(57)【要約】【課題】積層された複数の表示層の各々の配向状態を変更する。【解決手段】リセット期間に表示層７ａ，７ｂに印加される電圧が、図６のＶｆｐｂＨよりも大きい場合は、表示層７ａ，７ｂともにホメオトロピック配向となる。その状態から、セレクト期間に表示層７ａ，７ｂに印加される電圧が、図６のＶｆｐａＨよりも小さく且つＶｆｐａＬよりも大きい場合を想定する。このような電圧が印加された領域において、ヒステリシスの大きい表示層７ａは、ホメオトロピック配向を維持するが、ヒステリシスの小さい表示層７ｂは、フォーカルコニック配向となる。一方、セレクト期間に表示層７ａ，７ｂに印加される電圧が、図６のＶｆｐｂＨよりも大きい場合は、表示層７ａ，７ｂともにホメオトロピック配向のままである。そして、電圧の印加が停止されると、ホメオトロピック配向状態はプレーナ配向に移行する。【選択図】図６
2010231030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶を含み、印加される電圧に応じて当該液晶の配向状態が変化する第１の表示層と、
液晶を含み、印加される電圧に応じて当該液晶の配向状態が変化する第２の表示層であって、印加される電圧と光の反射率との関係におけるヒステリシス特性が前記第１の表示層のヒステリシス特性とは異なる前記第２の表示層とを有する表示媒体と、
前記第１及び第２の表示層に対し第１の電圧を印加して当該第１及び第２の表示層に含まれる液晶の配向状態を変化させた後に、前記第１の表示層に対しては、当該第１の表示層のヒステリシス特性において液晶の配向状態を変化させる範囲に属し且つ前記第１の電圧よりも小さい第２の電圧を印加する一方、前記第２の表示層に対しては、当該第２の表示層のヒステリシス特性において液晶の配向状態を変化させない範囲に属する電圧を印加する電圧印加制御手段と
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の表示層に重ねられ、当該第１及び第２の表示層と直列に電圧が印加された状態で光が照射されると、その光が照射された領域において光電荷を発生させ、その光電荷の発生量に応じて前記第１及び第２の表示層に印加される実効電圧を増加させる光導電体層を備え、
前記電圧印加制御手段は、
前記第１及び第２の表示層と前記光導電体層とに対して決められた電圧を直列に印加した状態において、
前記光導電体層に第１の光量の光を照射して、前記第１及び第２の表示層に含まれる液晶の配向状態を変化させた後に
前記光導電体層に対して前記第１の光量よりも小さい第２の光量の光を照射し、当該第２の光量が照射された領域において、前記第１の表示層に印加される実効電圧を減少させて、前記第１の表示層のヒステリシス特性では液晶の配向状態を変化させる範囲に属する実効電圧を印加し、前記第２の表示層のヒステリシス特性では液晶の配向状態を変化させない範囲に属する実効電圧を印加する
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記電圧印加制御手段は、
前記第１及び第２の表示層に対して電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段によって印加される電圧の大きさを制御する制御手段であって、前記第１及び第２の表示層に対し前記電圧印加手段により第１の電圧を印加させて当該第１及び第２の表示層に含まれる液晶の配向状態を変化させた後に、前記第１の表示層に対しては、当該第１の表示層のヒステリシス特性において液晶の配向状態を変化させる範囲に属し、前記第１の電圧よりも小さい第２の電圧を前記電圧印加手段により印加させる一方、前記第２の表示層に対しては、当該第２の表示層のヒステリシス特性において液晶の配向状態を変化させない範囲に属する電圧を前記電圧印加手段により印加させる制御手段とを有する
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項４】
液晶を含み、印加される電圧に応じて当該液晶の配向状態が変化する第１の表示層と、
液晶を含み、印加される電圧に応じて当該液晶の配向状態が変化する第２の表示層であって、印加される電圧と光の反射率との関係におけるヒステリシス特性が前記第１の表示層のヒステリシス特性とは異なる前記第２の表示層とを備え、
前記第１及び第２の表示層に対して第１の電圧が印加させられて当該第１及び第２の表示層に含まれる液晶の配向状態が変化させられた後に、
前記第１の表示層に対しては、当該第１の表示層のヒステリシス特性において液晶の配向状態を変化させる範囲に属し且つ前記第１の電圧よりも小さい第２の電圧が印加されられる一方、前記第２の表示層に対しては、当該第２の表示層のヒステリシスにおいて液晶の配向状態を変化させない範囲に属する電圧が印加させられる
