(57)【要約】【課題】光変調素子について、比較的簡単な構造でありながら、発色画像の彩度、特に可視光領域内の中波長域から長波長域の発色画像の彩度を向上させること、および、かかる光変調素子の駆動方法を提供すること。【解決手段】少なくとも表示側が透明である一対の電極層５，６の間に、少なくとも、特定波長域の光を選択反射するコレステリック液晶によって構成される表示層７と、書き込み光を吸収して該吸収した光の光量に応じて抵抗値を変化させる光導電層１０とが積層挟持されてなる光変調ユニット２を、少なくとも１組含む光変調素子１であって、光変調ユニット２のうちの少なくとも１組において、光導電層１０が、前記特定波長領域以外のいずれかの波長領域の光を吸収する性質を有し、かつ、表示側に光導電層１０が、非表示側に表示層７が、それぞれ位置するように積層されてなることを特徴とする光変調素子およびその駆動方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表示側が透明である一対の電極層の間に、少なくとも、特定波長域の光を選択反射するコレステリック液晶によって構成される表示層と、書き込み光を吸収して該吸収した光の光量に応じて抵抗値を変化させる光導電層とが積層挟持されてなる光変調ユニットを、少なくとも１組含む光変調素子であって、該光変調ユニットのうちの少なくとも１組において、
前記光導電層が、前記特定波長領域以外のいずれかの波長領域の光を吸収する性質を有し、かつ、
表示側に前記光導電層が、非表示側に前記表示層が、それぞれ位置するように積層されてなることを特徴とする光変調素子。
【請求項２】
前記光導電層が、前記特定波長領域よりも短波長側の波長領域の光を吸収する性質を有することを特徴とする請求項１に記載の光変調素子。
【請求項３】
非表示側の電極層の外側に、少なくとも前記特定波長領域の光を吸収する不可視化部材が設けられてなることを特徴とする請求項１または２に記載の光変調素子。
【請求項４】
前記不可視化部材が、非表示側の電極層と面接触する基板であることを特徴とする請求項３に記載の光変調素子。
【請求項５】
前記表示層の表示側であって、該表示層と隣接して、あるいは、１層または２層以上の層を介して、前記特定波長域の光を透過し、それ以外の波長の光を吸収するフィルター層が配設されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光変調素子。
【請求項６】
前記特定波長域が、赤色光の波長領域であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光変調素子。
【請求項７】
前記特定波長域が、緑色光の波長領域であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光変調素子。
【請求項８】
前記特定波長域が、青色光の波長領域であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光変調素子。
【請求項９】
前記表示層が、高分子中に前記コレステリック液晶が分散されてなることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光変調素子。
【請求項１０】
前記光導電体層が、有機光導電体からなることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光変調素子。
【請求項１１】
前記コレステリック液晶が、ＰＤＬＣ構造であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の光変調素子。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の光変調素子に画像を書き込むための駆動方法であって、
前記両電極層間に電圧を印加しながら、前記光変調素子を適宜選択露光することで、前記表示層におけるコレステリック液晶の閾値を超える部位と超えない部位との選択を行う工程を含むことを特徴とする光変調素子の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定波長域の光を選択反射するコレステリック液晶によって構成される表示層と、光応答性を有する光導電層と、が積層挟持されてなり、光によって画像の書き込みが可能な光変調素子、およびその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
森林資源保護などの地球環境保全や、スペースセーブといった事務環境改善などの理由から、紙に替わるハードコピー技術として、リライタブルマーキング技術への期待が大きい。
より一層利便性の高い各種リライタブルマーキング技術の研究が為されているが、その１つの方向性として、液晶と光導電体とを積層した液晶デバイスによる技術は、繰り返し記録／消去を行うことを可能とし、その他優れた特性を実現し得ることから注目されている。
【０００３】
特にコレステリック液晶（カイラルネマチック液晶）を利用した液晶表示素子は、その相変化を利用することで、書き込みおよび消去を適宜行うことができ、また、液晶層を積層させることでフルカラー画像を形成することが可能である等、各種優れた特性を有することから注目されている。
【０００４】
コレステリック液晶（カイラルネマチック液晶）が示すプレーナ相は、螺旋軸に平行に入射した光を右旋光と左旋光に分け、螺旋の捩れ方向に一致する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、プレーナ相の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鮮やかな色を呈する。
【０００５】
正の誘電率異方性を有するコレステリック液晶は、図１０（Ａ）に示すように、螺旋軸がセル表面に垂直になり、入射光に対して上記の選択反射現象を起こすプレーナ相、図１０（Ｂ）に示すように、螺旋軸がほぼセル表面に平行になり、入射光を少し前方散乱させながら透過させるフォーカルコニック相、および図１０（Ｃ）に示すように、螺旋構造がほどけて液晶ダイレクタが電界方向を向き、入射光をほぼ完全に透過させるホメオトロピック相、の３つの状態を示す。
【０００６】
上記の３つの状態のうち、プレーナ相とフォーカルコニック相は、無電界で双安定に存在することができる。したがって、コレステリック液晶の相状態は、液晶層に印加される電界強度に対して一義的に決まらず、プレーナ相が初期状態の場合には、電界強度の増加に伴って、プレーナ相、フォーカルコニック相、ホメオトロピック相の順に変化し、フォーカルコニック相が初期状態の場合には、電界強度の増加に伴って、フォーカルコニック相、ホメオトロピック相の順に変化する。
【０００７】
一方、液晶層に印加した電界強度を急激にゼロにした場合には、プレーナ相とフォーカルコニック相はそのままの状態を維持し、ホメオトロピック相はプレーナ相に変化する。
したがって、パルス信号を印加した直後のコレステリック液晶層は、図１１に示すようなスイッチング挙動を示し、印加されたパルス信号の電圧が、Ｖｆｈ以上のときには、ホメオトロピック相からプレーナ相に変化した選択反射状態となり、ＶｐｆとＶｆｈの間のときには、フォーカルコニック相による透過状態となり、Ｖｐｆ以下のときには、パルス信号印加前の状態を継続した状態、すなわちプレーナ相による選択反射状態またはフォーカルコニック相による透過状態となる。
【０００８】
図１１中、縦軸は正規化光反射率であり、最大光反射率を１００、最小光反射率を０として、光反射率を正規化している。また、プレーナ相、フォーカルコニック相およびホメオトロピック相の各状態間には、遷移領域が存在するため、正規化光反射率が５０以上の場合を選択反射状態、正規化光反射率が５０未満の場合を透過状態と定義し、プレーナ相とフォーカルコニック相の相変化のしきい値電圧をＶｐｆとし、フォーカルコニック相とホメオトロピック相の相変化のしきい値電圧をＶｆｈとする。
【０００９】
特に、コレステリック液晶の連続相中に網目状の樹脂を含むＰＮＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）構造や、高分子の骨格中にコレステリック液晶がドロップレット状に分散されたＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）構造（マイクロカプセル化されたものを含む）の液晶層においては、コレステリック液晶と高分子の界面における干渉により（アンカリング効果）、プレーナ相とフォーカルコニック相の無電界における双安定性が向上し、長期間に渡ってパルス信号印加直後の状態を保持することができる。
