(57)【要約】【課題】ガラス又はフレキシブル基板をベースにした、光学的書き換え可能なアドレス型（ＯＰＷ）光配向液晶（ＬＣ）ディスプレイの新規な光学的駆動装置を提供することである。【解決手段】本発明はフレキシブル基板及び堅固な基板のいずれかの基板上の書き換え可能光学アドレス型装置の分野に関するものである。現状の双安定性液晶ディスプレイと従来の光学的書き込み技術とを比較すると、本発明は、駆動装置、導電層及び半導体層なしで作動でき、長時間非常に高いコントラストで情報を保存することができる書き換え可能な装置の新しい原理を開示するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の基板上に光配向層を有し、他方の基板上に固定配向層を有する光学的書き換え可能アドレス型（ＯＲＷ）光配向液晶（ＬＣ）装置の光学駆動装置であって、偏光又は非偏光の直接光を照射することによって、光配向層の配向を書き換え、すなわち、ＬＣアラインメント方向を、安定なＬＣ配向基板に対して所定の視覚的に明瞭なねじれ角度へ変化させ、これによって２つのポラライザー間のＬＣセルの透過率又は反射率を変化させ、照射エネルギー量が感光性アラインメント層の配向角の変化を決定する装置。
【請求項２】
300nmから500nmの限定的なスペクトル幅を有する水銀ランプ、又は、300nmから500nmの範囲内の発光線を示す発光ダイオード（ＬＥＤ）システムを光源として用いる請求項１に記載の装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の装置が、光学的書き換え可能アドレス型（ＯＲＷ）光配向液晶（ＬＣ）装置上の画像に対応する切り替えエリアを有する偏光制御装置であり、出力偏光方向の制御によって、光学的書き換え可能アドレス型（ＯＲＷ）光配向液晶（ＬＣ）装置のグレイレベルを実現する装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の装置が、光学的書き換え可能アドレス型（ＯＲＷ）光配向液晶（ＬＣ）装置上の画像に対応するエリアについての透過率又は反射率を変え、90度以下の角度で偏光を切り替える光変調器又はＬＣディスプレイであり、出力偏光方向の制御によって、光学的書き換え可能アドレス型（ＯＲＷ）光配向液晶（ＬＣ）装置の白黒レベルを実現する装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の装置が、光学的書き換え可能アドレス型（ＯＲＷ）光配向液晶（ＬＣ）装置上の画像に対応するエリアについての透過光又は反射光の偏光状態及び偏光方向を制御するのに用いられる、出力ポラライザーなしのねじれネマチック（ＴＮ）液晶ディスプレイであり、出力偏光方向の制御によって、光学的書き換え可能アドレス型（ＯＲＷ）光配向液晶（ＬＣ）装置の白黒レベルを実現する装置。
【請求項６】
プラスチックカード上のディスプレイ用途に用いられる請求項３から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
直接接触法によって画像をディスプレイに移送する請求項３から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
投影法を利用して画像をディスプレイに移送する請求項３から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
直接駆動ディスプレイによって画像を形成する請求項３から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
マトリックスディスプレイによって画像を形成する請求項３から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
駆動装置と光学的書き換え可能アドレス型（ＯＲＷ）光配向液晶（ＬＣ）装置とが電気的に接続されていない請求項３から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記マトリックスディスプレイは受動的に又は能動的にアドレスされる請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル基板及び堅固な基板のいずれかの基板上の書き換え可能光学アドレス型装置の分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイは現在最も普及しているフラットパネルディスプレイ製品である。このディスプレイは液晶セルのアレイからなり、セルの状態は２つの電極間に電位差に付与することによって切り替えることができる。この場合、ＬＣディスプレイに画像を生成するためには、ＬＣ表示装置、駆動装置、マイクロプロセッサを含む電子的装備及びバッテリが必要である。プラスチックカード用途には、厚さ1mm以下のカード内に全てを収める必要があるという大きな問題がある。光学的書き換え（ＯＲＷ）技術は、全ての電子部品をプラスチックカードから分離して備えられるる可能性を提供するものであり、光学的方法によってディスプレイに光学的に直接書き込むことによってディスプレイ上の情報を変えるものである。ディスプレイに書き込まれた情報は長時間保存できる。
【０００３】
同じ情報が必要とされる電子ペーパーやクレジットカードディスプレイのような用途にとっては、装置に数秒から数日さらには数年の長時間保存することが重要である。これらの用途には頻繁な更新は必要とされるべきではない。この場合、より低い電力消費やより高いコントラスト比の方が重要である。
