(57)【要約】【課題】調光層を用いない場合に比べ、光記録型の表示媒体に画像を記録するときに用いる光より強い太陽光などの外光に対する耐光性を向上させること。【解決手段】本発明の実施形態に係る電子ペーパ２００は、太陽光などの外光下に晒されると着色する調光層２８０を、記録光が照射される面側に有している。電子ペーパ２００は、太陽光などの外光下に晒されると、記録光が照射される面側は着色した色を呈する。これにより、外光の入射が妨げられて光疲労が低減される。電子ペーパ２００は、記録装置に保持されると、調光層２８０が着色前の状態に戻り、記録光による画像が記録される。【選択図】図２
2011065077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の波長帯の光に感光する感光層を有し、前記感光層を感光させる波長分布を有する記録光が照射されると当該記録光に応じた画像が記録され、当該画像を表示する表示層と、
前記表示層の前記記録光が照射される面側に設けられ、外部刺激に応じて透過率が変化する調光層であって、前記記録光の照射によっては当該記録光により前記表示層に画像が記録される透過率となる一方、当該記録光の波長分布とは異なる波長分布を有する光が照射された場合には前記特定の波長帯における光の透過率を減少させる調光層と
を具備することを特徴とする表示媒体。
【請求項２】
前記外部刺激は、照射される光である
ことを特徴とする請求項１に記載の表示媒体。
【請求項３】
前記表示層の画像の表示は、当該画像を記録する前記記録光が照射される面側とは反対方向で行われる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示媒体。
【請求項４】
前記感光層よりも前記画像が表示される面側に前記特定の波長帯の光を吸収する吸収層をさらに具備する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表示媒体。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の表示媒体の表示層に記録すべき画像を示す画像情報に応じて、当該表示媒体に前記記録光を照射する光照射手段であって、当該記録光以外の光が前記感光層に照射されることを妨げる状態で当該記録光を照射する光照射手段
を具備することを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示媒体および記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空間光変調素子の光導電体層に書込み光を照射して画像情報の書込みを行うときに、書込み光が空間光変調素子の同一箇所に照射され続ける状態となる場合に、遮光版を用いて空間光変調素子へ書込み光が到達しないようにする技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−２８９４２０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、調光層を用いない場合に比べ、光記録型の表示媒体に画像を記録するときに用いる光より強い太陽光などの外光に対する耐光性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る表示媒体は、特定の波長帯の光に感光する感光層を有し、前記感光層を感光させる波長分布を有する記録光が照射されると当該記録光に応じた画像が記録され、当該画像を表示する表示層と、前記表示層の前記記録光が照射される面側に設けられ、外部刺激に応じて透過率が変化する調光層であって、前記記録光の照射によっては当該記録光により前記表示層に画像が記録される透過率となる一方、当該記録光の波長分布とは異なる波長分布を有する光が照射された場合には前記特定の波長帯における光の透過率を減少させる調光層とを具備することを特徴とする。
【０００６】
本発明の請求項２に係る表示媒体は、請求項１に記載の表示媒体において、前記外部刺激は、照射される光であることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項３に係る表示媒体は、請求項１または請求項２に記載の表示媒体において、前記表示層の画像の表示は、当該画像を記録する前記記録光が照射される面側とは反対方向で行われることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項４に係る表示媒体は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表示媒体において、前記感光層よりも前記画像が表示される面側に前記特定の波長帯の光を吸収する吸収層をさらに具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項５に係る記録装置は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の表示媒体の表示層に記録すべき画像を示す画像情報に応じて、当該表示媒体に前記記録光を照射する光照射手段であって、当該記録光以外の光が前記感光層に照射されることを妨げる状態で当該記録光を照射する光照射手段を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１に記載の発明によれば、調光層を用いない場合に比べ、光記録型の表示媒体に画像を記録するときに用いる光より強い太陽光などの外光に対する耐光性を向上させることができる。