ことを特徴とする表示媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及び表示媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子ペーパなどと呼ばれる表示媒体には、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表示する光記録型の表示媒体がある。このような表示媒体を制御する方法として、積層型光変調素子を用いた閾値シフト法がある。閾値シフト法によれば、１つの駆動信号により２層以上の表示層を独立に制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１７７１９１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、各々の表示層において配向状態を変化させる時の閾値電圧の差の大小に関わらず、各表示層の配向状態をそれぞれ変更することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、液晶を含み、印加される電圧に応じて当該液晶の配向状態が変化する第１の表示層と、液晶を含み、印加される電圧に応じて当該液晶の配向状態が変化する第２の表示層であって、印加される電圧と光の反射率との関係におけるヒステリシス特性が前記第１の表示層のヒステリシス特性とは異なる前記第２の表示層とを有する表示媒体と、前記第１及び第２の表示層に対し第１の電圧を印加して当該第１及び第２の表示層に含まれる液晶の配向状態を変化させた後に、前記第１の表示層に対しては、当該第１の表示層のヒステリシス特性において液晶の配向状態を変化させる範囲に属し且つ前記第１の電圧よりも小さい第２の電圧を印加する一方、前記第２の表示層に対しては、当該第２の表示層のヒステリシス特性において液晶の配向状態を変化させない範囲に属する電圧を印加する電圧印加制御手段とを備えることを特徴とする表示装置を提供する。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の構成において、前記第１及び第２の表示層に重ねられ、当該第１及び第２の表示層と直列に電圧が印加された状態で光が照射されると、その光が照射された領域において光電荷を発生させ、その光電荷の発生量に応じて前記第１及び第２の表示層に印加される実効電圧を増加させる光導電体層を備え、前記電圧印加制御手段は、前記第１及び第２の表示層と前記光導電体層とに対して決められた電圧を直列に印加した状態において、前記光導電体層に第１の光量の光を照射して、前記第１及び第２の表示層に含まれる液晶の配向状態を変化させた後に前記光導電体層に対して前記第１の光量よりも小さい第２の光量の光を照射し、当該第２の光量が照射された領域において、前記第１の表示層に印加される実効電圧を減少させて、前記第１の表示層のヒステリシス特性では液晶の配向状態を変化させる範囲に属する実効電圧を印加し、前記第２の表示層のヒステリシス特性では液晶の配向状態を変化させない範囲に属する実効電圧を印加する。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の構成において、前記電圧印加制御手段は、前記第１及び第２の表示層に対して電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって印加される電圧の大きさを制御する制御手段であって、前記第１及び第２の表示層に対し前記電圧印加手段により第１の電圧を印加させて当該第１及び第２の表示層に含まれる液晶の配向状態を変化させた後に、前記第１の表示層に対しては、当該第１の表示層のヒステリシス特性において液晶の配向状態を変化させる範囲に属し、前記第１の電圧よりも小さい第２の電圧を前記電圧印加手段により印加させる一方、前記第２の表示層に対しては、当該第２の表示層のヒステリシス特性において液晶の配向状態を変化させない範囲に属する電圧を前記電圧印加手段により印加させる制御手段とを有する。
【０００８】
請求項４に係る発明は、液晶を含み、印加される電圧に応じて当該液晶の配向状態が変化する第１の表示層と、液晶を含み、印加される電圧に応じて当該液晶の配向状態が変化する第２の表示層であって、印加される電圧と光の反射率との関係におけるヒステリシス特性が前記第１の表示層のヒステリシス特性とは異なる前記第２の表示層とを備え、前記第１及び第２の表示層に対して第１の電圧が印加させられて当該第１及び第２の表示層に含まれる液晶の配向状態が変化させられた後に、前記第１の表示層に対しては、当該第１の表示層のヒステリシス特性において液晶の配向状態を変化させる範囲に属し且つ前記第１の電圧よりも小さい第２の電圧が印加されられる一方、前記第２の表示層に対しては、当該第２の表示層のヒステリシスにおいて液晶の配向状態を変化させない範囲に属する電圧が印加させられることを特徴とする表示媒体を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、各々の表示層において配向状態を変化させる時の閾値電圧の差の大小に関わらず、各表示層の配向状態をそれぞれ変更することができる。
請求項２に係る発明によれば、表示層に印加される実効電圧を光の照射により変更する表示装置において、各々の表示層において配向状態を変化させる時の閾値電圧の差の大小に関わらず、各表示層の配向状態をそれぞれ変更することができる。
請求項３に係る発明によれば、表示層に印加される実効電圧を電圧印加手段に対する制御により変更する表示装置において、各々の表示層において配向状態を変化させる時の閾値電圧の差の大小に関わらず、各表示層の配向状態をそれぞれ変更することができる。
