(57)【要約】【課題】コレステリック液晶からなる液晶層の状態変化を利用した液晶デバイスに対し、極めて短い時間での画像書き込みを可能とする液晶デバイスの駆動方法および液晶デバイス駆動装置を提供する。【解決手段】電極５，６間にコレステリック液晶からなる液晶層７が挟持されてなる液晶デバイス１に、下記工程で画像を記録する液晶デバイスの駆動方法、および液晶デバイス駆動装置。［Ａ］液晶層７におけるホメオトロピックへの状態変化のしきい値以上の電圧Ｖ１を両電極５，６間に印加する初期化工程。［Ｂ］電圧Ｖ１以上の電圧であって、高低２種類の電圧（Ｖ２ＨおよびＶ２Ｌ）のいずれかを部位により選択して両電極５，６間に印加する選択工程。［Ｃ］高電圧Ｖ２Ｈを選択した部位がプレーナに、低電圧Ｖ２Ｌを選択した部位がフォーカルコニックに、それぞれ状態変化する電圧の大きさおよび印加時間の条件で、電圧Ｖ３を両電極５，６間に印加する保持工程。【選択図】図６
2007298818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に、少なくとも、コレステリック液晶からなる液晶層が挟持されてなる液晶デバイスに、画像を記録するための液晶デバイスの駆動方法であって、
［Ａ］前記液晶層におけるホメオトロピックへの状態変化のしきい値以上の電圧Ｖ１を前記両電極間に印加して、前記液晶層をホメオトロピックにする初期化工程と、
［Ｂ］電圧Ｖ１以上の電圧であって、高低２種類の電圧（Ｖ２ＨおよびＶ２Ｌ）のいずれかを部位により選択して、前記両電極間に印加する選択工程と、
［Ｃ］前記液晶層のうち、選択工程で高電圧Ｖ２Ｈを選択した部位がプレーナに、低電圧Ｖ２Ｌを選択した部位がフォーカルコニックに、それぞれ状態変化する電圧の大きさおよび印加時間の条件で、電圧Ｖ３を前記両電極間に印加して表示画像を得る保持工程と、
からなることを特徴とする液晶デバイスの駆動方法。
【請求項２】
一対の電極間に、少なくとも、コレステリック液晶からなる液晶層と光導電層とが積層され、挟持されてなる液晶デバイスに、画像を記録するための液晶デバイスの駆動方法であって、
［Ａ］前記液晶層におけるホメオトロピックへの状態変化のしきい値以上の電圧Ｖ１が該液晶層に印加されるように、
ａ）電圧の大きさを調整して前記両電極間に電圧Ｖ１’を印加して、または、
ｂ）電圧の大きさおよびアドレス光の光強度を調整して、前記両電極間に電圧Ｖ１”を印加しつつアドレス光Ｐ１を照射して、
前記液晶層をホメオトロピックにする初期化工程と、
［Ｂ］前記両電極間に、電圧Ｖ１’以上の電圧Ｖ２’を印加しつつ、
ａ）アドレス光Ｐ２を適宜選択的に照射することで、または、
ｂ）光強度の異なるアドレス光（Ｐ２ＨおよびＰ２Ｌ）を部位により適宜選択して照射することで、
アドレス光Ｐ２が照射されなかったまたは低光強度のアドレス光Ｐ２Ｌが照射された部位に電圧Ｖ１以上の低電圧Ｖ２Ｌが、アドレス光Ｐ２または高光強度のアドレス光Ｐ２Ｈが照射された部位に低電圧Ｖ２Ｌよりも電圧の高い高電圧Ｖ２Ｈが、それぞれ前記液晶層に印加されるように部位により選択する選択工程と、
［Ｃ］前記液晶層のうち、選択工程で高電圧Ｖ２Ｈが印加された部位がプレーナに、低電圧Ｖ２Ｌが印加された部位がフォーカルコニックに、それぞれ状態変化する条件となるように、
ａ）電圧の大きさおよび印加時間を調整して前記両電極間に電圧Ｖ３’を印加して、または、
ｂ）電圧の大きさ、電圧の印加時間、およびアドレス光の光強度を調整して、前記両電極間に電圧Ｖ３”を印加しつつアドレス光Ｐ３を照射して、
表示画像を得る保持工程と、
からなることを特徴とする液晶デバイスの駆動方法。
【請求項３】
前記書き込み工程における露光手段が、前記液晶デバイスを一次元的に走査しながら露光する手段であることを特徴とする請求項２に記載の液晶デバイスの駆動方法。
【請求項４】
前記アドレス光の照射手段が、前記液晶デバイスを二次元的に走査しながら露光する手段であることを特徴とする請求項２に記載の液晶デバイスの駆動方法。
【請求項５】
前記露光手段として、レーザ光を用いることを特徴とする請求項３または４に記載の液晶デバイスの駆動方法。
【請求項６】
前記露光手段として、発光ダイオードアレイを用いることを特徴とする請求項３または４に記載の液晶デバイスの駆動方法。
【請求項７】
一対の電極間に、少なくとも、コレステリック液晶からなる液晶層が挟持されてなる液晶デバイスに、画像を記録するための液晶デバイス駆動装置であって、少なくとも、前記両電極間に電圧を印加し得る電源装置を備え、下記動作が順次為されることを特徴とする液晶デバイス駆動装置。
（初期化動作）前記電源装置により、前記液晶層におけるホメオトロピックへの状態変化のしきい値以上の電圧Ｖ１を前記両電極間に印加して、前記液晶層をホメオトロピックにする。
（選択動作）電圧Ｖ１以上の電圧であって、高低２種類の電圧（Ｖ２ＨおよびＶ２Ｌ）のいずれかを部位により選択して、前記電源装置により前記両電極間に印加する。
（保持動作）前記液晶層のうち、選択動作で高電圧Ｖ２Ｈを選択した部位がプレーナに、低電圧Ｖ２Ｌを選択した部位がフォーカルコニックに、それぞれ状態変化する電圧の大きさおよび印加時間の条件で、電圧Ｖ３を前記電源装置により前記両電極間に印加して表示画像を得る。
【請求項８】
一対の電極間に、少なくとも、コレステリック液晶からなる液晶層と光導電層とが積層され、挟持されてなる液晶デバイスに、画像を記録するための液晶デバイス駆動装置であって、少なくとも、前記両電極間に電圧を印加し得る電源装置と、前記液晶デバイスにアドレス光を照射し得る露光装置とを備え、下記動作が順次為されることを特徴とする液晶デバイス駆動装置。
（初期化動作）前記液晶層におけるホメオトロピックへの状態変化のしきい値以上の電圧Ｖ１が該液晶層に印加されるように、
ａ）電圧の大きさを調整して、前記電源装置により前記両電極間に電圧Ｖ１’を印加して、または、
ｂ）電圧の大きさおよびアドレス光の光強度を調整して、前記電源装置により前記両電極間に電圧Ｖ１”を印加しつつ、前記露光装置によりアドレス光Ｐ１を照射して、
前記液晶層をホメオトロピックにする。
（選択動作）前記電源装置により前記両電極間に、電圧Ｖ１’以上の電圧Ｖ２’を印加しつつ、
ａ）前記露光装置によりアドレス光（Ｐ２）を適宜選択的に照射する、または、
ｂ）光強度の異なるアドレス光（Ｐ２ＨおよびＰ２Ｌ）を部位により適宜選択して前記露光装置により照射することで、
