波長帯の光を反射（ブラッグ反射）する。フォーカルコニック配向において、コレステリック液晶分子は、光を透過する。表示体２２は、配向状態に応じた反射率の違いを利用して表示を行うものである。
【００１６】
図４は、電子ペーパー２０の断面、特に図３のIII−III線に沿った切断面の断面構造を示す図である。面２２ａは、表示体２２の上面すなわち表面（第１の面）である。利用者は、面２２ａから画像を見る。面２２ｂは、表示体２２の下面すなわち裏面（第２の面）である。記録装置１０は、面２２ｂ側から画像の消去や書き込みを行う。
【００１７】
保護層２１０および２７５は、表示体２２の表面を保護する層である。この例において、保護層２１０および２７５は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂で作られている。
【００１８】
液晶層２３０と、液晶層２６０と、液晶層２６５は、それぞれ異なる特定の波長帯の光を反射する液晶分子を含む層である。この例で、液晶層２３０、液晶層２６０、および液晶層２６５は、それぞれ、赤、緑、青の光を反射する。液晶層２３０、液晶層２６０、および液晶層２６５においては、コレステリック液晶が用いられている。具体的には、これらの層において、バインダー樹脂中にマイクロカプセル状のコレステリック液晶表示素子が分散されている。光の反射率は、コレステリック液晶分子の配向状態に応じて変化する。コレステリック液晶分子の配向状態は、印加される電圧に応じて変化する。すなわち、液晶層２３０と、液晶層２６０と、液晶層２６５は、印加される電圧に応じて表示が変化する表示層の一例である。
【００１９】
図５は、図４に示した電子ペーパー２０のカラー表示の原理を説明する図である。図５において、縦軸は正規化された反射率を、横軸は液晶層に印加される電圧（駆動電圧）を示す。図５（ａ）に駆動電圧と反射率との関係で示すように、互いに界面が接する液晶層２６０，液晶層２６５のコレステリック液晶の相変化しきい値電圧を、それぞれ互いに異なる電圧Ｖｇ１，Ｖｂ１およびＶｇ２，Ｖｂ２とする。図５（ａ）の例は、Ｖｇ１＜Ｖｂ１およびＶｇ２＜Ｖｂ２とした場合である。
【００２０】
液晶層２３０のコレステリック液晶の相変化しきい値電圧は、図５（ｂ）に駆動電圧と反射率との関係で示すように、上記のしきい値電圧Ｖｇ１，Ｖｂ１およびＶｇ２，Ｖｂ２とは別に、それぞれある電圧Ｖｒ１およびＶｒ２とする。ただし、図５（ｂ）の例は、Ｖｇ１＞Ｖｒ１およびＶｇ２＞Ｖｒ２とした場合である。
【００２１】
後述する制御部１１０は、透明電極２７０と透明電極２４５との間、および透明電極２３５と透明電極２１５との間に、それぞれ駆動信号を印加する。例えば、透明電極２３５と透明電極２１５との間に、液晶層２３０にかかる電圧がＶｃ→Ｖｂ→０Ｖの順で変化するように駆動信号を印加し、透明電極２７０と透明電極２４５との間に、液晶層２６０および液晶層２６５にかかる電圧がＶｈ→Ｖｆ→０Ｖの順で変化するように駆動信号を印加するときには、液晶層２３０，２６０，２６５がすべて透過状態となって、液晶層２３０，２６０，２６５を透過した光が光吸収層２２０、２５０で吸収され、黒色が表示される。
【００２２】
透明電極２３５と透明電極２１５との間に、液晶層２３０にかかる電圧がＶｃ→Ｖａ→０Ｖの順で変化するように駆動信号を印加し、透明電極２７０と透明電極２４５との間に、液晶層２６０および液晶層２６５にかかる電圧がＶｈ→Ｖｄ→０Ｖの順で変化するように駆動信号を印加するときには、液晶層２３０，２６０，２６５がすべて選択反射状態となって、白色が表示される。
【００２３】
また、透明電極２３５と透明電極２１５との間に、液晶層２３０にかかる電圧がＶｃ→Ｖｂ→０Ｖの順で変化するように駆動信号を印加し、透明電極２７０と透明電極２４５との間に、液晶層２６０および液晶層２６５にかかる電圧がＶｈ→Ｖｇ→０Ｖの順で変化するように駆動信号を印加するときには、液晶層２６０のみが選択反射状態となって、緑が表示される。
【００２４】
透明電極２３５と透明電極２１５との間に、液晶層２３０にかかる電圧がＶｃ→Ｖｂ→０Ｖの順で変化するように駆動信号を印加し、透明電極２７０と透明電極２４５との間に、液晶層２６０および液晶層２６５にかかる電圧がＶｈ→Ｖｅ→０Ｖの順で変化するように駆動信号を印加するときには、液晶層２６５のみが選択反射状態となって、青が表示される。