請求項４に係る発明によれば、各々の表示層において配向状態を変化させる時の閾値電圧の差の大小に関わらず、各表示層の配向状態をそれぞれ変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る表示装置１００ａの構成を示す図である。
【図２】コレステリック液晶における印加電圧と正規化反射率との関係を示した図である。
【図３】２つの表示層におけるコレステリック液晶の配向状態の変化を示す図である。
【図４】コレステリック液晶のヒステリシス曲線を示す図である。
【図５】ヒステリシス特性の違いを示す図である。
【図６】２つの表示層におけるコレステリック液晶のヒステリシス曲線を示す図である。
【図７】リセット電圧とセレクト電圧を示すタイミングチャートである。
【図８】第２実施形態に係る表示装置１００の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
Ａ．第１実施形態
Ａ−１．構成
図１は、第１実施形態に係る表示装置１００ａの構成を示す図である。
この表示装置１００ａは、表示媒体１ａ、電圧印加部１０８、及び制御部１０６を有する。表示媒体１ａの透明基板１０１，１０２の一面には、各画素に対応する複数の透明電極１０３，１０４が形成されている。透明電極１０３，１０４間には、それぞれ高分子中にコレステリック液晶を分散させた高分子分散コレステリック液晶構造の表示層７ａ及び表示層７ｂ（以下、特に区別の必要がない場合は、これらを総称して「表示層７」と記す）が積層されている。表示層７ｂは第１の表示層の一例であり、表示層７ａは第２の表示層の一例である。透明基板１０１，１０２は、ガラスやプラスチックなどの絶縁性および光透過性を有する材料により形成されている。透明電極１０３，１０４は、ＩＴＯなどの導電性および光透過性を有する材料により形成されており、電圧印加部１０８に接続されている。透明基板１０１，１０２及び透明電極１０３，１０４は、例えばＩＴＯ電極付きガラス基板である。外光の入射側と反対側の透明基板１０２には、その裏面に、表示層７ａ、７ｂを透過した可視光成分を吸収するための黒色層１０９が形成されている。表示層７ａ及び表示層７ｂは、高分子マトリックス（透明樹脂）中に分散されたコレステリック液晶を含むものであり、それぞれ、入射光のうちの特定の波長の光についての反射・透過を決める配向状態が印加電圧によって変化し、変化の配向状態を無印加電圧下で保持する性質を有する。制御部１０６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びＲＯＭ（Read Only Memory）を備えており、透明電極１０３，１０４間に対して電圧を印加する電圧印加部１０８の動作を制御する。ＲＡＭは、表示媒体１ａに表示させる画像データを記憶する。ＲＯＭは、制御部１０６の動作に必要なプログラムを記憶する。制御部１０６及び電圧印加部１０８は、電圧印加制御手段の一例である。なお、表示媒体１ａと電圧印加部１０８及び制御部１０６とを切り離すことができるように、透明電極１０３，１０４と電圧印加部１０８とが分離できる構造であってもよい。
【００１２】
図２は、コレステリック液晶に印加される電圧と、そのコレステリック液晶の光の反射率との関係を示した図である。図中、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。
コレステリック液晶は、印加される電圧の大きさに応じて配向状態が変化する。このときの配向状態には３種類あり、具体的には、液晶のダイレクタが描く螺旋の軸が印加電圧による電界方向とほぼ平行で入射光の反射率が高い配向状態であるプレーナ配向、螺旋の軸が電界方向とほぼ垂直で入射光の反射率が低い配向状態であるフォーカルコニック配向、及び、螺旋構造がほどけて液晶ダイレクタが電界方向に揃った配向状態であるホメオトロピック配向の３種類がある。コレステリック液晶は、プレーナ配向であるときには、入射した光のうち、螺旋ピッチに依存した特定の光を反射する（これを選択反射と呼ぶ）。これらの配向状態のうち、プレーナ配向及びフォーカルコニック配向は無電界で双安定に存在するから、例えば印加電圧を急速に落としても、その配向状態は維持され続ける。このことを、プレーナ配向またはフォーカルコニック配向であるコレステリック液晶は記憶性を有すると言う。一方、ホメオトロピック配向は不安定であり、印加電圧を急速に落とすとプレーナ配向に移行した後に安定になる。
【００１３】
したがって、表示層７に内包されているコレステリック液晶は、電圧が印加されると、図２に示すように、プレーナ配向、フォーカルコニック配向及びホメオトロピック配向という各配向状態の間で変化する。プレーナ配向、フォーカルコニック配向及びホメオトロピック配向という各配向状態間には、遷移領域が存在するため、正規化反射率が９０％以上の場合を「選択反射状態」と定義し、正規化反射率が１０％以下の場合を「透過状態」と定義する。そして、プレーナ配向とフォーカルコニック配向の変化の閾値電圧を、遷移領域の前後に対して、それぞれＶｐｆ，９０、Ｖｐｆ，１０とし、フォーカルコニック配向とホメオトロピック配向の変化の閾値電圧を、遷移領域の前後に対して、それぞれＶｆｈ，１０、Ｖｆｈ，９０とする。即ち、「Ｖｆｈ」や「Ｖｐｆ」の後に続く「１０」、「９０」という数値は、それぞれ、正規化反射率が１０％、９０％であるときの電圧であることを意味している。印加された電圧が、Ｖｆｈ，９０以上のときには、ホメオトロピック配向からプレーナ配向に変化したことによる選択反射状態となり、Ｖｐｆ，１０とＶｆｈ，１０の間のときには、フォーカルコニック配向による透過状態となり、Ｖｐｆ，９０以下のときには、電圧の印加前の状態を継続した状態、すなわちプレーナ配向による選択反射状態またはフォーカルコニック配向による透過状態となる。