本発明の請求項２に記載の発明によれば、太陽光などの自然エネルギを用いて調光層の透過率を変化させることができる。
本発明の請求項３に記載の発明によれば、耐光性を向上させている状態であっても記録された画像を観察することができる。
本発明の請求項４に記載の発明によれば、画像が表示される面側からの入射する光に対しても耐光性を向上させることができる。
本発明の請求項５に記載の発明によれば、耐光性を向上させる調光層を有している表示媒体に対しても画像を記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る記録装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係る電子ペーパの構成を示す断面図である。
【図３】実施形態に係る調光層を構成する各材料の吸収率特性を示す図である。
【図４】実施形態に係る調光層の紫外光照射有無による透過率特性を示す図である。
【図５】変形例１に係る電子ペーパおよび遮光媒体の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係る記録装置１００の構成を示すブロック図である。記録装置１００は、記録装置１００に保持された光記録型の表示媒体である電子ペーパ２００に対して、画像を示す画像情報に応じた画像を記録する装置である。
記録装置１００は、制御部１１０、操作部１２０、光照射部１３０、電圧印加部１４０および情報取得部１５０を備える。
【００１３】
制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置やメモリなどの記憶手段を備え、記録装置１００の各部の動作を制御する。
操作部１２０は、利用者が記録装置１００に対して選択、確認、取り消しなどの指示を行うための操作を行うタッチパネル、キーボードなどの操作手段であって、操作内容を示す情報を制御部１１０に出力する。制御部１１０の制御によって情報が表示される表示画面を有していてもよい。
【００１４】
光照射部１３０は、電子ペーパ２００に対して画像を記録するときの光である記録光を照射する光源を有している。この光源は、液晶ディスプレイなどを用いた面状の光源であって、液晶ディスプレイの各画素を単位とした領域毎に、電子ペーパ２００に対して記録光を照射する。記録光を照射する領域は、制御部１１０の制御によって定められる。記録光は、後述する感光層２３０に照射された場合に、感光層２３０を感光させる波長分布であって、後述する調光層２８０の透過率を変化させるための光（この例においては紫外光）が有する波長分布とは異なる波長分布を有する。この例においては、記録光の波長分布は、可視光領域、例えば４００ｎｍから６００ｎｍに含まれるように設定されている。
なお、この光源は、半導体レーザなどであって、光源から発生した記録光は、回転するポリゴンミラーなどの反射物に反射させて、電子ペーパ２００の画像を表示する単位である画素に対してスポット状に照射されるものであってもよいし、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が線状に配置され、画像を記録する解像度に応じた範囲に各ＬＥＤの記録光を収束するレンズを備えたＬＥＤアレイであってもよい。この場合には、制御部１１０の制御により、照射される記録光が電子ペーパ２００を走査して照射するように制御される。
【００１５】
ここで、電子ペーパ２００は、記録装置１００に保持された状態で、光照射部１３０により記録光が照射されるが、電子ペーパ２００の記録光が照射される面側からは、記録光以外の外光などが照射されることを妨げるように、記録装置１００に保持される。外光の照射を妨げる構成については、例えば、以下のようにすればよい。
記録装置１００の筐体内部に光照射部１３０を設ける。記録装置１００の筐体は、遮光部材と、光照射部１３０からの光が透過する透過部材とを有する。記録装置１００に電子ペーパ２００を保持させると、電子ペーパ２００の記録光が照射される面が、透過部材を覆うように位置し、光照射部１３０からの記録光が照射されるようになっている。一方、外光が記録装置１００の筐体の遮光部材、および電子ペーパ２００自身（記録光が照射される面とは反対側の面が外光に照射される状態）により遮光され、電子ペーパ２００の記録光が照射される面への外光の照射が妨げられる。さらに、記録装置１００は外光を遮光する遮光板を有し、上記のように保持された電子ペーパ２００を遮光板により覆う構成とし、電子ペーパ２００全体への外光の照射を妨げるようにしてもよい。
【００１６】
電圧印加部１４０は、電極を有し、制御部１１０の制御により、電極を介して電子ペーパ２００に画像情報を記録するときに用いられる電圧である記録電圧を印加する。記録電圧は、後述する透明電極２２０、２６０間に印加される。また、記録電圧は、制御部１１０により予め設定された態様で変化するように制御され、この変化は光照射部１３０における記録光の照射と同期するように制御される。
