(57)【要約】【課題】複数のコレステリック液晶層を一対の電極間に挟み、各電極に電圧が印加されると個々のコレステリック液晶層が独立に駆動する液晶表示素子において、各液晶層間における配向状態を変化させる電圧の各々のしきい値の差を拡げて、独立駆動を容易にすることにある。【解決手段】  本発明の表示媒体は、積層液晶層３００を有し、液晶層２５０Ｇが液晶層２５０Ｂよりも、配向状態が変化する各しきい値が低いものとし、さらに等方相転移温度Ｔｃｉが低くなるように、液晶層２５０Ｂ、２５０Ｇを形成することにより、各液晶層間における配向状態を変化させる電圧の各々のしきい値の差を拡げて、独立駆動が容易になる。【選択図】図２
2011043777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧が印加される一対の電極と、
前記一対の電極間に設けられ、前記電極に印加される電圧が第１の電圧値以上になると特定の配向状態に変化する第１の液晶を有する第１の液晶層および当該電圧が第２の電圧値になると前記特定の配向状態に変化する第２の液晶を有する第２の液晶層が積層された積層液晶層と、
を具備し、
前記第２の電圧値は前記第１の電圧値よりも大きく、
前記第２の液晶は前記第１の液晶よりも等方相転移温度が高い
ことを特徴とする表示媒体。
【請求項２】
前記第２の液晶のダイレクタに平行方向の誘電率が、前記第１の液晶のダイレクタに平行方向の誘電率よりも大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の表示媒体。
【請求項３】
前記第２の液晶は、光を反射する配向状態における反射光の波長分布が前記第１の液晶における当該配向状態における当該波長分布より短波長側に分布している
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】
前記第１の液晶には、前記等方相転移温度を変化させるとともに光を反射する配向状態における反射光の波長分布を変化させる材料を複数含み、
前記複数の材料のうち一の材料は、前記等方相転移温度の変化量に対する前記波長分布の変化量が他の前記材料とは異なる
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】
前記電極の一方と前記積層液晶層とに挟まれて設けられる感光層であって、前記電極に印加される電圧が前記積層液晶層と前記感光層とにより分圧され、前記感光層に光が照射されると、前記積層液晶層の分圧比を増加させる感光層
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４のいずれかに記載の表示媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のコレステリック液晶層を一対の電極間に挟み、各電極に電圧が印加されると個々のコレステリック液晶層が独立に駆動する液晶表示素子において、個々のコレステリック液晶層の相変化しきい値電圧を異にする技術が開示されている。特許文献１では、誘電異方性Δε、ツイスト弾性率Ｋ22又はベンド弾性率Ｋ33の数値が異なるネマチック液晶を元に各コレステリック液晶層を形成することで、相変化閾値電圧を異にする技術が提案されている。
【０００３】
特許文献２では、誘電異方性、弾性率、螺旋ピッチ、高分子の構造又は高分子と液晶の界面におけるアンカリング効果の程度を変化させることによって、スイッチング挙動を制御する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１７７１９１号公報
【特許文献２】特開平１１−１４９０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、複数のコレステリック液晶層を一対の電極間に挟み、各電極に電圧が印加されると個々のコレステリック液晶層が独立に駆動する液晶表示素子において、各液晶層間における配向状態を変化させる電圧のしきい値の差を拡げることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係る表示媒体は、電圧が印加される一対の電極と、前記一対の電極間に設けられ、前記電極に印加される電圧が第１の電圧値以上になると特定の配向状態に変化する第１の液晶を有する第１の液晶層および当該電圧が第２の電圧値になると前記特定の配向状態に変化する第２の液晶を有する第２の液晶層が積層された積層液晶層と、を具備し、前記第２の電圧値は前記第１の電圧値よりも大きく、前記第２の液晶は前記第１の液晶よりも等方相転移温度が高いことを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２に係る表示媒体は、請求項１に係る構成において、前記第２の液晶のダイレクタに平行方向の誘電率が、前記第１の液晶のダイレクタに平行方向の誘電率よりも大きいことを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項３に係る表示媒体は、請求項１又は２に係る構成において、前記第２の液晶は、光を反射する配向状態における反射光の波長分布が前記第１の液晶における当該配向状態における当該波長分布より短波長側に分布していることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項４に係る表示媒体は、請求項１乃至３に係る構成において、前記第１の液晶には、前記等方相転移温度を変化させるとともに光を反射する配向状態における反射光の波長分布を変化させる材料を複数含み、前記複数の材料のうち一の材料は、前記等方相転移温度の変化量に対する前記波長分布の変化量が他の前記材料とは異なることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項５に係る表示媒体は、請求項１乃至４に係る構成において、前記電極の一方と前記積層液晶層とに挟まれて設けられる感光層であって、前記電極に印加される電圧が前記積層液晶層と前記感光層とにより分圧され、前記感光層に光が照射されると、前記積層液晶層の分圧比を増加させる感光層をさらに具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る表示媒体によれば、電極に印加される電圧が第１の液晶を特定の配向状態に変化させる電圧値より大きい電圧値になると特定の配向状態に変化する第２の液晶が、第１の液晶よりも等方相転移温度が低い場合に比べて各液晶層間における配向状態を変化させる電圧のしきい値の差を拡げることができる。
請求項２に係る表示媒体によれば、第２の液晶が、第１の液晶よりダイレクタに平行方向の誘電率が低い場合に比べて、各液晶層間における配向状態を変化させる電圧のしきい値の差を拡げることができる。