【００２５】
透明電極２３５と透明電極２１５との間に、液晶層２３０にかかる電圧がＶｃ→Ｖａ→０Ｖの順で変化するように駆動信号を印加し、透明電極２７０と透明電極２４５との間に、液晶層２６０および液晶層２６５にかかる電圧がＶｈ→Ｖｆ→０Ｖの順で変化するように駆動信号を印加するときには、液晶層２３０のみが選択反射状態となって、赤が表示される。
【００２６】
さらに、透明電極２３５と透明電極２１５との間に、液晶層２３０にかかる電圧がＶｃ→Ｖｂ→０Ｖの順で変化するように駆動信号を印加し、透明電極２７０と透明電極２４５との間に、液晶層２６０および液晶層２６５にかかる電圧がＶｈ→Ｖｄ→０Ｖの順で変化するように駆動信号を印加するときには、液晶層２６０および液晶層２６５が選択反射状態となって、シアンが表示される。
【００２７】
透明電極２３５と透明電極２１５との間に、液晶層２３０にかかる電圧がＶｃ→Ｖａ→０Ｖの順で変化するように駆動信号を印加し、透明電極２７０と透明電極２４５との間に、液晶層２６０および液晶層２６５にかかる電圧がＶｈ→Ｖｇ→０Ｖの順で変化するように駆動信号を印加するときには、液晶層２３０および液晶層２６０が選択反射状態となって、イエローが表示される。
【００２８】
透明電極２３５と透明電極２１５との間に、液晶層２３０にかかる電圧がＶｃ→Ｖａ→０Ｖの順で変化するように駆動信号を印加し、透明電極２７０と透明電極２４５との間に、液晶層２６０および液晶層２６５にかかる電圧がＶｈ→Ｖｅ→０Ｖの順で変化するように駆動信号を印加するときには、液晶層２３０および液晶層２６５が選択反射状態となって、マゼンタが表示される。
【００２９】
再び図４を参照して説明する。電子ペーパー２０は、液晶層２６０（緑）および液晶層２６５（青）が１組の電極（透明電極２７０および２４５）に挟まれ、液晶層２３０（赤）が別の一対の電極（透明電極２３５および２１５）に挟まれた構造を有している。以下、透明電極２７０および２４５に挟まれた層を「第１の光アドレス層」、透明電極２３５および２１５に挟まれた層を「第２の光アドレス層」という。
【００３０】
第１の光アドレス層は、面２２ａ側から順に、液晶層２６５（青）、液晶層２６０（緑）、光吸収層２５０（青・緑）および感光層２５５を有する。透明電極２７０および２４５は、第１の光アドレス層に電圧を印加するための電極である。透明電極２７０および２４５は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムすず）等、光を透過する（透明な：光の透過率が予め定められた閾値よりも高い）材料で作られている。感光層２５５は、光が照射されていない状態では液晶層２６０および２６５と比較して高抵抗であるが、面２２ｂ側から特定の波長の光（例えば波長のピークが４８０ｎｍの青色の光）が照射されると電荷を生じて低抵抗化する。この例で、感光層２５５は、有機感光体（Organic Photoconductor：ＯＰＣ）により形成されている。暗状態においては透明電極２７０および２４５の間に印加された電圧はほとんど感光層２５５にかかり、液晶層２６０および２６５には電圧がかからない。上述した青色の光が照射されると、感光層２５５が低抵抗化するので液晶層２６０および２６５に電圧がかかる。第１の光アドレス層の全面に透明電極を形成し、第１の光アドレス層全体に電圧を印加しても、液晶層に電圧が印加されるのは光照射された部分だけである。すなわち、感光層２５５は、液晶層２６０および２６５に対向して設けられ、照射される光に応じて、液晶層２６０および２６５に印加される電圧を変化させる感光層の一例である。そして、感光層２５５により、光照射の有無により第１の光アドレス層のうち、画像の書き込み（液晶の配向の変更）を行う領域を選択することができる。以下、感光層に画像を書き込むために照射する光を「記録光」ともいう。さらに、このとき透明電極２７０および２４５の間に印加される電圧値により、画像の書き込みを行う液晶層を選択することができる。こうして、光照射と電圧印加を組み合わせることにより、特定の層の特定の領域の液晶の配向を制御すること、すなわち、画像を形成することができる。感光層２５５には、ジブロモアンタントロン（ＤＢＡ：Dibromoanthanthrone）等の赤色（第１の光アドレス層で反射される色の補色）の光を透過する材料が電荷発生物質として用いられている。感光層２５５を露光する上述の青色の記録光は、この電荷発生物質に吸収されて電荷を発生させる。