【００１４】
コレステリック液晶を用いた一般的な表示装置では、それぞれの表示層における閾値電圧が異なっている。
図３は、２つの表示層Ａ，Ｂのコレステリック液晶の配向の変化を示す図である。同図に示されるように、表示層Ａ，Ｂのいずれのコレステリック液晶についても、印加電圧が大きくなると、電圧の印加前の状態（例えば、プレーナ配向の選択反射状態）からフォーカルコニック配向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配向からホメオトロピック配向へと変化する。そして、ホメオトロピック配向へと変化した後、印加電圧が停止されると、プレーナ配向に変化して選択反射状態になる。この変化を生じるときの閾値電圧は、それぞれの表示層で異なる。すなわち、プレーナ配向からフォーカルコニック配向への変化の閾値電圧を、「下閾値電圧」とすると、表示層Ａの下閾値電圧はＶｐｆａであるのに対し、表示層Ｂの下閾値電圧は、Ｖｐｆａよりも大きいＶｐｆｂである。一方、フォーカルコニック配向からホメオトロピック配向への変化の閾値電圧を、「上閾値電圧」とすると、表示層Ａの上閾値電圧はＶｆｐａであるのに対し、表示層Ｂの上閾値電圧は、Ｖｆｐａよりも大きいＶｆｐｂである。
【００１５】
このように構成された表示層Ａ，Ｂに対しては、上閾値電圧に基づく電圧を印加する第１の書き込み工程と、下閾値電圧に基づく電圧を印加する第２の書き込み工程とによって画像が書きこまれる。以下の説明においては、プレーナ配向状態をＰとし、フォーカルコニック配向状態をＦとし、表示層Ａ，Ｂの配向状態の関係を例えば（Ｐ，Ｐ）のように示す。ここで、表示層７ａ，７ｂの配向状態の組み合わせは、（Ｐ，Ｐ）、（Ｐ，Ｆ）、（Ｆ，Ｐ）、（Ｆ，Ｆ）の４通りである。
まず、第１の書き込み工程においては、表示層Ａ，Ｂに、図３の電圧Ｖｄの範囲の電圧（以下、電圧Ｖｄという、電圧Ｖａ〜Ｖｃの範囲の電圧についても同様）が印加されると、表示層Ａ，Ｂはいずれも、ホメオトロピック配向状態となる。次に、表示層Ａ，Ｂの一部の領域に対応する透明電極間に、電圧Ｖｃが印加されると、その領域における表示層Ａは、ホメオトロピック配向状態のままであるが、その領域における表示層Ｂは、フォーカルコニック配向状態となる。そして、電圧の印加が停止されると、ホメオトロピック配向状態はプレーナ配向に移行する。これにより、コレステリック液晶の配向状態は、（Ｐ，Ｐ）又は（Ｐ，Ｆ）となる。
次に、第２の書き込み工程においては、表示層Ａ，Ｂに、電圧Ｖａが印加される。この状態において、表示層Ａ，Ｂは、それぞれ、上記の配向状態（Ｐ，Ｆ）又は（Ｐ，Ｐ）のいずれかを保っている。次に、表示層Ａ，Ｂの一部の領域に、電圧Ｖｂが印加されると、その領域における表示層７ａがフォーカルコニック配向状態となる。すなわち、配向状態が（Ｐ，Ｆ）であった部分のうちの一部の領域が（Ｆ，Ｆ）となり、（Ｐ，Ｐ）であった部分のうちの一部の領域が（Ｆ，Ｐ）となる。そして、電圧の印加が停止されると、結局、液晶の配向状態は、（Ｐ，Ｐ）、（Ｐ，Ｆ）、（Ｆ，Ｐ）又は（Ｆ，Ｆ）のいずれかとなる。
【００１６】
上記のような閾値シフト法と呼ばれる駆動を行うためには、表示層Ａと表示層Ｂとで閾値電圧が離れていることが必要であるが、特に上閾値電圧の間に適当な差を確保することが難しい。そこで、本実施形態では、特にこの上閾値電圧におけるヒステリシス特性がそれぞれ異なる表示層７ａと表示層７ｂとを用いることで、上閾値電圧の間の差の大小に関わらず、表示層７ａと表示層７ｂとをそれぞれ独立に制御する。
【００１７】
図４は、コレステリック液晶の配向がホメオトロピックとフォーカルコニックの間で変化する際のヒステリシス特性の一例を表す曲線である。コレステリック液晶においては、一般的に、フォーカルコニック配向からホメオトロピック配向に遷移するときの閾値電圧の方が、ホメオトロピック配向からフォーカルコニック配向に遷移するときの閾値電圧よりも大きい、というヒステリシス特性が存在する。つまり、図４では、フォーカルコニック配向からホメオトロピック配向に遷移するときの閾値電圧Ｖｆ１は、ホメオトロピック配向からフォーカルコニック配向に遷移するときの閾値電圧Ｖｆ２よりも大きい。なお、Ｖｆ１は、フォーカルコニック配向からホメオトロピック配向に遷移するときの正規化反射率が５０％となるときの電圧を意味し、Ｖｆ２は、ホメオトロピック配向からフォーカルコニックに遷移するときの正規化反射率が５０％となるときの電圧を意味している。
【００１８】