【００１７】
情報取得部１５０は、図示しない記憶手段、外部装置から、制御プログラム、画像を示す画像情報など各種情報を取得する。この例においては、有線、無線などによる通信手段を用いて外部装置からの情報取得の機能を実現している。なお、外部装置より、各種情報を取得する手段は、通信手段に限らず、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、メモリカードなどの半導体メモリ、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などの光ディスクなどから取得するインターフェースであってもよい。以上が記録装置１００の構成についての説明である。
【００１８】
図２は、本発明の実施形態に係る光記録型の表示媒体である電子ペーパ２００の構成を示す図である。電子ペーパ２００は、記録電圧が印加されているときに照射された記録光に応じて画像が記録され、記録された画像を表示する光記録型表示媒体である。
電子ペーパ２００は、表示層３００と遮光層４００とを有する。表示層３００は、照射される記録光に応じた画像を記録し、記録した画像を表示する機能を有する。遮光層４００は、紫外光が含まれる太陽光などの外光が照射された場合において透過率が変化する。
【００１９】
表示層３００は、フィルム基板２１０、２７０と、透明電極２２０、２６０と、感光層２３０と、吸収層２４０と、液晶層２５０とを有する。透明電極２２０、２６０、感光層２３０、吸収層２４０、液晶層２５０は、フィルム基板２１０とフィルム基板２７０に挟まれる位置に積層して設けられている。表示層３００は、透明電極２２０、２６０間に記録電圧が印加されているときに照射される記録光に応じて画像が記録され、記録される画像を表示する。
【００２０】
フィルム基板２１０、２７０は、電子ペーパ２００の表面の保護、形状の支持などのために設けられた層である。例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）である。この例において、フィルム基板２１０は、記録装置１００によって記録光が照射される側に設けられている。フィルム基板２７０は、記録された画像を使用者が観察する側に設けられている。
透明電極２２０、２６０は、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）を有する層である。透明電極２２０、２６０のそれぞれは、電極２２１、２６１に接続されている。この電極２２１、２６１は、記録装置１００に電子ペーパ２００が保持されているときには、電圧印加部１４０の電極と接続される。その状態で電圧印加部１４０から電極を介して電圧が印加されると、透明電極２２０、２６０間に電位差が生じる。
【００２１】
感光層２３０は、光が照射されると、光電荷が発生して導電率を異ならせる導電体を有する感光層であって、例えば、有機光導電体（Organic Photoconductor：ＯＰＣ）を用いる。感光層２３０は、光を吸収（以下、感光という）すると、感光した部分の抵抗値が低下する。したがって、電圧印加部１４０によって透明電極２２０、２６０間に電圧が印加されているときには、その電圧は透明電極２２０と透明電極２６０との間に挟まれた各層により分圧されるが、感光層２３０の抵抗値が低下すると、他の層の分圧比が増加し、感光層２３０の分圧比が低下する。
ここで、感光層２３０は、特定の波長帯の光に対して感光するようになっている。この特定の波長帯とは、この例においては、可視光領域、例えば４００ｎｍから６００ｎｍとして設定されている。
吸収層２４０は、液晶層２５０が光を透過する場合に観察される層である。この例において、吸収層２４０は、液晶層２５０を透過した光を吸収することにより黒色を呈する。この吸収層２４０は、感光層２３０を感光させる特定の波長帯の光を吸収することが望ましい。
【００２２】
液晶層２５０は、印加される電圧に応じて光の反射状態を異ならせる素子を含む層である。液晶層２５０は、バインダー樹脂中にマイクロカプセルなどのカプセルに内包されたコレステリック液晶表示素子（以下、液晶という）を分散させたものである。液晶は、螺旋状に配向した棒状分子であり、プレーナ配向状態、フォーカルコニック配向状態、ホメオトロピック配向状態の３種類の配向状態となりうる。このうち、プレーナ配向状態とフォーカルコニック配向状態は、無電界で双安定に存在する。ホメオトロピック配向状態とは、液晶層２５０に螺旋配向が解けるある特定の値以上の強度の電界が発生しているときに現れる配向状態であり、この電界を発生させている電圧の印加が停止されると、プレーナ配向状態となる。プレーナ配向状態においては、液晶の螺旋ピッチに応じた波長の光を干渉反射する特性を有し、この例においては、白色を呈する。一方、ある特定の範囲の強度の電界が発生することにより現れるフォーカルコニック配向状態にある場合は光を透過して吸収層２４０の色（黒色）を呈する。
【００２３】
遮光層４００は、表示層３００の記録光が照射される面側、すなわちフィルム基板２１０側に設けられ、調光層２８０とフィルム基板２９０とを有している。調光層２８０は、フィルム基板２１０とフィルム基板２９０との間に設けられている。