【００３１】
液晶層２６０と感光層２５５との間の光吸収層２５０は、液晶層２６５および２６０で反射される波長帯の光（この例では青〜緑色）の光を吸収する層である。感光層２５５に照射される上述の青色の記録光もこの波長帯に属する光であり、光吸収層２５０は液晶層２６５および２６０よりも面２２ｂ側に設けられているから、この青色の記録光は光吸収層２５０によって液晶層２６５および２６０に到達しないように遮られる。
【００３２】
また、後述する液晶層２３０はコレステリック液晶により発色するため視野角依存性が高く、利用者の面２２ａに対する観察の角度が正面から大きくなるとその発色が赤から青・緑へ変わる、いわゆるブルーシフトと呼ばれる現象を生じさせる場合がある。光吸収層２５０はこの現象により発色された青・緑の光を吸収するため、電子ペーパー２０を傾けたときに上述のブルーシフトによる青や緑の光は観察者に届かず、表示体２２に表示される画像の視認性は向上する。
【００３３】
第２の光アドレス層は、面２２ａ側から順に、液晶層２３０（赤）、光吸収層２２０（赤）および感光層２２５を有する。透明電極２３５および２１５は、第２の光アドレス層に電圧を印加するための電極である。透明電極２３５および２１５は、ＩＴＯで作られている。感光層２２５は、暗状態では液晶層２３０と比較して高抵抗であるが、面２２ｂ側から特定の波長の記録光（例えば波長のピークが６５０ｎｍの赤色の記録光）が照射されると電荷を生じて低抵抗化する。感光層２２５は、感光層２５５と同様に、ＯＰＣにより形成されている。第１の光アドレス層で説明したように、光照射により第２の光アドレス層に赤色の画像を形成することができる。すなわち、感光層２２５は、液晶層２３０に対向して設けられ、照射される光に応じて液晶層２３０に印加される電圧を変化させる感光層の一例である。この感光層２２５には、チタニルフタロシアニン（ＴｉＯＰＣ：Titanium Oxide Phthalocyanine）等の青〜緑色（第２の光アドレス層で反射される色の補色）の光を透過する材料が電荷発生物質として用いられている。感光層２２５を露光する上述の赤色の記録光は、この電荷発生物質に吸収されて電荷を発生させる。
【００３４】
液晶層２３０と感光層２２５との間の光吸収層２２０は、液晶層２３０で反射される波長帯の光（この例では赤色）の光を吸収する層である。感光層２２５に照射される上述の赤色の記録光もこの波長帯に属する光であり、光吸収層２２０は液晶層２３０よりも面２２ｂ側に設けられているから、この赤色の記録光は光吸収層２２０によって液晶層２３０に到達しないように遮られる。一方、上述の青色の記録光は、この波長帯に属する光ではないから、光吸収層２２０を透過する。
【００３５】
選択透過層２４０は、透明電極２４５と透明電極２３５とに挟まれており、面２２ｂ側から第１の光アドレス層に対して照射される青色の記録光が第１の光アドレス層に到達するまでの光路に設けられている。この選択透過層２４０には以下の２つの機能がある。
選択透過層２４０の第１の機能は、照射された記録光が選択透過層２４０を透過するとき、その光の出射時のスポット径を入射時のスポット径よりも小さくする機能である。具体的には、選択透過層２４０は、面２２ｂ側から照射される青色の記録光のうち、強い光を透過し、弱い光を吸収する。この作用により、光アドレス層の露光量に対する表面電位曲線が、擬似的に特定の光量に対して急峻に立ち上がる（ハイγ）特性となる事から、露光により生成した表面電位スポットの径が露光スポット径よりも小さくなる。
【００３６】
