(57)【要約】【課題】複数の光導電層を有する表示媒体への画像書込における解像度の低下を抑制可能な書込装置及び書込方法を提供する。【解決手段】一対の電極と、一対の電極間に設けられ、予め定められた波長領域の光を吸収することにより該光の強度分布に応じた電気的特性分布を示す光導電層と、前記一対の電極に印加された電圧による前記光導電層の電気的特性分布に応じて分布した分圧が印加され、該分圧に応じた光学的特性分布による画像を表示する表示層と、を含んだ表示素子を複数備え、複数の表示素子に含まれる前記光導電層の各々が相互に異なる波長領域の光を吸収する表示媒体に対し、露光光に含まれる複数の光導電層各々が吸収する波長領域の光各々を、表示媒体の各波長領域の光を吸収する光導電層各々へ集束させる軸上色収差を有する光学手段を介して、露光光を表示媒体に照射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極と、一対の電極間に設けられ、予め定められた波長領域の光を吸収することにより該光の強度分布に応じた電気的特性分布を示す光導電層と、前記一対の電極に印加された電圧による前記光導電層の電気的特性分布に応じて分布した分圧が印加され、該分圧に応じた光学的特性分布による画像を表示する表示層と、を含んだ表示素子が複数積層され、前記複数の表示素子に含まれる前記光導電層の各々が相互に異なる波長領域の光を吸収する表示媒体に対し、前記複数の表示素子各々に含まれる前記一対の電極に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段により電圧を印加された前記表示媒体へ画像データに応じた露光光を照射する照射手段と、
前記照射手段と前記表示媒体との間に設けられ、前記照射手段から照射された露光光に含まれる複数の前記光導電層各々が吸収する波長領域の光を、前記表示媒体の各波長領域の光を吸収する光導電層各々へ集束させる軸上色収差を有する光学手段と、
を備えた書込装置。
【請求項２】
一対の電極と、一対の電極間に設けられ、予め定められた波長領域の光を吸収することにより該光の強度分布に応じた電気的特性分布を示す光導電層と、前記一対の電極に印加された電圧による前記光導電層の電気的特性分布に応じて分布した分圧が印加され、該分圧に応じた光学的特性分布による画像を表示する表示層と、を含んだ表示素子が複数積層され、前記複数の表示素子に含まれる前記光導電層の各々が相互に異なる波長領域の光を吸収する表示媒体に対し、前記複数の表示素子各々に含まれる前記一対の電極に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記表示媒体に照射する露光光に含まれる複数の前記光導電層各々が吸収する波長領域の光を、前記表示媒体の各波長領域の光を吸収する光導電層各々へ集束させる軸上色収差を有する光学手段を介して、前記電圧印加手段により電圧を印加された前記表示媒体に画像データに応じた前記露光光を照射する照射手段と、
を備えた書込装置。
【請求項３】
一対の電極と、一対の電極間に設けられ、予め定められた波長領域の光を吸収することにより該光の強度分布に応じた電気的特性分布を示す光導電層と、前記一対の電極に印加された電圧による前記光導電層の電気的特性分布に応じて分布した分圧が印加され、該分圧に応じた光学的特性分布による画像を表示する表示層と、を含んだ表示素子が複数積層され、前記複数の表示素子に含まれる前記光導電層の各々が相互に異なる波長領域の光を吸収する表示媒体に対し、前記複数の表示素子に含まれる前記一対の電極に電圧を印加する電圧印加工程と、
前記表示媒体に照射する露光光に含まれる複数の前記光導電層各々が吸収する波長領域の光を、前記表示媒体の各波長領域の光を吸収する光導電層各々へ集束させる軸上色収差を有する光学系を介して、前記電圧印加手段により電圧を印加された前記表示媒体に画像データに応じた前記露光光を照射する照射工程と、
を備えた書込方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、書込装置及び書込方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータの普及、インターネットを始めとする情報化社会の発達により、電子情報の一時的な閲覧を目的とする、いわゆる短寿命文書としての紙の消費は、益々増加する傾向にあり、森林資源保護などの地球環境保全や事務環境改善などの理由から、紙に代わる書き換え可能な表示媒体の実現が望まれている。
【０００３】
そこで、無電源でのメモリ性を有し、且つ外部装置によって短時間で画像を書き換えることができる紙に代わる表示媒体として、コレステリック液晶と、電場下で光照射されることで内部光電効果による自由電子の移動が発生する光導電体と、を用いた表示媒体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１には、光導電層と表示層とを組み合わせた表示媒体として、フィルム等の一対の基板上に形成された電極と電極との間に、光導電層と、透明隔離層と、遮光層と、表示層と、が積層された表示素子が複数積層されて構成されている。この表示媒体においては、露光光を光導電層に照射されることによって表示媒体の表示層への書込みがなされ、表示層に読出光を照射することによって表示層に書込まれた画像が読み取られる。
【０００５】
複数の光導電層は、互いに異なる波長領域の光を吸収する特性を有しており、各光導電層の光吸収領域内の波長領域の光が照射されることで、抵抗値が変化する性質を有している。ここで、目的とする色に発色される表示層を挟むように設けられている一対の電極間に電圧が印加されると、この電極間に設けられた表示層及び光導電層にはそれぞれの分圧が印加される。この分圧が印加された状態で、この光導電層の光吸収波長領域の波長領域の光を露光光として照射することによって、該光導電層が照射された光を吸収して、露光光に応じて光導電層の抵抗分布が変化する。このように、目的とする光導電層の光吸収波長領域の波長領域の露光光を照射することにより、この光導電層と同じ電極間に設けられている表示層に印加される分圧が変化する。表示層に印加される電圧分布が変化すると、液晶の配向分布が変化して光学的特性分布が変化するので、照射された露光光に応じた画像が表示層に記録される。