アドレス光Ｐ２が照射されなかったまたは低光強度のアドレス光Ｐ２Ｌが照射された部位に電圧Ｖ１以上の低電圧Ｖ２Ｌが、アドレス光Ｐ２’または高光強度のアドレス光Ｐ２Ｈが照射された部位に低電圧Ｖ２Ｌよりも電圧の高い高電圧Ｖ２Ｈが、それぞれ前記液晶層に印加されるように選択する。
（保持動作）前記液晶層のうち、選択動作で高電圧Ｖ２Ｈが印加された部位がプレーナに、低電圧Ｖ２Ｌが印加された部位がフォーカルコニックに、それぞれ状態変化する条件となるように、
ａ）電圧の大きさおよび印加時間を調整して、前記電源装置により前記両電極間に電圧Ｖ３’を印加して、または、
ｂ）電圧の大きさ、電圧の印加時間、およびアドレス光の光強度を調整して、前記電源装置により前記両電極間に電圧Ｖ３”を印加しつつ前記露光装置によりアドレス光Ｐ３を照射して、
表示画像を得る。
【請求項９】
前記露光装置が、前記液晶デバイスを一次元的に走査しながら露光する装置であることを特徴とする請求項８に記載の液晶デバイス駆動装置。
【請求項１０】
前記露光装置が、前記液晶デバイスを二次元的に走査しながら露光する装置であることを特徴とする請求項８に記載の液晶デバイス駆動装置。
【請求項１１】
前記露光装置が、レーザ光露光装置であることを特徴とする請求項９または１０に記載の液晶デバイス駆動装置。
【請求項１２】
前記露光装置が、発光ダイオードアレイであることを特徴とする請求項９または１０に記載の液晶デバイス駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶デバイスに像を書き込むための駆動方法、および液晶デバイス駆動装置に関する。
【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。
紙のハードコピーには、（１）明るく、コントラストの高い、反射型フルカラー表示が可能であり、読みやすく、情報表示密度が高い、（２）軽薄で、可とう性を有する構造であり、楽な姿勢で見ることができ、照明条件の選択の幅が広い、（３）表示にメモリ性を有し、無電源での情報表示、保存が可能であるとともに、フリッカレスな表示で、目の疲労が少ない、（４）低コストで、複数枚の同時表示による一覧性が得やすく、情報の比較やブラウジングなどが容易である、といった従来の電子ディスプレイには無い優れた利便性を持っている。
【０００３】
このため、オフィスのペーパーレス化は期待されるほどには促進されず、電子ディスプレイに表示されている情報を改めて紙にハードコピーとして印字してから閲覧するという行為を引き起こす結果になっている。そこで、紙に代わる表示媒体には、省資源、省廃棄物を実現するための書き換え可能性に加えて、上記のような紙文書固有の多様な利便性の再現が必要となる。
【０００４】
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。中でも、本発明者らが特許文献１において提案する技術、すなわち、「液晶層と光導電層を積層した液晶デバイスにおいて、前記液晶層をコレステリック液晶と透明樹脂からなる自己保持型液晶複合体とし、前記光導電層を有機光導電層としたことを特徴とする液晶デバイス」は、液晶デバイスの全面にわたって同時に露光しなくても画像を形成することができ、書き込み装置の小型化および低コスト化を実現することができるとともに、液晶デバイスとしても、薄型かつ軽量で、取り扱いやすくなり、システム全体として、ハードコピーに代わり得るリライタブル表示媒体および書き込み装置を実現することができるといった卓越した特徴を有するものである。
【０００５】
当該技術の概要について説明する。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、螺旋の捩じれ方向に一致する円偏光成分を干渉反射し、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。
【０００６】
正の誘電率異方性を有するコレステリック液晶は、図１６（Ａ）に示すように、螺旋軸がほぼ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、図１６（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、および図１６（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、入射光を透過させるホメオトロピック、の３つの代表的な状態を示す。
【０００７】
上記の３つの状態のうち、プレーナとフォーカルコニックは、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、フォーカルコニック、ホメオトロピックの順に変化し、フォーカルコニック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、ホメオトロピックの順に変化する。
【０００８】
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、プレーナとフォーカルコニックはそのままの状態を維持し、ホメオトロピックはプレーナに変化する。
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１７に示すようなスイッチング挙動を示し、初期状態がプレーナの場合には白丸で示すように、印加されたパルス信号の電圧が、Ｖｐｈ以上のときには、ホメオトロピックからプレーナに変化した選択反射状態となり、ＶｐｆとＶｐｈの間のときには、フォーカルコニック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、すなわちプレーナによる選択反射状態となる。
【０００９】
一方、初期状態がフォーカルコニックの場合には黒丸で示すように、印加されたパルス信号の電圧が、Ｖｆｈ以上のときには、ホメオトロピックからプレーナに変化した選択反射状態となり、Ｖｆｈ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、すなわちフォーカルコニックによる透過状態となる。
【００１０】