【０００４】
本発明は、フレキシブル基板及び堅固な基板のいずれかの基板上の書き換え可能光学アドレス型装置の分野に関するものである。現状の双安定性液晶ディスプレイ及び従来の光学的書き込み技術とを比較すると、本発明は、駆動装置、導電層及び半導体層なしで作動でき、長時間非常に高いコントラストで情報を保存することができる書き換え可能な装置の新しい原理を開示するものである。
【０００５】
本発明は、光学的書き換え可能ディスプレイにおいて長時間保存で画像を書き込み、かつ、このようなタイプのディスプレイにおいて情報を変更する装置を提供する。
【０００６】
特開昭５９−１７８２０号公報（１９８４年）は、高屈折率膜と低屈折率膜との組み合わせからなる多層誘電体膜の高屈折率膜としてアモルファスシリコン膜を形成することによって再現性及び安定性を改善する技術を教示している。特開平１−０５５５２２号公報（１９８９年）は、電界誘起再配列を起こす消去電圧、光照射による散乱を生成する書き込み電圧、及び、傾斜バルブに対する保持電圧を印加することによって書き込み及び消去をスピードアップするように、読み出し光の利用効率を向上させる方法を教示している。出願公開第０４１２８４３号明細書（１９９１年）は、２つの透明基板と、第１透明電極上に形成され水素化アモルファスシリコンカーバイド（ａ-Ｓｉ1-xＣx：Ｈ）を含む光伝導層とを備えた光学的書き込み型液晶表示装置の原理及び構造を教示している。
【０００７】
本発明は、駆動装置、導電層及び半導体層なしで作動でき、かつ、長時間非常に高いコントラストで情報を保存することができる光学的に書き換え可能な装置の新しい原理を教示するものである。本発明は、偏光を切り替える液晶装置に基づいており、駆動ディスプレイからＯＲＷディスプレイへ光学的に移行する異なる画像を生成できる。
【０００８】
特開昭５９−１７８２０号公報（１９８４年）は、Okamura FujioとNakano Masakazuによる“光学的書き込み型液晶ライトバルブ素子”との発明の名称の出願公開公報である。この発明の目的は、高屈折率膜と低屈折率膜との組み合わせからなる多層誘電体膜の高屈折率膜としてアモルファスシリコン膜を形成することによって再現性及び安定性を改善することである。その素子の構成は、ガラス基板と、ＩＴＯ透明電極と、300℃の基板温度及び0.1Torrの真空という条件でＳｉＨ４のグロー放電法によって形成されたａ-Ｓｉと、ＳｉＦ４とＨ２の気体比ＳｉＦ４／Ｈ２が10で、300℃基板温度で、0.1Torrの真空という条件でグロー放電法によって形成されたＨ、ａ-Ｓｉの光伝導層と、上述と同じ条件で形成されたＨ、ａ-Ｓｉのライトシールド膜と、高屈折率膜としてのＦ．Ｈ膜とからなる。Ｎａ２Ｏ及びＳｉＨ４のグロー放電分解法によって形成されたＳｉＯ２膜は、放電体多層反射膜からなる低屈折率膜と、傾斜ＳｉＯ蒸着によって形成された液晶の配向膜と、“マイラー”膜のスペーサーと、ディスプレイ用のコンポジット電界効果型ねじれネマチック液晶Ｅ７とを備える。
【０００９】
特開平１−０５５５２２号公報（１９８９年）は、Sonehara Tomuioによる“光学的書き込み型液晶用の記録方法”との発明の名称の出願公開公報である。この発明の目的は、電界誘起再配列を起こす消去電圧、光照射による散乱を生成する書き込み電圧、及び、傾斜バルブに対する保持電圧を印加することによって書き込み及び消去をスピードアップするように、読み出し光を利用する効率を向上させることである。この発明の構成において、傾斜バルブは、透明電極と、一電極上に積層された光伝導膜及び光分離ミラーと、動的散乱用の添加剤と、駆動電圧源とを備えた２シートの透明ガラス基板からなる。ドーパントが追随できず、動的散乱の発生を未然に防ぐ周波数の電圧をバルブに印加して、全表面が透明になるように液晶分子を並べる。次いで、動的散乱が生成され得る低周波数の電圧をバルブに印加して、書き込み光１０８をそこに投影して、上述の層のインピーダンスを低下させ、層の部分的な電圧を増大して、散乱による画像を形成する。その後、たとえ印加電圧がゼロまで低下しても、表示状態は液晶の強い弾性力によって維持される。
【００１０】
欧州特許出願公開第０４１２８４３号明細書（１９９１年）は、Hatano Akitsugu, Kimura Naofumi,Fujiwara Sayuriによる“光学的書き込み型液晶表示装置” との発明の名称の出願公開公報である。この発明に係る光学的書き込み型液晶表示装置は第１透明基板と、該第１透明基板上に形成された第１透明電極と、該第１透明電極上に形成されかつ水素化アモルファスシリコンカーバイド（ａ-Ｓｉ1-xＣx：Ｈ）を含む光伝導層とを備える。表示装置はまた、第２透明基板と、該第２透明基板上に形成された第２透明電極と、前記光導電層と第２透明電極との間に挟まれた液晶層とを備える。
【００１１】
米国特許第５６７８８６３号明細書（１９９７年）は、Knight Malcolm Robert Murray, Isherwood,Roland, Rocca, Sarah Anne, Godfrey, Robin Edward, Nelson, Craig Harveyによる“高価値文書” との発明の名称の特許公報である。コピー又は偽物の対象になる、紙又はポリマー領域特に、紙幣、パスポート、身分証明書等の高い価値を有する文書を含む識別手段又は高価値文書は、その領域に透かし模様を含み、また、その領域又は透かし模様の少なくとも一部に付けられて液晶材料を含み、透過又は反射光で見たときに異なる光学的効果を示す。