図７は、記録光のスポット径を小さくする選択透過層２４０の機能を説明するための図である。上述した青色の記録光は、図７の下段に示すように、スポット径Ｄ0で記録装置１０から表示体２２の面２２ｂ側に照射され、選択透過層２４０に到達するまでに、保護層２１０→透明電極２１５→感光層２２５→光吸収層２２０→液晶層２３０→透明電極２３５を透過する。これらの複数の層を透過する間に、この記録光の光束が拡散するため、選択透過層２４０に入射する時点で記録光のスポット径はＤ0からＤ1に拡大する。図７の上段は、選択透過層２４０に入射する時の記録光の位置と光の強さを示すグラフである。この図の横軸は図７の下段に示した表示体２２における記録光の照射位置を表しており、この図の縦軸はその光の強さを表している。この図の実線は選択透過層２４０に入射する時の記録光を示しており、破線は、選択透過層２４０に出射する時の記録光を示している。この図に示すように、選択透過層２４０に入射する時において記録光のスポット径の周辺部は迷光や散乱光であるため弱く、中心部は強い。ここで選択透過層２４０は、記録光の強さがＩLに満たない領域Ｒｗにおいては、記録光の透過率が低いため、感光体２５５を低抵抗化させるだけの記録光は透過されない。一方、選択透過層２４０は、記録光の強さがＩLを超える領域Ｒｓにおいては、記録光の透過率が増大しているため、感光体２５５を低抵抗化させるだけの記録光が透過する。したがって、選択透過層２４０により領域Ｒｗで示される周辺部の弱い光は吸収されて弱まり、領域Ｒｓで示される中心部の強い光はほとんどが透過するので、選択透過層２４０から出射する時のスポット径Ｄ2は選択透過層２４０に入射する時のスポット径Ｄ1よりも小さくなる。そして、スポット径が小さくなった青色の記録光は第１の光アドレス層の感光層２５５に照射され、これにより第１の光アドレス層に画像が書き込まれるため、光アドレス層の低抵抗化したスポット径はさらに小径化し、迷光や散乱光によって生じる画像の滲みは低減され、記録される画像の解像度は向上する。この機能は、例えば、フォトクロミック化合物の性質（多光子吸収性）を利用することで実現する。
【００３７】
フォトクロミック化合物は、光の照射により光の透過率が可逆的に変化する化合物である。このフォトクロミック化合物には、光が照射されると、異性化することにより分子量を変えることなく吸収スペクトルの異なる２つの状態間を可逆的に変化する性質を有するものがある。例えば、フォトクロミック化合物であるジアリールエテン誘導体には、紫外線を照射すると赤色に発色し、これに可視光を照射すると透明になるものがある。このジアリールエテン誘導体が赤色に発色するのは、赤色の補色であるシアンの光を吸収する立体構造にジアリールエテン誘導体が異性化するためである。このシアンの光の波長帯には、感光層２５５を露光する上述の青色の記録光が含まれる。したがって、選択透過層２４０にこのジアリールエテン誘導体を含ませ、これに紫外線を照射して発色状態にすることにより、上述した青色の記録光のスポット径を小さくすることができる。
図８は、下記の構造式を有する代表的なフォトクロミック化合物であるジアリールエテン誘導体の照射光量と透過率の関係を示す図である。
【００３８】
【化１】
2010210893.tif 000003
図８に示すように、ジアリールエテン誘導体は、照射光量が少ないとき（単光子吸収過程）には、透過率はほとんど変化せず、照射光量が多くなると急激に変化し（多光子吸収過程）、光の照射量に対して非線形的に透過率が高まる性質を有している。なお、ここでは、異性化することによって光物性が可逆的に変化するフォトクロミック化合物を用いるが、立体配座などの他の要因が光の照射によって変化することで光物性が可逆的に変化するフォトクロミック化合物を用いてもよい。
選択透過層２４０にはこのようなフォトクロミック化合物が分散、含有されているため、この第１の機能を実現する。すなわち、選択透過層２４０は、感光体２５５に対して照射される光が感光体２５５に到達するまでの光路に設けられ、照射される光の強度が高いほどその光の透過率が高い選択透過層の一例である。
【００３９】
選択透過層２４０の第２の機能は、透明電極２４５と透明電極２３５とを絶縁する機能である。この例で、選択透過層２４０はＰＥＴで形成されているため、この第２の機能を実現する。すなわち、この例で、選択透過層２４０はＰＥＴなどの絶縁性を有する透明樹脂にジアリールエテン誘導体などのフォトクロミック化合物が分散させて形成されている。
【００４０】
電極２３は、記録装置１０からの電気信号を受ける接点である。この例で電極２３は、電極２３ａ、２３ｂおよび２３ｃの３つの電極を有する。電極２３ｂは、グランド電位を与える電極である。電極２３ａおよび２３ｂにより第１の光アドレス層に電圧が印加され、電極２３ｂおよび２３ｃにより第２の光アドレス層に電圧が印加される。電極２３は、図１ｂに示すように電子ペーパー２０が記録装置１０に装着されると記録装置１０側の電極１４５と電気的に接触する位置に配置されている。