【００１０】
従来より、当該技術を利用した光変調素子が多数提案されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
当該技術による光アドレス型空間光変調素子では、このコレステリック液晶の双安定現象を利用して、（Ａ）プレーナ相による選択反射状態と、（Ｂ）フォーカルコニック相による透過状態と、をスイッチングすることによって、無電界でのメモリ性を有する各種色相のモノクロ表示、または無電界でのメモリ性を有するカラー表示を行う。
【００１１】
図１２に、当該技術による一般的な光変調素子に対して、露光装置で画像の書き込みを行っている様子を模式的に表す模式図を示す。図１２に示されるように、当該技術による光変調素子は、一対の透明電極間に液晶層である表示層と光導電体層であるＯＰＣ層とが（必要に応じて、不図示の遮光層を挟んで）積層され、一対の基板で挟持されてなるものである。両透明電極に所定のバイアス電圧を印加した状態で、ＯＰＣ層側の表面を露光装置で像様に露光することで、所望の記録画像を書き込むことができる。
【００１２】
当該技術による光変調素子は、表示層と光導電層とを電極層で挟み込んだユニットをＲＧＢの３色積層することでフルカラー画像を形成することができる。このとき、鮮明なフルカラー画像を得るためには、各色の彩度を高めることが重要になってくる。勿論、フルカラー画像形成可能な光変調素子に限らず、あらゆる表示素子において鮮明な画像を得るためには、所望とする色相の彩度が求められるのは言うまでも無い。
【００１３】
図１３は、赤色表示を可能とするコレステリック液晶からなる、とある表示層を反射状態あるいは透過状態にした場合における、外光の波長と反射率との関係を表すグラフである。当該表示層では、反射状態において赤色光が反射されて赤色表示され、透過状態では全ての領域の波長が透過するため、背面を黒にしておけば黒色が表示される。
【００１４】
この表示層を反射状態にした場合のグラフを見ると、赤色光の波長領域である６００〜６５０ｎｍ付近に反射率のピークが見られるが、それよりも短波長側の４００〜５００ｎｍ付近に、矢視の如く緩やかなピークが生じているのがわかる。これは、コレステリック液晶ドメインの配向バラつきによる散乱成分であると推測され、このような赤色光の波長領域以外の波長で光の散乱成分が生じると、彩度が低下する原因となる。
【００１５】
このような散乱成分は、目的の反射波長よりも短波長側の領域で生じやすい。そのため、中波長域の色相、例えば緑色表示を可能とする表示層についても、その表示波長（緑色光波長）領域より短波長側の散乱成分によって彩度の低下を引き起こす場合がある。
【００１６】
【特許文献１】特開平１１−２３７６４４号公報
【非特許文献１】Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ｗｉｔｈ  Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｌａｙｅｒ  ａｎｄ  Ｂｉｓｔａｂｌｅ，  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  Ｍｉｘｔｕｒｅ：ＳＩＤ  ９６  ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ  ＤＩＧＥＳＴ  ｐ．５９−６２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
したがって、本発明は、光変調素子について、比較的簡単な構造でありながら、発色画像の彩度、特に可視光領域内の中波長域から長波長域の発色画像の彩度を向上させること、および、かかる光変調素子の駆動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】
【００１８】
上記目的は、以下の本発明により達成される。すなわち本発明の光変調素子は、少なくとも表示側が透明である一対の電極層の間に、少なくとも、特定波長域の光を選択反射するコレステリック液晶によって構成される表示層と、書き込み光を吸収して該吸収した光の光量に応じて抵抗値を変化させる光導電層とが積層挟持されてなる光変調ユニットを、少なくとも１組含む光変調素子であって、該光変調ユニットのうちの少なくとも１組において、
前記光導電層が、前記特定波長領域以外のいずれかの波長領域の光を吸収する性質を有し、かつ、
表示側に前記光導電層が、非表示側に前記表示層が、それぞれ位置するように積層されてなることを特徴とする。
【００１９】
本発明の光変調素子においては、前記特定波長領域以外のいずれかの波長領域（以下、「特有の吸収波長領域」と称する。）の光を吸収する性質を有する光導電層が表示側に位置していることから、特有の吸収波長領域の外光を効果的に吸収することができるため、特有の吸収波長領域の光が表示層まで届かず、表示層における光の散乱が抑制できる。したがって、特有の吸収波長領域の光の影響を受けず、前記特定波長領域のみからなる所望の色相の反射画像が得られるため、画像の彩度が高まる。また、一般的な光変調素子に含まれる光導電層の配置を換えただけであり、フィルター層等別の部材を新たに設けるわけではないため、素子の大型化を招いたり、コストが嵩んだりする懸念もなく、製造も容易である。
【００２０】
前記光導電層が吸収する特有の吸収波長領域としては、前記特定波長領域よりも短波長側の波長領域であることが好ましい。表示層における散乱は、前記特定波長領域よりも短波長側で生じやすいため、これを前記光導電層が吸収するようにすれば、特に効果的に、短波長の光の散乱が抑制でき、前記特定波長領域のみからなる所望の色相の反射画像が得られるため、画像の彩度が高まる。
【００２１】
本発明の光変調素子において、前記光変調ユニットとしては、１組だけの単色表示の構成でもよいし、２組以上重ねた多色表示の構成でも構わない。Ｒ（レッド）Ｇ（グリーン）Ｂ（ブルー）の３色の前記光変調ユニットを重ね合わせたフルカラー表示の構成においても、本発明は好ましく適用される。前記光変調ユニットを２組以上重ねた場合には、それらの内の少なくとも１層が本発明に特徴的な構成を有していればよい。
【００２２】
なお、前記光導電層は、組になる表示層中のコレステリック液晶が選択反射する特定波長域の光と補色関係にある色相となるように設計する場合が多い。この際、元々特有の吸収波長領域（さらには、前記特定波長領域よりも短波長側の波長領域）を吸収する性質を有している場合もあり、その場合には本発明のために特に吸収波長を制御する必要は無い。勿論、かかる性質をより高めるために、前記光導電層の組成等を適切に制御することも好ましい。
【００２３】
本発明の光変調素子において、非表示側の電極層の外側に、少なくとも前記特定波長領域の光を吸収する不可視化部材を設けても構わない。かかる不可視化部材を非表示側に設けることで、意図した発色画像となっていない非表示側からの視認を避けることができる。
【００２４】
当該不可視化部材としては、基板状、筐体状、各種形状の容器、電気機器のシャーシ等が挙げられ、結果的に非表示側からの視認ができないように構成されるものであれば如何なる構成、構造、形状のものであっても構わないが、なかでも、非表示側の電極層と面接触する基板であることが好ましい。
【００２５】
本発明の光変調素子においては、前記表示層の表示側に、前記特定波長域の光を透過し、それ以外の波長の光を吸収するフィルター層が配設されていても構わない。当該フィルター層を配設することで、本発明の彩度向上効果を補完し得る場合がある。当該フィルター層を配設する場所としては、前記表示層と隣接していても（すなわち、前記表示層と前記光導電層との間でも）構わないし、１層または２層以上の層を介していても（すなわち、前記表示層と前記電極層との間や、積層されるその他の層を含む各層の間の他、前記電極層の外側に配設される場合も含む。）構わない。
【００２６】
本発明の光変調素子において、前記表示層中のコレステリック液晶が選択反射する特定波長域としては、赤色光の波長領域である場合や緑色光の波長領域である場合、さらには青色光の波長領域である場合が挙げられる。本発明によって、特定波長域が赤色光の波長領域である場合、紫色から緑色の波長領域周辺の散乱が抑えられる。また、特定波長域が緑色光の波長領域である場合、紫色から青色の波長領域周辺の散乱が抑えられる。さらに、特定波長域が青色光の波長領域である場合、青色よりも短波長側の紫色の波長領域周辺（３８０〜４２０ｎｍ程度）の散乱が抑えられる。その結果、それぞれ発色画像の彩度を向上させることができる。