【０００６】
特許文献１の技術によれば、互いに異なる光吸収波長領域を有する光導電層各々の光吸収波長領域内の波長領域の光を表示媒体に照射するために、各光導電層の光吸収波長領域の波長の光を光源から表示媒体へ照射している。
【０００７】
ここで、表示媒体に照射される光は、多くの場合拡散性を有することから、表示媒体に表示する画像の光学模様を光導電層上に露光することが困難な場合があり解像度の低下が懸念されることから、特許文献２の技術では、１つの表示素子からなる表示媒体の１つの光導電層に、二次元画像を所定の位置に結像させる二次元レンズアレイを介して、二次元画像の光学模様を露光している。この特許文献２の技術によれば、二次元レンズアレイを透過した光が表示素子の１つの光導電層に集光されて、１つの光導電層に光学模様を結像させることができる。
【特許文献１】特開２００４−１９８９４９号公報
【特許文献２】特開２００２−３１８３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、複数の光導電層を有する表示媒体への画像書込における解像度の低下を抑制可能な書込装置及び書込方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、以下の本発明により達成される。すなわち、
【００１０】
請求項１に係る発明は、一対の電極と、一対の電極間に設けられ、予め定められた波長領域の光を吸収することにより該光の強度分布に応じた電気的特性分布を示す光導電層と、前記一対の電極に印加された電圧による前記光導電層の電気的特性分布に応じて分布した分圧が印加され、該分圧に応じた光学的特性分布による画像を表示する表示層と、を含んだ表示素子が複数積層され、前記複数の表示素子に含まれる前記光導電層の各々が相互に異なる波長領域の光を吸収する表示媒体に対し、前記複数の表示素子各々に含まれる前記一対の電極に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段により電圧を印加された前記表示媒体へ画像データに応じた露光光を照射する照射手段と、前記照射手段と前記表示媒体との間に設けられ、前記照射手段から照射された露光光に含まれる複数の前記光導電層各々が吸収する波長領域の光を、前記表示媒体の各波長領域の光を吸収する光導電層各々へ集束させる軸上色収差を有する光学手段と、を備えた書込装置である。
【００１１】
請求項２に記載の書込装置は、一対の電極と、一対の電極間に設けられ、予め定められた波長領域の光を吸収することにより該光の強度分布に応じた電気的特性分布を示す光導電層と、前記一対の電極に印加された電圧による前記光導電層の電気的特性分布に応じて分布した分圧が印加され、該分圧に応じた光学的特性分布による画像を表示する表示層と、を含んだ表示素子が複数積層され、前記複数の表示素子に含まれる前記光導電層の各々が相互に異なる波長領域の光を吸収する表示媒体に対し、前記複数の表示素子各々に含まれる前記一対の電極に電圧を印加する電圧印加手段と、前記表示媒体に照射する露光光に含まれる複数の前記光導電層各々が吸収する波長領域の光を、前記表示媒体の各波長領域の光を吸収する光導電層各々へ集束させる軸上色収差を有する光学手段を介して、前記電圧印加手段により電圧を印加された前記表示媒体に画像データに応じた前記露光光を照射する照射手段と、を備えた書込装置である。
【００１２】
請求項３に記載の書込方法は、一対の電極と、一対の電極間に設けられ、予め定められた波長領域の光を吸収することにより該光の強度分布に応じた電気的特性分布を示す光導電層と、前記一対の電極に印加された電圧による前記光導電層の電気的特性分布に応じて分布した分圧が印加され、該分圧に応じた光学的特性分布による画像を表示する表示層と、を含んだ表示素子が複数積層され、前記複数の表示素子に含まれる前記光導電層の各々が相互に異なる波長領域の光を吸収する表示媒体に対し、前記複数の表示素子に含まれる前記一対の電極に電圧を印加する電圧印加工程と、前記表示媒体に照射する露光光に含まれる複数の前記光導電層各々が吸収する波長領域の光を、前記表示媒体の各波長領域の光を吸収する光導電層各々へ集束させる軸上色収差を有する光学系を介して、前記電圧印加手段により電圧を印加された前記表示媒体に画像データに応じた前記露光光を照射する照射工程と、を備えた書込方法である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、軸上色収差を有していない光学手段を用いた場合に比較して、複数の光導電層を有する表示媒体への画像書込における解像度の低下を容易に抑制可能な書込装置を提供することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、軸上色収差を有していない光学手段を用いた場合に比較して、複数の光導電層を有する表示媒体への画像書込における解像度の低下を容易に抑制可能な書込装置を提供することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、軸上色収差を有していない光学系を用いた場合に比較して、複数の光導電層を有する表示媒体への画像書込における解像度の低下を容易に抑制可能な書込方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の書込装置及び書込方法の一の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態の形態に係る書込装置１０は、表示媒体１１に書込を行うための装置である。
【００１８】