【００４１】
図９は、記録装置１０による電子ペーパー２０の表示の書き替えを例示する図である。信号Ｖ1および信号Ｖ2は、それぞれ、第１の光アドレス層および第２の光アドレス層に印加される電圧を示している。この例では、信号Ｖ1および信号Ｖ2とも３００Ｖの電圧が周波数５０Ｈｚのパルス波形で５００ｍｓｅｃに亘って印加されている。これにより、第１の光アドレス層において青色の記録光が光照射されると、液晶層２６５（青）の配向を維持したまま、液晶層２６０（緑）の配向をフォーカルコニック配向にする電圧（すなわち、図５に示すＶｅの範囲内の電圧）が、液晶層２６５（青）および液晶層２６０（緑）にかかる。また、第２の光アドレス層において赤色の記録光が光照射されると、液晶層２３０（赤）の配向をフォーカルコニック配向にする電圧（すなわち、図５に示すＶｂの範囲内の電圧）が、液晶層２３０（赤）にかかる。光強度ＬBおよび光強度ＬRは、それぞれ、青色および赤色の記録光の強度を示している。この例では、１００μＷ／ｃｍ2の強度の青色光（波長＝４８０ｎｍ）および赤色光（波長＝６５０ｎｍ）が、表示体２２に照射される。Ｂ−ＣｈＬＣ、Ｇ−ＣｈＬＣおよびＲ−ＣｈＬＣは、それぞれ、液晶層２６５（青）、液晶層２６０（緑）および液晶層２３０（赤）の配向状態を示している。Ｆはフォーカルコニック配向を、Ｐはプレーナ配向を示す。この例で、液晶層２６５（青）の配向状態は電圧印加および光照射の前後で変化しないが、液晶層２６０（緑）および液晶層２３０（赤）の配向状態は電圧印加および光照射によりフォーカルコニック配向に変化する。
【００４２】
図９中、下段の図は、電圧印加および光照射の前後の表示状態を示している。Ｂ、Ｃ、Ｇ、Ｙ、Ｗ、Ｍ、ＲおよびＫは、それぞれ、青、シアン、緑、黄、白、マゼンタ、赤および黒を示している。例えば、赤が表示されていた領域は、３つの液晶層の配向状態は、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（Ｐ，Ｆ，Ｆ）である。この例では、電圧印加および光照射により液晶層２６０（緑）および液晶層２３０（赤）がフォーカルコニック配向となるので、３つの液晶層の配向状態は、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（Ｆ，Ｆ，Ｆ）となる。すなわち、赤が表示されていた領域は黒となる。同様に、電圧印加および光照射により、緑および黄の領域は黒となり、シアン、白およびマゼンタの領域は青となる。青および黒の領域は変化しない。このように、記録装置１０を用いることにより、黒または青の画像が電子ペーパー２０に記録される。
【００４３】
１−２．記録装置１０
図１ａを参照して、記録装置１０について説明する。筐体１１は、記録装置１０の各構成を保持する機能と、記録装置１０内部（特に電子ペーパー２０に記録を行う部分）に外光が侵入しないように遮光を行う機能と、利用者が電子ペーパー２０を記録装置１０に装着したときに電子ペーパー２０を保持する機能と有する。筐体１１は、この例においてはエンジニアリングプラスチックなどの樹脂で製作されている。
【００４４】
図２は、記録装置１０の構成を示す図である。制御部１１０は、記録装置１０の各要素を制御する制御装置である。この例で、制御部１１０は、演算装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）と、記憶装置としてのＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、入出力装置としてのＩ／Ｏポートとを備えたコンピュータである。ＨＤＤやＲＯＭには、記録装置１０を制御するためのプログラムや各種のデータが記憶されている。ＣＰＵは、ＨＤＤやＲＯＭからプログラムを読み込んで実行することで記録装置１０の各部の動作を制御する。また、ＣＰＵは、プログラム実行時のワークエリアとしてＲＡＭを使用する。
【００４５】
操作パネル１１５は、利用者からの指示操作を受け付け、受け付けた操作に応じた信号を制御部１１０に出力する。操作パネル１１５は、ユーザが指示を入力するための入力装置、例えば電源スイッチやテンキーと、利用者への情報の提供を行うための表示装置、例えば表示ランプや液晶ディスプレイとを有する。