【００２７】
前記表示層としては、高分子中に前記コレステリック液晶が分散されてなるものが好ましい。また、前記光導電体層としては、有機光導電体からなることが好ましい。
ＰＤＬＣ構造のコレステリック液晶は、選択反射する特定波長域に対して短波長側の領域に特に不要なピークが出易いため、本発明は、前記コレステリック液晶がＰＤＬＣ構造である場合に特に有効である。
【００２８】
一方、本発明の光変調素子の駆動方法（以下、単に「本発明の駆動方法」という場合がある。）は、本発明の光変調素子に画像を書き込むための駆動方法であって、
前記両電極層間に電圧を印加しながら、前記光変調素子を適宜選択露光することで、前記表示層におけるコレステリック液晶の閾値を超える部位と超えない部位との選択を行う工程を含むことを特徴とする。
【００２９】
前記光変調素子を選択露光する際には、表示側から露光することができる。勿論、非表示側の電極層の外側に前記不可視化部材が設けられていない場合や、設けられていたとしても書込み光を透過させる性質を有する場合には、非表示側から選択露光することも可能である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、新たな構成部材を必要としない比較的簡単な構造変更でありながら、光変調素子における、発色画像の彩度、特に可視光領域内の中波長域から長波長域の発色画像の彩度を向上させることができる。また、本発明によれば、かかる効果を有する優れた光変調素子の駆動方法を提供することすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、好ましい実施形態を挙げて、本発明を図面に則して詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の例示的一態様である第１の実施形態の光変調素子の模式断面図である。本実施形態では、赤色の単色画像を表示し得る光変調素子の例を挙げる。
【００３２】
＜光変調素子＞
本実施形態において、光変調素子である表示媒体１は、表示側から順に、電極層５、ＯＰＣ層（光導電層）１０、ラミネート層８、表示層７および電極層６が積層されてなる光変調ユニット２が、表示側の基板３と非表示側の基板４とに挟持されてなるものである。
【００３３】
（基板）
基板３は、各機能層を内面に保持し、表示媒体の構造を維持する目的の部材である。基板３は、外力に耐える強度を有するシート形状の物体であり、少なくとも入射光およびアドレス光（書き込み光）を透過する機能を有する。使用目的によっては、フレキシブル性を有することが好ましい。具体的な材料としては、無機シート（たとえばガラス・シリコン）、高分子フィルム（たとえば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、ポリエチレンナフタレート）等を挙げることができる。外表面に、防汚膜、耐磨耗膜、光反射防止膜、ガスバリア膜など公知の機能性膜を形成してもよい。
【００３４】
一方、非表示側に配される基板（不可視化部材）４は、基板３と同様、各機能層を内面に保持し、表示媒体の構造を維持する目的の部材であり、外力に耐える強度を有するシート形状の物体である。ただし、この基板４は、透明である場合に、表裏反転で彩度に劣る意図しない画像が非表示側から視認され、観者に表裏の取り違いを起こさせる懸念があり、その懸念を払拭するため、遮光性を有することが好ましい。当該遮光性は、その目的から見て、後述する表示層中のコレステリック液晶が選択反射する特定波長領域の光（本実施形態では赤色光）を吸収する程度のものであれば十分である。勿論、一般的に遮光性を有する基板材料であれば問題なく用いることができる。具体的な基板材料としては、基板３の説明において例示として挙げた各種基板に、顔料等の着色剤を混入した材料や公知の遮光膜を片面あるいは両面に形成した基板等を挙げることができる。
【００３５】
なお、本実施形態では、このように不可視化部材として基板４を用いているが、本発明における不可視化部材は基板の形状でなくても構わない。具体的には、光変調素子の表示側を外部に露出しつつ、非表示側が内部に向くように筐体や各種形状の容器に取り付けた場合の当該筐体や容器も不可視部材として機能する。その他、各種電気機器やその他の装置、部材に本発明の光変調素子が取り付けられ、非表示側が不可視状態になっている場合において、これらはいずれも不可視部材として機能する。
勿論、本発明において、これら不可視部材は必須の構成ではない。
【００３６】
（電極層）
電極層５，６は、印加されたバイアス電圧を、光変調素子内の各機能層へ面均一に印加する目的の部材である。電極層５，６は、面均一な導電性を有し、表示側の電極層５は少なくとも特定波長の光を透過する機能を有する。また、電極層５あるいは電極層６の少なくともどちらか一方は、アドレス光を透過する機能を有する。
【００３７】
具体的には、金属（たとえば金、アルミニウム）、金属酸化物（たとえば酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ））、導電性有機高分子（たとえばポリチオフェン系・ポリアニリン系）などで形成された導電性薄膜を挙げることができる。表面に、密着力改善膜、光反射防止膜、ガスバリア膜など公知の機能性膜を形成してもよい。
なお、本実施形態において、アドレス光を表示側から入射する場合には、非表示側の電極層６は透明でなくても構わないが、アドレス光を非表示側から入射する場合は、非表示側の電極層６はアドレス光に対して透明であることが好ましい。
【００３８】
（表示層）
本発明において表示層とは、電場によって、入射光の内、特定波長域の色光の反射・透過状態を変調する機能を有し、選択した状態が無電場で保持できる性質を有するものである。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好ましい。
【００３９】
本発明において表示層としては、コレステリック（カイラルネマチック）液晶の光干渉状態の変化を利用する方式のものを用いている。
本実施形態において表示層としては、コレステリック液晶および透明樹脂からなる自己保持型液晶複合体の液晶層が形成されてなるものである。すなわち、複合体として自己保持性を有するためスペーサ等を必要としない液晶層である。本実施形態では、不図示ではあるが、高分子マトリックス（透明樹脂）中にコレステリック液晶が分散した状態となっている。
なお、本発明においては、表示層が、自己保持型液晶複合体の液晶層であることは必須ではなく、単に液晶のみで表示層を構成することとしても勿論構わない。
【００４０】
コレステリック液晶は、入射光のうち特定の色光の反射・透過状態を変調する機能を有し、液晶分子がらせん状に捩れて配向しており、らせん軸方向から入射した光のうち、らせんピッチに依存した特定の光を干渉反射する。電場によって配向が変化し、反射状態を変化させることができる。表示層を自己保持型液晶複合体とする場合には、ドロップサイズが均一で、単層稠密に配置されていることが好ましい。
【００４１】
コレステリック液晶として使用可能な具体的な液晶としては、ネマチック液晶やスメクチック液晶（たとえばシッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ系、安息香酸エステル系、ビフェニル系、ターフェニル系、シクロヘキシルカルボン酸エステル系、フェニルシクロヘキサン系、ビフェニルシクロヘキサン系、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エステル系、シクロヘキシルエタン系、シクロヘキサン系、トラン系、アルケニル系、スチルベン系、縮合多環系）、またはこれらの混合物に、光学活性材料（たとえばステロイド系コレステロール誘導体、シッフ塩基系、アゾ系、エステル系、ビフェニル系）を添加したもの等を挙げることができる。
【００４２】
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。例えば、表示色を青、緑、あるいは赤とする場合には、それぞれ選択反射の中心波長が、順に４００ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６００ｎｍ、あるいは６００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲になるようにする。本実施形態では、赤色表示とするので、選択反射の中心波長が、６００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲になるように調整する。なお、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。