表示媒体１１は、基板１２と基板１４との間に表示素子３０と表示素子３２とが基板１５を介して積層されて構成されている。なお、本実施の形態では、表示媒体１１には、２層の表示素子（表示素子３０及び表示素子３２）が積層されて構成されている場合を説明するが、表示媒体１１に含まれる表示素子の数は２つに限られるものではなく、３つ以上が積層された構成であってもよい。
【００１９】
表示素子３０は、電極１６Ａと電極１６Ｂとの間に、光導電層２４、遮光層２２Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ａが積層されて構成されている。表示素子３２は、１対の電極１８Ａと電極１８Ｂとの間に、光導電層２６、遮光層２２Ｂ、及び表示層２０Ｃが積層されて構成されている。
【００２０】
なお、本実施の形態では、表示素子３０には、２層の表示層（表示層２０Ｂ及び表示層２０Ａ）が設けられている場合を説明するが、１層の表示層が設けられた構成であってもよく、また３層以上の表示層が設けられた構成であってもよい。
【００２１】
なお、表示媒体１１が、本発明の書込装置における表示媒体に相当し、光導電層２４及び光導電層２６が本発明の書込装置における表示媒体の光導電層に相当し、表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃが、本発明の書込装置の表示層に相当する。
【００２２】
基板１２、基板１４、及び基板１５各々は、絶縁性（体積抵抗で１０１２Ωｃｍ以上、以下これに準ずる）を有している。また、基板１２、基板１４、及び基板１５各々は、透光性を有している。なお、本実施の形態において、透光性とは、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの光の８０％以上を透過する性質を示している。
【００２３】
これらの基板１２、基板１４、及び基板１５各々には、必要に応じて、その表面に、液晶配向層、耐摩耗層、ガスの混入を防止するバリア層など公知の機能性膜を形成してもよい。
【００２４】
基板１２、基板１５、及び基板１４は、ガラス及びシリコン等の無機シート、またはポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、及びポリエチレンナフタレート等の高分子フィルムを用いて構成することができる。基板１２、基板１４、及び基板１５の厚みは、０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００２５】
電極１６Ａ、電極１６Ｂ、電極１８Ａ、及び電極１８Ｂは、導電性（体積抵抗で２０００Ωｃｍ以下、以下これに準ずる）を有すると共に、透光性を有している。
【００２６】
電極１６Ａ、電極１６Ｂ、電極１８Ａ、及び電極１８Ｂには、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を用いることができる。なお、本実施の形態では、電極１６Ａ、電極１６Ｂ、電極１８Ａ、及び電極１８ＢにＩＴＯを用いる場合を説明するが、ＩＴＯ以外にも、Ａｕなどの金属膜、ＳｎＯ2、ＺｎＯなど酸化物、ポリピロールなどの導電性高分子の膜などの電気導電体を用いることができる。また、本実施の形態の電極１８Ａは基板１２上にスパッタリングされ、電極１８Ｂ及び電極１６Ａは基板１５の両面に各々スパッタリングされ、電極１６Ｂは基板１４にスパッタリングされて形成されているものとして説明するが、必ずしもスパッタリングによる必要はなく、印刷、ＣＶＤ、蒸着などにより形成することもできる。
【００２７】
光導電層２４及び光導電層２６は、照射された光に対して互いに異なる吸収波長領域を有しており、電場下で吸収波長領域の波長領域の光を照射されると、内部光電効果による自由電子の移動が発生し、光の強度に応じて抵抗値が小さくなる性質を有する。
【００２８】
光導電層２４及び光導電層２６としては、（ａ）無機半導体材料として、アモルファス・シリコンや、ＺｎＳｅ、ＣｄＳなどの化合物半導体により構成される層、（ｂ）有機半導体材料として、アントラセン、ポリビニルカルバゾールなどにより構成される層、（ｃ）光照射によって電荷を発生する電荷発生材料及び電界によって電荷移動を生ずる電荷輸送材料の混合物や積層体により構成される層などが挙げられる。
【００２９】
光導電層２４及び光導電層２６は、ａ−Ｓｉ：Ｈ、ａ−Ｓｅ、Ｔｅ−Ｓｅ、Ａｓ2Ｓｅ3、ＣｄＳｅ、ＣｄＳなどの無機光導電体、あるいはアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、キナクリドン顔料、ピロロピロール顔料、インジゴ顔料などの電荷発生材料とアリールアミン、ヒドラゾン、トリフェニルメタン、ＰＶＫなどの電荷輸送材料とを組合せた有機光導電体などにより構成される。
【００３０】
ここで、光導電層２４及び光導電層２６は、上述のように、内部光電効果を有し、照射された光の強度に応じて抵抗値が変化することから、交流駆動が可能であり、且つ照射された光に対して対象駆動することが好ましく、この観点から、図１に示すように、光導電層２４は、電荷輸送層（ＣＴＬ）２４Ｂを上下から挟むように一対の電荷発生層（ＣＧＬ）２４Ａ及び電荷発生層２４Ｃが積層された３層構造であることが好ましい。光導電層２６もまた、電荷輸送層２６Ｂを上下から挟むように一対の電荷発生層２６Ａ及び電荷発生層２６Ｃが積層された３層構造であることが好ましい。
【００３１】
電荷発生層２４Ａ、電荷発生層２４Ｃ、電荷発生層２６Ａ、及び電荷発生層２６Ｃは、書込装置１０から書込みのために照射される露光光（詳細後述）を吸収して自由電子を発生させる機能を有する層である。
電荷発生層２４Ａ及び電荷発生層２４Ｃとしては、後述する露光光に含まれる特定波長の光を吸収して励起子を発生させ、電荷発生層２４Ａ及び電荷発生層２４Ｃの内部、または電荷輸送層２４Ｂとの界面で自由電子に効率良く分離させられるものが好ましい。
同様に、電荷発生層２６Ａ及び電荷発生層２６Ｃとしては、後述する露光光に含まれる波長であって、上記電荷発生層２４Ａ及び電荷発生層２４Ｃとは異なる特定波長の光を吸収して励起子を発生させ、電荷発生層２６Ａ及び電荷発生層２６Ｃの内部、または電荷輸送層２６Ｂとの界面で自由電子に効率良く分離させられるものが好ましい。
