(57)【要約】【課題】ＯＰＣからなる光導電層と、コレステリック相を形成する液晶とを組み合わせた光記録素子を駆動する光記録駆動方法及びその駆動装置を提供する。【解決手段】電荷発生層を有する有機感光体と、コレステリック相を形成する液晶を主成分とする液晶層と、有機感光体及び液晶層を挟んで配置された一対の第１及び第２の電極とを備えた光記録素子を駆動する光記録駆動方法において、準備区間、記録区間及び補助区間を有する駆動信号を光記録素子に供給する。記録区間では、矩形のパルスを供給し、準備区間及び補助区間では、記録区間でのパルスと極性が反対で、かつ記録区間でのパルスに比べて振幅の絶対値が小さい曲線波形のパルスを供給する。【選択図】　　図９
2004012569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電荷発生層を有する有機感光体と、コレステリック相を形成する液晶を主成分とする液晶層と、前記有機感光体及び前記液晶層を挟んで配置された一対の第１及び第２の電極とを備えた光記録素子を駆動する光記録駆動方法において、
前記第１及び第２の電極間に第１のパルスを印加し、
その後、前記第１のパルスと極性が反対で、かつ前記第１のパルスに比べて振幅の絶対値が小さい第２のパルスを印加することを特徴とする光記録駆動方法。
【請求項２】
前記第１のパルスが矩形であることを特徴とする請求項１に記載の光記録駆動方法。
【請求項３】
電荷発生層を有する有機感光体と、コレステリック相を形成する液晶を主成分とする液晶層と、前記有機感光体及び前記液晶層を挟んで配置された一対の第１及び第２の電極とを備えた光記録素子を駆動する光記録駆動方法において、
前記第１及び第２の電極間に断続的なパルスの集合体である第１のパルスを印加し、
その後、前記第１のパルスと極性が反対で、振幅の絶対値が前記第１のパルスの振幅の絶対値の半分以下である第２のパルスを印加することを特徴とする光記録駆動方法。
【請求項４】
前記第２のパルスが曲線波形であることを特徴とする請求項１又は３に記載の光記録駆動方法。
【請求項５】
前記第１のパルスを印加する前に、前記第１及び第２の電極間に前記第１のパルスと極性が反対で、かつ前記第１のパルスに比べて振幅の絶対値が小さい第３のパルスを印加することを特徴とする請求項１又は３に記載の光記録駆動方法。
【請求項６】
前記第３のパルスが曲線波形のパルスであることを特徴とする請求項５に記載の光記録駆動方法。
【請求項７】
電荷発生層を有する有機感光体と、コレステリック相を形成する液晶を主成分とする液晶層と、前記有機感光体及び前記液晶層を挟んで配置された一対の第１及び第２の電極とを備えた光記録素子を駆動する光記録駆動装置において、
第１の期間に第１のパルスを発生し、前記第１の期間に続く第２の期間に前記第１のパルスと極性が反対で、かつ前記第１のパルスに比べて振幅の絶対値が小さい第２のパルスを発生するパルス発生部と、
前記パルス発生部と前記光記録素子とを着脱自在に接続する接続部と
を有することを特徴とする光記録駆動装置。
【請求項８】
電荷発生層を有する有機感光体と、コレステリック相を形成する液晶を主成分とする液晶層と、前記有機感光体及び前記液晶層を挟んで配置された一対の第１及び第２の電極とを備えた光記録素子を駆動する光記録駆動装置において、
第１の期間に断続的なパルスの集合体である第１のパルスを発生し、前記第１の期間に続く第２の期間に前記第１のパルスと極性が反対で、振幅の絶対値が前記第１のパルスの振幅の絶対値の半分以下である第２のパルスを発生するパルス発生部と、
前記パルス発生部と前記光記録素子とを着脱自在に接続する接続部と
を有することを特徴とする光記録駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機感光体とコレステリック相を形成する液晶とを組み合わせて構成された光記録素子（液晶パネル）を駆動する光記録駆動方法及びその駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バックライト付きの透過型液晶ディスプレイは、コンピュータやモバイル機器の表示装置として一般的に使用されている。このバックライト付き液晶ディスプレイは発光型のディスプレイである。
【０００３】
近年の研究から、テキスト等の表示を読むためには、作業効率や疲労度の点から、印刷物のような高い解像度をもつ非発光型のディスプレイが望ましいことが指摘されている。非発光型ディスプレイの一つに、反射型液晶ディスプレイがある。
【０００４】
反射型液晶ディスプレイは、バックライト等の光源を使用せずに周囲の自然光を利用するので、目に優しく、低消費電力化に有効なディスプレイである。しかし、更なる低消費電力化のために、電源を切断しても表示が消えないメモリ性のあるディスプレイが要望されている。
【０００５】