以下では、Ｖｆ１とＶｆ２との差が大きいほど、「ヒステリシスが大きい」と言い、Ｖｆ１とＶｆ２との差が小さいほど、「ヒステリシスが小さい」と言う。ホメオトロピック配向とフォーカルコニック配向との間の遷移時定数は、液晶材料のツイスト弾性定数に依存するため、このツイスト弾性定数が調整されると、ホメオトロピックーフォーカルコニック間のヒステリシス特性が変わることになる。よって、液晶材料のツイスト弾性定数を調整することで、ヒステリシスの大きさも調整できる。
【００１９】
ここで、図５は、ヒステリシスが大きいコレステリック液晶と、ヒステリシスが小さいコレステリック液晶とにおける、上閾値電圧近傍のヒステリシス特性を表す曲線である。図５（ａ）に示すようなヒステリシスが大きいコレステリック液晶と、図５（ｂ）に示すようなヒステリシスが小さいコレステリック液晶とでは、それぞれの上閾値電圧間に閾値シフト法を容易に実現し得るほどの差はないが、ヒステリシス特性に差がある。例えば、両者に対して、第１の書き込み工程として、電圧Ｖ１を印加した後に電圧Ｖ２を印加した場合、図５（ｂ）に示したコレステリック液晶の配向状態は、ホメオトロピック配向からフォーカルコニック配向に変わるのに対し、図５（ａ）に示したコレステリック液晶の配向状態は、ホメオトロピック配向のままである。その後に電圧印加を停止するとプレーナ配向となる。つまり、第１の書き込み工程における印加電圧の大きさを変えることによって、表示層７ａ，７ｂの配向状態が選択される。
【００２０】
このような配向状態の選択を可能にするべく、図６に示すように、表示層７ａは、表示層７ｂに比べて、上閾値電圧におけるヒステリシスが大きくなるように調整され、且つ、表示層７ｂは、表示層７ａに比べて、上閾値電圧におけるヒステリシスが小さくなるように調整されている。なお、図６において、図３と同じ意味を持つ閾値電圧には同じ表記をしている。ＶｆｐａＨは、表示層７ａにおいて、フォーカルコニック配向からホメオトロピック配向に遷移するときの正規化反射率が５０％となるときの電圧を意味し、ＶｆｐａＬは、ホメオトロピック配向からフォーカルコニックに遷移するときの正規化反射率が５０％となるときの電圧を意味している。また、ＶｆｐｂＨは、表示層７ｂにおいて、フォーカルコニック配向からホメオトロピック配向に遷移するときの正規化反射率が５０％となるときの電圧を意味し、ＶｆｐｂＬは、ホメオトロピック配向からフォーカルコニックに遷移するときの正規化反射率が５０％となるときの電圧を意味している。
【００２１】
Ａ−２．動作
制御部１０６は、画像の書き込み指示がされると、画像データに応じた画像を表示媒体１ａへ書き込む処理を開始し、表示層７ａに対応する色成分、及び、表示層７ｂに対応する色成分の書き込みを行う。まず、制御部１０６は、第１の書き込み工程において、電圧印加部１０８を制御して、画像データに応じた、「リセット期間」と「セレクト期間」の２つの期間からなる、図７に例示するような電圧を印加する。表示媒体１ａは、電圧印加部１０８から「リセット期間」と「セレクト期間」の２つの期間からなる電圧を印加された後に「表示期間」となり、自身の双安定性効果によって画像の表示を維持する。ここで、第１の書き込み工程において電圧印加部１０８が「リセット期間」と「セレクト期間」に表示媒体１ａに対して電圧を印加した際の、コレステリック液晶の配向状態の挙動を説明する。
【００２２】
まず、リセット期間において、表示層７ａ，７ｂに印加される電圧（第１の電圧）が、図６のＶｆｐｂＨよりも大きい範囲にある場合は、表示層７ａ，７ｂともにホメオトロピック配向となる。
【００２３】
その状態から、セレクト期間において、表示層７ａ，７ｂに印加される電圧が、図６のＶｆｐａＨよりも小さく且つＶｆｐａＬよりも大きい範囲の値になった場合を想定する。このような電圧が印加された領域において、ヒステリシスの大きい表示層７ａは、ホメオトロピック配向を維持するが、ヒステリシスの小さい表示層７ｂは、フォーカルコニック配向となる。つまり、制御部１０６及び電圧印加部１０８は、第１の表示層である表示層７ｂに対しては、当該表示層のヒステリシス特性においてコレステリック液晶の配向状態を変化させる範囲に属し、且つ、第２の表示層である表示層７ａに対しては、当該表示層のヒステリシス特性においてコレステリック液晶の配向状態を変化させない範囲に属するような、リセット期間の電圧よりも小さい電圧（第２の電圧）を印加する。また、セレクト期間において、表示層７ａ，７ｂに印加される電圧が、図６のＶｆｐｂＨよりも大きい範囲にある場合は、表示層７ａ，７ｂともにホメオトロピック配向のままである。そして、電圧の印加が停止されると、ホメオトロピック配向状態はプレーナ配向に移行する。これにより、液晶の配向状態は、（Ｐ，Ｐ）又は（Ｐ，Ｆ）となる。つまり、表示層７ｂの配向状態がＰまたはＦに決定されることになる。このような第１の書き込み工程により表示層７ｂの配向状態が決定された後、表示層７ａの配向状態を選択する第２の書き込み工程が公知の閾値シフト法により行われる。
【００２４】
Ｂ．第２実施形態
上述した第１実施形態は、電圧印加部１０８により大きさの異なる電圧を印加して表示層７ａ，７ｂを駆動するものであった。これに対し、以下に述べる第２実施形態では、表示層７ａ，７ｂに一定の電圧を印加した状態で、その表示層７ａ，７ｂに光を照射することで表示層７ａ，７ｂに対する印加電圧を変化させるものである。ただし、この第２実施形態においても、第１の表示層である表示層７ｂに対しては、当該表示層のヒステリシス特性においてコレステリック液晶の配向状態を変化させる範囲に属し、且つ、第２の表示層である表示層７ａに対しては、当該表示層のヒステリシス特性においてコレステリック液晶の配向状態を変化させない範囲に属するような、リセット期間の電圧よりも小さい電圧を印加する、という点では第１実施形態と同じ考え方である。