【００３２】
電荷発生層２４Ａ、電荷発生層２４Ｃ、電荷発生層２６Ａ、及び電荷発生層２６Ｃ各々を構成する電荷発生材料としては、例えば、ペリレン系、フタロシアニン系、ビスアゾ系、ジチオピトケロピロール系、スクワリリウム系、アズレニウム系、チアピリリウム・ポリカーボネート系化合物などが挙げられる。
【００３３】
上記電荷輸送層２４Ｂ及び電荷輸送層２６Ｂを構成する電荷輸送材料としては、例えば、トリニトロフルオレン系、ポリビニルカルバゾール系、オキサジアゾール系、ピラリゾン系、ヒドラゾン系、スチルベン系、トリフェニルアミン系、トリフェニルメタン系、ジアミン系化合物や、ＬｉＣｌＯ4を添加したポリビニルアルコ−ルやポリエチレンオキシド等が、また電荷発生材と電荷輸送材との複合体として、積層体、混合物、マイクロカプセルなど、を利用することができる。
【００３４】
なお、光導電層２４及び光導電層２６の層厚は１〜１００μｍの範囲で用い、露光光の照射時と露光光の非照射時の抵抗比は大きい方が望ましい。
【００３５】
表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃ各々は、電場によって特定の色の光の選択反射及び透過状態を変調する機能を有し、且つ選択した状態が無電場で保持できる性質の層である。表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃが各々電場によって特定の色の光の選択反射状態にあるときには、入射光のうち互いに異なる色の光を選択反射する。なお、表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃ各々は、曲げや圧力などの外力に対して変形しない構造であることが望ましい。
【００３６】
同一の表示素子に複数の表示層が設けられている場合には、互いに異なる電場、すなわち異なる値の電圧が印加されることによって、透過状態から選択反射状態への変調が生じるように構成されている。本実施の形態では、表示素子３０に設けられた表示層２０Ａ及び表示層２０Ｂは、互いに異なる電圧以上の電圧が印加されたときに透過状態から選択反射状態への変調が生じ、色相が変化する。
【００３７】
表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃ各々には、カイラルネマチック液晶（コレステリック液晶）をゼラチンバインダー（高分子マトリックス）中に分散させたＰＤＬＣ（Polymer Network Liquid Crystal）構造を用いることができる。なお、本実施の形態では、表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃ各々がＰＤＬＣ構造を採用する場合を説明するが、この構造に限ることなく、コレステリック液晶を、リブを介し電極間距離を固定したセルに配置する方式やカプセル液晶化することにより実現してもよい。また、液晶もコレステリック液晶に限ることなく、スメクチックＡ液晶、ネマチック液晶、ディスコティック液晶などが利用できる。
【００３８】
これらの表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃ各々の、光の選択反射状態にあるときにおける選択反射波長領域（表示色波長領域）は互いに異なる。例えば、表示層２０Ａは、Ｂ（ブルー）色の光を選択反射するコレステリック液晶により構成され、表示層２０Ｂは、Ｇ（グリーン）色の光を選択反射するコレステリック液晶により構成され、表示層２０Ｃは、Ｒ（レッド）の色を選択反射するコレステリック液晶により構成されている。
【００３９】
なお、上述のように光の選択反射状態における選択反射光の色の構成となるように表示層が設けられている場合には、例えば、ブルーの光を選択反射する表示層２０Ａ及びグリーン色の光を選択反射する表示層２０Ｂが積層された光導電層２４は、Ｂ（ブルー）色の波長領域の光を吸収することによって、抵抗値が変化する。また、Ｒ（レッド）の色の光を選択反射する表示層２０Ｃが積層された光導電層２６は、Ｒ（レッド）色の波長領域の光を吸収することで、抵抗値が変化する。
【００４０】
これらの表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃ各々の反射波長領域（表示色波長領域）は、例えば、液晶としてコレステリック液晶を用いる場合には、該コレステリック液晶の螺旋ピッチにより調整することができる。コレステリック液晶の螺旋ピッチは、ネマチック液晶に対するカイラル剤の添加量で調整することができる。また、コレステリック液晶の螺旋ピッチの温度依存性を補償するために、捩じれ方向が異なる、または逆の温度依存性を示す複数のカイラル剤を添加する公知の手法を用いてもよい。
なお、液晶の光学的特性変化を補助する補助部材として、偏光板、位相差板、反射板などの受動光学部品と併用したり、液晶中に２色性色素を添加したりしてもよい。
【００４１】
なお、各表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃ各々の層厚は通常１〜１００μｍの範囲として用いることが望ましい。
【００４２】
表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃ各々に含まれる液晶材料としては、シアノビフェニル系、フェニルシクロヘキシル系、フェニルベンゾエート系、シクロヘキシルベンゾエート系、アゾメチン系、アゾベンゼン系、ピリミジン系、ジオキサン系、シクロヘキシルシクロヘキサン系、スチルベン系、トラン系など公知の液晶組成物が利用できる。液晶材料には２色性色素などの色素、粒子などの添加剤を加えてもよく、高分子マトリクス中に分散したものや、高分子ゲル化したものや、マイクロカプセル化したものでもよい。また、液晶は高分子、中分子、低分子のいずれでもよく、またこれらの混合物でもよい。
【００４３】