このような、反射型且つメモリ性のあるディスプレイとして、電気泳動方式、ツイストボール方式及びコレステリック液晶の選択反射方式が提案されている。
【０００６】
電気泳動方式は、媒体中の帯電させた粒子に電界を印加して表示を行う方法であり、例えばＰＲＯＣＥＥＩＮＧＳ　ＯＦ　ＴＨＥ　ＩＥＥＥ，ＶＯＬ．６１，ＮＯ．７，ＪＵＬＹ　１９７３に記載されている。また、カプセルを用いた電気泳動方式のディスプレイがＮＡＴＵＲＥ　ＶＯＬ　３９４　１６　ＪＵＬＹ　１９８８に記載されている。
【０００７】
ツイストボール方式は、２色に色分けした微小な球を帯電させ、この球に電界を印加して表示を行う方法であり、例えばＰｒｏｃｅｅｅｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｓ．Ｉ．Ｄ．　Ｖｏｌ．１８／３＆４　Ｔｈｉｒｄ　ａｎｄ　Ｆｏｕｒｔｈ　Ｑｕａｒｔｅｒｓ　１９７７　Ｐ２８９に記載されている。
【０００８】
コレステリック液晶の選択反射方式は、液晶に電界を印加して配向状態を変化させ、入射光を液晶層で選択反射させて表示を行う方法である。
【０００９】
なお、メモリ性を有する液晶として強誘電性液晶（スメクティック液晶）があるが、反射型液晶ディスプレイとして用いるには反射板と偏光子とを必要とするため、上記に挙げた方式よりも明るさ及び見やすさが劣る。
【００１０】
図１（ａ），（ｂ）は、コレステリック液晶の表示原理を示す模式図である。コレステリック液晶は電気的な制御によって、反射状態であるプレーナ状態又は透過状態であるフォーカルコニック状態になる。図１（ａ）は液晶層がフォーカルコニック状態の場合を示し、図１（ｂ）はプレーナ状態の場合を示している。
【００１１】
図１（ａ）に示すように、フォーカルコニック状態のときは、液晶の螺旋軸が電極に対しほぼ平行な方向を向いている。この場合、光は液晶層を透過する。
【００１２】
一方、図１（ｂ）に示すように、プレーナ状態のときは、液晶の螺旋軸が電極に対しほぼ垂直な方向を向いている。この場合、液晶層に入射した光のうち、液晶の螺旋ピッチに対応する特定の波長の光が選択的に反射される。
【００１３】
プレーナ状態のときに反射が最大となる光の波長λは、液晶の平均屈折率ｎ、螺旋ピッチｐとすると、下記式（１）で示される。
【００１４】
λ＝ｎ・ｐ　…（１）
反射帯域Δλは液晶の屈折率異方性Δｎに伴って大きくなる。
【００１５】
図２は、従来のコレステリック液晶を用いた光記録素子の一例を示す断面図である。
【００１６】
この光記録素子は、第１の透明基板１と第２の透明基板２との間にコレステリック液晶からなる液晶層３を挟みこんだ構造をしている。
【００１７】
第１の透明基板１の上にはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｃｉｄｅ）からなる第１の透明電極４が形成されている。第１の透明電極４の上には黒表示の役割をする光吸収層５が形成されている。一方、第２の透明基板２の下にはＩＴＯからなる第２の透明電極６が形成されている。
【００１８】
第１及び第２の透明基板１，２はシール剤７により縁部が接合されており、これにより液晶は第１及び第２の透明基板１，２間に密封されている。
【００１９】
図３（ａ）〜（ｃ）は、上述した光記録素子の駆動方法を示す図である。
【００２０】
図３（ａ）に示すように、液晶層３に強い電界を印加すると、液晶分子の螺旋ピッチが長くなって、最終的に液晶分子の螺旋構造が完全にほどけたホメオトロピック状態になる。この状態では、全ての液晶分子の長軸が電界の向きに従う。
【００２１】
次に、この状態から液晶層３に印加された電界を急激に除去しゼロにすると、液晶分子は螺旋構造に戻り、液晶分子の螺旋軸が透明電極４，６に対し垂直なプレーナ状態になる。この状態では、液晶層３では液晶が螺旋ピッチに応じた波長の光を選択的に反射する。
【００２２】
図３（ｂ）に示すように、液晶分子の螺旋構造がやっとほどける程度の弱い電界を液晶３に印加してホメオトロピック状態にすると、その後電界を急激に除去しても液晶分子の螺旋軸が透明電極４，６に対し平行なフォーカルコニック状態になり、入射光は液晶３を透過して光吸収層５に吸収される。
【００２３】
また、図３（ｃ）に示すように、強い電界を液晶層３に印加してホメオトロピック状態にし、その後液晶層３に印加された電界を緩やかに除去した場合も、液晶分子はフォーカルコニック状態になる。
【００２４】
図３（ａ）で示した駆動方法と図３（ｂ）で示した駆動方法、又は図３（ｃ）で示した駆動方法との中間的な駆動方法では、プレーナ状態の液晶分子とフォーカルコニック状態の液晶分子とが混在する状態になるので、中間調の表示も可能となる。
【００２５】
特表平６−５０７５０５号には、ポリマーネットワークとカイラルネマティック液晶を用いた光記録素子が開示されている。この光記録素子では、コレステリック液晶と同等な、選択反射状態又は散乱状態を電場を除いても長い間保持できるという双安定性を利用している。