【００２５】
Ｂ−１．構成
図８は、第２実施形態に係る表示装置１００の構成を示す図である。この表示装置１００は、表示媒体１と書込装置２とを有する。表示媒体１は、光の照射及びバイアス電圧の印加によって、複数の表示層が選択的に駆動される反射型液晶表示素子である。表示媒体１は、利用者によって観察される表示面側から順に、透明基板３、透明電極５、表示層７ｂ（第１の表示層）、表示層７ａ（第２の表示層）、ラミネート層８、着色層９（遮光層）、有機光導電体層１０（ＯＰＣ：Organic Photo Conductor）、透明電極６及び透明基板４が積層されてなる。透明電極５、表示層７ｂ、表示層７ａ、ラミネート層８、着色層９、有機光導電体層１０及び透明電極６は、電圧印加部１７に対して電気的に直列に接続されている。
【００２６】
透明基板３及び透明基板４は、これらの間に存在する各層を保持し、表示媒体１の構造を維持する部材である。透明基板３及び透明基板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、少なくとも入射光を透過する機能を有している。透明電極５及び透明電極６は、書込装置２から印加されたバイアス電圧を、表示媒体１の各層へ印加する導電性部材であり、少なくとも入射光及び光を透過する。表示層７ａ及び表示層７ｂ（以下、特に区別の必要がない場合は、これらを総称して「表示層７」と記す）は、入射光のうちの特定の波長の光についての反射・透過を決める配向状態が印加電圧によって変化し、変化の状態を無印加電圧下で保持する性質を有する。例えば、この表示層７は、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されて成る。これらの表示層７ａ及び表示層７ｂは、第１実施形態と同様に、図６に示すようなヒステリシス特性を有する。つまり、表示層７ａは、表示層７ｂよりもヒステリシスが大きく、表示層７ｂは、表示層７ａよりもヒステリシスが小さい。
【００２７】
有機光導電体層１０は、内部光電効果をもち、光の照射強度に応じてインピーダンス特性が変化する層である。即ち、有機光導電体層１０は、表示層７ａ，７ｂと直列に電圧が印加された状態で光が照射されると、その光が照射された領域において、その電圧に応じた量の光電荷を発生させ、その光電荷の発生量に応じて表示層７ａ，７ｂに印加される実効電圧を増加させる。また、有機光導電体層１０は、表示層７ａ，７ｂと直列に電圧が印加され且つ光が照射された状態で、その光の光量が低下したときには、光電荷の発生量が少なくなるから、表示層７ａ，７ｂに印加される実効電圧は減少する。この有機光導電体層１０は、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）が電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）の上下に積層された３層構造に形成されてなる。図８に示した有機光導電体層１０は、上層（表示面側の層）から順に上側の電荷発生層１３、電荷輸送層１４及び下側の電荷発生層１５が積層されてなる。電荷発生層１３及び電荷発生層１５は、光を吸収して光電荷を発生させる機能を有する層である。主に、電荷発生層１３が表示面側の透明電極５から書き込み面側の透明電極６の方向に流れる光電荷量を、電荷発生層１５が書き込み面側の透明電極６から表示面側の透明電極５の方向に流れる光電荷量を、それぞれ決めている。電荷発生層１３及び電荷発生層１５としては、光を吸収して励起子を発生させ、ＣＧＬ内部、またはＣＧＬ／ＣＴＬ界面で自由電荷に効率良く分離させられるものであってもよい。電荷輸送層１４は、電荷発生層１３及び電荷発生層１５で発生した光電荷が注入されて、その光電荷をバイアス信号で印加された電界方向にドリフトする機能を有する層である。これにより、光電荷の発生量に応じて表示層７ａ，７ｂに印加される電圧が増加する。一般にＣＴＬは、ＣＧＬ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、及び電荷輸送層１４内部の光電荷電流が、有機光導電体層１０全体の明暗インピーダンスを決定付けている。電荷輸送層１４は、電荷発生層１３及び電荷発生層１５からの自由電荷の注入が効率良く発生し（つまり電荷発生層１３及び電荷発生層１５とイオン化ポテンシャルが近い）、注入された自由電荷が高速にホッピング移動するものであってもよい。
【００２８】
着色層９は、光と入射光を光学分離し、相互干渉による誤動作を防ぐ目的で設けられる層であり、ＣＧＬの吸収波長域の光を吸収するものであるが、必ずしも必須の構成要素ではない。ラミネート層８は、ガラス転移点の低い高分子材料を含むものであり、熱や圧力によって表示層７ａ，７ｂと着色層９とを密着・接着させることができる材料が選択される。また、少なくとも入射光、光に対して透過性を有する。なお、ラミネート層８は、必ずしも必須の構成要素ではない。