請求項３に係る表示媒体によれば、第２の液晶における反射光の波長分布が第１の液晶における当該波長分布より長波長側に分布している場合に比べて、各液晶層間における配向状態を変化させる電圧のしきい値の差を拡げることができる。
請求項４に係る表示媒体によれば、等方相転移温度および反射光の波長分布の双方を制御することができる。
請求項５に係る表示媒体によれば、光照射により表示する画像を記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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図である。
【図３】液晶層の他の構成を例示する図である。
【図４】液晶層２５０Ｒの反射率特性の一例を示す図である。
【図５】配向秩序度ｓと等方相転移温度Ｔｃｉの相関関係を示すグラフである。
【図６】積層液晶層の等価回路の一例を示す図である。
【図７】液晶層２５０Ｂ、２５０Ｇの反射率特性の一例を示す図である。
【図８】液晶層２５０Ｇ、２５０Ｂの液晶配向状態の変化を示している。
【図９】実施形態に係る実験における積層液晶層の構成を示す図である。
【図１０】各サンプルの液晶２５２ＧＴの等方相転移温度ＴｃｉＧを示す表である。
【図１１】液晶層２５０ＧＴと液晶層２５０ＢＴにおける積層液晶層に印加される電圧と正規化反射率を示したグラフである。
【図１２】上電圧マージン及び下電圧マージンを説明する模式図である。
【図１３】液晶２５２ＧＴと液晶２５２ＢＴの等方相転移温度の差と上下電圧マージンの関係を示す表とグラフである。
【図１４】各サンプル液晶２５２ＢＴの等方相転移温度ＴｃｉＢを示した表である。
【図１５】液晶層２５０ＢＴと液晶層２５０ＧＴにおける積層液晶層に印加される電圧と正規化反射率を示したグラフである。
【図１６】液晶２５２ＢＴと液晶２５２ＧＴの等方相転移温度の差と上下電圧マージンの関係を示す表とグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜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に保持された電子ペーパ２００に対して、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。
【００１４】
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。
【００１５】
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に、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、電子ペーパ２００に対して光を照射する。この光源は、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に対して光を照射し、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。後述するように、電子ペーパ２００は、光照射によって画像を記録するため、電子ペーパ２００における１画素の大きさは、液晶ディスプレイの１画素の大きさに対応する。
【００１６】
なお、この光源は半導体レーザなどであって、光源から発生した光を、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上の光を照射す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。
【００１７】
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に記録電圧を印加する。記録装置１００に電子ペーパ２００が保持されているときに、電圧印加部１４０が記録電圧を発生させると、その記録電圧は、後述する透明電極２２０、２６０間、または後述する透明電極２２２、２６２間に印加される。いずれの電極間に記録電圧を印加するかは、制御部１１０の制御によって決定される。また、電圧印加部１４０からの印加電圧は、制御部１１０により予め設定された態様で周波数、電圧値が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ている。
【００１８】
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、ＤＶＤ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。
【００１９】
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、予め設定された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記録される画像を表示する光記録型表示媒体であって、フィルム基板２７０、２１２に挟まれた第１表示層４００、およびフィルム基板２１２、２１０に挟まれた第２表示層４２０を有する。第１表示層４００は、透明電極２２０、２６０、光導電層２３０、積層液晶層３００（液晶層２５０Ｂ、２５０Ｇ）を有する。第２表示層４２０は、透明電極２２２、２６２、光導電層２３２、液晶層２５０Ｒを有する。
【００２０】
フィルム基板２１０、２１２、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:Polyethylene Terephthalate）である。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、２２２、２６０、２６２、は、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウム錫:Indium Tin Oxide）を有する層である。透明電極２２０、２２２、２６０、２６２、のそれぞれは、図示しない電極に接続されている。この電極は、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、上述したように、透明電極２２０、２６０間、または透明電極２２２、２６２間に電圧が印加される。
【００２１】
光導電層２３０、２３２は、照射される記録光が照射されると、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、有機光導電体を用いる。光導電層２３０は、この例においては、赤色を透過し、青色と緑色の電荷発生物質を有することより青色および緑色の光を吸収する構成となっている。一方、光導電層２３２は、青色と緑色を透過し、赤色の電荷発生物質を有することより赤色の光を吸収する構成となっている。