【００２６】
しかし、コレステリック液晶を用いた光記録素子は、駆動電圧が高く、また応答速度が遅いので、一般的な液晶ディスプレイで用いられている単純マトリクス電極による駆動方法やＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）回路を用いたアクティブマトリクスによる駆動方法が難しい。
【００２７】
また、このような駆動方法の場合、光記録素子の解像度は電極の構造で決まり、最大でも２００ｄｐｉ（Ｄｏｔｓ　Ｐｅｒ　Ｉｎｃｈ）程度となる。このため、印刷物のような高い解像度は実現できない。
【００２８】
特開平９−１０５９００号には、マトリクス電極構造を必要としない反射型液晶記録素子を用いた光書き込み表示装置が開示されている。
【００２９】
この光書き込み表示装置は、書き込み画像を表示する液晶ディスプレイ等からなる液晶画像形成装置と、この液晶画像形成装置に表示された書き込み画像を導く結合レンズを備えた結像光学部と、この結像光学部で導いた書き込み画像を結像させる空間光変調素子とを有している。
【００３０】
この空間光変調素子は、アモルファスシリコン等の無機物からなる光導電層、コレステリック液晶等からなる光変調層、光吸収層、誘電体多層膜ミラー及び一対の透明電極から構成されている。
【００３１】
このような空間光変調素子では、まず透明電極間に交流電圧を印加し、その後、結像光学部を介して結像された書き込み光（書き込み画像）を空間光変調素子の光導電層側から入射する。この書き込み光の強弱で光導電層の導電率が変化するのを利用し、光変調層にかかる電界の大きさを変化させる。その結果、光変調層の液晶の配向状態が変化する。このとき、光変調層側から入射した読み出し光は、液晶の配向状態に応じた変調を受け、誘電体多層膜ミラーで反射して表示光となる。なお、誘電体多層膜ミラーから漏れた読み出し光は光吸収層で吸収される。
【００３２】
また、光書き込み表示装置の他の例として、ＳＩＤ　９６　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ　ＤＩＧＥＳＴ　Ｐ５９「Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　Ｄｉｓｐｌａｙ　ｗｉｔｈ　Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｌａｙｅｒ　ａｎｄ　Ｂｉｓｔａｂｌｅ，Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ　Ｍｉｘｔｕｒｅ」を応用したものがある。この装置では、光導電層とコレステリック液晶とを組み合わせた光記録素子を用いて、特開平９−１０５９００号に記載された装置と異なり結合光学部を介さずに液晶画像形成装置（液晶ディスプレイ）と空間光変調素子（液晶記録素子）とを密着させて、光書き込みを行っている。
【００３３】
さらに、Ｊａｐａｎ　Ｈａｒｄｃｏｐｙ　２０００「コレステリック液晶を用いた電子ペーパー，有機感光体による光画像書き込み」には、上述の原理で光導電層に有機感光体（以下、ＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｐｈｏｔｏ　Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）という）を用いた方法が記載されている。
【００３４】
ＯＰＣは、アモルファスシリコン等の無機物の感光体と比較して、耐久性、加工性及び量産性に優れ、フレキシブルな媒体への着脱が自由自在に行えるなど多くの長所を備えているので、現在種々の分野で広く用いられる。
【００３５】
現在最もよく用いられているＯＰＣは、電荷先駆体を発生する電荷発生層（以下、ＣＧＬ（Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｌａｙｅｒ）という）と、正孔輸送性をもつ材料からなる電荷輸送層（以下、ＣＴＬ（Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｌａｙｅｒという）とを積層した積層型（機能分離型ともいう）である。また、１種類の感光体で構成された単層型のＯＰＣもある。
【００３６】
図４（ａ）〜（ｃ）に一例として、上記積層型のＯＰＣからなる光導電層とコレステリック液晶からなる液晶層とを組み合わせた光記録素子において、光を照射して光導電層の導電率が変わる原理を示す。
【００３７】
光記録素子は、図４（ａ）に示すように、光導電層１１及び液晶層１２を一対の透明電極１３，１４で挟んだ構造を有している。光導電層１１のＣＴＬ（電荷輸送層）１５は液晶層１２側、ＣＧＬ（電荷発生層）１６は透明電極１４側に配置されている。