図中、縦軸は正規化反射率であり、最大反射率を１００、最小反射率を０として、反射率を正規化している。また、プレーナとホメオトロピックの状態変化のしきい値電圧をＶｐｈとし、プレーナとフォーカルコニックの状態変化のしきい値電圧をＶｐｆとし、フォーカルコニックとホメオトロピックの状態変化のしきい値電圧をＶｆｈとしている。なお、プレーナ、フォーカルコニックおよびホメオトロピックの各状態間には、遷移領域が存在するため、しきいレベルとした正規化反射率を添え字で表示している。同図では、正規化反射率５０をしきいレベルとして表示している。
【００１１】
当該技術による液晶デバイスでは、このコレステリック液晶の双安定現象を利用して、（Ａ）プレーナによる選択反射状態と、（Ｂ）フォーカルコニック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ブラック・ホワイトのモノクロ表示、または無電界でのメモリ性を有するカラー表示を行う。
【００１２】
さらに、当該技術による液晶デバイスにおいて、自己保持型液晶複合体と有機光導電体は、いずれも原液の塗布やラミネート加工によって積層形成することができるので、当該液晶デバイスは、容易かつ安価に作製することができる。また、自己保持型液晶複合体も有機光導電体も、いずれもハードコピーに要求される解像度を容易に達成することができ、液晶デバイスの表示分解能を高くすることができる。
【００１３】
当該技術による液晶デバイスは、全面にわたって同時に露光しなくても画像を形成することができることから、走査系の露光装置、例えばレーザ光露光装置や発光ダイオードアレイを用いて、液晶デバイスの表面を走査することにより、画像の書き込みをすることができる。
【００１４】
図１８に、当該技術による液晶デバイスを走査系の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１８に示されるように、当該技術による液晶デバイスは、一対の電極基板間に液晶層である表示層と光導電層であるＯＰＣ層とを例えば遮光層を挟んで積層挟持してなるものである。表示層全面をプレーナにリセットした後、両電極に所定のバイアス電圧を印加した状態でラインヘッドあるいはビームスキャナ等の露光装置でＯＰＣ層側の表面を走査して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。
【００１５】
既述のように、この書き込みの際に液晶層は、露光の有無により、プレーナからフォーカルコニックへの状態変化を生じさせる部位とさせない部位とのコントラストを得て、所望の記録画像を形成するものであるが、このプレーナからフォーカルコニックへの状態変化には、ある程度の時間を必要とする。具体的には、数百ｍｓ（およそ２００ｍｓ以上）の時間をかけて、液晶層は状態変化を完了させるため、１走査ライン（あるいは１画素）毎に数百ｍｓの書き込み時間を費やすことから、液晶デバイス全面を書き換えるのには、合計として多大な時間がかかってしまう。そのため、上記技術では、書き込みにおける実用性に関して十分なものとは言えないものであった。
【００１６】
状態変化に要する時間を短縮させて１走査ライン（あるいは１画素）毎に費やす書き込み時間を大幅に短縮させる技術として、特許文献２に記載の技術がある。特許文献２に記載の技術では、画像選択に、ホメオトロピックから過渡プレーナへの状態変化を利用している。すなわち、準備期間で液晶層を一旦ホメオトロピックまで状態変化させるだけの高電圧を印加した後、選択期間で過渡プレーナ状態とホメオトロピック状態とを選択し、その後の保持期間で所定の電圧に保持して、過渡プレーナをフォーカルコニックにホメオトロピックをプレーナに状態変化させることで画像を書き込む。このときのホメオトロピックから過渡プレーナへの状態変化に要する時間はかなり短く、１走査ライン（あるいは１画素）毎に費やす書き込み時間は最短で０．２ｍｓまで短縮される。
【００１７】
しかし、特許文献２に記載の技術は、以下の理由により、走査系の露光装置を使用する光アドレス型液晶デバイスに適用することができない
画像選択に用いる過渡プレーナ状態は、高電圧を印加して液晶層を一旦ホメオトロピック状態にセットしてから印加電圧を低下させることにより得られる。したがって、特許文献２に記載の技術では、選択期間に液晶層へ印加される電圧は、準備期間に液晶層へ印加される電圧以下でなければならない。
【００１８】
しかしながら、走査系の露光装置を使用する光アドレス型液晶デバイスでは、書き込み中に表示媒体へ印加される電圧は媒体全面で一定になるため、アドレス光の照射が行われていない準備期間に液晶層へ印加される電圧を、アドレス光のオン・オフで液晶の状態を制御する選択期間の印加電圧より大きくすることができない。つまり、準備期間の駆動電圧が選択期間より高くならなければならない特許文献２に記載の配向状態の変化を、走査型の光アドレス型液晶デバイスで実現することはできず、当該技術を適用した高速書込みを達成することはできない。
【００１９】
【特許文献１】特開平１１−２３７６４４号公報
【特許文献２】特表２０００−５１４９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
したがって、本発明の目的は、コレステリック液晶からなる液晶層を含み当該液晶層の状態変化を利用して画像書込みすることができる液晶デバイスに対し、極めて短い書き込み時間での画像書き込みを可能とする液晶デバイスの駆動方法、および液晶デバイス駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
発明者らによる鋭意研究の結果、コレステリック液晶における通常のプレーナ、フォーカルコニックおよびホメオトロピックの代表的な３つの状態や過渡的な状態である過渡プレーナ状態の相互間での状態変化ではなく、ホメオトロピックにおける微妙な状態変化が極めて高速であることを見出した。そして、この微妙な状態変化を書き込みにおける選択に用いることで、書き込みに要する時間を極めて短縮することができ、かつ準備期間の印加電圧よりも選択期間の印加電圧の方を大きくすべき駆動方法に適用することができることを見出し、本発明に想到した。
【００２２】
本願発明の最終的な目的は、アドレス光による走査書き込みの時間の短縮にあったが、その目的を達するための本発明に特徴的な構成、すなわち書き込みにおける選択にホメオトロピックにおける微妙な状態変化を採用する構成は、アドレス光を用いず電圧印加のみで書き込む態様の駆動方法や、アドレス光によって面一括で書き込む態様の駆動方法において適用でき、極めて短い書き込み時間での画像書き込みを可能とする。