遮光層２２Ａ、及び遮光層２２Ｂには、外部光源からの光や入射光、外光の波長の光などを吸収する材料が用いられ、例えば顔料を分散した樹脂、染料を溶解した樹脂、染料で染色した樹脂などの樹脂色材が利用できる。
【００４４】
遮光層２２Ａ、及び遮光層２２Ｂに必要な光学濃度は、光導電層２４及び光導電層２６の感度と外光の強度とに依存するため一概に規定できないが、少なくとも１以上、さらに２以上であることが望ましい。また、遮光層２２Ａ及び遮光層２２Ｂの電気抵抗は、遮光層内の電流によって解像度の低下を引き起こさないように、少なくとも体積抵抗率で１０８Ω・ｃｍ以上とすることが望ましい。さらに、表示層２０Ａ、表示層２０Ｂ、及び表示層２０Ｃに加わる分圧の変化分を大きくするためには、遮光層２２Ａ及び遮光層２２Ｂの静電容量が大きい程よいので、誘電率が大きく膜厚が薄い方が好ましい。
【００４５】
遮光層２２Ａ及び遮光層２２Ｂに必要な光学濃度は、電極１６Ａと電極１６Ｂとの間、または電極１８Ａと電極１８Ｂとの間に設けられた光導電層２４及び光導電層２６各々と、表示媒体１１に表示された画像の読出し時に視認方向（図１中Ｘ方向）側から入射される読出光の強度に依存するため一概に規定できない。しかし、読出光による反射光により画像が視認される側（視認される方向Ｘ）とは反対側（図１における矢印Ｘ方向とは反対方向の上流側）からの透過光により視認性が低下するのを防止するために、少なくとも１以上、特に２以上が望ましい。なお、４００〜７００ｎｍの波長域の光学濃度を高くすると視認性の低下を防止する効果が強い。
【００４６】
遮光層２２Ａ及び遮光層２２Ｂの膜厚は、０．５〜３．０μｍの範囲とすることが好ましく、０．７〜２．０μｍの範囲とすることがより好ましい。
また、遮光層２２Ａ及び遮光層２２Ｂの電気抵抗は、遮光層内の電流によって解像度の低下を引き起こさないように、少なくとも体積抵抗率で１０８Ω・ｃｍ以上とすることが望ましい。さらに、表示層２０Ｃ、表示層２０Ａ、表示層２０Ｂに加わる分圧の変化分を大きくするためには、遮光層２２Ａ及び遮光層２２Ｂの静電容量が大きいほど良いので、誘電率が大きく膜厚が上記範囲内であることが好ましい。
【００４７】
また、遮光層２２Ａは、光照射部３４から照射される光に対して透過性を有している。また、表示媒体１１の光導電層２６より、後述する書込装置に装着されたときの光照射部（詳細後述）による照射方向上流側に存在する各層（図１の例では、電極１８Ｂ、基板１５、表示素子３０、及び基板１４各々）は、光照射部（詳細後述）から照射される、光導電層２６の光吸収波長の波長を含む光を透過する材料により構成されている。
また、電極１６Ｂ及び基板１４は、光照射部（詳細後述）から照射される、光導電層２４の光吸収波長の波長を含む光についても透過する材料により構成されている。
【００４８】
次に、上記表示媒体１１に画像を書込む書込装置について説明する。
【００４９】
図１に示すように、書込装置１０は、光照射部３４、制御部３８、電圧印加部４０、レンズアレイ５０、及び光学模様表示部４２を含んで構成されている。
光照射部３４、電圧印加部４０、及び光学模様表示部４２は、制御部３８に信号授受可能に接続されている。
【００５０】
なお本実施の形態では、書込装置１０が、本発明の書込装置に相当し、光照射部３４が本発明の書込装置の照射手段に相当し、レンズアレイ５０が、本発明の書込装置の光学手段及び本発明の書込方法の光学系に相当する。
【００５１】
制御部３８は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含むマイクロコンピュータとして構成されており、書込装置１０内の装置各部を制御する。
【００５２】
電圧印加部４０は、電圧印加部４０Ａ及び電圧印加部４０Ｂを含んで構成されている。電圧印加部４０Ａは、表示媒体１１の電極１８Ａ及び電極１８Ｂに信号授受可能に接続されており、電極１８Ａ及び電極１８Ｂに電圧を印加する。電圧印加部４０Ｂは、表示媒体１１の電極１６Ａ及び電極１６Ｂに信号授受可能に接続されており、電極１６Ａ及び電極１６Ｂに電圧を印加する。
【００５３】
書込装置１０には、表示媒体１１を装着するためのスロット（図示省略）が設けられており、このスロット（図示省略）に表示媒体１１が装着されることで、スロット（図示省略）に設けられたコネクタ（図示省略）等を介して表示媒体１１の電極１８Ａ及び電極１８Ｂが電圧印加部４０Ａに電気的に接続され、表示媒体１１の電極１６Ａ及び電極１６Ｂが電圧印加部４０Ｂに電気的に接続されるように構成されている。
また、表示媒体１１が書込装置１０の図示を省略するスロットに装着されると、光照射部３４は、表示媒体１１の基板１４側から基板１２側へ向かって露光光を照射可能な状態となる。
【００５４】
電圧印加部４０は、制御部３８から入力された信号に基づいた電圧を、表示媒体１１の電極１６Ａ及び電極１６Ｂ、及び電極１８Ａ及び電極１８Ｂに印加可能に構成されていればよいが、より速い速度表示を行う観点から、ＡＣ出力が可能であり且つ高いスルーレートを有することが好ましい。電圧印加部４０としては、例えば、バイポーラ高電圧アンプなどを用いることができる。
【００５５】
光照射部３４は、表示媒体１１の複数の光導電層（光導電層２４及び光導電層２６）に露光光を照射し、表示媒体１１に含まれる光導電層の数と同じ種類数の、互いに異なる波長領域の光を出射する複数の光源３５Ｂ及び複数の光源３５Ｒを含んで構成されている。なお、これらの複数の光源３５Ｂ及び複数の光源３５Ｒを総称する場合には、光源３５と称して説明する。
【００５６】
これらの複数の光源３５Ｂ及び複数の光源３５Ｒは、各種類の光源を１つずつ含む群を一組として（本実施の形態では、１つの光源３５Ｂ及び光源３５Ｒを一組として）、各組の光源が、表示媒体１１に画像が表示されたときの該画像の各画素に対応して設けられている。
【００５７】
光源３５Ｂ及び光源３５Ｒから出射される光の波長領域各々は、表示媒体１１の各々異なる光導電層の光に対する吸収波長領域を含んでいる。本実施の形態では、光源３５Ｒは、光導電層２６の吸収波長領域の波長領域の光を出射し、光源３５Ｂは、光導電層２４の吸収波長領域の波長領域の光を出射する。