【００４３】
表示層７がコレステリック液晶と高分子マトリックス（透明樹脂）からなる自己保持型液晶複合体を形成する形態としては、コレステリック液晶の連続相中に網目状の樹脂を含むＰＮＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）構造や、高分子の骨格中にコレステリック液晶がドロップレット状に分散されたＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）構造を用いることができ、ＰＮＬＣ構造やＰＤＬＣ構造とすることによって、コレステリック液晶と高分子の界面にアンカリング効果を生じ、無電界でのプレーナ相またはフォーカルコニック相の保持状態を、より安定にすることができる。
【００４４】
ＰＮＬＣ構造やＰＤＬＣ構造は、高分子と液晶とを相分離させる公知の方法、例えば、アクリル系、チオール系、エポキシ系などの、熱や光、電子線などによって重合する高分子前駆体と液晶を混合し、均一相の状態から重合させて相分離させるＰＩＰＳ（Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ Ｉｎｄｕｃｅｄ ＰｈａｓｅＳｅｐａｒａｔｉｏｎ）法、ポリビニルアルコールなどの、液晶の溶解度が低い高分子と液晶とを混合し、攪拌懸濁させて、液晶を高分子中にドロップレット分散させるエマルジョン法、熱可塑性高分子と液晶とを混合し、均一相に加熱した状態から冷却して相分離させるＴＩＰＳ（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｐｈａｓｅ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）法、高分子と液晶とをクロロホルムなどの溶媒に溶かし、溶媒を蒸発させて高分子と液晶とを相分離させるＳＩＰＳ（Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｐｈａｓｅ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）法などによって形成することができるが、特に限定されるものではない。
本実施形態では、選択反射する特定波長域に対して短波長側の領域に特に不要なピークが出易いＰＤＬＣ構造のコレステリック液晶を用いた。
【００４５】
高分子マトリックスは、コレステリック液晶を保持し、光変調素子の変形による液晶の流動（画像の変化）を抑制する機能を有するものであり、液晶材料に溶解せず、また液晶と相溶しない液体を溶剤とする高分子材料が好適に用いられる。また、高分子マトリックスとしては、外力に耐える強度をもち、少なくとも反射光（本実施形態では光変調ユニットが１組のみであるが、これが２組以上であって、かつ表示側から書き込む場合、上層に位置する光変調ユニットにおける表示層については、さらに「アドレス光」）に対して高い透過性を示す材料であることが望まれる。
【００４６】
高分子マトリックスとして採用可能な材料としては、水溶性高分子材料（たとえばゼラチン、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体、ポリアクリル酸系ポリマー、エチレンイミン、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリルアミド、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアミジン、イソプレン系スルホン酸ポリマー）、あるいは水性エマルジョン化できる材料（たとえばフッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂）等を挙げることができる。
【００４７】
（ＯＰＣ層）
ＯＰＣ層（光導電層）１０は、内部光電効果をもち、アドレス光（書き込み光）の照射強度に応じてインピーダンス特性が変化する特性を有する層である。そして、本発明においては、表示層中のコレステリック液晶が選択反射する特定波長領域以外のいずれかの波長領域（特有の吸収波長領域）の光の波長領域を吸収する性質が要求される。本実施形態においては、表示層中のコレステリック液晶が選択反射する赤色光の波長領域よりも短波長側の紫色〜緑色周辺の領域を吸収する性質をＯＰＣ層１０が有している。
【００４８】
コレステリック液晶では、前記特定波長領域よりも短波長側の波長領域において、散乱が生じやすいため、本実施形態では、これを表示層７よりも上層に位置するＯＰＣ層１０で吸収させて、赤色光のみを視認し得るようにして、赤色画像の彩度向上を図っている。
なお、本実施形態においては、前記特定波長領域よりも短波長側の波長領域のみ着目しているが、長波長側の波長領域についても光導電層が吸収する性質を有することが、長波長側での彩度向上の観点からは好ましい。
【００４９】
ＯＰＣ層１０としては、交流（ＡＣ）動作が可能であり、アドレス光に対して対称駆動であることが望ましい。ＯＰＣでは、一般に、電荷発生層（ＣＧＬ）が電荷輸送層（ＣＴＬ）の上下に積層された３層構造に形成されてなる。本実施形態において、ＯＰＣ層１０は、図１における上層から順に上側の電荷発生層１３、電荷輸送層１４および下側の電荷発生層１５が積層されてなる。
【００５０】
電荷発生層１３，１５は、アドレス光を吸収して光キャリアを発生させる機能を有する層である。主に、電荷発生層１３が表示側の電極層５から非表示側の電極層６の方向に流れる光キャリア量を、電荷発生層１５が非表示側の電極層６から表示側の電極層５の方向に流れる光キャリア量を、それぞれ左右している。電荷発生層１３，１５としては、アドレス光を吸収して励起子を発生させ、ＣＧＬ内部、またはＣＧＬ／ＣＴＬ界面で自由キャリアに効率良く分離させられるものが好ましい。
【００５１】
電荷発生層１３，１５は、電荷発生材料（たとえば金属又は無金属フタロシアニン、スクアリウム化合物、アズレニウム化合物、ペリレン顔料、インジゴ顔料、ビスやトリス等アゾ顔料、キナクリドン顔料、ピロロピロール色素、多環キノン顔料、ジブロモアントアントロンなど縮環芳香族系顔料、シアニン色素、キサンテン顔料、ポリビニルカルバゾールとニトロフルオレン等電荷移動錯体、ピリリウム塩染料とポリカーボネート樹脂からなる共昌錯体）を直接成膜する乾式法か、またはこれら電荷発生材料を、高分子バインダー（たとえばポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルカルバゾール樹脂、ビニルホルマール樹脂、部分変性ビニルアセタール樹脂、カーボネート樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、スチレン樹脂、ビニルアセテート樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂等）とともに適当な溶剤に分散ないし溶解させて塗布液を調製し、これを塗布し乾燥させて成膜する湿式塗布法等により形成することができる。
【００５２】
電荷輸送層１４は、電荷発生層１３，１５で発生した光キャリアが注入されて、バイアス信号で印加された電場方向にドリフトする機能を有する層である。一般にＣＴＬは、ＣＧＬの数１０倍の厚みを有するため、電荷輸送層１４の容量、電荷輸送層１４の暗電流、および電荷輸送層１４内部の光キャリア電流が、ＯＰＣ層１０全体の明暗インピーダンスを決定付けている。
【００５３】
電荷輸送層１４は、電荷発生層１３，１５からの自由キャリアの注入が効率良く発生し（電荷発生層１３，１５とイオン化ポテンシャルが近いことが好ましい）、注入された自由キャリアができるだけ高速にホッピング移動するものが好適である。暗時のインピーダンスを高くするため、熱キャリアによる暗電流は低い方が好ましい。
【００５４】