【００２３】
すなわち本発明の基本発明としての液晶デバイスの駆動方法は、一対の電極間に、少なくとも、コレステリック液晶からなる液晶層が挟持されてなる液晶デバイスに、画像を記録するための液晶デバイスの駆動方法であって、
［Ａ］前記液晶層におけるホメオトロピックへの状態変化のしきい値以上の電圧Ｖ１を前記両電極間に印加して、前記液晶層をホメオトロピックにする初期化工程と、
［Ｂ］電圧Ｖ１以上の電圧であって、高低２種類の電圧（Ｖ２ＨおよびＶ２Ｌ）のいずれかを部位により選択して、前記両電極間に印加する選択工程と、
［Ｃ］前記液晶層のうち、選択工程で高電圧Ｖ２Ｈを選択した部位がプレーナに、低電圧Ｖ２Ｌを選択した部位がフォーカルコニックに、それぞれ状態変化する電圧の大きさおよび印加時間の条件で、電圧Ｖ３を前記両電極間に印加して表示画像を得る保持工程と、
からなることを特徴とする。
【００２４】
また、一対の電極間に、少なくとも、コレステリック液晶からなる液晶層と光導電層とが積層されてなる、光アドレスを可能とする液晶デバイス（以下、「光アドレス型液晶デバイス」という場合がある。）に、画像を記録するための液晶デバイスの駆動方法にあっては、［Ａ］初期化工程、［Ｂ］選択工程および［Ｃ］保持工程の各工程は以下のようになる。
【００２５】
［Ａ］前記液晶層におけるホメオトロピックへの状態変化のしきい値以上の電圧Ｖ１が該液晶層に印加されるように、
ａ）電圧の大きさを調整して前記両電極間に電圧Ｖ１’を印加して、または、
ｂ）電圧の大きさおよびアドレス光の光強度を調整して、前記両電極間に電圧Ｖ１”を印加しつつアドレス光Ｐ１を照射して、
前記液晶層をホメオトロピックにする初期化工程。
【００２６】
［Ｂ］前記両電極間に、電圧Ｖ１’以上の電圧Ｖ２’を印加しつつ、
ａ）アドレス光Ｐ２を適宜選択的に照射することで、または、
ｂ）光強度の異なるアドレス光（Ｐ２ＨおよびＰ２Ｌ）を部位により適宜選択して照射することで、
アドレス光Ｐ２が照射されなかったまたは低光強度のアドレス光Ｐ２Ｌが照射された部位に電圧Ｖ１以上の低電圧Ｖ２Ｌが、アドレス光Ｐ２または高光強度のアドレス光Ｐ２Ｈが照射された部位に低電圧Ｖ２Ｌよりも電圧の高い高電圧Ｖ２Ｈが、それぞれ前記液晶層に印加されるように部位により選択する選択工程。
【００２７】
［Ｃ］前記液晶層のうち、選択工程で高電圧Ｖ２Ｈが印加された部位がプレーナに、低電圧Ｖ２Ｌが印加された部位がフォーカルコニックに、それぞれ状態変化する条件となるように、
ａ）電圧の大きさおよび印加時間を調整して前記両電極間に電圧Ｖ３’を印加して、または、
ｂ）電圧の大きさ、電圧の印加時間、およびアドレス光の光強度を調整して、前記両電極間に電圧Ｖ３”を印加しつつアドレス光Ｐ３を照射して、
表示画像を得る保持工程。
【００２８】
ここで、前記アドレス光の照射手段としては、前記液晶デバイスの全面を所望の画像パターンで一括露光する手段を用いることができる。しかし、［Ａ］初期化工程、［Ｂ］選択工程および［Ｃ］保持工程の各工程で前記両電極間に印加する電圧を同一とし、［Ｂ］選択工程でのみアドレス光を照射するように構成した場合には、前記液晶デバイスを一次元的に走査しながら露光する手段であっても、前記液晶デバイスを二次元的に走査しながら露光する手段であっても構わない。これらの場合、実際に前記露光手段として用いるのは、例えば、レーザ光や発光ダイオードアレイを好ましいものとして挙げることができる。
【００２９】
上記本発明の基本発明としての液晶デバイスの駆動方法を適用した本発明の液晶デバイス駆動装置は、一対の電極間に、少なくとも、コレステリック液晶からなる液晶層が挟持されてなる液晶デバイスに、画像を記録するための液晶デバイス液晶デバイス駆動装置であって、少なくとも、前記両電極間に電圧を印加し得る電源装置を備え、下記動作が順次為されることを特徴とする。
【００３０】
（初期化動作）前記電源装置により、前記液晶層におけるホメオトロピックへの状態変化のしきい値以上の電圧Ｖ１を前記両電極間に印加して、前記液晶層をホメオトロピックにする。
（選択動作）電圧Ｖ１以上の電圧であって、高低２種類の電圧（Ｖ２ＨおよびＶ２Ｌ）のいずれかを部位により選択して、前記電源装置により前記両電極間に印加する。
（保持動作）前記液晶層のうち、選択動作で高電圧Ｖ２Ｈを選択した部位がプレーナに、低電圧Ｖ２Ｌを選択した部位がフォーカルコニックに、それぞれ状態変化する電圧の大きさおよび印加時間の条件で、電圧Ｖ３を前記電源装置により前記両電極間に印加して表示画像を得る。
【００３１】
また、一対の電極間に、少なくとも、コレステリック液晶からなる液晶層と光導電層とが積層されてなる、いわゆる光アドレスを可能とする液晶デバイスに、画像を記録するための液晶デバイスの駆動装置にあっては、前記電源装置の他に、少なくとも前記液晶デバイスにアドレス光を照射し得る露光装置を備え、（初期化動作）、（選択動作）および（保持動作）の各動作は以下のようになる。
【００３２】
（初期化動作）前記液晶層におけるホメオトロピックへの状態変化のしきい値以上の電圧Ｖ１が該液晶層に印加されるように、
ａ）電圧の大きさを調整して、前記電源装置により前記両電極間に電圧Ｖ１’を印加して、または、
ｂ）電圧の大きさおよびアドレス光の光強度を調整して、前記電源装置により前記両電極間に電圧Ｖ１”を印加しつつ、前記露光装置によりアドレス光Ｐ１を照射して、
前記液晶層をホメオトロピックにする。
【００３３】
（選択動作）前記電源装置により前記両電極間に、電圧Ｖ１’以上の電圧Ｖ２’を印加しつつ、
ａ）前記露光装置によりアドレス光（Ｐ２）を適宜選択的に照射する、または、
ｂ）光強度の異なるアドレス光（Ｐ２ＨおよびＰ２Ｌ）を部位により適宜選択して前記露光装置により照射することで、
アドレス光Ｐ２が照射されなかったまたは低光強度のアドレス光Ｐ２Ｌが照射された部位に電圧Ｖ１以上の低電圧Ｖ２Ｌが、アドレス光Ｐ２’または高光強度のアドレス光Ｐ２Ｈが照射された部位に低電圧Ｖ２Ｌよりも電圧の高い高電圧Ｖ２Ｈが、それぞれ前記液晶層に印加されるように選択する。
【００３４】
（保持動作）前記液晶層のうち、選択動作で高電圧Ｖ２Ｈが印加された部位がプレーナに、低電圧Ｖ２Ｌが印加された部位がフォーカルコニックに、それぞれ状態変化する条件となるように、
ａ）電圧の大きさおよび印加時間を調整して、前記電源装置により前記両電極間に電圧Ｖ３’を印加して、または、