【００４６】
電源１３５は、制御部１１０や、電極１４５（すなわち電子ペーパー２０）等に電力を供給する。着脱センサ１４０は、記録装置１０に電子ペーパー２０が装着されているか否かを検知し、検知した結果を制御部１１０に出力する。この例においては、着脱センサ１４０として押しボタンスイッチが用いられる。図１ａに示すように、記録装置１０に電子ペーパー２０が装着されてなければ押しボタンスイッチは押されていない。図１ｂに示すように電子ペーパー２０が装着されると押しボタンスイッチは押される。電極１４５は、３つの端子を有する。各端子は、電子ペーパー２０の電極２３ａ、電極２３ｂおよび電極２３ｃにそれぞれ対応する。電極１４５は、電源１３５が発生した電圧の電子ペーパー２０への供給に用いられる。電極１４５は、図１ｂに示すように電子ペーパー２０が記録装置１０に装着されたときに電子ペーパー２０の電極２３と電気的に接触する位置に配置されている。
【００４７】
画像処理部１７０は、制御部１１０の制御下で、ＬＣＤパネル１９５に描画する画像を示す画像データを処理する。画像処理部１７０は、処理した画像データを画像バッファ１７５に出力する。画像処理部１７０における画像処理は、例えば、複数の画像や、画像と文字との重ね合わせや、表示色の変更などである。画像バッファ１７５は、画像データを記憶するＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）である。
【００４８】
バックライト制御部１８０は、制御部１１０の制御下でバックライト１８５を駆動する。バックライト１８５は、バックライト制御部１８０の制御下で、ＬＣＤパネル１９５に照射する光を発生する。この例において、バックライト１８５の光は、波長のピークが６５０ｎｍの赤色と波長のピークが４８０ｎｍの青色のスペクトルを含んでいる。具体的に、バックライト１８５は、白色光を発生する冷陰極管を含んでいる。
【００４９】
ＬＣＤ駆動部１９０は、画像バッファ１７５に記憶された画像データを読み出し、読み出した画像データに従ってＬＣＤパネル１９５を駆動することにより、画像を表示させる。すなわち、ＬＣＤパネル１９５は、バックライト１８５からの光を選択的に透過する、透過型のカラー液晶パネルである。特に、このＬＣＤパネル１９５は、波長のピークが６５０ｎｍの赤色光と、波長のピークが４８０ｎｍの青色光とを選択的に透過する。
【００５０】
ＵＶランプ制御部１５０は、制御部１１０の制御下でＵＶランプ１５５を駆動する。ＵＶランプ１５５は、ＵＶランプ制御部１５０の制御下で、電子ペーパー２０に照射する紫外光を発生する。この例において、ＵＶランプ１５５が照射する紫外光は、例えば波長のピークが３６５ｎｍであり、選択透過層２４０に含まれるフォトクロミック化合物を異性化して赤色に発色させる。これにより、記録装置１０から照射される青色の記録光に対する選択透過層２４０の透過率は減少する。すなわち、ＵＶランプ１５５は、記録光とは異なる波長の電磁波（この場合は紫外線）を選択透過層へ照射して、表示媒体の選択透過層を発色させる発色手段の一例である。なお、ここでＵＶランプ１５５は、紫外光を表示体２２の面２２ａ側、すなわち表面側から照射するように記録装置１０に設けられているが、表示体２２の面２２ｂ側、すなわち裏面側から照射するように設けられていてもよい。
【００５１】
２．動作
２−１．電子ペーパー２０への記録
電子ペーパー２０への記録は、記録装置１０に電子ペーパー２０を装着した状態で行われる。制御部１１０は、ＵＶランプ制御部１５０を制御し、ＵＶランプ１５５を点灯させる。ＵＶランプ１５５により照射された紫外光は、電子ペーパー２０の選択透過層２４０に到達し、選択透過層２４０に含まれるフォトクロミック化合物は異性化して赤色に発色する。
【００５２】