電荷輸送層１４は、低分子の正孔輸送材料（たとえばトリニトロフルオレン系化合物、ポリビニルカルバゾール系化合物、オキサジアゾール系化合物、ベンジルアミノ系ヒドラゾンあるいはキノリン系ヒドラゾン等のヒドラゾン系化合物、スチルベン系化合物、トリフェニルアミン系化合物、トリフェニルメタン系化合物、ベンジジン系化合物）、または低分子の電子輸送材料（たとえばキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、フルフレオン化合物、キサントン系化合物、ベンゾフェノン系化合物）を、高分子バインダー（たとえばポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、含珪素架橋型樹脂等）とともに適当な溶剤に分散ないし溶解させて塗布液を調製し、これを塗布し乾燥させて形成すればよい。
【００５５】
ＯＰＣ層（光導電層）を既述の如き吸収波長領域（特定波長領域よりも短波長側の波長領域＝本実施形態で言えば「４００〜５００ｎｍ付近」）を有する特性を持たせるには、電荷発生層あるいは電荷輸送層における吸収波長を、その材料や組成により制御すればよい。ただし、電荷輸送層が光を吸収した際に電荷輸送能に影響を及ぼす懸念があるため、電荷発生層に当該吸収能を担わせるのが一般的である。
【００５６】
また、電荷発生層は、組になる表示層中のコレステリック液晶が選択反射する特定波長域の光と補色関係にある色相であることが望まれる。この際、元々前記特定波長領域よりも短波長側の波長領域を吸収する性質を有している場合もあり、その場合には本発明のために特に吸収波長を制御する必要は無い。
【００５７】
勿論、実際の吸収波長を適宜制御して、所望とされる性質をより高めるために、電荷発生層の材料や組成等を適切に制御することも好ましい。具体的な制御方法としては、用いる電荷発生材料の種類や量、混合割合、さらには電荷発生層の厚み等を適宜調整すればよい。その他、電荷発生能を有さない顔料を適宜配合する等の方法も挙げられる。
【００５８】
（ラミネート層）
ラミネート層８は、ガラス転移点の低い高分子材料からなるものであり、熱や圧力によって表示層７とＯＰＣ層１０（電荷発生層１５）とを密着・接着させることができる材料が選択される。また、少なくとも入射光、アドレス光に対して透過性を有することが条件となる。
ラミネート層８に好適な材料としては、粘着性の高分子材料（たとえばウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂）を挙げることができる。
なお、ラミネート層８は、本発明において必須の構成要素ではない。
【００５９】
＜光変調素子の駆動方法＞
次に、本実施形態の光変調素子である表示媒体１に対して画像を書き込む、光変調素子の駆動方法について説明する。図２は、表示媒体１に対して画像を書き込んでいる様子を示す概略構成図である。
【００６０】
図２に示されるように、表示媒体１の駆動には、表示媒体１に対してアドレス光の照射を行う光照射部（露光装置）１８および表示媒体１に電圧を印加する電圧印加部（電源装置）１７を必要とする。この光照射部１８と電圧印加部１７とで書き込み装置が構成される。この書き込み装置には、さらに、光照射部１８および電圧印加部１７の動作を制御する制御回路（不図示）が含まれる。
まずは、これら書き込み装置の概要について説明し、その後具体的な駆動方法について説明する。
【００６１】
（書き込み装置）
光照射部（露光装置）１８は、像様となる所定のアドレス光パターンを表示媒体１に照射する機能を有し、制御回路からの入力信号に基づき、表示媒体１上(詳しくは、ＯＰＣ層上）に所望の光画像パターン（スペクトル・強度・空間周波数）を照射できるものであれば特に制限されるものではない。
【００６２】
光照射部１８により照射されるアドレス光としては、以下の条件のものが好ましく選択される。
・スペクトル：ＯＰＣ層１０の吸収波長域（書き込み光としての波長域であり、本発明に言う「特有の吸収波長領域」を指すものではない。ただし、両者が重なる領域に関してはこの限りではない。）のエネルギーができるだけ多いことが好ましい。
・照射強度：明時に表示層７への印加電圧がＯＰＣ層１０との分圧により上下閾値の電圧以上となって、表示層７中の液晶を相変化させ、暗時にはそれ以下となるような強度。
光照射部１８により照射されるアドレス光としては、ＯＰＣ層１０の吸収波長域内にピーク強度を持ち、できるだけバンド幅の狭い光であることが望ましい。
【００６３】
光照射部１８としては、具体的には以下のものが挙げられる。
（１−１）光源（たとえば、冷陰極管、キセノンランプ、ハロゲンランプ、ＬＥＤ、ＥＬ等）をアレイ状に配置したものや、光源と導光板とを組み合せたもの、などの均一な光源
（１−２）光パターンを作る調光素子（たとえば、ＬＣＤ、フォトマスクなど）の組み合わせ
（２）面発光型ディスプレイ（たとえばＣＲＴ、ＰＤＰ、ＥＬ、ＬＥＤ、ＦＥＤ、ＳＥＤ）
（３）上記（１−１）、（１−２）あるいは（２）と光学素子（たとえばマイクロレンズアレイ、セルホックレンズアレイ、プリズムアレイ、視野角調整シート）との組み合わせ
【００６４】
電圧印加部１７は、所定のバイアス電圧を表示媒体１に印加する機能を有し、制御回路からの入力信号に基づき、表示媒体（各電極間）に所望の電圧波形を印加できるものであればよい。ただし、ＡＣ出力ができ、高いスルーレートが要求される。電圧印加部１７には、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。
【００６５】
電圧印加部１７による表示媒体１への電圧の印加は、接触端子１９，２０を介して、電極層５−電極層６間に為される。
ここで接触端子１９，２０とは、電圧印加部１７および表示媒体１（電極層５，６）に接触して、両者の導通を行う部材であり、高い導電性を有し、電極層５，６および電圧印加部１７との接触抵抗が小さいものが選択される。表示媒体１と書き込み装置とを切り離すことができるように、電極層５，６と電圧印加部１７とのどちらか、あるいは両者から分離できる構造であることが好ましい。
【００６６】
接触端子１９，２０としては、金属（たとえば金・銀・銅・アルミ・鉄）、炭素、これらを高分子中に分散させた複合体、導電性高分子（たとえばポリチオフェン系・ポリアニリン系）などでできた端子で、電極を挟持するクリップ・コネクタ形状のものが挙げられる。
【００６７】
不図示の制御回路は、外部（画像取り込み装置、画像受信装置、画像処理装置、画像再生装置、あるいはこれらの複数の機能を併せ持つ装置等）からの画像データに応じて、電圧印加部１７および光照射部１８の動作を適宜制御する機能を有する部材である。制御回路による具体的な制御内容は、表示層７におけるコレステリック液晶が、最終的にプレーナ相による反射と、フォーカルコニック相による透過とが画像様に選択されるような制御である。具体的な制御内容の例は、以下の駆動方法の項で述べる。
【００６８】
（駆動方法）
本実施形態の光変調素子である表示媒体１に対して画像を書き込むには、一対の電極層５，６間に電圧印加部１７によって所定の電圧を印加しながら、光照射部１８によって表示媒体１を表示側から適宜選択露光する（本実施形態においては表示側からであるが、本発明においてはこれに限定されず、非表示側からの露光であっても構わない。）ことで、表示層７におけるコレステリック液晶の閾値を超える部位と超えない部位との選択を行う（以下、「選択工程」と称する。）。当該工程を少なくとも含み、その前後に選択工程の準備のための工程、あるいは保持のための工程を含む場合もある。
より具体的な例を挙げて、以下説明する。なお、背景技術の項で用いた図１１のグラフを用いて説明する。
【００６９】
電圧印加部１７により印加する電圧は、例えば、表示層７にＶｐｆ〜Ｖｆｈ間の分圧がかかり、光照射部１８により所定の波長並びに強度の書き込み光が照射された時に、表示層７にかかる分圧がＶｆｈ以上となる電圧としておく。かかる電圧が印加された状態では、プレーナ（Ｐ）状態の部位はフォーカルコニック（Ｆ）状態に相変化し、フォーカルコニック（Ｆ）状態の部位はそのまま相変化せず、全ての部位がフォーカルコニック（Ｆ）状態となる。
【００７０】
この状態で、光照射部１８により選択的に書き込み光が照射される（選択工程）と、当該照射された部位のみがＶｆｈ以上の分圧がかかり、フォーカルコニック（Ｆ）状態からホメオトロピック（Ｈ）状態に相変化する。その後印加電圧を解除すると、書き込み光が照射されホメオトロピック（Ｈ）状態に相変化した部位は、選択反射状態のプレーナ（Ｐ）相となる。一方、書き込み光が照射されなかった部位は、透過状態のフォーカルコニック（Ｆ）相のままである。このようにして相変化が選択的に為され、画像が書き込まれる。
【００７１】