【００５８】
なお、光源３５Ｒから出射される光の波長領域は、光導電層２６の光に対する最大吸収強度に対応する波長領域を含む事が好ましく、光源３５Ｂから出射される光の波長領域は、光導電層２４の光に対する最大吸収強度に対応する波長領域を含むことが好ましい。
【００５９】
上記光源３５Ｂ及び光源３５Ｒとしては、例えば、ＬＥＤ、無機ＥＬ、有機ＥＬ、レーザー等を用いることができる。
【００６０】
光学模様表示部４２は、光照射部３４の光源３５Ｒ及び光源３５Ｂから出射されて表示媒体１１に照射される光の一部または全てを制御部の制御によって遮光する。光学模様表示部４２は、光源３５Ｒ及び光源３５Ｂから表示媒体１１に照射される光の光路を遮光可能な構成であればよく、一例として、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示媒体を挙げることができる。
【００６１】
光学模様表示部４２は、例えば、複数の光源３５Ｒ及び複数の光源３５Ｂ各々の内の１または複数の光源３５Ｒ及び光源３５Ｂの何れか一方または双方から出射された光の一部が表示媒体１１に照射されることを遮光するために、制御部３８の制御によって、複数の光源３５Ｒ及び複数の光源３５Ｂの内の表示媒体１１への光照射を遮光する対象となる光源から表示媒体１１へ照射される光の光路を遮断するように、光学模様表示部４２の対応する領域に黒色画像等を表示する。
【００６２】
レンズアレイ５０は、照射される光の波長によって光軸上の焦点位置の異なる軸上色収差を有するレンズである。
【００６３】
レンズアレイ５０は、光照射部３４から表示媒体１１へ照射される露光光の内の、光源３５Ｒから出射された光を、書込装置１０に装着された表示媒体１１の光導電層２６に集束させると共に、光源３５Ｂから出射された光を、書込装置１０に装着された表示媒体１１の光導電層２４に集束させるように、構成されている。
【００６４】
すなわち、光照射部３４から表示媒体１１へ照射された露光光の内、光源３５Ｒから出射された光導電層２６の光吸収波長の波長領域の光は、レンズアレイ５０を透過することによって光導電層２６へ集束し、光源３５Ｂから出射された光導電層２４の光吸収波長の波長領域の光は、レンズアレイ５０を透過することによって光導電層２４へ集束する。
【００６５】
このレンズアレイ５０を構成する材料としては、石英ガラス、シリコン、アクリル樹脂、非晶質ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート、エポキシ樹脂等を挙げることができる。
【００６６】
レンズアレイ５０の軸上色収差における、特定波長領域の光の焦点距離（集束位置）は、レンズアレイ５０の屈折率分布や、レンズ形状等を選択することによって、調整することができる。
【００６７】
具体的には、レンズアレイ５０の特定波長領域の光の焦点距離を屈折率分布により調整する場合には、ガラスシート上にイオン拡散を阻止する金属膜を蒸着し、フォトグラフィーによってピンホールを作成した後、ピンホールを通してイオンを拡散させることによりガラスシート内に所望の３次元的な屈折率分布を形成できる。
【００６８】
また、レンズアレイ５０の特定波長領域の光の焦点距離をレンズ形状により調整する場合には、機械加工によりシート上に直接レンズを形成する、レンズ形状に機械加工した金型に樹脂溶液を射出成型する、レンズ形状に機械加工した金型を樹脂シートにスタンプしてレンズを形成する、エッチングによりガラス基板をレンズ状に加工する、インクジェット法で樹脂溶液をレンズ状に吐出してＵＶや熱で硬化させてレンズを形成する等の方法で所望のレンズ形状に形成できる。
【００６９】
なお、表示媒体１１においては、表示媒体１１が書込装置１０に装着されると、表示媒体１１に含まれる複数の光導電層２６及び光導電層２４各々の位置が、レンズアレイ５０の軸上色収差に応じた位置、すなわち、光源３５Ｒから出射された光を光導電層２６に集束させ、光源３５Ｂから出射された光を光導電層２４に集束させる位置に配置されるように、表示媒体１１における光導電層２４及び光導電層２６各々の位置が調整されているものとする。
【００７０】
例えば、レンズアレイ５０を構成する材料としてポリカーボネートを用いた場合には、図２に示すように、４４０ｎｍの波長の光の焦点距離Ａと、６４０ｎｍの波長の光の焦点距離（Ａ＋Ｂ）と、は、４４０ｎｍの波長の光の焦点距離Ａを１００％すると、２％異なる。
【００７１】
このため、例えば、ポリカーボネートをレンズアレイ５０の構成材料として用いた場合には、表示媒体１１に含まれる光導電層２６と光導電層２４との距離を、この焦点距離の差に応じた距離離れた位置に設けられた表示媒体１１の構成とすると共に、光導電層２６及び光導電層２４の何れか一方を４４０ｎｍの波長の光を吸収して抵抗値が変化する材料によって構成し、他方を６４０ｎｍの波長の光を吸収して抵抗値が変化する材料によって構成すればよい。また、書込装置１０においては、２種類の光源として４４０ｎｍの波長の光を出射する光源と、６４０ｎｍの光を出射する光源と、を備えた光照射部３４として構成すればよい。さらに、光導電層２４が、４４０ｎｍの波長の光を吸収して抵抗値が変化する光導電層であって、光導電層２６が、６４０ｎｍの波長の光を吸収して抵抗値が変化する光導電層とすると、この表示媒体１１が書込装置１０に装着されたときには、４４０ｎｍの波長の光を出射する光源からレンズアレイ５０を介して表示媒体１１に照射された光が表示媒体１１の光導電層２４に集束し、６４０ｎｍの波長の光を出射する光源からレンズアレイ５０を介して表示媒体１１に照射された光が表示媒体１１の光導電層２６に集束するように、書込装置１０における表示媒体１１の装着位置を予め調整すればよい。
具体的には、図２に示す光照射部３４とレンズアレイ５０との距離Ｃを調整すればよい。
【００７２】