【００３８】
まず、電極１４の下側から光を照射した状態で光導電層１１側の電極１４を正極、液晶層１２側の電極１３を負極として電圧を印加すると、図４（ｂ）に示すように、ＣＧＬ１６に電荷モーメントをもつ先駆体が発生する。
【００３９】
その後、図４（ｃ）に示すように、この先駆体は電界Ｅにより電気的に力を受ける。通常、ＣＴＬ１５は正孔輸送性を有する材料で構成されているので、正孔はＣＴＬ１５内部を負極側へ移動する。すなわち、光を照射すると正孔の移動により光導電層１１の電気抵抗が低くなり、液晶層１２に分圧される電界が強くなる。
【００４０】
このような現象を図１６に示す電気回路で説明する。一般的に、積層型ＯＰＣでは電荷の移動がほぼ一方通行である整流作用をもち、単層型ＯＰＣでは交流駆動が可能となる。上述した液晶層と光導電層とを直列に組み合わせた光記録素子は図１６に示すＣＲ回路と電気的に等価である。図４（ｃ）に示すように、光を照射すると光導電層１１の電気抵抗が低くなるのは、図１６において光導電層に相当するＣＲ回路のうち可変抵抗の抵抗が低くなるのと等価である。これにより、液晶層に相当するＣＲ回路では電界が強くなる、すなわち液晶層１２に分圧される電界が強くなる。
【００４１】
図５（ａ）に、液晶層と光導電層とを直列に組み合わせた光記録素子において、液晶層をプレーナ状態からフォーカルコニック状態へ変化させる場合の駆動方法を示す。
【００４２】
図５（ａ）に実線で示すように、非照射領域（暗部）では、一対の電極間に印加する電圧パルスの振幅がしきい値電圧Ｖｔｆ’を超えると、液晶層はプレーナ状態からフォーカルコニック状態に変化する。さらに電圧パルスの振幅を大きすると、液晶層が十分にフォーカルコニック状態になる電圧Ｖｆｃ’を超え、液晶層は再びプレーナ状態へ変化する。
【００４３】
一方、破線で示すように、光照射領域（明部）では、液晶層がプレーナ状態からフォーカルコニック状態に変化するしきい値電圧はＶｔｆであり、液晶層が十分にプレーナ状態になる電圧はＶｆｃである。この電圧Ｖｔｆを超えると、液晶層は再びプレーナ状態に変化する。電圧Ｖｔｆ，Ｖｆｃはそれぞれ電圧Ｖｔｆ’，Ｖｆｃ’よりも低い。
【００４４】
また、光照射領域で液晶層が十分にフォーカルコニック状態になる電圧Ｖｆｃは、非照射領域で液晶層がプレーナ状態からフォーカルコニック状態に変化するしきい値電圧Ｖｔｆ’よりも低いので、電圧Ｖｆｃを印加すると、光照射領域の液晶はフォーカルコニック状態、非照射領域の液晶はプレーナ状態になる。
【００４５】
図５（ｂ）は、液晶層と光導電層とを直列に組み合わせた光記録素子において、液晶層をフォーカルコニック状態からプレーナ状態へ変化させる場合の駆動方法を示している。
【００４６】
図５（ｂ）に実線で示すように、非照射領域（暗部）では、一対の電極間に印加する電圧パルスの振幅がしきい値電圧Ｖｔｐ’を超えると、液晶層はフォーカルコニック状態からプレーナ状態に変化する。さらに電圧パルスの振幅を大きくして電圧Ｖｐ’になると、液晶層が十分にプレーナ状態になる。
【００４７】
一方、破線で示すように、光照射領域（明部）では、液晶層がフォーカルコニック状態からプレーナ状態に変化するしきい値電圧はＶｔｐであり、液晶層が十分にプレーナ状態になる電圧はＶｐである。電圧Ｖｔｐ，Ｖｐはそれぞれ電圧Ｖｔｐ’，Ｖｐ’よりも低い。
【００４８】
また、図５（ｂ）に示すように、光照射領域で液晶層が十分にプレーナ状態になる電圧Ｖｐは、非照射領域で液晶層がフォーカルコニック状態からプレーナ状態に変化するしきい値電圧Ｖｔｐ’よりも低いので、電圧Ｖｐを印加すると、光照射領域の液晶はプレーナ状態、非照射領域の液晶はフォーカルコニック状態になる。
【００４９】
このように、光記録素子に同じ電圧を印加しても、光照射領域及び非照射領域で、液晶層の状態を異なるものとすることができるので、この現象を利用して光記録素子へ情報（文字又は画像）の書き込みを行う。
【００５０】
なお、光記録素子へ情報を書き込む際に、図３で示したように、液晶をフォーカルコニック状態にする場合は光記録素子に印加された電界をある程度時間をかけて除去してもよいが、プレーナ状態にする場合は電界を急激に除去する必要がある。
【００５１】
【発明が解決しようとする課題】
図６は、上述した従来の光記録駆動方法において、電極間に印加するパルス電圧の波形と液晶に印加される電界の大きさとの関係を示した図である。
【００５２】
電極間に振幅が大きい直流のパルス電圧を印加すると、液晶層では急激に電界が発生してから減衰し（本明細書では、このような過渡現象を図１６で示したＣＲ回路との比較より特にＣＲ過渡現象という）、その後一定の電界の大きさ（定常状態）になる。このとき、液晶はホメオトロピック状態になる。次に、パルス電圧の印加を停止すると、液晶層に印加される電界は緩やかに減衰する。この電界の減衰時間は、ＯＰＣ内の電荷の寿命、量、移動速度及び残留電位等に関係する。ＯＰＣ内の電荷の寿命は、ミリ秒オーダ以上であり、アモルファスシリコン等の電荷の寿命であるマイクロ秒オーダに比べて極めて長い。