なお、本発明においては、どの相状態の変化を利用するかは特に制限は無く、所定の波長並びに強度の書き込み光を選択的に照射することで相変化が生じ、反射／透過が選択されて画像が書き込みできれば問題無い。本実施形態の表示媒体１においても、例えば、Ｖｆｈ以上の電圧を印加してこれを解除する等により、予め全面をプレーナ（Ｐ）状態としておき、その後Ｖｐｆ以下で所定の波長並びに強度の書き込み光が照射された時にＶｐｆ以上となる電圧が加わるように電極層５，６間に印加しつつ、書き込み光を選択的に照射して、当該照射された部位をフォーカルコニック（Ｆ）状態に相変化させる相変化を利用しても構わない。この場合、書き込み光が照射された部位は、透過状態のフォーカルコニック（Ｆ）相となり、書き込み光が照射されなかった部位は、選択反射状態のプレーナ（Ｐ）相となる。このようにして相変化が選択的に為され、画像が書き込まれる。
【００７２】
以上のようにして書き込まれた画像は、表示側から見ることにより、コレステリック液晶のプレーナ相に基づく反射画像として観者に視認される。この際、表示層７自体の発色画像においては、背景技術の項で図１３を用いて説明したように、赤色光の波長領域である６００〜６５０ｎｍ付近の反射率のピークよりも短波長側の４００〜５００ｎｍ付近に、矢視の如く緩やかなピークが生じている。
【００７３】
しかし、本実施形態では、その表示層７よりも観者側になる表示側に、４００〜５００ｎｍ付近の波長領域を吸収する特性を有するＯＰＣ層１０が配されているため、発色画像に濁りが無く、彩度の極めて高いものとなる。
このように、本実施形態によれば、例えば図１２に示されるような従来の光変調素子に比べて何ら特別な部材を新たに設けることも無く、したがって製造の煩雑さや高コスト化を招来することも無く、発色画像の彩度を効果的に向上させることができる。
【００７４】
［第２の実施形態］
図３は、本発明の他の例示的一態様である第２の実施形態の光変調素子の模式断面図である。本実施形態においても第１の実施形態と同様、赤色の単色画像を表示し得る光変調素子の例を挙げる。ただし、本実施形態の光変調素子においては、第１の実施形態におけるＯＰＣ層（光導電層）１０とラミネート層８との間に、着色層（フィルター層）９が配されている。それ以外の点は、基本的に第１の実施形態と同一であり構成部材も共通するため、同一の機能を有する部材には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略することにする。
本実施形態に特徴的な着色層９について、以下説明する。
【００７５】
着色層（フィルター層）９とは、ＯＰＣ層１０が担う、表示層７中のコレステリック液晶が選択反射する特定波長領域（６００ｎｍ〜７００ｎｍ＝赤色光の波長領域）よりも短波長側の波長領域（４００〜５００ｎｍ付近）を吸収する機能を補う目的で設けられる層である。勿論、ＯＰＣ層１０のみで十分にその機能を期待できる場合には必要のない部材であり、本発明において必須の構成要素ではない。
【００７６】
着色層９は、具体的には、無機顔料（たとえばカドミウム系、クロム系、コバルト系、マンガン系、カーボン系）、または有機染料や有機顔料（アゾ系、アントラキノン系、インジゴ系、トリフェニルメタン系、ニトロ系、フタロシアニン系、ペリレン系、ピロロピロール系、キナクリドン系、多環キノン系、スクエアリウム系、アズレニウム系、シアニン系、ピリリウム系、アントロン系）をＯＰＣ層１０の電荷発生層１３側の面に直接塗布して形成するか、あるいはこれらを高分子バインダー（たとえばポリビニルアルコール樹脂、ポリアクリル樹脂等）とともに適当な溶剤に分散ないし溶解させて塗布液を調製し、これを塗布し乾燥させて形成することができる。
本実施形態の光変調素子におけるその他の構成や駆動方法については、第１の実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００７７】
本実施形態の光変調素子に書き込まれた画像は、表示側から見ることにより、コレステリック液晶のプレーナ相に基づく反射画像として観者に視認される。この際、表示層７自体の発色画像において生じている赤色光よりも短波長側の緩やかなピーク（４００〜５００ｎｍ付近）が、本実施形態では、表示層７よりも表示側に配されたＯＰＣ層１０および着色層９により効果的に吸収されて、発色画像に濁りが無く、彩度の極めて高いものとなる。
【００７８】
このように、本実施形態によれば、ＯＰＣ層１０のみでも十分な彩度向上効果が見込まれる場合であっても、着色層９を設けることにより更なる彩度向上効果を期待することができる。
また、例えば、図１２に示されるような従来の光変調素子の表示層の上層として、本実施形態と同様の機能を有する着色層を設けた場合に比べて、ＯＰＣ層１０がその機能を分担するため、本実施形態における着色層９に求められる性能のレベルが低くなり、製造コストの低減や材料選択の自由度向上といった効果も得られる。
【００７９】
なお、本実施形態において着色層（フィルター層）９は、ＯＰＣ層（光導電層）１０とラミネート層８との間に配設されているが、フィルター層としての機能を発揮させるには当該箇所に配設することに限定されるものではなく、表示層７から見て表示側であればいずれの箇所に配設しても構わない。図３の例で言えば、例えば、表示層７−ラミネート層８間、ＯＰＣ層１０−電極層５間、電極層５−基板３間、基板３の上層（表示側の面）等、各種箇所に着色層（フィルター層）を配設してもフィルター層としての機能を発揮させることができる。
【００８０】
［第３の実施形態］
図４は、本発明のさらに他の例示的一態様である第３の実施形態の光変調素子の模式断面図である。本実施形態においては、ＲＧＢの３色の積層画像からなるフルカラー画像を表示し得る光変調素子の例を挙げる。
【００８１】
＜光変調素子＞
本実施形態において、光変調素子である表示媒体１は、表示面側から順に、外部基板２３、光変調ユニット２２Ｂ、内部基板３１、光変調ユニット２２Ｇ、内部基板３２、光変調ユニット２２Ｒおよび外部基板２４が積層されてなる物である。
外部基板２３は第１の実施形態における基板３と、外部基板２４は第１の実施形態における基板４と、それぞれ同様の機能を有する部材である。したがって、その詳細な説明は省略する。
【００８２】
３つの光変調ユニット２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒは、電極層２５Ｂ，２５Ｇ，２５Ｒ、ＯＰＣ層（光導電層）３０Ｂ，３０Ｇ，３０Ｒ、ラミネート層２８Ｂ，２８Ｇ，２８Ｒ、表示層２７Ｂ，２７Ｇ，２７Ｒおよび電極層２６Ｂ，２６Ｇ，２６Ｒが積層されてなる点は共通する。しかし、積層の順序が、光変調ユニット２２Ｂ，２２Ｇと光変調ユニット２２Ｒとで異なる。
【００８３】
具体的には、光変調ユニット２２Ｒでは上記の記載順で表示側から積層されているのに対して、光変調ユニット２２Ｂ，２２Ｇでは上記の記載順のうちＯＰＣ層（光導電層）３０Ｂ，３０Ｇ、ラミネート層２８Ｂ，２８Ｇ、表示層２７Ｂ，２７Ｇの順序が逆になっている。すなわち、光変調ユニット２２Ｂ，２２Ｇは、従来からの光変調素子の積層順序と同一であり、光変調ユニット２２Ｒは、第１の実施形態の光変調素子の積層順序と同一である。すなわち、光変調ユニット２２Ｒのみが、本発明に特徴的な構成を有した光変調ユニットとなっている。
【００８４】
３つの光変調ユニット２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒは、表示色（液晶が反射する色）ないし駆動色（ＯＰＣ層が吸収する色）がそれぞれの設定値になるように、各材料が適切に選択される等調整されている。ただし、積層順序が違うものの、個別の部材については、具体的な構成が同一であり、第１の実施形態における電極層５、ＯＰＣ層（光導電層）１０、ラミネート層８、表示層７および電極層６とほぼ同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００８５】
また、表示側の外部基板２３および非表示側の外部基板２４についても、第１の実施形態における表示側の基板３および非表示側の基板４とほぼ同様であるため、その詳細な説明は省略する。
なお、内部基板３１および内部基板３２は、外部に露出するわけではないため、そのための機能性膜を設ける必要は無いが、製造時にある程度の自立性が望まれるため、外部基板２３と同様の性質・材質の物が好ましく用いられる。
【００８６】
＜光変調素子の駆動方法＞
次に、本実施形態の光変調素子である表示媒体２１に対して画像を書き込む、光変調素子の駆動方法について説明する。図５は、表示媒体１に対して画像を書き込んでいる様子を示す概略構成図である。
【００８７】