光導電層２３０、２３２は、記録光を吸収すると、吸収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、その電圧は光導電層２３０と積層液晶層３００とによって分圧されるが、光導電層２３０の抵抗値が低下すると、積層液晶層３００の分圧比が増加し、光導電層２３０の分圧比が低下する。また、電圧印加部１４０によって透明電極２２２、２６２間に電圧が印加されているときに、光導電層２３２と液晶層２５０Ｒとによって分圧されるが、光導電層２３２の抵抗値が低下すると、液晶層２５０Ｒの分圧比が増加し、光導電層２３２の分圧比が低下する。
【００２２】
液晶層２５０Ｂ、２５０Ｇ、２５０Ｒは、印加される電圧に応じて配向が変化することにより光の反射状態を異ならせる素子を含み、例えば、ゼラチン、ＰＶＡ（polyvinyl alcohol）などの水溶性高分子や、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂などの光や熱で硬化する高分子などのバインダー樹脂（以下、バインダー２５１Ｂ、２５１Ｇ、２５１Ｒという）中に、コレステリック液晶（以下、液晶２５２Ｂ、２５２Ｇ、２５２Ｒという）をマイクロカプセル２５３Ｂ、２５３Ｇ、２５３Ｒに内包して分散させたものである。なお、これらの液晶層は、図３に例示する他の構成を取ってもよい。
【００２３】
図３は、液晶層の他の構成を例示する図である。同図（ａ）に示す液晶層２５０Ｂａ、２５０Ｇａのように、液晶２５２Ｂａ、２５２Ｇａをバインダー２５１Ｂａ、２５１Ｇａに直接分散してもよい。また、同図（ｂ）に示す液晶層２５０Ｂｂ、２５０Ｇｂのように、スペーサ２５４Ｂｂ、２５４Ｇｂで間隔を保持したフィルム基板２６０、２２０およびフィルム２５５の間に液晶２５２Ｂｂ、２５２Ｇｂを封入してもよい。また、同図（ｃ）に示す液晶層２５０Ｂｃ、２５０Ｇｃのように、隔壁２５１Ｂｃ、２５１Ｇｃで間隔を保持した複数の領域に液晶２５２Ｂｃ、２５２Ｇｃを封入してもよい。なお、同図では、光導電層や液晶層２５０Ｒは図示を省略している。
【００２４】
液晶分子が螺旋構造を持つコレステリック液晶は、螺旋軸に沿って入射した光を右円偏光と左円偏光に分け、螺旋の捩じれ方向に沿った円偏光成分をブラッグ反射し、残りの光を透過させる選択反射現象を起こす。反射光の中心波長λ、および反射波長幅Δλは、螺旋ピッチをｐ、螺旋軸に概ね直交する平面内の平均屈折率をｎ、複屈折率をΔｎとすると、それぞれλ＝ｎ・ｐ、Δλ＝Δｎ・ｐで表され、コレステリック液晶層による反射光は螺旋ピッチに依存した色となる。
【００２５】
この特性を利用し、液晶２５２Ｂ、２５２Ｇ、２５２Ｒにおいて選択反射させたい光の波長に合わせた螺旋ピッチを持つように形成するのが望ましい。例えば、液晶２５２Ｂは、元となるホスト液晶に緑色反射するコレステリック液晶ＭＪ０８４２４（メルク・ジャパン社製）を用い、このホスト液晶にカイラル剤Ｒ−１０１１（メルク社製）を重量比が２．２５％となるように添加すると、螺旋ピッチが概ね４７０ｎｍのコレステリック液晶となり、螺旋軸に沿って入射した波長が４７０ｎｍを中心に分布した青色の光を選択反射する。また、液晶２５２Ｇは、ホスト液晶に青色反射するコレステリック液晶ＭＪ０８４２３（メルク・ジャパン社製）を用い、このホスト液晶にネマチック液晶ＭＪ０７１９３４（メルク・ジャパン社製）及び等方性液体（この例においては、4-pentyl biphenyl(
アルドリッチ社製））をそれぞれ重量比が１１．１１％及び３．４２％となるように添加すると、螺旋ピッチが概ね５４０ｎｍのコレステリック液晶となり、螺旋軸に沿って入射した波長が５４０ｎｍを中心に分布した緑色の光を選択反射する。すなわち、液晶２５２Ｇは、液晶２５２Ｂよりも長波長側に移動した波長分布の光を選択反射し、液晶２５２Ｂは、液晶２５２Ｇよりも短波長側に移動した波長分布の光を選択反射する。なお、この例では、青色および緑色の光を選択反射する液晶２５２Ｂ、２５２Ｇを用いているが、選択反射をする光の波長がこのような関係を持つものであれば、それぞれ他の色の光を選択反射する２つの液晶を用いてもよい。
【００２６】
このようにして形成された液晶２５２Ｇは、液晶２５２Ｂよりも、異方相（液晶相）から等方相（液体相）へ相転移する温度である等方相転移温度Ｔｃｉが低い。ここで、ネマチック液晶には、棒状分子が平行に配列している特性があり、この揃って向いている方向をダイレクタという。このとき、液晶２５２Ｇは、液晶２５２Ｂよりも、このダイレクタに対して平行方向の誘電率εＰおよび垂直方向の誘電率εＶともに誘電率が低くなっているものとする。その結果、液晶層２５０Ｂについても、液晶層２５０Ｇより、ダイレクタに対して平行方向、垂直方向ともに誘電率が高くなっている。
【００２７】
また、液晶２５２Ｂ、２５２Ｇ、２５２Ｒは、電圧が印加されていないときの配向状態として、プレーナ配向状態とフォーカルコニック配向状態とになりうる。液晶２５２Ｂ、２５２Ｇ、２５２Ｒは、プレーナ配向状態の場合は、螺旋軸が電極面と概ね垂直な状態となり、上記のように調整された螺旋ピッチに応じた色を選択反射し、フォーカルコニック配向状態にある場合は、螺旋軸が電極面と概ね平行な状態となり、光を透過する。コレステリック液晶のこの性質を利用することにより、電子ペーパ２００を構成する画素ごとの色を変化させて画像が表示される。次に、これら液晶２５２Ｂ、２５２Ｇ、２５２Ｒの配向状態の制御について説明する。
【００２８】
図４は、液晶層２５０Ｒの反射率特性の一例を示す図である。この図に示すように、液晶層２５０Ｒに印加される電圧の電圧値が増加し、しきい値ＶＲｐｆ（第１のしきい値に対応）を超えると、液晶層２５０Ｒはフォーカルコニック配向状態となり、さらに電圧が増加し、しきい値ＶＲｆｈ（第２のしきい値に対応）を超えると、液晶層２５０Ｒはホメオトロピック配向状態となる。そして、ホメオトロピック配向状態において、電圧の印加を停止すると、ホメオトロピック配向状態は、プレーナ配向状態に変化し、プレーナ配向状態として維持され安定する。
【００２９】
この液晶層２５０Ｒのしきい値ＶＲｐｆ及びしきい値ＶＲｆｈは、液晶２５２Ｒのねじれ弾性定数Ｋ22、ベンド弾性定数Ｋ33、螺旋ピッチｐ、液晶層の厚さｄ、真空誘電率ε0及び誘電率異方性Δεと次に示す相関関係にある。
【００３０】
【数１】
2011043777.tif 000003
【００３１】
ここで、誘電率異方性Δε、ねじれ弾性定数Ｋ22及びベンド弾性定数Ｋ33については、液晶の分子の向きの揃い度合いを表す値である配向秩序度ｓと、次に示す相関関係にあることが知られている。配向秩序度ｓは通常０から１の値をとり、分子の向きが完全に揃ったときに１、ランダムなときに０となる。
【００３２】
【数２】
2011043777.tif 000004
【００３３】
これらより、しきい値ＶＲｐｆ及びしきい値ＶＲｆｈは、配向秩序度ｓと次に示す相関関係を持つことが導き出される。
【００３４】
【数３】
2011043777.tif 000005
【００３５】
さらに、この配向秩序度ｓは、等方相転移温度Ｔｃｉと相関関係にあることが知られている。等方相転移温度とは、コレステリック液晶相から等方相へ相転移する温度である。