ｂ）電圧の大きさ、電圧の印加時間、およびアドレス光の光強度を調整して、前記電源装置により前記両電極間に電圧Ｖ３”を印加しつつ前記露光装置によりアドレス光Ｐ３を照射して、
表示画像を得る。
【００３５】
この場合、アドレス光の照射手段である前記露光装置としては、前記液晶デバイスの全面を所望の画像パターンで一括露光する装置を用いることができる。しかし、［Ａ］初期化工程、［Ｂ］選択工程および［Ｃ］保持工程の各工程で前記両電極間に印加する電圧を同一とし、［Ｂ］選択工程でのみアドレス光を照射するように構成した場合には、前記液晶デバイスを一次元的に走査させることで露光する装置であっても、前記液晶デバイスの全面を二次元的に走査させることで露光する装置であっても構わない。これらの場合、実際に前記露光装置の露光手段として用いるのは、例えば、レーザ光や発光ダイオードアレイを好ましいものとして挙げることができる。
【００３６】
本発明に特徴的な構成について説明する。
既述のように、コレステリック液晶からなる液晶層においては、電圧の印加に伴い、プレーナにある状態からフォーカルコニック、さらにホメオトロピックへと状態変化する（図１６参照）。
【００３７】
従来技術で説明した、特許文献２に記載の技術では、初期状態をホメオトロピックとしておき、ホメオトロピックから過渡プレーナへと状態変化させて画像を書き込み、その後、ホメオトロピックをフォーカルコニックに、過渡プレーナをプレーナにそれぞれ状態変化させることで、液晶層（表示層）に画像を表示させている。プレーナおよびフォーカルコニックのいずれも、印加電圧を除した後もその状態が保持されるため、書き込まれた画像も安定的に保持される。
【００３８】
特許文献２に記載の技術のみならず従来技術においては、コレステリック液晶における通常のプレーナ、フォーカルコニックおよびホメオトロピックの３つの状態や過渡的な状態である過渡プレーナ状態の相互間での状態変化を利用して液晶デバイスを駆動して画像の書き込みを行っていた。
【００３９】
図１に、本発明において利用した液晶の状態変化を説明するための説明図を示す。図１において、矢印Ａで示される状態がコレステリック液晶において何ら電圧を印加していない状態であり、フォーカルコニック（Ｆ）とプレーナ（Ｐ）とが混在した状態となっている。なお、この電圧印加前の状態において、必ずしも両状態が混在していなければならないのではなく、フォーカルコニック（Ｆ）およびプレーナ（Ｐ）のいずれかの状態のみであっても構わない。
【００４０】
印加する電圧がある程度高くなると、プレーナ（Ｐ）状態であった部位がフォーカルコニック（Ｆ）に状態変化して全てがフォーカルコニック（Ｆ）となる。さらに十分に高い印加電圧になると、プレーナ（Ｐ）およびフォーカルコニック（Ｆ）の何れの状態もホメオトロピック（Ｈ）へと変化する。一般的には、ホメオトロピック（Ｈ）は１つの状態として認識されているが、実際には同じホメオトロピック（Ｈ）の中でも液晶の配向状態は画一ではなく、個々の液晶の配向にはばらつきが生じており、そのばらつきの程度が印加電圧の高低で変化してくるものと推測される。
【００４１】
図２に、コレステリック液晶からなる液晶層の誘電率を、測定電圧を変化させながら計測した結果を表すグラフを示す。このグラフは、後述する実施例において作製した液晶デバイス（表示媒体）について、電圧に対する誘電率の変化を、インピーダンスアナライザ（東陽テクニカ社製，１２６０９６Ｗ）で測定した結果である。なお、測定周波数は、液晶が実効値応答し、かつ液晶中に混在しているイオン種の分極が誘電率に実質的に寄与しないと考えられる１ｋＨｚに設定した。
【００４２】
図２のグラフをみればわかるように、コレステリック液晶からなる液晶層は印加電圧の上昇につれてプレーナ（Ｐ）、フォーカルコニック（Ｆ）、ホメオトロピック（Ｈ）へと順次状態変化し、電場方向に分子長軸を向ける液晶の割合が増加して誘電率が上昇する。そして、ホメオトロピック（Ｈ）に状態変化した後も誘電率の上昇が見られる。
【００４３】
ここで、ホメオトロピック（Ｈ）は、液晶の螺旋構造が解けて各液晶分子が電場の向きに整列した状態と解されている。しかし、実際のホメオトロピック（Ｈ）における各液晶分子のダイレクタ（分子長軸方向）は空間的にばらついており、それぞれ電場方向に対してややずれた状態になっている。この巨視的な優先方位に対する液晶分子長軸のずれの平均をオーダーパラメータＳと称する。
【００４４】
図３に、この液晶のオーダーパラメータＳを説明するための説明図を示す。矢印方向が巨視的な優先方位（ホメオトロピック（Ｈ）では電場方向）であり、これに対する液晶分子の長軸のずれをθ［°］とすると、オーダーパラメータＳは下記式で表すことができる。
Ｓ＝（１／２）＜３ｃｏｓ２θ−１＞
（上記式中、＜  ＞は、液晶分子の全空間平均を表す。）
【００４５】
ホメオトロピック（Ｈ）に状態変化した後の印加電圧上昇による誘電率の緩やかな増加は、液晶分子の長軸方向がさらに電場方向に揃うように配向している（オーダーパラメータＳが増加する）ことを意味するものと推定される。このホメオトロピック（Ｈ）におけるなだらかに変化する状態において、オーダーパラメータＳが小さい状態（以下、ローオーダーホメオトロピックと称することにする。また、「ＬＨ」と略する場合がある。）とオーダーパラメータＳが大きい状態（以下、ハイオーダーホメオトロピックと称することにする。また、「ＨＨ」と略する場合がある。）との２つをピックアップし、それらの状態から、電圧の大きさおよび印加時間の条件を適切に制御した電圧を印加して保持すると、矢印Ｂおよび矢印Ｃに示すように状態変化して、それぞれ、フォーカルコニック（Ｆ）およびプレーナ（Ｐ）状態となる。すなわち、ホメオトロピック（Ｈ）の中でオーダーパラメータＳの異なる状態を選択することにより、その後の保持条件を適切に制御すれば、コレステリック液晶からなる液晶デバイスを駆動させ、画像を書き込みできる。
【００４６】
このＬＨ状態とＨＨ状態とは、その後の過渡的な状態においてヒステリシスを示すものと推察される。また、ＬＨ状態とＨＨ状態とは、相互に相対的にオーダーパラメータＳが高低の関係を示せば、その後の保持における印加電圧条件（大きさ、印加時間）を適切に制御することで目的の状態を導き出すことができる。
【００４７】