図５に示されるように、表示媒体２１の駆動には、表示媒体２１に対してアドレス光の照射を行う光照射部（露光装置）３８および表示媒体２１に電圧を印加する電圧印加部（電源装置）３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒを必要とする。この光照射部３８と電圧印加部３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒとで書き込み装置が構成される。この書き込み装置には、さらに、光照射部３８および電圧印加部３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒの動作を制御する制御回路（不図示）が含まれる。
【００８８】
光照射部３８は、３つのＯＰＣ層（光導電層）３０Ｂ，３０Ｇ，３０Ｒが吸収する波長の光を書き込み光として、表示側から露光できるように構成されている（なお、本発明において書き込み光の露光は、表示側からに限定されず、非表示側から露光できるように構成されていても構わない。）。それ以外は、第１の実施形態における光照射部３８とほぼ同様である。
【００８９】
一方、電圧印加部３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒは、３つの光変調ユニット２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒにおけるそれぞれの一対の電極層２５Ｂ，２５Ｇ，２５Ｒおよび電極層２６Ｂ，２６Ｇ，２６Ｒに対して、接触端子３９Ｂ，３９Ｇ，３９Ｒおよび接触端子４０Ｂ，４０Ｇ，４０Ｒを介して、それぞれ電圧を印加する。個々の電圧印加部３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒは、第１の実施形態における電圧印加部１７とほぼ同様である。
【００９０】
不図示の制御回路は、外部（画像取り込み装置、画像受信装置、画像処理装置、画像再生装置、あるいはこれらの複数の機能を併せ持つ装置等）からの画像データに応じて、電圧印加部３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒおよび光照射部３８の動作を適宜制御する機能を有する部材である。この制御回路により、光変調ユニット２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒにそれぞれ適した波長並びに大きさの電圧を印加しつつ、それぞれ適した波長並びに光量で像様に露光されるように、電圧印加部３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒおよび光照射部３８を制御する。
【００９１】
本実施形態の光変調素子である表示媒体２１に対して画像を書き込むには、個々の光変調ユニット２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒについて、一対の電極層２５Ｂ，２５Ｇ，２５Ｒおよび電極層２６Ｂ，２６Ｇ，２６Ｒの間に電圧印加部３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒによって所定の電圧を印加しながら、光照射部１８によって表示媒体２１を表示側から適宜選択露光することで、表示層２７Ｂ，２７Ｇ，２７Ｒにおけるコレステリック液晶の閾値を超える部位と超えない部位との選択を行う（選択工程）。当該工程を少なくとも含み、その前後に選択工程の準備のための工程、あるいは保持のための工程を含む場合もある。
個々の光変調ユニット２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒにおける駆動は、第１の実施形態と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００９２】
３つの光変調ユニット２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒをそれぞれ駆動させることにより、ＢＧＲ（ＲＧＢ）の３色の画像が表示層２７Ｂ，２７Ｇ，２７Ｒに形成されて積層画像となる。かかる積層画像は、表示側から見ることにより、コレステリック液晶のプレーナ相に基づく反射によるフルカラー画像として観者に視認される。
【００９３】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、光変調ユニット２２Ｒにおける表示層２７Ｒ自体の発色画像において赤色光よりも短波長側の４００〜５００ｎｍ付近に緩やかなピークが生じており、当該表示層２７Ｒよりも表示側に配されたＯＰＣ層３０によって当該ピークが効果的に吸収される。すなわち、赤色について発色画像に濁りが無く、彩度の極めて高いものとなる。
【００９４】
フルカラー画像では、三原色の内の何れかの彩度が僅かに劣っていても、彩色に多大な影響を与え、高精彩な画像が得られにくくなる。その点、本実施形態によれば、特に短波長域の散乱の影響を受けやすい赤色の光変調ユニット２２Ｒにおいて、かかる影響を排することができ、彩度が向上するため、フルカラー画像全体として極めて高精彩なものとなる。しかも、何ら特別な部材を新たに設けることも無く、したがって製造の煩雑さや高コスト化を招来することも無い。
【００９５】
以上、３つの好ましい実施形態を挙げて本発明を詳細に説明したが、本発明は以上の実施形態に限定されるものではない。例えば、以上の実施形態では、光変調ユニットが１組の構成および３組の構成のもののみを具体例として挙げて説明しているが、本発明において表示層はこれらに限られるものではなく、２組であっても４組以上の構成であっても構わない。
【００９６】
また、光変調ユニットが２組以上の構成において、本発明に特徴的な構成（光導電層が表示側で表示層が非表示側に配される構成）を有する光変調ユニットの数は、第３の実施形態では１組のみの例を挙げて説明したが、光導電層の吸収波長を他層との関係で適切に制御することを前提として、２組以上にすることもできる。
その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
【実施例】
【００９７】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はかかる実施例により限定されるものではない。
実施例においては、図１に示す構成の光変調素子を作製し、図２に示すようにして駆動させた。以下、これら図面を参照して説明する。
【００９８】
片面にＩＴＯ（表面抵抗３００Ω／□）が形成された１２５μｍ厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東レ社製，ハイビーム）を５０．８ｍｍ（２インチ）角に切り出して、基板３および電極層５とした。
【００９９】
さらにこのＩＴＯ（電極層５）側の面に、ポリビニルブチラール樹脂をブタノールに溶解した溶液に電荷発生材料（ジブロモアントアントロン）をペイントシェイカーで分散させた塗料を、スピンコート法によって乾燥膜厚が０．２μｍとなるように塗布・乾燥し、電荷発生層１３を形成した。
【０１００】
次にその上に、ポリカーボネート樹脂と電荷輸送材料（ベンジジンＮ，Ｎ'−ビス（３−メチルフェニル）−１，１'−ビフェニル−４，４'−ジアミン）をモノクロロベンゼンに溶解した塗料を、ギャップコート法によって乾燥膜厚が６μｍになるように塗布・乾燥し、電荷輸送層１４を形成した。さらにその上に、ポリビニルブチラール樹脂をブタノールに溶解した溶液に、電荷発生材料（ジブロモアントアントロン）をペイントシェイカーで分散させた塗料を、スピンコート法によって乾燥膜厚が０．３５μｍとなるように塗布・乾燥し、電荷発生層１５を形成して、電荷発生層１３、電荷輸送層１４、電荷発生層１５の３層からなるＯＰＣ層１０を形成した。
【０１０１】
同様にして、ＯＰＣ層１０を別途形成しておき、これをＩＴＯ膜が形成されたＰＥＴフィルムを介して、大塚電子製測定システム（ＭＣＰＤ−３０００）により、可視光線の領域での透過率を測定した。結果は、図６に示すグラフの通りである。図６のグラフからわかるように、赤色光の波長領域である６００ｎｍ〜６５０ｎｍよりも短波長側の４５０〜５５０ｎｍ辺りの透過率が低く、かかる波長域を吸収する特性を有していることが確認された。
【０１０２】
コレステリック液晶として、ネマチック液晶（メルク社製，Ｅ７）８０．５質量％、右旋性カイラル剤（メルク社製，ＣＢ１５）１５．６質量％および右旋性カイラル剤（メルク社製，Ｒ１０１１）３．９質量％を混合して、赤色を反射する材料Ａを調製した。