【００３６】
図５は、配向秩序度ｓと等方相転移温度Ｔｃｉの相関関係を示すグラフである。縦軸は配向秩序度ｓを、横軸は液晶の温度Ｔを示している。配向秩序度ｓの値は、液晶の温度Ｔが等方相転移温度Ｔｃｉより低い、すなわち液晶相である間は、液晶の温度Ｔが高くなるに従い低下する。そして、等方相転移温度Ｔｃｉに達すると、液晶が液体相に変化して、配向秩序度ｓが０となる。
【００３７】
ここで、等方相転移温度Ｔｃｉが異なり、その他の指標の値が一致するように形成された２種類の液晶における配向秩序度ｓを比較する。このような２種類の液晶では、液晶相において各液晶の温度Ｔが同じ場合、等方相転移温度Ｔｃｉが低い液晶の方が、この液晶の等方相転移温度Ｔｃｉと温度Ｔとの差が少ないため、他方の液晶より配向秩序度ｓの値が低くなる。これらのことから、厚さが同じ液晶層に含まれる同じ螺旋ピッチの液晶においては、等方相転移温度Ｔｃｉが高い液晶の方が、等方相転移温度Ｔｃｉが低い液晶に比べ、配向状態が変化する電圧のしきい値が高くなる。
【００３８】
ここまで、液晶層２５０Ｒを例にとって液晶と液晶層の特性を説明してきたが、液晶層が積層で構成されている場合は、各液晶層にかかる分圧される電圧が変化する場合を考慮する必要がある。そのため次に、積層液晶層３００において分圧される電圧について説明する。
【００３９】
図６は、積層液晶層３００の等価回路の一例を示す図である。積層液晶層３００について、図６を用いて説明する。図に示す電圧Ｖｂｇは、電圧印加部１４０から透明電極２２０、２６０に記録電圧が印加されたときに、積層液晶層３００に対して分圧される電圧である。また、電圧Ｖｂ、Ｖｇは、液晶層２５０Ｂ、２５０Ｇが電圧Ｖｂｇを分圧したときに、液晶層２５０Ｂ、２５０Ｇの各々に対して印加される電圧である。
【００４０】
液晶層２５０Ｂの等価回路は、抵抗ＲＢとコンデンサＣＢが並列に接続され、液晶層２５０Ｇの等価回路は、抵抗ＲＧとコンデンサＣＧが並列に接続されている。コンデンサＣＢ、ＣＧの静電容量をＣｂ、Ｃｇとし、誘電率をεｂ、εｇとする。ここで、コンデンサＣＢ、ＣＧは、極板間の距離ｄ及び極板の面積Ｓが互いに等しいものとすると、次の関係式が成り立つ。
【００４１】
【数４】
2011043777.tif 000006
【００４２】
すなわち、分圧比は誘電率比に反比例し、例えば誘電率εｇが、誘電率εｂよりも高い値である場合は、電圧Ｖｇは電圧Ｖｂと比べて低い値となる。なお、この等価回路における各極板間の距離ｄが互いに異なっている場合でも、これらが一定の値であれば、一方の液晶層の誘電率が高くなるに従い、この液晶層によって分圧される電圧は低下するという関係は成り立つ。
【００４３】
また、液晶層２５０Ｂ、２５０Ｇ、２５０Ｒは、各々に印加される電圧（例えば、液晶層２５０Ｂであれば電圧Ｖｂ）の電圧値が予め設定された第１しきい値以上になると、元の配向状態（プレーナ配向状態またはフォーカルコニック配向状態）からフォーカルコニック配向状態となり、さらに、第２しきい値以上になると、ホメオトロピック配向状態となる。この状態で電圧Ｖｂへの印加が停止されるとプレーナ配向状態となるように構成されている。
【００４４】
ここで、積層液晶層３００に印加される電圧Ｖｂｇが変わらない場合であっても、上述したとおり誘電率εｇ、εｂの値により、電圧Ｖｇ、Ｖｂは変化する。このため、例えば、液晶層２５０Ｂ、２５０Ｇにおいて、各々に予め設定された第１しきい値が同じ値であっても、誘電率εｂが誘電率εｇより低ければ、電圧Ｖｂは電圧Ｖｇより高くなるため、電圧Ｖｂが液晶層２５０Ｂに対して予め設定された第１しきい値となる電圧Ｖｂｇに達しても、電圧Ｖｇは、液晶層２５０Ｇに対して予め設定された第１しきい値に達さない。このように、積層液晶層３００において、液晶の配向状態を変化させる電圧Ｖｂｇに対するしきい値は、各液晶層２５０Ｂ、２５０Ｇの誘電率の影響を受ける。
液晶のダイレクタに平行および垂直方向の誘電率をεＰ、εＶとすると、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誘電率はそれぞれ、εＶ、（εＰ＋εＶ）／２、εＰで与えられ、第1しきい値はフォーカルコニック配向状態の誘電率（εＰ＋εＶ）／２と、第２しきい値はホメオトロピック配向状態の誘電率εＰと高い相関がある。いずれも誘電率εＰを含み、正の誘電率異方性を有する液晶の場合、誘電率εＰは配向秩序度ｓが大きくなるほど大きくなるため、誘電率εＰが大きいほうの液晶の等方相転移温度Ｔｃｉを高くすることで、その逆の場合より、しきい値の差を大きくすることができる。
【００４５】
誘電率εＰと等方相転移温度Ｔｃｉとは独立な因子ではあるが、完全に独立ではなく、配向秩序度ｓを通じて互いに影響を及ぼしあう。それゆえ、第２の誘電率εＰを、第１の液晶の誘電率εＰよりも大きく設定することは、そうでない場合より、単なる和以上に大きくしきい値の差を与える。
ここまで説明してきたように、しきい値ＶＧｐｆとＶＢｐｆとの差、および、しきい値ＶＧｆｈとＶＢｆｈとの差は、螺旋ピッチと誘電率εＰによって変化するが、それらの作用の結果、しきい値が高いほうの液晶の等方相転移温度Ｔｃｉをもう一方の液晶より高くする、より望ましくは５℃以上、さらに望ましくは１０℃以上高くすることで、しきい値の差を大きくすることができる。上限については、例えば、等方相転移温度Ｔｃｉを高くすると、液晶相をとる温度範囲の下限が上昇したり、粘度が上昇したりすることがあるが、実用上十分な温度範囲と粘度が確保できる値にすればよい。あるいは、等方相転移温度Ｔｃｉを低くすると、高温時に記録した画像が劣化したり、表示が消えたりすることがあるが、このような問題が生じない値にすればよい。
【００４６】
次に、図４、図７、図８を用いて、第１表示層４００と第２表示層４２０の各画素における液晶配向状態の制御の一例について説明する。
図７は、液晶層２５０Ｂ、２５０Ｇの反射率特性の一例を示す図である。図７の縦軸は、液晶層２５０Ｂ、２５０Ｇの反射率であり、横軸は、積層液晶層３００、すなわち液晶層２５０Ｂ、２５０Ｇ全体に印加される電圧Ｖｂｇ（＝電圧Ｖｂ＋電圧Ｖｇ）を示している。
【００４７】
図７に示すように、積層液晶層３００に印加される電圧Ｖｂｇの電圧値が増加し、しきい値ＶＧｐｆを超えると、電圧Ｖｇが液晶層２５０Ｇの第１しきい値以上となり、液晶層２５０Ｇはフォーカルコニック配向状態となる。そして、電圧Ｖｂｇの電圧値がしきい値ＶＢｐｆを超えると、電圧Ｖｂが液晶層２５０Ｂの第１しきい値以上となり液晶層２５０Ｂもフォーカルコニック配向状態となる。さらに電圧Ｖｂｇの電圧値が増加し、しきい値ＶＧｆｈを超えると、電圧Ｖｇが液晶層２５０Ｇの第２しきい値以上となり、液晶層２５０Ｇはホメオトロピック配向状態となる。そして、電圧Ｖｂｇの電圧値がしきい値ＶＢｆｈを超えると、電圧Ｖｂが液晶層２５０Ｂの第２しきい値以上となり液晶層２５０Ｂもホメオトロピック配向状態となる。