すなわち、本発明の液晶デバイスの駆動方法は、まず、初期化工程で液晶分子をホメオトロピック（Ｈ）状態に揃え、選択工程で選択的に電圧の大きさを変えてＬＨ状態とＨＨ状態とを選択し、保持工程で制御された条件で電圧を印加することにより、それぞれの状態をフォーカルコニック（Ｆ）およびプレーナ（Ｐ）状態にすることを発明の格子とする。
【００４８】
以上の論は、本発明の液晶デバイスの駆動方法による液晶デバイスの駆動条件等から導き出されたものであり、液晶駆動の理論自体は推論であるが、電圧条件を適切に制御することにより画像の書き込みができることは、本発明者らの研究により再現性をもって実証されている。
このＬＨ状態からＨＨ状態への変化時間は極めて短く、実測の結果では僅か０．１ｍｓでも所望の動作を実行することができる。したがって、この状態変化を書き込みの選択に利用した本発明は、書き込み時間の大幅な短縮を可能とする。
【００４９】
従来技術で説明した、特許文献２に記載の技術では、ホメオトロピックから過渡プレーナへの状態変化速度はかなり早く、画像選択工程は０．２ｍｓとされている。本発明では、ホメオトロピックから過渡プレーナではなく、それよりも状態変化速度の速いホメオトロピック内での状態変化を書き込みのための選択に採用している。
【００５０】
ＬＨ状態→ＨＨ状態への変化に要する時間は０．１ｍｓ程度なので、ホメオトロピック（Ｈ）→過渡プレーナ（ＴＰ）への状態変化を利用していた従来の技術に比して書き込み時間を、理論上、最大５０％にまで短縮することができる。すなわち、本発明によれば、前記従来の技術よりも高速な書き込みを実現することができる。
【００５１】
本発明の液晶デバイスの駆動方法においては、上記説明した如き書き込みを実現するべく、［Ａ］初期化工程（動作）と、［Ｂ］選択工程（動作）と、［Ｃ］保持工程（動作）との３つの工程（動作）による操作が順次為される。基本発明としての本発明に絞って概説する。
【００５２】
［Ａ］の初期化工程（動作）とは、前記液晶層におけるホメオトロピックへの状態変化のしきい値以上の電圧Ｖ１を前記両電極間に印加して、前記液晶層全体をホメオトロピックにする工程（動作）である。
液晶層のコレステリック液晶は、先ず、本工程において、ホメオトロピックに揃えられる。なお、「ホメオトロピックへの状態変化のしきい値」としては、既述のようにプレーナとホメオトロピックとの状態間、並びにフォーカルコニックとホメオトロピックとの状態間に遷移領域が存在するため、本発明においては、図１７を用いて説明した正規化反射率が９０％となる印加電圧のうち、プレーナあるいはフォーカルコニックを初期状態とした場合の高い方、つまり初期状態によらず正規化反射率が９０％以上になる電圧（一般的な液晶材料では、プレーナに比してフォーカルコニックを初期状態とする方がホメオトロピックへのしきい値電圧が高くなるため、図１７の例では「Ｖｆｈ，９０」となる。）を基準とする。
【００５３】
［Ｂ］の選択工程（動作）とは、電圧Ｖ１以上の電圧であって、高低２種類の電圧（Ｖ２ＨおよびＶ２Ｌ）のいずれかを部位により選択して、前記両電極間に印加する工程（動作）である。
低電圧Ｖ２Ｌは電圧Ｖ１以上であることが要件であり、低電圧Ｖ２Ｌ＝電圧Ｖ１であっても構わない。一方、高電圧Ｖ２Ｈは低電圧Ｖ２Ｌよりも高電圧であることが要件である。ホメオトロピックを示す印加電圧範囲内で高電圧Ｖ２Ｈおよび低電圧Ｖ２Ｌのいずれかが選択的に印加され画像が書き込まれる。
【００５４】
すなわち、本工程で低電圧Ｖ２Ｌが印加された部位は、ローオーダーホメオトロピック状態（ＬＨ）に、高電圧Ｖ２Ｈが印加された部位は、ハイオーダーホメオトロピック状態（ＨＨ）に、変化したものと推定される。なお、本発明においては、定量的に電圧がいくつ以下の場合をＬＨ、いくつ以上の場合をＨＨとするのではなく、電圧Ｖｆｈ，９０以上の領域で高低２種類の電圧（Ｖ２ＨおよびＶ２Ｌ）を印加した際のオーダーパラメータが相対的に異なる２状態を、低い方から順にＬＨ、ＨＨと定義する。そのため、同じ印加電圧の場合でも、他方の印加電圧の大きさによって、ＬＨにもＨＨにもなり得る場合がある。
【００５５】
印加電圧の大きさや印加時間について、好ましい条件の絶対値というものも存在しない。具体的に高低２種類の印加電圧（Ｖ２ＨおよびＶ２Ｌ）を選択し、液晶をＬＨ状態とＨＨ状態とに変化させた上で、下記［Ｃ］の保持工程で、適切に制御して電圧を印加すればよい。勿論、下記［Ｃ］の保持工程における制御の自由度やラチチュードを考慮すると、高電圧Ｖ２Ｈと低電圧Ｖ２Ｌとの隔たりが大きいことが好ましい。
【００５６】
［Ｃ］の保持工程（動作）とは、前記液晶層のうち、選択工程で高電圧Ｖ２Ｈを選択したＨＨ状態の部位がプレーナに、低電圧Ｖ２Ｌを選択したＬＨ状態の部位がフォーカルコニックに、それぞれ状態変化する電圧の大きさおよび印加時間の条件で、電圧Ｖ３を前記両電極間に印加して表示画像を得る工程（動作）である。
【００５７】
本工程においては、ＨＨ状態ないしＬＨ状態を呈している各部位が、それぞれ適切にプレーナないしフォーカルコニックに状態変化する条件に制御して電圧を印加することにより表示画像を得る。印加電圧の大きさおよび印加時間の条件を予め確認しておき、それに従って電圧を印加すればよい。
【００５８】
既述のように、ＨＨ状態とＬＨ状態とは、その後の過渡的な状態においてヒステリシスを示すと推測される。このヒステリシスによって選択状態が継承され、それぞれ印加電圧の除去後に、高電圧Ｖ２Ｈを選択したＨＨ状態の部位がプレーナに、低電圧Ｖ２Ｌを選択したＬＨ状態の部位がフォーカルコニックになるような状態変化が発生して、画像表示される。
【００５９】
次に、本発明の液晶デバイスの駆動方法を、光アドレス型液晶デバイスに応用した構成について説明する。
光アドレス型液晶デバイスに応用する場合、基本的には、上記［Ｂ］の選択工程（動作）の操作が、印加電圧を選択することによってではなく、印加電圧を一定にしておき、アドレス光Ｐ２’をオン／オフさせることで前記液晶層に印加される分圧を変化させ、結果としてアドレス光Ｐ２'が照射されなかった部位に電圧Ｖ１以上の低電圧Ｖ２Ｌが、アドレス光Ｐ２'が照射された部位に低電圧Ｖ２Ｌよりも電圧の高い高電圧Ｖ２Ｈが、それぞれ前記液晶層に印加されるように部位により選択する。
【００６０】
なお、アドレス光のオン／オフではなく、アドレス光は常に照射することにし、そのアドレス光の光強度を強弱２種類（Ｐ２ＨおよびＰ２Ｌ）から選択することで、前記液晶層に印加される分圧を変化させる構成とすることも可能である。すなわち、この場合には、低光強度のアドレス光Ｐ２Ｌが照射された部位に電圧Ｖ１以上の低電圧Ｖ２Ｌが、高光強度のアドレス光Ｐ２Ｈが照射された部位に低電圧Ｖ２Ｌよりも電圧の高い高電圧Ｖ２Ｈが、それぞれ前記液晶層に印加されるように部位により選択する。