フィルム基板２９０は、調光層２８０を保護するために設けられた層であり、例えば、ＰＥＴである。フィルム基板２９０は、記録光が照射される面側に設けられている。このように、記録された画像の表示は、記録光が照射される面側とは反対方向である。
【００２４】
調光層２８０は、紫外光が照射されると、光の透過率が変化して着色するフォトクロミック材料により形成されている。この例においては、調光層２８０は、フィルム基板２１０の記録光が照射される面側に、紫外光吸収顔料を塗布し、さらに、赤紫色の材料と黄色の材料とを混合して赤色の材料とした遮光性のあるスピロオキサギン２ｗｔ％を、アクリル樹脂を含有したトルエン溶液に溶解させ、スピンコートすることにより形成される。このように形成された調光層２８０は、紫外光が照射されることにより、可視光領域の透過率が減少する構成となっている。
【００２５】
図３は、調光層２８０に用いられるフォトクロミック材料の吸収率特性を示す図である。図３の横軸は入射する光の波長を示し、縦軸は入射した光の吸収率を示している。吸収率特性Ａ（実線）、Ｂ（破線）は、それぞれ赤紫色のフォトクロミック材料、黄色のフォトクロミック材料の吸収率特性である。これらの吸収率は、紫外光が照射されることにより、着色した状態において測定して得られた特性であり、それぞれベースとなった基板等の影響を取り除いたフォトクロミック材料単体としての特性である。赤紫色のフォトクロミック材料は、吸収率特性Ａに示すように、概ね５５０ｎｍから６００ｎｍに吸収率のピークを持つ。一方、黄色のフォトクロミック材料は、吸収率特性Ｂに示すように、概ね４００ｎｍから４５０ｎｍに吸収率のピークを持つ。各フォトクロミック材料は、吸収率が低い波長に応じた色を呈している。
【００２６】
図４は、調光層２８０の紫外光照射有無による透過率特性を示す図である。図４の横軸は入射する光の波長を示し、縦軸は入射した光の透過率を示している。図４における実線は、紫外光が照射されずに着色していない状態の透過率特性であり、破線は、紫外光が照射されることにより着色された状態の透過率特性である。これらの特性は、上述した赤紫色のフォトクロミック材料、黄色のフォトクロミック材料を混合して形成された調光層２８０単体の特性である。
図４に示すように調光層２８０は、紫外光が照射されずに着色していない状態から紫外光が照射されて着色した状態になると、概ね４００ｎｍから６００ｎｍの光に対する透過率が減少する。なお、紫外光の照射がなくなれば、元の状態（着色前の状態）に戻る。
【００２７】
この例においては、調光層２８０は、概ね４００ｎｍから６００ｎｍの波長帯の透過率が減少するように構成したが、感光層２３０が感光する特定の波長帯において透過率を減少させる構成とすれば、透過率を減少させる波長帯はこの限りではない。また、調光層２８０は、紫外光が照射されると着色するように構成したが、記録光の波長分布とは異なる波長分布を有する光が照射されると、その異なる部分の影響により着色するように構成してもよい。
すなわち、画像を記録するときに照射される記録光が調光層２８０を透過することによっては、調光層２８０における透過率の減少量が抑えられるようにし、その記録光が感光層２３０に感光されて画像が記録される透過率となる。一方、異なる波長分布を有する光が調光層２８０に照射された場合には、記録光とは波長分布が異なる部分の影響により、調光層２８０における感光層２３０が感光する波長帯における透過率が減少する。調光層２８０は、この条件を満たすように構成されていればよい。
【００２８】
このように、この電子ペーパ２００は、太陽光などの紫外光を多く含む外光下に晒されると、その紫外光により調光層２８０が着色することによって、外光のうち感光層２３０が感光する特定の波長帯について減衰させる。したがって、調光層２８０が着色しない場合に比べて、感光層２３０へ吸収される外光の光量が低減され、これにより感光層２３０の光疲労を減少させる。
光疲労とは、感光層２３０に光量が大きい光を暴露すると，その影響で帯電電位の低下、暗減衰の増加等が発生することをいい、帯電と露光を繰り返す画像記録のときにおける感光層２３０の電位安定性を劣化させる要因の一つとなる。
【００２９】
一方、上述したように、紫外光を多く含む外光下に晒されない状態、例えば、電子ペーパ２００が記録装置１００に保持されている状態では、調光層２８０は着色されない状態である。したがって、光照射部１３０によって、感光層２３０に感光する波長分布の記録光が照射されれば、その記録光により感光層２３０が感光し、画像が記録される。以上が電子ペーパ２００の構成についての説明である。
【００３０】
次に、記録装置１００が、実施形態に係る電子ペーパ２００に対して画像を記録するときの動作の一例について説明する。
記録装置１００は、電子ペーパ２００を保持し、操作部１２０の操作などによって画像の記録指示がされると、制御部１１０は、画像情報を取得し、電子ペーパ２００への画像の記録処理を開始する。まず、電子ペーパ２００に記録された画像を消去して初期化する。これは、制御部１１０の制御によって、透明電極２２０、２６０間に予め決められたリセット電圧を加えた状態で、電子ペーパ２００に対して、リセット光（例えば全面白色の画像を記録する記録光）を照射し、その後、リセット電圧の印加を停止することで行う。