【００４８】
次に、記録装置１００における電子ペーパ２００への画像の記録動作について、図４、図７、図８を用いて説明する。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、カラーの画像を示す画像情報を取得し、電子ペーパ２００への画像の記録処理を開始する。
【００４９】
まず、図４を用いて赤色成分の画像の記録について説明する。第２表示層４２０に対する制御を行って、画像の赤色成分の記録が行われる。制御部１１０は、電圧印加部１４０を制御して、透明電極２２２、２６２間に記録電圧Ｖ３を印加させると、光導電層２３２と液晶層２５０Ｒとによって分圧され、液晶層２５０Ｒには、電圧値Ｖ３Ｌの電圧が印加される。
【００５０】
そして、制御部１１０は、画像情報の赤色成分の情報に応じて、光照射部１３０から赤色の記録光を照射させると、光導電層２３２の抵抗が低下し、液晶層２５０Ｒによって分圧される電圧値が増加する。ここで、記録光の照射は、フィルム基板２１０側から行われる。なお、フィルム基板２７０側から記録光を照射するように光照射部１３０を構成してもよい。
【００５１】
これにより、液晶層２５０Ｒのうち、記録光が照射された領域については、印加される電圧が電圧値Ｖ３Ｈに増加する。そして、記録電圧Ｖ３の印加を停止すると、記録光が照射された部分の液晶層２５０Ｒがプレーナ配向状態となり、赤色を選択反射する状態となり、記録光が照射されなかった部分はフォーカルコニック配向状態となる。なお、画像の記録前にすでに記録されている画像を消去するなどのリセット処理を行ってもよい。
【００５２】
ここで、光導電層２３０は赤色の光を透過するから、フィルム基板２７０側から入射する外光のうち、赤色の光が液晶層２５０Ｒに到達し、液晶層２５０Ｒのプレーナ配向状態の部分において反射される赤色の光は、再びフィルム基板２７０から放射される。一方、液晶層２５０Ｒのフォーカルコニック配向状態の部分において透過する赤色の光は、光導電層２３２において吸収される。なお、光導電層２３２における赤色の光の吸収率が黒色を呈するには低い吸収率である場合には、記録光の光導電層２３２への入射の妨げにならない層、例えば、フィルム基板２１０側から記録光が入射される構成である場合には、光導電層２３２と液晶層２５０Ｒとに挟まれる層に、赤色の光を吸収する光吸収層を設けてもよい。
【００５３】
次に、第１表示層４００に対する制御を行って、画像の緑色成分、青色成分の記録が行われる。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、液晶層２５０Ｇと２５０Ｂとの配向状態の関係を例えば（Ｐ，Ｐ）のように示す。ここで、液晶層２５０Ｇ、２５０Ｂ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。この４通りの液晶配向状態にするための制御について、図７、図８を用いて説明する。
【００５４】
図７に示すように、制御部１１０は、電圧印加部１４０を制御して、透明電極２２０、２６０間に記録電圧Ｖ１を印加させると、光導電層２３０と積層液晶層３００とによって分圧され、積層液晶層３００に印加される電圧Ｖｂｇは、電圧値Ｖ１Ｌ（ＶＧｆｈ＜Ｖ１Ｌ＜ＶＢｆｈ）となる。この状態において、液晶層２５０Ｇは、ホメオトロピック配向状態となり、液晶層２５０Ｂは、フォーカルコニック配向状態となる。
【００５５】
そして、制御部１１０は、画像情報の緑色成分の情報に応じて、光照射部１３０から青色（緑色でもよい）の記録光を照射すると、光導電層２３０の抵抗が低下し、積層液晶層３００の分圧比が増加する。ここで、記録光の照射は、フィルム基板２１０側から行われる。なお、フィルム基板２７０側から記録光を照射するように光照射部１３０を構成してもよい。
【００５６】
これにより、積層液晶層３００のうち、記録光が照射された領域については、印加される電圧Ｖｂｇが電圧値Ｖ１Ｈ（ＶＢｆｈ＜Ｖ１Ｈ）に増加する。そして、記録電圧Ｖ１の印加を停止すると、液晶の配向状態は、記録光が照射されていない部分は（Ｐ，Ｆ）となり、記録光が照射された部分は液晶層２５０Ｂがプレーナ配向状態となって（Ｐ，Ｐ）となる。なお、画像の記録前にすでに記録されている画像を消去するなどの初期化処理を行ってもよい。
【００５７】
次に、制御部１１０は、電圧印加部１４０を制御して、透明電極２２０、２６０間に記録電圧Ｖ２を印加させると、導電層２３０と積層液晶層３００とによって分圧され、積層液晶層３００に印加される電圧Ｖｂｇは、電圧値Ｖ２Ｌ（Ｖ２Ｌ＜ＶＧｐｈ）となる。この状態において、液晶層２５０Ｇ、２５０Ｂは、それぞれ、上記の配向状態（（Ｐ，Ｆ）、（Ｐ，Ｐ）のいずれか）を保っている。
【００５８】
そして、制御部１１０は、画像情報の青色成分の情報に応じて、光照射部１３０から青色（緑色でもよい）の記録光を照射すると、光導電層２３０の抵抗が低下し、積層液晶層３００の分圧比が増加する。このとき、記録光の照射は、フィルム基板２７０側から行われる。これにより、積層液晶層３００のうち、記録光が照射された領域については、印加される電圧Ｖｂｇが、電圧値Ｖ２Ｈ（ＶＧｐｆ＜Ｖ２Ｈ＜ＶＢｐｆ）に増加して、記録光が照射された部分の液晶層２５０Ｇ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、記録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、記録光が照射された部分は、（Ｆ，Ｐ）となる。一方、記録光が照射されなかった部分は、元の配向状態（（Ｐ，Ｆ）、（Ｐ，Ｐ）のいずれか）となる。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。
【００５９】
図８は、液晶層２５０Ｇ、２５０Ｂの液晶配向状態の変化を示している。上述のように処理することにより、図７に示すように、制御部１１０は、画像情報の緑色成分および青色成分に応じて、光照射部１３０および電圧印加部１４０を制御して、記録電圧Ｖ１の印加中の記録光照射の有無、および記録電圧Ｖ２の印加中の記録光照射の有無によって、液晶層２５０Ｇ、２５０Ｂの配向を（Ｐ，Ｐ）、（Ｐ，Ｆ）、（Ｆ，Ｐ）、（Ｆ，Ｆ）のいずれかの組み合わせとして選択する。
【００６０】
ここで、フィルム基板２７０側から入射した外光のうち、液晶層２５０Ｇ、２５０Ｂにおいて反射せずに透過した光について、上述したように、青色の光および緑色の光は、光導電層２３０において吸収され、赤色の光は、液晶層２５０Ｒにおいて反射するか光導電層２３２において吸収される。なお、光導電層２３０における青色、緑色の光の吸収率が黒色を呈するには低い吸収率である場合には、記録光の光導電層２３０への入射の妨げにならない層、例えば、フィルム基板２１０側から記録光が入射される構成である場合には、光導電層２３０と液晶層２５０Ｇとに挟まれる層に、青色、緑色の光を吸収する光吸収層を設けてもよい。