【００２９】
書込装置２は、表示媒体１に画像を書込む装置であり、表示媒体１に対して光の照射を行う光照射部１８と、表示媒体１にバイアス電圧を印加する電圧印加部１７と、これらの動作を制御する制御部１６と、図示しない外部の装置と接続するＩ／Ｏ（Input/Output）２０と、ユーザの操作を受け付ける操作部２１とを備えている。
【００３０】
電圧印加部１７は、制御部１６からの入力信号に基づき、予め決められた値のバイアス電圧を表示媒体１に印加する。この電圧印加部１７には、例えばバイポーラ高電圧アンプなどが用いられる。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を介して、透明電極５と透明電極６との間に為される。ここで接触端子１９とは、電圧印加部１７及び表示媒体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及び電圧印加部１７との接触抵抗が小さいものが選択される。表示媒体１と書込装置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ってもよい。
【００３１】
光照射部１８は、光を表示媒体１に照射する機能を有し、制御部１６からの入力信号に基づいて、表示媒体１の有機光導電体層１０に対し、画像データに応じた位置に光を照射する。この光は、有機光導電体層１０の吸収波長域内にピーク強度を持ち、バンド幅の狭い光である。光のスペクトルは、有機光導電体層１０の吸収波長域のエネルギーが多く含まれるようなスペクトルである。光照射部１８としては、例えば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（Light Emitting Diode）、ＥＬ（Electro Luminescence）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（Liquid Crystal Display）、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（Cathode Ray Tube）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＥＬ、ＬＥＤ、ＦＥＤ（Field Emission Display）、ＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display））。
（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。
【００３２】
制御部１６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭを備えており、電圧印加部１７及び光照射部１８の動作を制御する。制御部１６は、電圧印加部１７を制御して表示媒体１へ予め定められた電圧を印加させ、光照射部１８を制御して上記の画像データに応じた光を表示媒体１の有機光導電体層１０へ照射させる。ＲＡＭは、表示媒体１に表示させる画像データを記憶する。ＲＯＭは、書込装置２の動作に必要なプログラムを記憶した記憶装置である。制御部１６及び電圧印加部１７は、電圧印加制御手段の一例である。Ｉ／Ｏ２０は、ＵＳＢポートなどの汎用インターフェイスを備えており、画像データを制御部１６に受け渡す。操作部２１は、ボタンなどの操作手段を備えており、ユーザの操作に応じた信号を制御部１６に出力する。
【００３３】
Ｂ−２．動作
次に、書込装置２における表示媒体１への画像の書き込み動作について説明する。書込装置２は、光を照射し得る位置に表示媒体１を保持した状態で、操作部２１の操作などによって画像の書き込み指示がされると、制御部１６は、画像データに応じた画像の表示媒体１への書き込みを開始し、表示層７ａに対応する色成分、及び、表示層７ｂに対応する色成分の書き込みを行う。以下の説明においては、プレーナ配向状態をＰとし、フォーカルコニック配向状態をＦとし、表示層７ａと表示層７ｂとの配向状態の関係を例えば（Ｐ，Ｐ）のように示す。
【００３４】
制御部１６は、第１の書き込み工程において、電圧印加部１７を制御して透明電極５、６間に電圧を印加させるとともに、光照射部１８から表示媒体１の表示面の全面に、第１の光量の光を照射させる。電圧印加部１７による印加電圧は、有機光導電体層１０と表示層７とによって分圧される。さらに、このとき、光照射部１８から照射された光により、有機光導電体層１０の抵抗が低下し、表示層７の分圧比が増加した状態となる。この状態における表示層７に対して印加される実効電圧は、図６のＶｆｐｂＨよりも大きくなる。つまり、電圧印加部１７による印加電圧と、光照射部１８から照射される光の光量（第１の光量）は、表示層７に対する実効電圧がＶｆｐｂＨよりも大きくなるように決められている。このとき、表示層７ａ，７ｂは、ホメオトロピック配向状態となる。
【００３５】