なお、軸上色収差を有するレンズアレイ５０を透過した光は、屈折率の高い波長領域（例えば紫）の光ほどレンズアレイ５０の近くに焦点を結び、屈折率の低い波長領域（例えば赤）の光ほどレンズアレイ５０から離れた位置に焦点を結ぶことから、光導電層２４及び光導電層２６が吸収する光の波長に応じて、表示媒体１１中の光導電層２４及び光導電層２６の位置を表示媒体１１製造時に調整すればよい。
【００７３】
次に、書込装置１０における表示媒体１１への書込み処理を説明する。
【００７４】
本実施の形態の書込装置１０における書込方法においては、制御部３８の制御によって、電圧印加部４０により各々の表示素子３０及び表示素子３２の電極１６Ａ及び電極１６Ｂ、または電極１８Ａ及び電極１８Ｂの何れかに電圧を印加しつつ（電圧印加工程）、光照射部３４から、光学模様表示部４２及びレンズアレイ５０を介して、表示媒体１１の光導電層２４及び光導電層２６へ赤色、緑色、及び青色の２色の像様に相当する光を表示媒体１１の基板１４側から基板１２側へ向かって照射（照射工程）する。
【００７５】
例えば、表示媒体１１の表示素子３２に画像を書込む場合には、電圧印加部４０Ａから表示素子３２の電極１８Ａ及び電極１８Ｂへ、表示層２０Ｃに含まれる液晶材料の配向を変化させて透過状態から選択反射状態へと変調させるための予め定められた電圧値の電圧を印加する（電圧印加工程）とともに、光照射部３４から表示素子３２の光導電層２６へ光源３５Ｒから光学模様表示部４２及びレンズアレイ５０を介して光を照射する（照射工程）。
【００７６】
光源３５Ｒから出射されて、光学模様表示部４２を透過した光は、レンズアレイ５０を透過することによって表示媒体１１の光導電層２６へ集束する。この光導電層２６へ光源３５Ｒから出射された光が集束することで、光導電層２６の該光の照射領域の抵抗値が変化する。光導電層２６の抵抗値の変化によって、電極１８Ａ及び電極１８Ｂ間に印加された電圧における表示層２０Ｃの分圧が変化することで、表示層２０Ｃが透過状態から選択反射状態へと変調されて、表示層２０Ｃに光源３５Ｒから照射された光に応じた画像が表示される。
【００７７】
同様に、表示媒体１１の表示素子３０に画像を書込む場合には、電圧印加部４０Ｂから表示素子３０の電極１６Ａ及び電極１６Ｂへ、表示層２０Ａ及び表示層２０Ｂの何れか一方に含まれる液晶材料の配向を変化させて透過状態から選択反射状態へと変調させるための予め定められた電圧値の電圧を印加する（電圧印加工程）とともに、光照射部３４から表示素子３０の光導電層２４へ、光源３５Ｂから光学模様表示部４２及びレンズアレイ５０を介して光を照射する（照射工程）。
【００７８】
光源３５Ｂから出射されて、光学模様表示部４２を透過した光は、レンズアレイ５０を透過することによって表示媒体の光導電層２４へ集束する。この光導電層２４へ光源３５Ｂから出射された光が集束することで、光導電層２４の該光の照射領域の抵抗値が変化する。光導電層２４の抵抗値の変化によって、電極１６Ａ及び電極１６Ｂ間に印加された電圧における表示層２０Ａ及び表示層２０Ｂの分圧が変化することで、表示層２０Ａ及び表示層２０Ｂの何れか一方または双方が透過状態から選択反射状態へと変調されて、表示層２０Ａ及び表示層２０Ｂの何れか一方または双方に光源３５Ｂから照射された光に応じた画像が表示される。
【００７９】
なお、本実施の形態では、書込装置１０にレンズアレイ５０が設けられている場合を説明したが、レンズアレイ５０を書込装置１０とは別体として設けて、書込装置１０に装着された表示媒体１１への露光光照射時に、書込装置１０の光照射部３４と表示媒体１１との間にレンズアレイ５０を配置するようにしてもよい。
【００８０】
＜試験例＞
以上説明した書込装置の効果を確認するため、以下の試験を行った。具体的には、図１に示す表示媒体を作成すると共に、図１に示す書込装置を用いた場合と、レンズアレイ５０を有しない構成の書込み装置を用いた場合と、における表示媒体に表示された画像の解像度の差を調べた。
【００８１】
―表示媒体の作製―
市販のＩＴＯ蒸着ＰＥＴ樹脂フィルムを基板１４及び電極１６Ｂとし、この上に、電荷発生層２４Ｃ、電荷輸送層２４Ｂ、及び電荷発生層２４Ａの３層構造の光導電層２４を形成した。まず、アンスロン系電荷発生材料を分散したポリビニルブチラール樹脂のアルコール溶液をスピンコートして０．１μｍ厚の電荷発生層２４Ｃを形成し、つぎにベンジジン系電荷輸送材料とポリカーボネート樹脂のモノクロロベンゼン溶液をアプリケータでコートして３μｍ厚の電荷輸送層２４Ｂを形成し、最後に再度、アンスロン系電荷発生材料を分散したポリビニルブチラール樹脂のアルコール溶液をスピンコートして０．１μｍ厚の電荷発生層２４Ａを形成して光導電層２４を得た。
【００８２】
つぎに、遮光層２２Ａとして、ピロロピロール顔料を分散させた部分けん化ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の水溶液を１．２μｍ厚にスピンコートした。
【００８３】
一方、両面に電極１６Ａ及び電極１８ＢとしてのＩＴＯ電極の形成されたＰＥＴ樹脂フィルムの電極１８Ｂ上に、フタロシアニン系電荷発生材料を分散したポリビニルブチラール樹脂のアルコール溶液をスピンコートして０．１μｍ厚の電荷発生層２６Ｃを形成し、つぎにベンジジン系電荷輸送材料とポリカーボネート樹脂のモノクロロベンゼン溶液をアプリケータでコートして３μｍ厚の電荷輸送層２６Ｂを形成し、最後に再度、フタロシアニン系電荷発生材料を分散したポリビニルブチラール樹脂のアルコール溶液をスピンコートして０．１μｍ厚の電荷発生層２６Ａを形成して光導電層２６を得た。
【００８４】
つぎに、遮光層２２Ｂとして、銅フタロシアニン顔料を分散させた部分けん化ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の水溶液を１．２μｍ厚にスピンコートした。
【００８５】
さらに、同フィルムの電極１６Ａ上に、コレステリック液晶マイクロカプセル塗料Ａをアプリケート塗布することにより１２μｍ厚の表示層２０Ａを形成した後に、さらに、コレステリック液晶マイクロカプセル塗料Ｂをアプリケート塗布することにより１２μｍ厚の表示層２０Ｂを形成した。
【００８６】