【００５３】
図７（ａ），（ｂ）は、ＯＰＣ内での正孔の生成及び移動を示した図である。
【００５４】
図７（ａ）に示すように、パルス電圧を電極間に印加すると、ＣＧＬ（電荷発生層）１６で発生した正孔は、電界の影響を受けてＣＴＬ（電荷輸送層）１５の上面側に移動する。
【００５５】
図７（ｂ）に示すように、パルス電圧の印加を停止すると、正孔は殆ど消滅するが、トラップ準位に捕獲された正孔は比較的長い時間残ってしまう。
【００５６】
このように、従来の光記録駆動方法では、パルス電圧の印加を停止してもＯＰＣに正孔が残り、その影響で液晶に印加される電界はゆっくりと減衰するので、液晶は十分にプレーナ状態にならない。
【００５７】
例えば、電極間に約３００〜４００Ｖの高いパルス電圧を与えたり、又は強い光を照射して、液晶を十分なプレーナ状態に導くことは可能である。しかし、これらの方法はＯＰＣに強い負荷をかけるので、ＯＰＣの劣化を促進させる。
【００５８】
また、上述した光記録駆動方法では、積層型ＯＰＣの整流作用に従った単純な直流パルスの印可であるので、液晶層の表面近傍にイオンが偏在してしまう。このため、長期間使用すると表示品質が劣化したり、駆動電圧が上昇するという問題点もある。
【００５９】
更に、単層型ＯＰＣの場合でも、抵抗が大きく、積層型ＯＰＣと同様な残留電荷の問題があるので、十分なプレーナ状態に導くことができないという問題点もある。
【００６０】
特開平１１−２３７６４４号及び前述のＪａｐａｎ　Ｈａｒｄｃｏｐｙ　２０００「コレステリック液晶を用いた電子ペーパー，有機感光体による光画像書き込み」に記載された光書き込み型液晶記録素子は、ＣＴＬの両側にそれぞれＣＧＬを配置して積層型のＯＰＣのような整流作用を解消させ、十分な量の正孔を円滑に移動させることにより、液晶層を十分なプレーナ状態に導いて、しかも液晶層の表示が劣化しないことを可能としている。
【００６１】
しかし、これらの方法では、ＯＰＣが３層構造であるので製造コストが大きく増える。
【００６２】
以上から、本発明の目的は、ＣＧＬ及びＣＴＬの２層構造、あるいは１種類の感光体で構成された単層型のＯＰＣからなる光導電層と、コレステリック相を形成する液晶とを組み合わせた光記録素子を駆動する光記録駆動方法及びその駆動装置を提供することである。
【００６３】
【課題を解決するための手段】
本発明の光記録駆動方法は、電荷発生層を有する有機感光体と、コレステリック相を形成する液晶を主成分とする液晶層と、前記有機感光体及び前記液晶層を挟んで配置された一対の第１及び第２の電極とを備えた光記録素子を駆動する光記録駆動方法において、前記第１及び第２の電極間に第１のパルスを印加し、その後、前記第１のパルスと極性が反対で、かつ前記第１のパルスに比べて振幅の絶対値が小さい第２のパルスを印加することを特徴とする。第１のパルスとして、断続的なパルスの集合体を供給してもよい。
【００６４】
本発明においては、光記録素子に、第１のパルスを印加し、その後、第１のパルスと逆極性の第２のパルスを印加する。このため、第１のパルスの終了後に、光記録素子には第１のパルスで発生した電界とは逆向きの強い電界が発生する。このとき、有機感光体では、正孔が上述した第１のパルスと逆極性のパルスの影響を受けて相殺されることと、更に、第１のパルスで発生した電界とは逆向きのＣＲ過渡現象の効果とにより、液晶層内の電界の減少がプレーナ状態に変化する速度を満たすので、液晶層は確実にプレーナ状態になる。
【００６５】
本発明の光記録駆動装置は、電荷発生層を有する有機感光体と、コレステリック相を形成する液晶を主成分とする液晶層と、前記有機感光体及び前記液晶層を挟んで配置された一対の第１及び第２の電極とを備えた光記録素子を駆動する光記録駆動装置において、第１の期間に第１のパルスを発生し、前記第１の期間に続く第２の期間に前記第１のパルスと極性が反対で、かつ前記第１のパルスに比べて振幅の絶対値が小さい第２のパルスを発生するパルス発生部と、前記パルス発生部と前記光記録素子とを着脱自在に接続する接続部とを有することを特徴とする。
【００６６】
これにより、光記録素子の液晶層を高い安定性かつ均一なプレーナ状態にすることができる。また、光記録駆動装置が光記録素子と着脱自在であるので、情報を記録するときのみ光記録素子を光記録駆動装置に接続すればよい。
【００６７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００６８】
（第１の実施の形態）
図８は、本発明の第１の実施の形態の光記録駆動方法により駆動する光記録素子を示す断面図である。
【００６９】