【００３１】
そして、制御部１１０は、電圧印加部１４０に記録電圧を発生させ、電子ペーパ２００に印加させる。制御部１１０は、その状態で光照射部１３０から画像情報に応じた記録光を照射させる。これにより、記録光が照射された領域と照射されていない領域とで、液晶層２５０に分圧される電圧の値が異なることとなり、配向状態が領域によって異なるようになる。その後、制御部１１０は、記録電圧の印加を停止すると記録光の照射に応じた画像が電子ペーパ２００に表示される。
このとき、上述したように、電子ペーパ２００の記録光が照射される面側には、外光が照射されないように、記録装置１００が電子ペーパ２００を保持している。したがって、調光層２８０は着色した状態に変化しないため、照射された記録光は感光層２３０に感光し、画像が記録される。以上が、画像を記録するときの動作の説明である。
【００３２】
このようにして画像が記録された電子ペーパ２００を、利用者が屋外に持ち出すなどして、太陽光などの外光下に晒されると調光層２８０が着色する。電子ペーパ２００は、記録光が照射される面側は着色した色を呈する一方、これと反対方向の面側に、記録された画像が表示される。ここで、記録光が照射される面側から入射する外光は、調光層２８０によって外光が減衰され、画像が表示される面側から入射する外光は、吸収層２４０、液晶層２５０などにより減衰されるから、感光層２３０に到達する外光の光量が低減される。したがって、感光層２３０の光疲労も低減される。
その後、電子ペーパ２００に画像を再び記録するときには、電子ペーパ２００を記録装置１００に保持させることになるから、記録光以外の光が照射されず、調光層２８０は、着色前の状態に戻って記録光により画像が記録される透過率となる。
【００３３】
上述した本発明の実施形態に係る電子ペーパ２００は、太陽光下に３時間晒した場合であっても、従来の調光層２８０を用いない構成において、太陽光下に３０分間晒されることにより生じた光疲労に達することはなかった。そのため、この電子ペーパ２００を用いた画像の記録のときには、太陽光下に晒した場合であっても、太陽光下に晒していない場合であっても、光疲労の影響による記録条件の変更は不要である。
【００３４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、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。
【００３５】
＜変形例１＞
上述した実施形態においては、表示層３００と遮光層４００とは一体の構成であったが、遮光層４００に相当する構成を電子ペーパ２００とは独立した遮光媒体として構成してもよい。
【００３６】
図５は、本変形例に係る電子ペーパ２００ａおよび遮光媒体５００の構成を説明する図である。電子ペーパ２００ａは、実施形態における電子ペーパ２００から遮光層４００に相当する構成を除いた構成である。遮光媒体５００は、遮光層４００に相当する構成を有する。すなわち、遮光媒体５００は、フィルム基板２９０、２９１、およびフィルム基板２９０、２９１の間に設けられた調光層２８０を有する。
そして、電子ペーパ２００ａと遮光媒体５００とは、フィルム基板２１０とフィルム基板２９０（またはフィルム基板２９１）とを接着し、分離することにより、互いに着脱するようにすればよい。
【００３７】
＜変形例２＞
上述した実施形態においては、電子ペーパ２００は、透明電極２２０と調光層２８０とは、フィルム基板２１０により分離された構成であったが、フィルム基板２１０を用いずに、透明電極２２０と調光層２８０とが接触している構成としてもよい。
【００３８】
＜変形例３＞
上述した実施形態において、調光層２８０は、フォトクロミック材料から形成されているが、外光の照射以外の外部刺激により透過率が変化するゲストホスト液晶などを用いたエレクトロクロミック材料、ロイコ染料などのサーモクロミック材料を用いてもよい。エレクトロクロミック材料を用いる場合には、電界を発生させない場合において着色状態になるようにし、記録光を照射するときには、記録装置１００によりエレクトロクロミック材料に電界を発生させて、記録光を透過させるようにすればよい。また、サーモクロミック材料においては、未加熱の状態において着色状態になるようにし、記録光を照射するときには、記録装置１００によりサーモクロミック材料を加熱して、記録光を透過させるようにすればよい。
【符号の説明】
【００３９】
１００…記録装置、１１０…制御部、１２０…操作部、１３０…光照射部、１４０…電圧印加部、１５０…情報取得部、２００…電子ペーパ、２１０，２７０…フィルム基板、２２０，２６０…透明電極、２２１，２６１…電極、２３０…感光層、２４０…吸収層、２５０…液晶層、２８０…調光層、３００…表示層、４００…遮光層、５００…遮光媒体
【図１】
2011065077.tif 000003
【図２】
2011065077.tif 000004
【図３】
2011065077.tif 000005
【図４】
2011065077.tif 000006
【図５】
2011065077.tif 000007