【００１２】
加国特許第２４９３５７４号明細書（２００３年）は、Power Gary Fairlessによる“セキュリティ文書用の偏光液晶装置” との発明の名称の特許公報である。偏光液晶装置は、基板と、偏光光源に対して一様に並んだ少なくとも一の光配向層と、該光配向層に付けられたネマチック液晶層とを備える。交差偏光の下で見ることができる潜像は、可変印刷又はレーザー書き込み工程によってマスクを用いないで、光配向層と液晶層とによって形成される。
【特許文献１】特開昭５９−１７８２０号公報
【特許文献２】特開平１−０５５５２２号公報
【特許文献３】欧州特許出願公開第０４１２８４３号明細書
【特許文献４】米国特許第５６７８８６３号明細書
【特許文献５】加国特許第２４９３５７４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、ガラス又はフレキシブル基板をベースにした、光学的書き換え可能なアドレス型（ＯＰＷ）光配向液晶（ＬＣ）ディスプレイの新規な光学的駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
光学的書き換え可能なアドレス型（ＯＰＷ）光配向液晶（ＬＣ）表示装置は、作動時にディスプレイ内に電子的装備、電源供給及び導電層を必要としない。光学的書き換え可能なアドレス型（ＯＰＷ）光配向液晶（ＬＣ）表示装置は、長期間情報を保存することができ、駆動装置への電気的接続を有さない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１及び図２に、本発明のＯＲＷＬＣ表示装置の例を示す。
【００１６】
ＯＲＷアラインメントＬＣディスプレイの原理
光学的駆動装置について、光源は２つの異なる波長365nm及び波長450nmであり得る。書き換え可能アライメント（整列、配向）層用に用いられるアラインメント材料（図４のSD-1）は２つの吸収バンドしか有さない。それらは偏光に対して反応し、薄いアライメント層内の分子プロセスによってＬＣ整列方向の再配向に寄与する。
【００１７】
十分な光量の吸収後、層内のＳＤ-１の全分子は照射光の偏光に直交する方向に配向した。このアライメント層の表面上の液晶はＳＤ-１の分子の方向に沿って配向した。
【００１８】
例えば、出力ポラライザーなしのねじれネマチック（ＴＮ）ＬＣディスプレイは、図５に示すような本発明の光学的駆動装置用に用いることができる。ディスプレイがスイッチオフされたとき（９０度回転偏光）、及び、ディスプレイがスイッチオンされたとき（偏光配向の変化なし）の２つの場合に、ＴＮＬＣセルは直線偏光の光を出力する。ＯＲＷディスプレイの２つの状態だけ（明と暗、非グレイレベル）を、保証付きの高コントラスト及び高再現性をもって書き込むことができる。
【００１９】
グレイレベルの書き込みのためには、装置は出力偏光のいかなる方向をも制御する必要がある。この場合には偏光回転子が必要となる。
【００２０】
以前に書き込んだ画像の他の部分の変化なしで、画像の一部だけを書き込み、保存することが必要になる場合がある。この場合には、２つの部材すなわち、空間光変調器及び偏光回転子を用いることができる。振幅透過マスク又は液晶ディスプレイを空間光変調器として用いることができる。空間光変調器は書き込みエリアを決定し、回転子は特定のエリアに画像を書き込む。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】透過型光学的書き換え可能ＬＣ装置の構造を示す。ＬＣセルの底部アラインメント層は、偏光ＵＶ光の下で配向を変化できないこすりポリイミド（ＰＩ）層（コンスタントアラインメント層）である。最上部アラインメント層は感光性アラインメント層（ＳＤ-１）である。
【図２】反射型光学的書き換え可能ＬＣ装置の構造を示す。ＬＣセルの底部アラインメント層は、偏光ＵＶ光の下で配向を変化できないこすりポリイミド（ＰＩ）層（コンスタントアラインメント層）である。最上部アラインメント層は感光性アラインメント層（ＳＤ-１）である。
【図３】底部基板のない反射型光学的書き換え可能ＬＣ装置の構造を示す。ＬＣセルの底部アラインメント層は、偏光ＵＶ光の下で配向を変化できないこすりポリイミド（ＰＩ）層（コンスタントアラインメント層）である。最上部アラインメント層は感光性アラインメント層（ＳＤ-１）である。
【図４】主要ガウシアン吸収ピークで分解されたアゾ−ダイ吸収スペクトルを示す。
【図５】ＳＤ-１の化学構造（CAS No.6232-49-1）である。
【図６】ＴＮＬＣ装置を用いた光学的駆動装置である。
【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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【外国語明細書】
2008250073.tif 000009
2008250073.tif 000010
2008250073.tif 000011
2008250073.tif 000012
2008250073.tif 000013
2008250073.tif 000014
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