この光記録素子は、ガラス又は有機材料からなる一対の透明基板２１，２２と、これらの基板２１，２２間に封入されたコレステリック液晶からなる液晶層２５とにより構成されている。
【００７０】
第１の透明基板２１の上にはＩＴＯ等の透明導電体からなる第１の電極２６が形成されており、この第１の電極２６の上にはＯＰＣ（有機感光体）２３が形成されている。また、ＯＰＣ２３の上には黒色のフィルムからなる光吸収層２４が形成されている。光吸収層２４は、黒表示時に光を吸収するという作用があるとともに、ＯＰＣ２３が直接液晶に接触することを防止するという作用がある。
【００７１】
ＯＰＣ２３はＣＴＬ（電荷輸送層）２９とＣＧＬ（電荷発生層）３０とを積層した構造を有し、ＣＧＬ３０側の面が基板２１側となるように配置されている。
【００７２】
一方、第２の透明基板２２の液晶層２５側の面（図では下面側）には、ＩＴＯ等の透明導電体からなる第２の電極２７が形成されている。第１及び第２の透明基板２１，２２はスペーサ（図示せず）により一定の間隔に保持され、縁部がシール剤２８により接合されている。
【００７３】
図９は、本実施の形態の光記録駆動方法において、光記録素子に供給する駆動信号を示す図である。この図９において、上側の図は電極２６，２７間に供給する信号の波形を示し、下側の図は液晶層に印加される電界の変化を示している。光記録素子には、以下に説明する信号を供給すると共に、基板２１の下側から光記録素子に光を照射する。
【００７４】
光記録素子の電極２６，２７間に供給する信号は、時間順に、準備区間（図中▲１▼の区間）、記録区間（図中▲２▼の区間）及び補助区間（図中▲３▼の区間）に区分けされている。準備区間及び補助区間では、負の正弦波のパルスを供給し、記録区間では正の矩形波のパルスを供給する。
【００７５】
記録区間には、液晶層２５には比較的強い電界が印加されるので、液晶層２５中にイオンが発生する可能性がある。準備区間では、記録区間のパルスに対し逆極性の電界を印加するので、前回の記録区間で生じた液晶層２５中の残存イオンが中和される。また、準備区間では、図１０（ａ）に示すように、光の照射によりＣＧＬ３０に電荷の先駆体が発生する。そして、この電荷の先駆体が準備区間の電界により電子と正孔に別れる。すなわち、準備区間により、電荷の発生効率が向上する。なお、準備区間のパルスは矩形波でもよいが、図９に示すように正弦波のような曲線形状とするほうが液晶層あるいはＯＰＣで生じるＣＲ過渡現象を緩和でき、安定性がよい。
【００７６】
次の記録区間では、図１０（ｂ）に示すように、振幅が大きい正の矩形波によりＣＴＬ２９内を正孔が移動するため、液晶層２５内への分圧比が大きくなり、電界が強くなる。これにより、液晶層２５の液晶分子がホメオトロピック状態になる。このとき、光照射部と非照射部とで書き込み状態が決定される。
【００７７】
最後の補助区間では、図１０（ｃ）に示すように、ＣＴＬ２９内でトラップされた正孔が相殺され、更に記録区間で発生した電界の向きと逆向きのＣＲ過渡現象が生じるため、液晶層内の分圧比は急激に小さくなり、電界強度は急激に減衰する。
【００７８】
つまり、図６に示すような直流パルスの切断によって生じる正孔の自然消滅による電界強度の低下よりも、十分早い速度で電界強度が低下する。このため、光照射領域の液晶層をより確実にプレーナ状態にすることができる。
【００７９】
なお、補助区間のパルスは矩形波でもよいが、図９に示すような正弦波のような曲線形状とすることにより、液晶層あるいはＯＰＣで生じるＣＲ過渡現象を緩和でき、書き込み時に決定した液晶分子の配向状態を良好に保つことができる。
【００８０】
更に、図９に示す準備区間及び補助区間のパルスの面積（電圧の時間積分値）の合計を、記録区間のパルスの面積と等しくすると、液晶層に印加される見かけ上のトータルの電界強度が０となるため、単純な直流駆動時に懸念される液晶のイオンの偏在をより緩和することができる。
【００８１】
また、本実施の形態の光記憶素子では積層構造のＯＰＣを用いたが、１種類の材料からなる単層構造のＯＰＣを用いてもよい。
【００８２】
（実施例１）
次に、本発明の光記録駆動方法により、光記録素子に実際に情報をネガ記録した結果について説明する。
【００８３】
光記録素子の光導電層（ＯＰＣ）の厚さは１０μｍ、液晶層の厚さは３μｍとした。また、液晶にはメルク社製Ｅ４８を使用し、この液晶に右方向のねじれを誘起するカイラル剤（ＣＢ１５：メルク社製）を適量混合してカイラルネマティック液晶とした。
【００８４】
まず、光記録素子を後述する光記録駆動装置に接続し、初期化を行った。すなわち、光記録素子の全面に光を照射しながら図９に示す駆動信号を供給した。但し、準備区間のパルス（正弦波）は、ピーク電圧が−３０Ｖ，パルス幅が１００ｍｓである。また、記録区間のパルス（矩形波）は、ピーク電圧が１５０Ｖ、パルス幅が３００ｍｓである。更に、補助区間のパルス（正弦波）は、ピーク電圧が−３０Ｖ、パルス幅が１００ｍｓである。これにより、液晶層全体を均一なプレーナ状態にすることができた。