次に、制御部１１０は、電子ペーパー２０に記録する画像を示すデータ、例えばＨＤＤに記憶されている画像データを、画像処理部１７０に送る。画像処理部１７０は、画像データを液晶層に対応した色成分（ここではＲＧＢ）に分解する。また、画像処理部１７０は、解像度変換や明るさ情報の付与などの処理を行う。画像処理部１７０は、こうして処理された画像データを画像バッファ１７５に送る。ＬＣＤ駆動部１９０は、画像バッファ１７５からデータを読み出し、その内容に応じてＬＣＤパネル１９５を制御する。また、制御部１１０は、ＬＣＤパネル１９５の制御と同期して、バックライト制御部１８０を制御し、バックライト１８５を点灯させる。その結果、バックライト１８５とＬＣＤパネル１９５は、画像データのうち赤色（Ｒ）の色成分がある位置では波長のピークが６５０ｎｍの赤色の記録光を透過させ、緑色（Ｇ）または青色（Ｂ）の色成分がある位置では波長のピークが４８０ｎｍの青色の記録光を透過させる。すなわち、バックライト１８５とＬＣＤパネル１９５は、表示媒体に対し、光を照射する照射手段の一例である。
【００５３】
さらに、制御部１１０は、バックライト１８５の制御と同期して、電源１３５を制御し、第１の光アドレス層または第２の光アドレス層に駆動電圧を印加する。すなわち、電源１３５は、表示媒体に対し、電圧を印加する電圧印加手段の一例である。具体的には、制御部１１０は、画像データのうち赤色（Ｒ）の色成分がある位置では、電極１４５を介して電極２３ｂおよび２３ｃに予め定められた電圧を印加する。これにより、上記位置に対応する第２の光アドレス層の位置には、予め定められた電圧が印加され、その位置における感光層２２５は低抵抗化し、液晶層２３０の配向はプレーナ配向となって赤色を呈する。また、制御部１１０は、画像データのうち緑色（Ｇ）または青色（Ｂ）の色成分がある位置では、電極１４５を介して電極２３ｂおよび２３ａに、この色成分のそれぞれに応じて、対応する予め定められた電圧を予め定められた順序で印加する。これにより、上記位置に対応する第１の光アドレス層の位置には、緑色（Ｇ）または青色（Ｂ）に対応する予め定められた電圧が予め定められた順序で印加され、その位置における感光層２５５は低抵抗化する。この電圧・順序が緑色（Ｇ）に対応する電圧・順序であれば、液晶層２６０の配向がプレーナ配向となって緑色を呈し、この電圧・順序が青色（Ｂ）に対応する電圧・順序であれば、液晶層２６５の配向がプレーナ配向となって青色を呈する。
【００５４】
このように、液晶層２６５、液晶層２６０および液晶層２３０に照射される光および印加される電圧を制御することにより、電子ペーパー２０への画像の記録（書き込み）が行われる。そして、制御部１１０、バックライト制御部１８０およびＬＣＤ駆動部１９０は、入力された画像データに応じて照射手段および電圧印加手段を制御する制御手段の一例である。
【００５５】
３．他の実施形態
本発明は上述の実施形態に限定されない。本発明は、以下のようにさまざまな形態で実施可能である。以下で説明する変形例のうち、２つ以上のものが組み合わせて用いられてもよい。
【００５６】
３−１．変形例１
記録装置１０の機能構成を実現するための装置構成は、図２で示されるものに限定されない。要求される機能を実現できるものであれば、どのような構成の装置が用いられてもよい。例えば、露光手段は、バックライト１８５およびＬＣＤパネル１９５に限定されない。発光色を変えられるバックライトと透過型モノクロ液晶パネルが、露光手段として用いられてもよい。
【００５７】
３−２．変形例２
選択透過層２４０は、絶縁性を有する透明樹脂にフォトクロミック化合物が分散させて形成されたものに限られない。絶縁層とフォトクロミック化合物を含有する膜を張り合わせたものでもよい。要するに、選択透過層２４０は、多光子吸収性を示す化合物を含むのであればよい。
【００５８】
３−３．変形例３
電子ペーパー２０の具体的構成は、実施形態で説明したものに限定されない。電子ペーパー２０は、例えば、一組の透明電極の間に１つの液晶層を挟んだ光アドレス層を複数有していてもよい。また、各液晶層で反射される波長帯の光の種類と積層の順序や組み合わせも実施形態で説明したものに限定されない。例えば、第１の光アドレス層が、液晶層２３０（赤）と液晶層２６０（緑）を有し、第１の光アドレス層よりも面２２ｂ側にある第２の光アドレス層が、液晶層２６５（青）を有する構成であってもよい。この場合、第２の光アドレス層は液晶層２６５（青）よりも面２２ｂ側に、波長のピークが４８０ｎｍの青色の記録光により露光され低抵抗化する感光層を有しており、この感光層と液晶層２６５（青）との間には、液晶層２６５（青）で反射される波長帯の光（すなわち青色）と、感光層を露光する青色の記録光を吸収する光吸収層があってもよい。また、第１の光アドレス層は液晶層２３０（赤）および液晶層２６０（緑）よりも面２２ｂ側に、波長のピークが６５０ｎｍの赤色の記録光により露光され低抵抗化する感光層を有しており、この感光層と液晶層２３０（赤）または液晶層２６０（緑）との間には、これらの液晶層で反射される波長帯の光（すなわち赤および緑）と、感光層を露光する赤色の記録光を吸収する光吸収層があってもよい。