【００６１】
すなわち、アドレス光のオン／オフあるいは強弱を選択することで、結果として液晶層に印加される電圧が、電圧Ｖ１以上の電圧であって、高低２種類の電圧（Ｖ２ＨおよびＶ２Ｌ）のいずれかを部位により選択して、前記液晶層に印加する状態となるようにすればよい。
【００６２】
また、［Ａ］の初期化工程（動作）および［Ｃ］の保持工程（動作）においても、印加電圧が電圧Ｖ１および電圧Ｖ３となるようにする対象は、前記一対の電極ではなく液晶層である。したがって、前記一対の電極に印加すべき電圧は、［Ｂ］の選択工程（動作）と同様、前記光導電層が積層された分だけ基本発明の場合と異なってくる。
【００６３】
すなわち、［Ａ］の初期化工程（動作）では、前記液晶層におけるホメオトロピックへの状態変化のしきい値以上の電圧Ｖ１が該液晶層に印加されるように、電圧の大きさを調整して前記両電極間に電圧Ｖ１’を印加する。また、［Ｃ］の保持工程（動作）では、前記液晶層のうち、選択工程で高電圧Ｖ２Ｈが印加された部位がプレーナに、低電圧Ｖ２Ｌが印加された部位がフォーカルコニックに、それぞれ状態変化する条件となるように、電圧の大きさおよび印加時間を調整して前記両電極間に電圧Ｖ３’を印加する。
【００６４】
いずれの工程においても、電圧印加のみならず、アドレス光を併用することができる。つまり、液晶層に印加される分圧が［Ａ］［Ｃ］それぞれの条件を満たす電圧となるように、電圧印加と共にアドレス光を照射することができる。
すなわち、［Ａ］の初期化工程（動作）では、前記液晶層におけるホメオトロピックへの状態変化のしきい値以上の電圧Ｖ１が該液晶層に印加されるように、電圧の大きさ、電圧の印加時間、およびアドレス光の光強度を調整して前記両電極間に電圧Ｖ３”を印加しつつアドレス光Ｐ３を照射する。また、［Ｃ］の保持工程（動作）では、前記液晶層のうち、選択工程で高電圧Ｖ２Ｈが印加された部位がプレーナに、低電圧Ｖ２Ｌが印加された部位がフォーカルコニックに、それぞれ状態変化する条件となるように、電圧の大きさ、電圧の印加時間、およびアドレス光の光強度を調整して前記両電極間に電圧Ｖ３”を印加しつつアドレス光Ｐ３を照射する。
【００６５】
この場合、前記アドレス光の照射手段としては、前記液晶デバイスの全面を所望の画像パターンで一括露光する手段が必要となる。しかし、［Ａ］初期化工程、［Ｂ］選択工程および［Ｃ］保持工程の各工程で前記両電極間に印加する電圧を同一とし、［Ｂ］選択工程でのみアドレス光を照射するように構成した場合には、前記液晶デバイスを一次元的に走査しながら露光する手段であっても、前記液晶デバイスを二次元的に走査しながら露光する手段であっても構わない。
【００６６】
以上のような光アドレス型液晶デバイスに応用した本発明の液晶デバイスの駆動方法における本発明の作用乃至効果について説明する。本発明は、露光装置（手段）として、前記液晶デバイスの全面を一次元的あるいは二次元的に走査しながら露光する手段（装置）の場合に、特に顕著に本発明の効果（書き込み時間短縮）が奏される。
【００６７】
従来技術で説明した、特許文献１に記載の技術では、数１００ｍｓの時間を要するプレーナからフォーカルコニックへの状態変化を用いている。図４に示されるように、１ラインあたり少なくとも２００ｍｓずつの時間を要し、完全に状態変化を生じさせてから次のラインの露光へと移動するため、書き込みに２００ｍｓ以上×ライン数の時間を要する。例えば、１０００ラインの画像を書き込む場合には２０秒もの時間を要してしまい、上記技術では、高速書き込みの要求に十分に答えるものではない。
【００６８】
なお、ここで図４は、従来（特許文献１に記載）の液晶デバイスの駆動方法により走査系の露光装置で書き込む際の書き込み時間を説明するための説明図である。
本発明では、プレーナからフォーカルコニックではなく、それよりも遥かに状態変化速度の速いホメオトロピック内での状態変化（ＬＨ状態→ＨＨ状態）を書き込みのための選択に採用している。
【００６９】
ローオーダーホメオトロピック状態（ＬＨ）→ハイオーダーホメオトロピック状態（ＨＨ）への変化に要する時間は０．１ｍｓ程度なので、プレーナ（Ｐ）状態→フォーカルコニック（Ｆ）状態への状態変化を利用していた従来の技術に比して書き込み時間を、理論上、最大０．０５％にまで短縮することができる。本発明の液晶デバイスの駆動方法による書き込み時間について説明するための、図４と同様の説明図を図５に示す。図５からも明らかなように、本発明によれば、１ラインの書き込み時間を大幅に短縮することができるため、全体としての書き込み時間を大幅に短縮することができる。
すなわち、書き込みに要する時間は「０．１ｍｓ」×ライン数なので、例えば、１０００ラインの画像を書き込む場合に僅か０．１秒内外の時間で十分であり、前記従来の技術では不十分であった高速書き込みを実現することができる。
【００７０】
以上、露光手段（装置）として、前記液晶デバイスを一次元的あるいは二次元的に走査しながら露光する手段（装置）を主として例に挙げて説明しているが、本発明は、露光手段（装置）として、面発光による二次元一括露光手段（装置）を採用することもでき、かつ、種々の作用・効果が得られる。
【００７１】
二次元一括露光手段（装置）では、準備期間の駆動電圧を選択期間より高くできるため、特許文献２に記載の従来の液晶デバイスの駆動方法を適用することができる。画像書き込みのための露光時間については、特許文献２に記載の技術でもわずか０．２ｍｓ秒のみで済み、本願発明によっても大きなメリットとは言い得ない。しかも、本願発明では、［Ａ］初期化工程（動作）で初期状態（Ｈ状態）にリセットするのに必要な電圧印加時間や、［Ｃ］保持工程（動作）で所望の表示状態に変化させるのに必要な保持時間が、特許文献２に記載の技術の場合と同程度かかり、結局画像形成のための全所要時間はほとんど変わらなくなってしまう。
【００７２】
しかし、二次元一括露光手段（装置）は多大なエネルギーを必要とするため、それを１／２に短縮できる本発明によれば、エネルギーコストを大幅に削減することができると言う、顕著な効果が得られる。勿論、当該効果については、露光による書き込み時間が短縮できる点で共通することから、液晶デバイスの全面を一次元的あるいは二次元的に走査しながら露光する手段（装置）を用いる場合にも同様である。