【００８５】
次に、光記録素子のＯＰＣ側の面に画像マスクを配置して光を照射し、光記録素子の電極間にピーク電圧が８０Ｖ、パルス幅が２００〜３００ｍｓの直流パルスを印加した。これにより、光照射領域の液晶層はフォーカルコニック状態に変化し、非照射領域の液晶層はプレーナ状態を維持して、コントラストの高い明瞭なネガ記録を行うことができた。
【００８６】
（実施例２）
次に、本発明の光記録駆動方法により、光記録素子に実際に情報をポジ記録した結果について説明する。
【００８７】
実施例１と同様に、光記録素子の光導電層（ＯＰＣ）の厚さは１０μｍ、液晶層の厚さは３μｍとした。また、液晶にはメルク社製Ｅ４８を使用し、この液晶に右方向のねじれを誘起するカイラル剤（ＣＢ１５：メルク社製）を適量混合してカイラルネマティック液晶とした。
【００８８】
まず、光記録素子を後述する光記録駆動装置に接続し、初期化を行った。すなわち、光記録素子の全面に光を照射しながら図９に示す駆動信号を供給した。但し、準備区間のパルス（正弦波）は、ピーク電圧が−３０Ｖ，パルス幅が１００ｍｓである。また、記録区間のパルス（矩形波）は、ピーク電圧が１５０Ｖ、パルス幅が３００ｍｓである。更に、補助区間のパルス（正弦波）は、ピーク電圧が−３０Ｖ、パルス幅が１００ｍｓである。これにより、液晶層全体を均一なプレーナ状態にすることができた。
【００８９】
次に、光記録素子のＯＰＣ側の面に画像マスクを配置して光を照射し、光記録素子の電極間に、初期化時と同じ信号（ピーク電圧及びパルス幅も同じ）を供給した。
【００９０】
その結果、光照射領域の液晶層はプレーナー状態を維持し、非照射領域の液晶層はフォーカルコニック状態に変化して、コントラストの高い明瞭なポジ記録を行うことができた。
【００９１】
（第２の実施の形態）
図１１は、本発明の第２の実施の形態の光記録駆動方法において、光記録素子に供給する信号を示す図である。
【００９２】
図１１に示すように、本実施の形態で光記録素子に供給する信号は、時間順に、準備区間（図の▲１▼の区間）、記録区間（図の▲２▼の区間）及び補助区間（図の▲３▼の区間）に区分けされている。本実施の形態では、準備区間の開始から補助区間の終了までの時間は約５０ｍｓである。
【００９３】
準備区間及び補助区間では、第１の実施の形態と同様にパルス波形が負の正弦波となっている。
【００９４】
記録区間は、振幅が約２００〜２５０Ｖ、パルス幅が約１ｍｓの複数の矩形波の集合からなる。
【００９５】
図１２は、図１１に示した駆動方法において、横軸に書き込み区間での矩形波パルスの印加回数をとり、縦軸にプレーナ状態での液晶層の反射率比をとって、矩形波パルスの印加回数による累積応答性を調べた結果を示した図である。
【００９６】
この図１２に示すように、矩形波パルスの印加回数が３回を超えると反射率比が３０％を超えて急激に立ち上がり、８回目で約８０％に達する。その後、反射率比の値は緩やかに上昇し、矩形波パルスの印加回数が１６回目で約９０％に達する。矩形波パルスの印加回数が１６回を超えても、反射率比はほとんど変化しない。
【００９７】
本実施の形態においても、補助区間で記録区間と逆の極性のパルス電圧を印加する。このため、記録区間の終了後に液晶層内の電界は急激に減衰する。その結果、液晶層ではプレーナ状態に確実に移行する。また、本実施の形態では、記録区間に矩形波パルスを断続的に複数を供給するので、プレーナ状態での液晶層の反射率が向上する。
【００９８】
（光記録駆動装置）
図１３は、本発明の実施の形態の光記録駆動装置を示すブロック図である。
【００９９】
本実施の形態の光記録駆動装置５１は、ネガ書き込み駆動及びポジ書き込み駆動のいずれかを設定するスイッチ５２、駆動信号を発生する波形生成回路部５３、波形生成回路部５３に電力を供給する電源部５４、波形生成回路部５３にクロックを供給するクロック部（振動子）５５及び駆動信号を変圧する変圧器５６により構成されている。
【０１００】
このような駆動装置５１ではスイッチ５２からの信号で、波形生成回路部５３から図９又は図１１に示す波形の駆動信号が出力される。この駆動信号は変圧器５６で変圧されて光記録素子５７に供給される。本実施の形態の光記録駆動装置５１は、光記録素子５７に着脱自在に接続される。
【０１０１】
図１４（ａ）は、光記録駆動装置５１と光記録素子５７との接続方法の一例を示す模式図である。
【０１０２】
この図１４（ａ）に示すように、光記録素子５７に引き出し電極５８，５９を設けておき、駆動装置５１にも光記録素子５７の電極５８，５９と接続する電極（図示せず）を設けておく。情報書き込み時又は情報消去時に光記録素子５７を駆動装置５１に装着すると、駆動装置５１の電極が光記録素子５７の電極と接触する。そして、これらの電極５８，５９を介して駆動装置５１から光記録素子５７に駆動信号を供給する。