【００６１】
これにより、液晶層２５０Ｂ、２５０Ｇ、２５０Ｒがすべてフォーカルコニック配向状態の部分は、フィルム基板２７０側からは黒に見えることとなる。その他、液晶層２５０Ｒがプレーナ配向状態であり、液晶層２５０Ｂ、２５０Ｇの配向状態が（Ｐ，Ｐ）であれば白、（Ｐ，Ｆ）であればイエロー、（Ｆ，Ｐ）であればマゼンタ、（Ｆ，Ｆ）であれば赤、液晶層２５０Ｒがフォーカルコニック配向状態であり、液晶層２５０Ｂ、２５０Ｇの配向状態が（Ｐ，Ｐ）であればシアン、（Ｐ，Ｆ）であれば緑、（Ｆ，Ｐ）であれば青に見えることになる。
【００６２】
なお、以上の制御は、第２表示層４２０、第１表示層４００の順序で行っているが、これとは逆に、第１表示層４００、第２表示層４２０の順序で行ってもよい。以上が、液晶２５２Ｂ、２５２Ｇ、２５２Ｒの配向状態の制御についての説明である。
【００６３】
ところで、このような積層液晶層の各液晶層における配向状態の制御を行うためには、しきい値ＶＢｐｆとしきい値ＶＧｐｆの差、しきい値ＶＢｆｈとしきい値ＶＧｆｈの差がそれぞれ大きいことが望ましい。そして、上述したとおり、これらのしきい値に対応する各液晶層２５０Ｂ、２５０Ｇの各々の第１、第２のしきい値と関係し、液晶相においては、第１、第２のしきい値は、等方相転移温度Ｔｃｉが低い液晶を含む液晶層ほど、低い値となる。
従来技術として、特開平１１−１４０９８８号の実施例５（０１４９段から０１５４段）には、螺旋ピッチの違いによってしきい電界強度に差をつける例が開示されている。数１式において、２つのしきい値のいずれにも、分母に螺旋ピッチｐが入っていることかわかるように、螺旋ピッチが短いほどしきい値は大きな値となる。
【００６４】
一方、コレステリック液晶はネマチック液晶にカイラル材と呼ばれる光学活性化合物を添加して製造するが、螺旋ピッチが短くするには、カイラル材を多く添加する必要があり、カイラル材には等方相転移温度を下げる作用があるので、結果として、配向状態を変化させる電圧のしきい値が高い液晶のほうが、等方相転移温度が低くなっていた。
この場合、カイラル材を多く添加することは、螺旋ピッチを短くするため、しきい値を上げる効果を有するが、一方で、等方相転移温度を下げるため、しきい値を下げる効果を持つ、という相反する側面を持つ。本発明は、これとは逆にしきい値が高い液晶のほうが、等方相転移温度が高くなるように規定する。これによって、両者を相乗するように作用させることが可能となり、しきい値の差を拡大することができる。
【００６５】
このことから、積層する液晶層２５０Ｂ、２５０Ｇに含まれる各液晶２５２Ｂ、２５２Ｇの等方相転移温度Ｔｃｉの差を大きくすることで、液晶層２５０Ｂの第１、第２のしきい値と、液晶層２５０Ｇの第１、第２のしきい値とそれぞれの差が大きくなり、しきい値ＶＢｐｆより高くしきい値ＶＧｐｆより低い範囲に設定される電圧値Ｖ２Ｈ、また、しきい値ＶＢｆｈより高くしきい値ＶＧｆｈより低い範囲に設定される電圧値Ｖ１Ｌの取りうる範囲が広くなり独立駆動が容易となる。
【００６６】
等方相転移温度は、液晶性化合物の分子構造や、異なる等方相転移温度を有する複数の液晶性化合物の混合によって、制御することができる。
分子構造に関していえば、液晶性化合物は、硬い棒状のコアと、アルキル基のような柔らかいテールとからなるが、コアの長さが長いほうが等方相転移温度は高くなる。例えば、ターフェニル基をコアに持つ液晶は、ビフェニル基をコアに持つ液晶より等方相転移温度が高い。また、コアの剛直性にも依存し、例えば、２つのフェニル環が剛直なトラン基（−Ｃ≡Ｃ−）で結合したコアは、それよりも剛直性が劣るエステル基（−ＣＯＯ−）で結合したコアよりも等方相転移温度が高い。
【００６７】
また、コアは一般に環状構造を有するが、シクロヘキサン環を持つ化合物の方が、フェニル環を持つ化合物より等方相転移温度が高い。また、コアの幅が広いほど等方相転移温度は低く、例えば、フェニル基の側方置換基としてアルキル基やハロゲン基を持つコアは、これらの置換基を持たないコアより等方相転移温度が低い。
テールの長さに関しては、長いほど等方相転移温度が上がるもの、下がるもの、ある長さで最小値をとるものなど様々であるが、等方相転移温度の制御因子として利用できる。アルキル基の場合は炭素数が奇数のほうが、アルコキシ基の場合は炭素数が偶数のほうが等方相転移温度は高い。また、アルキル基の方がアルコキシル基よりも等方相転移温度は高い。
【００６８】
以上の知見を利用して、例えば、配向状態を変化させる電圧のしきい値が高い液晶２５２Ｂを、ターフェニル環と、奇数の炭素数のアルキル基を有する、等方相転移温度が高い液晶性化合物を主成分とし、一方、配向状態を変化させる電圧のしきい値が低い液晶２５２Ｇを、ビフェニル環と、奇数の炭素数のアルコキシ基を有する液晶性化合物を主成分とすることで、しきい値が高い液晶のほうが、等方相転移温度が高くなるようにできる。
等方相転移温度は、市販のネマチック液晶組成物やコレステリック液晶組成物に、等方性液体やカイラル材を加えることで、変化させることもできる。ここでいう等方性液体とは、凝固点が室温以下の光学不活性な液体を指し、カイラル材とは液晶性化合物と混合することで螺旋状分子配列を誘起する光学活性化合物を指す。例えば、コレステリック液晶に等方性液体を添加すると、等方相転移温度は低下する。
【００６９】
一方、等方性液体を添加すると螺旋ピッチも長くなるため、螺旋ピッチを維持するために、合わせて元の螺旋と同じ螺旋方向のカイラル剤を添加して螺旋ピッチと等方相転移温度Ｔｃｉを調整する。カイラル剤を添加すると、螺旋ピッチが短くなると共に、一般的には等方相転移温度Ｔｃｉが低下する。なお、螺旋ピッチを長くするために、ネマチック液晶を添加している場合には、等方性液体の添加量の増加に伴ってネマチック液晶の添加量を減少させて螺旋ピッチを維持するように調整してもよい。次に、上述した液晶の等方相転移温度と、積層液晶層における各液晶の配向状態を変える電圧のしきい値に関する実験を行った結果を、図９から図１３を用いて説明する。
【００７０】
図９は、この実験に係る電子ペーパ２００Ｔの構成を示す図である。この実験では、それぞれ青色、緑色を反射するように材料を調整したコレステリック液晶である液晶２５２ＢＴ、２５２ＧＴがマイクロカプセル２５３ＢＴ、２５３ＧＴに内包されて、それぞれバインダー２５１ＢＴ、２５２ＧＴに分散された液晶層２５０ＢＴ、２５０ＧＴを一対の透明電極２２０Ｔ、２６０Ｔ間に積層した積層液晶層３００Ｔを形成し、印加する電圧を変化させて、後述する各数値を計測した。
【００７１】