【００５９】
そして、この場合、選択透過層２４０には、紫外線を照射するとシアンに発色し、これに可視光を照射すると透明になるフォトクロミック化合物を用いればよい。この選択透過層２４０は、発色状態において赤色の光を吸収することにより、赤色の補色（反対色）であるシアンに発色するので、発色状態において、赤色の光に対する多光子吸収性を呈する。すなわち、赤色の光のうち、強い光はそのほとんどが透過し、弱い光は吸収されて弱まるので、選択透過層２４０から出射する赤色の記録光のスポット径は、選択透過層２４０の入射時よりも小さくなる。また、液晶層の数も３つに限定されず、２層の液晶層や４層以上の液晶層が用いられてもよい。
【００６０】
３−４．変形例４
上述した実施形態において、選択透過層２４０に用いたフォトクロミック化合物は、紫外線を照射すると赤色に発色するジアリールエテン誘導体を用いたが、適用可能なフォトクロミック化合物はジアリールエテン誘導体に限られない。例えば、選択透過層２４０に用いるフォトクロミック化合物は、ビスメチレン無水コハク酸誘導体などのフルギド誘導体や、スピロピラン、スピロオキサジンなどであってもよい。この場合であっても、選択透過層２４０に用いるフォトクロミック化合物は、フォトクロミズムにより記録光の透過率を増大させるが、記録光の透過率が増大させられたフォトクロミック化合物を発色状態に戻すための発色手段はフォトクロミズムによるものでなくてもよい。
特にスピロピランの光異性体であるメロシアニンは双極性構造を有するため非極性媒体中に置かれると消色状態が安定となり、極性媒体中に置かれると着色状態が安定となる性質を有する。したがって、スピロピランを選択透過層２４０に含ませ、かつ、テトラキス［3，5一ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ホウ素アート錯体（TFPB）やテトラキス［3，5一ビス（ヘキサフルオロー2一メトキシー2一プロピル）フェニル］ホウ素アート錯体（HFPB）（特にH3OTFPB）のような脂溶性イオン対が形成する局所的双極場を利用することにより、記録光を照射すると、強い光を選択的に透過し、記録光の照射を止めると透明となった部分を含む選択透過層２４０の全体を着色させることができる。したがって、この場合、選択透過層に含まれるフォトクロミック化合物に局所的双極場を与える手段である媒体が、選択透過層を発色させる発色手段の一例であり、ＵＶランプ１５５やＵＶランプ制御部１５０といった選択透過層２４０に紫外線を照射して発色させる装置は不要である。
【符号の説明】
【００６１】
１０…記録装置、１１…筐体、１１０…制御部、１１５…操作パネル、１３５…電源、１４０…着脱センサ、１４５…電極、１５０…ＵＶランプ制御部、１５５…ＵＶランプ、１７０…画像処理部、１７５…画像バッファ、１８０…バックライト制御部、１８５…バックライト、１９０…ＬＣＤ駆動部、１９５…ＬＣＤパネル、２０…電子ペーパー、２１…フレーム、２２…表示体、２２０…光吸収層、２２５…感光層、２２ａ，２２ｂ…面、２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ…電極、２３０…液晶層、２３５…透明電極、２４０…選択透過層、２４５…透明電極、２５０…光吸収層、２５５…感光層、２６０…液晶層、２６５…液晶層、２７０…透明電極。
【図１ａ】
2010210893.tif 000004
【図１ｂ】
2010210893.tif 000005
【図２】
2010210893.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
2010210893.tif 000009
【図６】
2010210893.tif 000010
【図７】
2010210893.tif 000011
【図８】
2010210893.tif 000012
【図９】
2010210893.tif 000013