【０１０３】
光記録素子５７に書き込まれている情報を消去するときには、図１５に示すように、光変調器（光源）６１から光記録素子５７に光を照射する。また、光記録素子５７に情報を記録するときには光変調器６１と光記録素子５７との間に所定の文字又は画像が描画されたマスク（図示せず）を配置する。
【０１０４】
図１４（ｂ）は、光記録駆動装置５１と光記録素子５７との接続方法の他の例を示す模式図である。
【０１０５】
この図１４（ｂ）に示すように、駆動装置５１と接続されているケーブル６０の先端にオスコネクタを設けておき、光記録素子５７にはメスコネクタを設けておく。情報書き込み時又は情報消去時にケーブル６０を光記録素子５７に接続し、駆動装置５１から光記録素子５７に駆動信号を供給する。
【０１０６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光記録駆動方法によれば、光記録素子に、第１のパルスを印加し、その後、第１のパルスと逆極性の第２のパルスを印加するので、残留電荷が相殺でき、更に第１のパルスで発生した電界とは逆向きのＣＲ過渡現象が生じる。これにより、第１のパルスが終了するとすぐに光記録素子の液晶層内の電界が急激に減衰して、液晶層がプレーナ状態になる。
【０１０７】
また、本発明の光記録駆動装置によれば、第１の期間に第１のパルスを発生し、第１の期間に続く第２の期間に第１のパルスと極性が反対であり、かつ前記第１のパルスと比べて振幅の絶対値が小さい第２のパルスを発生するパルス発生部と、パルス発生部と光記録素子とを自在に着脱自在に接続する接続部とを有しているので、光記録素子に書き込まれている情報を確実に消去したり、光記録素子に情報を確実に書き込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、コレステリック液晶の配向状態と入射光の進行状態との関係を示す模式図である。
【図２】図２は、従来のコレステリック液晶を用いた液晶記録素子の構成を示す断面図である。
【図３】図３は、図２に示した液晶記録素子の駆動方法を示す図である。
【図４】図４は、ＯＰＣからなる光導電層と液晶層とを組み合わせた液晶記録素子において、光を照射して光導電層の導電率が変わる原理を示す図である。
【図５】図５は、ＯＰＣからなる光導電層とコレステリック液晶からなる液晶層とを組み合わせた光記録素子において、光照射領域及び非照射領域での液晶層の反射率と光記録素子に印加したパルス電圧の大きさとの関係を示す図である。
【図６】図６は、従来の駆動方法において、電極間に印加するパルスの波形と液晶層に印加される電界の大きさとの関係を示す図である。
【図７】図７（ａ），（ｂ）は、図６で示した駆動方法において、ＯＰＣ内の正孔の状態を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態の光記録駆動方法により駆動する光記録素子の構造を示す断面図である。
【図９】図９は、第１の実施の形態の駆動方法において、光記録素子に供給する駆動信号を示す波形図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態の駆動方法を使用したときの光導電層の電荷の状態の変化を示す模式図である。
【図１１】図１１は、第２の実施の形態の光記録駆動方法において、光記録素子に供給する駆動信号を示す波形図である。
【図１２】図１２は、書き込み区間における矩形波パルスの印加回数と反射率比との関係を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態の光記録駆動装置を示すブロック図である。
【図１４】図１４（ａ），（ｂ）は、いずれも駆動装置と光記録素子との接続方法の例を示す模式図である。
【図１５】図１５は、光記録駆動装置と光記録素子とを接続した状態を示す模式図である。
【図１６】図１６は、液晶層と光導電層とを直列に組み合わせた光記録素子の等価回路図である。
【符号の説明】
１、２１…第１の透明基板、
２、２２…第２の透明基板、
３、１２…液晶層、
４、２６…第１の透明電極、
５、２４…光吸収層、
６、２７…第２の透明電極、
７、２８…シール剤、
１１、２３…光導電層（ＯＰＣ）、
１３、１４…透明電極、
１５、２９…ＣＴＬ、
１６、３０…ＣＧＬ、
２５…液晶層、
５１…駆動装置、
５２…スイッチ、
５３…波形生成回路部、
５４…電源部、
５５…クロック部、
５６…変圧器、
５７…光記録素子、
５８、５９…引き出し電極、
６０…ケーブル、
６１…光変調器。
【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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