青色を反射する液晶２５２ＢＴは、緑色を反射するコレステリック液晶ＭＪ０８４２４にカイラル剤Ｒ−１０１１を加えて、螺旋ピッチ２９４ｎｍ、等方相転移温度ＴｃｉＢが８５．３℃となるように形成した。一方、緑色を反射する液晶２５２ＧＴとして、青色を反射するコレステリック液晶ＭＪ０８４２３を８５．４７％と、ネマチック液晶ＭＪ０７１９３４を１４．５３％とを混合したサンプルＧ−１を比較例１として、これに等方性液体4-pentyl biphenylを添加し、その添加量だけネマチック液晶ＭＪ０７１９３４を減じたサンプルＧ−２、Ｇ−３、Ｇ−４，Ｇ−５を本発明の実施例として作製した。螺旋ピッチはすべて３３１ｎｍとした。
【００７２】
各サンプルの組成と等方相転移温度ＴｃｉＧと誘電率εＰの比εb／εｇを図１０に示す。各サンプルに対応するＭＪ０８４２３、ＭＪ０７１９３４、4-pentyl biphenylの数値は、各材料の重量比率（％）である。等方相転移温度ＴｃｉＧは等方性液体4-pentyl biphenylの添加量が増すにしたがって低下した。
どのサンプルも誘電率比εb／εｇは１より大きく、液晶２５２ＧＴにおける誘電率εＰよりも、液晶２５２ＢＴにおける誘電率εＰのほうが大きかった。
【００７３】
図１１は、液晶層２５０ＧＴおよび液晶層２５０ＢＴにおける積層液晶層３００Ｔに印加される電圧（透明電極２２０Ｔ、２６０Ｔ間に印加される電圧）と正規化反射率を示したグラフである。正規化反射率とは、各液晶層で電圧の関数として測定された反射率から、その最小値を差し引き、最大値から最小値を差し引いた値で除した値を表したもので、０から１の値となる。液晶層２５０ＧＴおよび液晶層２５０ＢＴからの反射率は、各液晶層の反射スペクトルがピークを示す波長における反射スペクトルから求めることができる。図１１に示すグラフの（ａ）から（ｅ）は、それぞれ図９におけるサンプル番号Ｇ−１からＧ−５の液晶２５２ＧＴを液晶層２５０ＧＴに用いた実験結果に対応している。これらのグラフに示されるように、等方相転移温度ＴｃｉＧが低下するに従い、液晶層２５０ＧＴのしきい値ＶＧｐｆ、ＶＧｆｈと、液晶層２５０ＢＴのしきい値ＶＢｐｆ、ＶＢｆｈとのそれぞれの差が増加し、しきい値ＶＧｆｈとしきい値ＶＢｆｈとの差において顕著である。
【００７４】
上述したしきい値の変化について説明する。液晶層２５０ＢＴに分圧される電圧がしきい値ＶＢｆｈに近くなるように、積層液晶層３００Ｔに電圧が印加されている場合において、各液晶２５２ＢＴ、２２０ＧＴの誘電率は、それぞれの配向状態から液晶のダイレクタに平行な誘電率εＰに近い値となっている。等方相転移温度ＴｃｉＧが低下するに従い、液晶２５２ＧＴの誘電率εＰが低下し、液晶２５２ＢＴの誘電率εＰに対して相対的により低い値となるため、液晶層２５０ＢＴに分圧される電圧が少なくなる。この結果、印加電圧の電圧値をより高くしなければ、液晶２５２ＢＴがホメオトロピック配向状態にならないため、しきい値ＶＢｆｈが上昇する。一方、等方相転移温度ＴｃｉＧが低下すると、数３式にしたがって、液晶２５２ＧＴのしきい値ＶＧｆｈは低下するので、前記分圧の効果と相乗して、しきい値ＶＢｆｈとしきい値ＶＧｆｈとの差が広がることとなる。
【００７５】
一方、液晶層２５０ＢＴに分圧される電圧がしきい値ＶＢｐｆに近くなるように、積層液晶層３００Ｔに電圧が印加されている場合において、各液晶２５２ＢＴ、２５０ＧＴの誘電率は、（εＰ＋εＶ）／２に近い値となっている。ここで、誘電率εＰは等方相転移温度Ｔｃｉが大きくなると大きくなるが、誘電率εＶはそれほど変化しない。それゆえ、誘電率（εＰ＋εＶ）／２の変化は、前記第２しきい値の場合より小さくなる。このため、しきい値ＶＧｆｈとしきい値ＶＢｆｈとの差は、しきい値ＶＢｐｆ、ＶＢｆｈとの差より顕著な変化を示す。
このようして得られるホメオトロピック配向状態とフォーカルコニック配向状態の間の領域における電圧マージン（以下、上電圧マージンという）と、フォーカルコニック配向状態とプレーナ配向状態の間の領域における電圧マージン（以下、下電圧マージンという）を比較するため、次に示す方法で数値化する。
【００７６】
図１２は、上電圧マージン及び下電圧マージンを説明する模式図である。液晶２５２ＧＴがフォーカルコニック配向状態からホメオトロピック配向状態に変化するときの正規化反射率が０．１（１０％）となる電圧値をＶ10/2H、プレーナ配向状態からフォーカルコニック配向状態に変化する時の正規化反射率が０．９（９０％）となる電圧値をＶ90/2Lとする。また液晶２５２ＢＴがフォーカルコニック配向状態からホメオトロピック配向状態に変化するときの正規化反射率が０．９（９０％）となるときの電圧値をＶ90/1H、プレーナ配向状態からフォーカルコニック配向状態に変化するときの正規化反射率が０．１（１０％）となるときの電圧値をＶ10/1Lとする。そして、以下式により、上下電圧マージン上電圧マージン及び下電圧マージンの値を算出する。
下電圧マージン＝（Ｖ90/2L−Ｖ10/1L）／（Ｖ90/2L＋Ｖ10/1L）
上電圧マージン＝（Ｖ10/2H−Ｖ90/1H）／（Ｖ10/1L＋Ｖ90/1H）
【００７７】
図１３は、液晶２５２ＧＴと液晶２５２ＢＴの等方相転移温度の差（ＴｃｉＧ−ＴｃｉＢ）と上下電圧マージンの関係を示す表（図１３（ａ））とグラフ（図１３（ｂ））である。図１３（ｂ）のグラフでは、縦軸は下電圧マージンおよび上電圧マージンの値を示し、横軸は等方相転移温度の差（ＴｃｉＧ−ＴｃｉＢ）を示す。このグラフに示されるように、等方相転移温度の差（ＴｃｉＧ−ＴｃｉＢ）がもっとも大きな比較例１を基準として、これが小さくなる、すなわち液晶２５２ＧＴの等方相転移温度ＴｃｉＧが低くなるに従い、上電圧マージン及び下電圧マージンの値は、概ね大きな値へと変化した。このように、各しきい値が高い値である液晶層２５０ＢＴの液晶２５２ＢＴの等方相転移温度ＴｃｉＢよりも、各しきい値が小さい値である液晶層２５０ＧＴの液晶２５２ＧＴの等方相転移温度ＴｃｉＧを低い温度にすることで、上電圧マージン、下電圧マージンが拡大する。
【００７８】
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。
＜変形例１＞
上述した実施形態においては、液晶２５２ＧＴの等方相転移温度が低く、液晶層２５０ＧＴの各しきい値が液晶層２５０ＢＴの各しきい値より小さい場合としたが、これらの関係が逆の関係であってもよい。以下液晶２５２ＢＴの等方相転移温度ＴｃｉＢを５通りに変化させて行った実験結果について説明する。
【００７９】
緑色を反射する液晶２５２ＧＴとしては、螺旋ピッチが３３１ｎｍ、等方相転移温度ＴｃｉＧが８８．２度のコレステリック液晶ＭＪ０８１６４６（メルク・ジャパン社製）を採用した。一方、青色を反射する液晶２５２ＢＴとしては、青色を反射するコレステリック液晶ＭＪ０８４２３にカイラル剤Ｒ−１０１１と等方性液体4-pentyl  biphenylを添加したものを、実施例のサンプルＢ−１、Ｂ−２、Ｂ−３、Ｂ−４、Ｂ−５とした。螺旋ピッチはすべて２９４ｎｍとした。
また、比較例２として、コレステリック液晶ＭＪ０８４２３にカイラル剤Ｒ−１０１１と4-n-pentyl-4"-cyano-p-terphenyl(日本シーベルヘグナー社製)を加えて、ＴｃｉＢ−ＴｃｉＧ＞０としたサンプルＢ−６を準備した。