【０１０３】
４．２μｍ径のセラミック多孔質膜をセットした膜乳化装置（ＳＰＧテクノ社製，マイクロキット）を用いて、窒素圧力１１．８ｋＰａ（０．１２ｋｇｆ／ｃｍ2）の条件下で材料Ａを０．２５質量％のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液中に乳化した。得られたエマルジョンは、コレステリック液晶ドロップの粒径平均が１４．９μｍで、ほぼ単分散状態だった。
【０１０４】
次に、エマルジョンを静置してコレステリック液晶ドロップを沈降させ、上澄みを除去して濃縮されたエマルジョンを得た。この濃縮エマルジョン１質量部に対して、酸性法骨ゼラチン（ニッピ社製，ゼリー強度３１４）の７．７質量％水溶液を４質量部添加することにより、表示層用塗布液内の不揮発分体積率が約０．１５、不揮発分内のコレステリック液晶体積率が約０．７０の表示層用塗布液を得た。
【０１０５】
一方、片面にＩＴＯ（表面抵抗３００Ω／□）が形成された１２５μｍ厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを５０．８ｍｍ（２インチ）角に切り出して、基板４および電極層６とした。
【０１０６】
次に、このＩＴＯ（電極層６）側の面に、５０℃に加熱してゼラチンをゾル状態にした前記表示層用塗布液を、塗布後のウェット膜厚が９０μｍになるようにギャップを調整したマイクロメータ付きアプリケータで塗布した。
【０１０７】
５０℃／ＲＨ９０％の高温高湿チャンバー内に１５分間保持した後、室温下で１２時間乾燥させ、表示層７として、粒径平均が１４．９μｍ径の単分散コレステリック液晶ドロップが少し偏平した形状で高分子バインダー中に単層稠密に分散された約１２μｍ厚のＰＤＬＣ層を形成した。
【０１０８】
もう一方の基板の既に形成されているＯＰＣ層１０上に、酢酸ブチルで希釈した二液性ウレタンラミネート剤（三井武田ケミカル社製，Ａ−３１５／Ａ５０）を、スピンコート法によって乾燥膜厚が１．２μｍ厚となるように塗布・乾燥して、ラミネート層８を形成した。
【０１０９】
以上のようにして作製した２枚の基板（電極層５、ＯＰＣ層１０およびラミネート層８が層形成された基板３、および、電極層６および表示層７が形成された基板４）を、表示層７とラミネート層８とが向かい合い、かつ端面の一部が少しずれるように重ね合わせて、１００℃のラミネータを通して接着し、本実施例の光変調素子である表示媒体１を得た。
なお、ずらした端面上の各機能膜を除去してＩＴＯ電極を露出させておき、表示媒体１の外部から電極層５，６が導通できるようにした。
【０１１０】
得られた表示媒体１は、実施例のために非表示側も透明の基板および電極層とし、何ら不可視化部材を設けていないため、天地逆にすればそのまま比較用の光変調素子になり得る。したがって、これを比較例の光変調素子とした。
得られた表示媒体１の電極層５，６に、リード線を付けた市販のミノ虫クリップ（接触端子１９，２０）を接続し、リード線の他端を、電圧印加部１７としての高速・高電圧アンプ（松定プレシジョン社製，ＨＥＯＰＴ１Ｂ−６０型）に接続した。
【０１１１】
一方、光源としてカラー発光ダイオード光源（ＣＣＳ社製，ＨＬＶ−３Ｍ−ＲＧＢ型）を用い、表示媒体１の表示側の面を照射できるように構成して、光照射部１８を作製した。当該光照射部１８により、ピーク波長４７０ｎｍ、バンド半値幅２５ｎｍのＢｌｕｅ光を照射することができる。
【０１１２】
また、制御回路（不図示）としてマルチチャンネルアナログ電力出力ボード（ナショナルインスツルメンツ社製６７１３型）、および制御ソフト（ナショナルインスツルメンツ社製ＬａｂＶＩＥＷ）を用い、パーソナルコンピュータからの画像データに基づいて電圧印加部１７および光照射部１８の動作を適宜制御できるように配線した。
【０１１３】
この状態で、電圧印加部１７により５０Ｈｚで１３０Ｖの電圧を印加しつつ、光照射部１８により、強度０．５ｍＷ／ｃｍ2のアドレス光を表示媒体１の表面側から全面に照射した。電圧の印加とアドレス光の照射は、同時に２００ｍＳ間行った。
【０１１４】
表示媒体１に形成された表示画像について、まず非表示側での正規化反射率を、積分球形分光計（コニカミノルタ社製、ＣＭ２００２型）を用いて測定した。これは比較例に相当する。ここで正規化反射率とは、ＪＩＳ  Ｚ  ８７７２の拡散照明垂直受光方式に従ってＳＣＥ（正反射光除去）条件で測定した反射強度を、完全拡散面を１００％として規格化したものである。結果は、図７にグラフにて示す通りである。また、表示側についても同様に正規化反射率を測定した。結果は、図８にグラフにて示す通りである。
【０１１５】
図７のグラフからわかるように、比較例では、赤色光の波長領域である６００〜６５０ｎｍ付近に反射率のピークが見られるが、それよりも短波長側の４５０ｎｍ付近に緩やかなピークが生じている。これに対して、実施例では、図８のグラフからわかるように、赤色光よりも短波長側の成分がカットされており、４００〜５５０ｎｍ付近の反射率が大きく低下していることがわかる。
これら実施例および比較例の表示画像について、色度座標ｘ，ｙを求めた。下記表１に結果を示す。また、この結果をプロットした色度図を図９に示す。
【０１１６】
【表１】
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【０１１７】
比較例では色度座標が（０．３３９、０．３３４）であったが、実施例では色度座標が（０．４９５、０．３４４）となっており、色相の彩度が向上していることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の例示的一態様である第１の実施形態の光変調素子の模式断面図である。
【図２】図１の光変調素子に対して画像を書き込んでいる様子を示す概略構成図である。
【図３】本発明の他の例示的一態様である第２の実施形態の光変調素子の模式断面図である。
【図４】本発明のさらに他の例示的一態様である第３の実施形態の光変調素子の模式断面図である。
【図５】図４の光変調素子に対して画像を書き込んでいる様子を示す概略構成図である。
【図６】実施例で用いた光導電層の可視光線の領域での透過率を示すグラフであり、横軸に光の波長、縦軸に透過率の測定値をプロットしたものである。
【図７】光導電層と表示層との積層順序が実施例とは異なる比較例の光変調素子における表示画像の正規化反射率の測定結果を表すグラフであり、横軸に反射光の波長、縦軸に正規化反射率の測定結果をプロットしたものである。
【図８】実施例の光変調素子における表示画像の正規化反射率の測定結果を表すグラフであり、横軸に反射光の波長、縦軸に光反射率の測定結果をプロットしたものである。
【図９】実施例および比較例の光変調素子における表示画像の色度図である
【図１０】コレステリック液晶の分子配向と光学特性の関係を示す模式説明図であり、（Ａ）はプレーナ相、（Ｂ）はフォーカルコニック相、（Ｃ）ホメオトロピック相の各相におけるものである。
【図１１】コレステリック液晶のスイッチング挙動を説明するためのグラフである。
【図１２】従来からの一般的な光変調素子に対して、露光装置で画像の書き込みを行っている様子を模式的に表す模式図である。
【図１３】赤色表示が可能なある表示層を反射状態あるいは透過状態にした場合における、外光の波長と反射率との関係を表すグラフである。
【符号の説明】
【０１１９】
１，２１：表示媒体（光変調素子）、  ２，２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒ：光変調ユニット、  ３：基板、  ４：基板（不可視化部材）、  ５，６，２５Ｂ，２５Ｇ，２５Ｒ，２６Ｂ，２６Ｇ，２６Ｒ：電極層、  ７，２７Ｂ，２７Ｇ，２７Ｒ：表示層、  ８，２８Ｂ，２８Ｇ，２８Ｒ：ラミネート層、  ９：着色層（フィルター層）、  １０，３０：ＯＰＣ層（光導電層）、  １３，１５，３３Ｂ，３３Ｇ，３３Ｒ，３５Ｂ，３５Ｇ，３５Ｒ：電荷発生層、  １４，３４Ｂ，３４Ｇ，３４Ｒ：電荷輸送層、  １７，３７Ｂ，３７Ｇ，３７Ｒ：電圧印加部、  １８，３８：光照射部、  １９，２０，３９Ｂ，３９Ｇ，３９Ｒ，４０Ｂ，４０Ｇ，４０Ｒ：接触端子、  ２３：外部基板、  ２４：外部基板（不可視化部材）、  ３１，３２：内部基板
【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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