一方、市販のＩＴＯ蒸着ＰＥＴ樹脂フィルムを基板１２および電極１８Ａとし、その上にコレステリック液晶マイクロカプセル塗料Ｃをアプリケート塗布することにより１２μｍ厚の表示層２０Ｃとした。
【００８７】
そして、得られた３枚の基板を、遮光層２２Ａと表示層２０Ｂが、遮光層２２Ｂと表示層２０Ｃがそれぞれ向かい合わせとなるように、アクリル樹脂系接着シートを用いて貼り合わせることによって、表示媒体１１を作製した。
【００８８】
なお、上記コレステリック液晶マイクロカプセル塗料Ａ、コレステリック液晶マイクロカプセル塗料Ｂ、及びコレステリック液晶マイクロカプセル塗料Ｃは、以下のようにして得た。まず、ネマチック液晶Ｅ４４（メルク社製）にカイラル剤Ｒ１０１１（メルク社製）とカイラル剤Ｒ８１１（メルク社製）を適量添加して選択反射のピーク波長が、それぞれ塗料Ａが４７０ｎｍ、塗料Ｂが５５０ｎｍ、塗料Ｃが６３０ｎｍになるようにコレステリック液晶を調製した。これらにそれぞれポリイソシアネート化合物タケネートＤ−１１０Ｎ（武田薬品工業社製）と酢酸エチルを加えて油相組成物を調製し、これを１％ポリビニルアルコール水溶液中に投入し、撹拌・乳化して１０μｍ径のｏ／ｗ型エマルジョンを調製した。これを６０℃で３時間加熱してポリウレタンを壁材とするマイクロカプセルを得た。マイクロカプセルを遠沈回収後、ポリビニルアルコール水溶液を加えてコレステリック液晶マイクロカプセル塗料Ａ、コレステリック液晶マイクロカプセル塗料Ｂ、及びコレステリック液晶マイクロカプセル塗料Ｃとした。
【００８９】
上記作製した表示媒体の光導電層２４及び光導電層２６各々の最大光吸収波長は、各々４４０ｎｍ、６４０ｎｍであった。
【００９０】
（試験例１）
上記作製した表示媒体について、図１に示す書込装置１０を用いて、基板１４側から基板１２側へ向かって光照射部３４から光の照射を行なうことによって表示媒体への書込みを行った。
【００９１】
詳細には、電圧印加部４０として、松定プレシジョン社製高圧アンプを用いると共に、ナショナルインスツルメンツ社製波形発生ボードを組み込んだパーソナルコンピュータを、制御部３８に相当する機能を有する装置として用いた。また、光照射部３４としては、４４０ｎｍのＬＥＤ光源３５Ｂと、６４０ｎｍのＬＥＤ光源３５Ｒと、を用いた。
【００９２】
さらに、レンズアレイ５０としては、下記構成のレンズアレイ５０を用いた。ガラス基板上にＣｒ膜を成膜した後、フォトレジストを塗布して露光、エッチングを行い、Ｃｒ膜上に微小孔パターンを形成した。つぎに、形成した微少孔を通してガラス基板を化学エッチングしてレンズのネガパターンを作成し、その上にニッケルをめっきして金型とした。得られた金型を用いて、ポリカーボネート樹脂をホットエンボス成型してレンズアレイ５０を得た。
【００９３】
なお、上記作製した表示媒体１１の光導電層２６と光導電層２４との距離は６０μｍであり、光源３５Ｒから出射してレンズアレイ５０を透過した光の焦点距離と、光源３５Ｂから出射してレンズアレイ５０を透過した光の焦点距離と、の差は、６０μｍであり、表示媒体１１の光導電層２６と光導電層２４との間の距離と同じであった。
【００９４】
表示媒体１１を書込装置１０に装着したときの光導電層２４からレンズアレイ５０までの最短距離は、６６０μｍであった。
【００９５】
また、光学模様表示部４２としては、ＬＣＤパネルを用い、この光学模様表示部４２へ、解像度チャートの画像を表示した。
【００９６】
上記構成とした書込装置１０を用いて光源３５Ｂから露光強度５００μＷ／ｃｍ2で表示媒体１１へ光を照射するとともに、電極１６Ａと電極１６Ｂに周波数１０Ｈｚ、波高値２７０Ｖの対称矩形波パルス電圧を２００ｍｓ印加した後に、光源３５Ｒから露光強度  １０００μＷ／ｃｍ2で表示媒体１１へ光を照射するとともに、電極１８Ａと電極１８Ｂに周波数１０Ｈｚ、波高値１５０Ｖの対称矩形波パルス電圧を２００ｍｓ印加した。
【００９７】
（比較例１）
上記作製した表示媒体に、上記書込装置１０からレンズアレイ５０を取り外した書込装置１０を用いて画像書込を行った以外は、試験例１と同じ条件で表示媒体への書込を行った。
【００９８】
−解像度評価−
試験例１において画像を書込んだ表示媒体と、比較例１において画像を書込んだ表示媒体各々について、キーエンス社製デジタルマイクロスコープで撮影し、撮影した画像をデジタル処理して求めたＭＴＦを解像度として評価したところ、試験例１では４７０ｄｐｉ相当、比較例１では１８０ｄｐｉ相当の解像度となり、試験例１における表示媒体の解像度が比較例１における解像度に比べて高かった。
【００９９】
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明は上記に限られるものではない。また、上記実施の形態では、光源として複数種類のＬＥＤが並べられているものを用いて説明したが、本願レンズアレイは軸上色収差を有しており、例えば同一箇所から照射された光であっても波長が異なることで所望の光導電層に集光させることが可能であるため、選択的に発光色が可変である光源を用いることも可能である。そのような光源としては、積層型ＥＬシート、カラーチップＬＥＤ、カラーＬＥＤを用いたサイドライト等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施の形態における、表示媒体の装着された書込装置の一例を示す構成図である。
【図２】マイクロレンズを透過した光の焦点位置の一例を示す画像である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０  書込装置
１１  表示媒体
１６Ａ、１６Ｂ、１８Ａ、１８Ｂ  電極
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ  表示層
２４、２６  光導電層
３０、３２  表示素子
３４  光照射部
３５Ｒ、３５Ｂ  光源
３８  制御部
４０  電圧印加部
【図２】
2008112099.tif 000003
【図１】
2008112099.tif 000004