図１４に各サンプルの組成と、等方相転移温度ＴｃｉＢと、誘電率εＰの比εｂ／εｇを記す。組成は各材料の重量比率（％）で表した。誘電率比εｂ／εｇはいずれのサンプルも１より小さく、どのサンプルの液晶２５２ＢＴにおける誘電率εＰよりも、液晶２５２ＧＴにおける誘電率εＰのほうが大きかった。
【００８０】
図１５は、液晶層２５０ＢＴおよび液晶層２５０ＧＴにおける積層液晶層３００Ｔに印加される電圧と正規化反射率を示したグラフである。図１５に示すグラフの（ａ）から（ｅ）は、それぞれ図１４におけるサンプル番号Ｂ−１からＢ−５の液晶２５２ＢＴを液晶層２５０ＢＴに用いた実験結果に対応している。これらのグラフに示されるように、等方相転移温度ＴｃｉＢが低下するに従い、液晶層２５０ＢＴのしきい値ＶＢｐｆ、ＶＢｆｈと、液晶層２５０ＧＴのしきい値ＶＧｐｆ、ＶＧｆｈとのそれぞれの差が増加し、しきい値ＶＢｆｈとしきい値ＶＧｆｈの差において顕著である。
【００８１】
図１６は、液晶２５２ＢＴと液晶２５２ＧＴの等方相転移温度の差と上下電圧マージンの関係を示す表（図１６（ａ））とグラフ（図１６（ｂ））である。図１６（ｂ）のグラフでは、縦軸は下電圧マージンおよび上電圧マージンの値を示し、横軸は等方相転移温度の差（ＴｃｉＢ−ＴｃｉＧ）を示す。このグラフに示されるように、等方相転移温度の差（ＴｃｉＢ−ＴｃｉＧ）がもっとも大きな比較例２を基準として、これが小さくなる、すなわち液晶２５２ＢＴの等方相転移温度ＴｃｉＢが低くなるに従い、上電圧マージン及び下電圧マージンの値は、大きな値へと変化した。このように、各しきい値が高い値である液晶層２５０ＧＴの液晶２５２ＧＴの等方相転移温度ＴｃｉＧよりも、各しきい値が小さい値である液晶層２５０ＢＴの液晶２５２ＢＴの等方相転移温度ＴｃｉＢを低い温度にすることによっても、上電圧マージン、下電圧マージンが拡大する。
【００８２】
なお、変形例１において等方相転移温度ＴｃｉＢを低下させるときに、等方性液体を添加した影響により螺旋ピッチが変化するのを抑制するためにカイラル剤を添加しているが、実施形態においては、等方相転移温度ＴｃｉＧを低下させるときに、ネマチック液晶の添加量を減少させて螺旋ピッチの変化を抑制している。この違いにより、液晶の誘電率の変化が異なっている。
実施例と変形例１の電圧マージンを比較すると、等方相転移温度の差が同程度であれば、実施例のほうが総じて高い値であることがわかる。これは、誘電率εＰが大きく、かつ螺旋ピッチが短い液晶のほうが、等方相転移温度Ｔｃｉが高くなるように設定されていることに起因する。
【００８３】
＜変形例２＞
上述した実施形態においては、液晶層２５０Ｂ、２５０Ｇ、２５０Ｒは、プレーナ配向状態であるときにおいて、それぞれ反射する色が異なり、互いに異なる波長分布の光を反射するように構成されていたが、異なるものとせず、複数の液晶層の反射、透過の制御により階調を制御するようにしてもよい。
【００８４】
＜変形例３＞
上述した実施形態においては、光を照射することにより画像を記録していたが、別の構成により画像を記録してもよい。例えば、透明電極２２０、２２２、２６０、２６２を分割して、分割した透明電極の各々に印加する記録電圧を個々に制御する構成とすればよい。このようにして、分割された各透明電極に印加する記録電圧の電圧値、周波数を個々に制御し、各透明電極間の液晶層の配向状態を変化させて画像を記録してもよい。この場合は光導電層２３０、２３２が無くてもよい。
【００８５】
＜変形例４＞
上述した実施形態における第１表示層４００は、液晶層２５０Ｂ、２５０Ｇの２層を有していたが、いずれか１層、または反射する色がこれらとは異なる１層の液晶層であってもよい。逆に、第２表示層４２０は、液晶層２５０Ｒの１層であったが、反射する色が異なる液晶層がさらに積層されていてもよい。この場合には、光導電層２３０において透過する色を第２表示層４２０における液晶層において反射する色とすればよい。
【００８６】
＜変形例５＞
上述した実施形態、変形例においては、液晶の等方相転移温度Ｔｃｉを下げる添加物として、等方性液体を用いたが、液晶の等方相転移温度Ｔｃｉを下げる材料であれば、例えば、等方相転移温度が低いネマチック液晶など、他の添加物を用いてもよい。等方相転移温度Ｔｃｉを下げる材料は、添加により、螺旋ピッチを変化させるものであってもよいし、変化させないものであってもよい。螺旋ピッチが変化する場合、例えば、螺旋ピッチを長くなる場合には、実施形態で述べたように、螺旋ピッチを長くする材料の添加量を削減したり、螺旋ピッチを短くする材料を添加したりして、反射光の波長分布を調整すればよい。螺旋ピッチを変化させる材料は、等方相転移温度を上昇させても、低下させてもよく、変化させないものであってもよい。このように、等方相転移温度Ｔｃｉの変化量に対する螺旋ピッチの変化量がそれぞれ異なる複数の材料を混合して、ホスト液晶に添加することで、螺旋ピッチおよび等方相転移温度Ｔｃｉを制御し、配向状態を変化させるしきい値が低い液晶層に含まれる液晶の等方相転移温度が低くなるようにすればよい。
【００８７】
＜変形例６＞
上述した実施形態において、電子ペーパ２００に画像を記録するときの積層液晶層３００に対する記録電圧の制御については一例であって、積層液晶層３００に印加される電圧を制御して、各液晶２５２Ｂ、２５２Ｇの配向状態を独立に変化させるものであれば、どのような態様で記録電圧の制御を行ってもよい。このとき、電圧Ｖｂｇが電圧値Ｖ２Ｈ、Ｖ１Ｌとなる制御を含むことが望ましい。
【符号の説明】
【００８８】
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、２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００Ｔ…電子ペーパ、２１０，２１２，２７０…フィルム基板，２２０，２２０Ｔ，２２２，２６０，２６０Ｔ，２６２…透明電極、２３０，２３２…光導電層、２４０…赤吸収層、２５０Ｂ，２５０Ｂａ，２５０Ｂｂ，２５０Ｂｃ，２５０ＢＴ，２５０Ｇ，２５０Ｇａ，２５０Ｇｂ，２５０Ｇｃ，２５０ＧＴ，２５０Ｒ…液晶層、２５１Ｂ，２５１Ｂａ，２５１Ｂｂ，２５１Ｂｃ，２５１ＢＴ，２５１Ｇ，２５１Ｇａ，２５１Ｇｂ，２５１Ｇｃ，２５１ＧＴ，２５１Ｒ…バインダー、２５２Ｂ，２５２Ｂａ，２５２Ｂｂ，２５２Ｂｃ，２５２ＢＴ，２５２Ｇ，２５２Ｇａ，２５２Ｇｂ，２５２Ｇｃ，２５２ＧＴ，２５２Ｒ…液晶、２５３Ｂ，２５３ＢＴ，２５３Ｇ，２５３ＧＴ，２５３Ｒ…マイクロカプセル、２５５…フィルム、３００，３００Ｔ…積層液晶層、４００…第１表示層、４２０…第２表示層
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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