次に、制御部１６は、画像データに応じて、表示媒体１の表示面の一部の領域に対して光照射部１８から照射されている光の光量を低下させて、第２の光量とする（第２の光量＜第１の光量）。これにより、その領域における有機光導電体層１０の抵抗が増大し、表示層７の分圧比が減少する。このとき、表示層７のうち、光の光量が低下した領域については、印加される実効電圧がＶｆｐａＬよりも大きくＶｆｐｂＬよりも小さい範囲になる。つまり、電圧印加部１７による印加電圧と、光照射部１８から照射される光の光量（第２の光量）は、表示層７に対する実効電圧がＶｆｐａＬよりも大きくＶｆｐｂＬよりも小さい範囲になるように決められている。そして、制御部１６が電圧印加部１７による電圧の印加を停止させると、液晶の配向状態は、第１の光量の光のみが照射された領域は（Ｐ，Ｐ）となり、第２の光量の光が照射された領域では表示層７ｂがフォーカルコニック配向状態となって（Ｐ，Ｆ）となる。
このように、制御部１６は、電圧印加部１７から透明電極５、６間に電圧を印加させるとともに、光照射部１８から有機光導電体層１０に第１の光量の光を照射させて、第１の表示層である表示層７ｂ及び第２の表示層である表示層７ａに含まれる液晶の配向状態を変化させる。その後に、制御部１６は、画像データに応じて、光照射部１８から有機光導電体層１０に第１の光量よりも小さい第２の光量の光を照射させるとともに、電圧印加部１７から表示層７ｂのヒステリシス特性ではコレステリック液晶の配向状態を変化させる範囲に属する実効電圧を印加し、表示層７ａのヒステリシス特性ではコレステリック液晶の配向状態を変化させない範囲に属する実効電圧を印加する。
以上が第１の書き込み工程である。
【００３６】
次に、制御部１６は、第２の書き込み工程を開始する。
制御部１６は、電圧印加部１７を制御して透明電極５、６間に電圧を印加させる。
電圧印加部１７による印加電圧は、有機光導電体層１０と表示層７とによって分圧される。この状態における表示層７に対して印加される実効電圧は、図６のＶｐｆａよりも小さい。この状態において、表示層７ａ，７ｂは、それぞれ、上記の配向状態である（Ｐ，Ｆ）又は（Ｐ，Ｐ）のいずれかを保っている。そして、制御部１６は、画像データにおいて光照射部１８から光を照射させる。これにより、有機光導電体層１０の抵抗が低下し、表示層７の分圧比が増加する。そして、表示層７のうち、光が照射された領域については、印加される電圧がＶｐｆａよりも大きくＶｐｆｂよりも小さい範囲の電圧になるように増加して、光が照射された部分の表示層７ａがフォーカルコニック配向状態となる。すなわち、配向状態が（Ｐ，Ｆ）であった部分のうち、光が照射された部分は（Ｆ，Ｆ）となり、（Ｐ，Ｐ）であった部分のうち、光が照射された部分は、（Ｆ，Ｐ）となる。一方、第２の書き込み工程において光が照射されなかった部分は、元の配向状態である（Ｐ，Ｆ）又は（Ｐ，Ｐ）のいずれかを維持する。そして、記録電圧Ｖ２の印加を停止しても、これらの配向状態は維持される。この結果、表示層７の配向状態は、（Ｐ，Ｆ）、（Ｐ，Ｐ）、（Ｆ，Ｆ）又は（Ｆ，Ｐ）のいずれかになる。
【００３７】
以上説明した第１実施形態及び第２実施形態では、制御部１６は、表示層７ａ，７ｂの上閾値の差が閾値シフト法を行い得るほどに十分ではない場合でも、表示層７ａ，７ｂのヒステリシスの大きさの違いに着目した駆動を行って、これら表示層７ａ，７ｂを独立して制御する。
一般に、表示層７ａ，７ｂの上閾値を異なせるための手法として、各表示層の容量比を調整するというものがあるが、この場合、各表示層に含まれる液晶材料間の誘電率の差を一定以上にする必要があり、そのために誘電率が比較的低い液晶材料を使用せざるを得ないという事情がある。低誘電率の液晶材料は屈折率異方性が低い傾向にあり、光の反射率が低いため、このような液晶材料を用いた表示媒体１では画像のコントラストが低下してしまう。これに対し、上記第１及び第２実施形態では、表示層７ａ，７ｂの上閾値を異ならせるのではなく、ヒステリシス特性を異ならせるという、従来とは異なる仕組みを利用しているので、上述した、表示層７ａ，７ｂ同士の誘電率比を大きくとった場合に低誘電率側の表示層のコントラストが低下する、という問題の程度が軽減される。
【００３８】
Ｃ．変形例
上記実施形態において、表示媒体１ａ及び表示媒体１は、２層の表示層７が積層されている構成とした。しかし、積層された表示層７の数は、２層に限定するものではなく、これ以上であればよい。
上記実施形態において、表示面側ではない側の電極（透明電極１０４，透明電極６）は、透明でなくても構わない。
また、表示層７は、自己保持型液晶複合体の表示層であることは必須ではなく、単に液晶のみで表示層７を構成することとしても構わない。表示層７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。
【符号の説明】
【００３９】
１００ａ、１００…表示装置、１ａ、１…表示媒体、１０１，１０２，３，４…透明基板、１０３，１０４，５，６…透明電極、１０６，１６…制御部、１０８，１７…電圧印加部、１０９…黒色層、７ａ，７ｂ…表示層、２…書込装置、８…ラミネート層、９…着色層、１０…有機光導電体層、１３…電荷発生層、１４…電荷輸送層、１５…電荷発生層、１８…光照射部、１９…接触端子、２０…Ｉ／Ｏ、２１…操作部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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