【発明の効果】
【００７３】
本発明によれば、コレステリック液晶からなる液晶層を含み当該液晶層の状態変化を利用して画像書き込みすることができる液晶デバイスに対し、極めて短い書き込み時間での画像書き込みを可能とする液晶デバイスの駆動方法、および液晶デバイス駆動装置を提供することができる。特に、前記液晶層と共に光導電層が積層されてなる光アドレス型液晶デバイスをアドレス光の走査によって駆動させるのに本願発明を適用した場合、この書き込み時間短縮の効果が顕著であり、高速書き込みの要求を十分に満足させることができる。
【００７４】
また、本発明により光アドレス型液晶デバイスを駆動させれば、露光装置が走査系であっても面発光であっても、書き込みのための光照射時間を短縮することができ、省エネルギーに寄与する液晶デバイスの駆動方法、および液晶デバイス駆動装置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】
【００７５】
以下、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６は、本発明の液晶デバイスの駆動方法を適用したシステムの例示的一態様である第１の実施形態の概略構成図である。本実施形態のシステムは、表示媒体（液晶デバイス）１と書き込み装置（液晶デバイスの駆動装置）２とからなる。この両構成要素について、詳細に説明してから、その動作について説明する。
【００７６】
＜表示媒体＞
本発明において表示媒体とは、バイアス信号の選択的印加によって表示層（液晶層）の選択駆動ができる部材であり、具体的には液晶デバイスである。
本実施形態において、表示媒体１は、表示面側から順に、基板３、電極５、表示層（液晶層）７、電極６および基板４が積層されてなる物である。
なお、本発明においては、電極５および／または６が画素あるいはライン毎に分画されてセルを構成する態様でもよいが、本実施形態では、セルに分画されていない態様の例を挙げて説明する。また、後述する第２の実施形態で用いている着色層（遮光層）９を、表示層７よりも非表示面側に設けてもよい。
【００７７】
（基板）
基板３，４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３，４は、外力に耐える強度を有するシート形状の物体であり、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。なお、少なくとも表示面側の基板は表示光を透過する機能を有する。その外表面に、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。
【００７８】
（電極）
電極５，６は、書き込み装置２から印加されたバイアス電圧を、表示媒体１内の各機能層へ印加する目的の部材である。具体的には、金属（たとえば金、銀、銅、鉄、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））、炭素、これらを高分子中に分散させた複合体、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。
【００７９】
（表示層）
本発明において表示層（液晶層）とは、コレステリック液晶を含み、電場によって入射光の反射・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のものである。表示層としては、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好ましい。
【００８０】
コレステリック液晶１２は、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。
【００８１】
コレステリック液晶１２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、カイラル剤（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。
【００８２】
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、緑あるいは赤にする場合には、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。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。
【００８３】
表示層は、コレステリック液晶のみで構成することも可能であるが、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ＰＳＣＴ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  Ｔｅｘｔｕｒｅ）構造や、基板内面を垂直配向処理したＳＳＣＴ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  Ｔｅｘｔｕｒｅ）構造、あるいは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ＰＤＣＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）構造（マイクロカプセル化されたものを含む）に形成することで、コレステリック液晶と高分子の界面におけるアンカリング効果によるプレーナとフォーカルコニックとの双安定性を向上させ、長期間に渡って表示画像を保持することができる。
【００８４】
さらに、表示層としては、曲げや圧力などの外力に対して変形しない自己保持型液晶複合体とすることが好ましいため、本実施形態において表示層は、図６に示されるように、高分子マトリックス（透明樹脂）１１中にコレステリック液晶１２が分散した状態となっているＰＤＣＬＣ構造としている。
【００８５】
ＰＤＣＬＣ構造は、高分子マトリックスとコレステリック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。
【００８６】
高分子マトリックス１１は、コレステリック液晶１２を保持し、表示媒体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１１としては、外力に耐える強度をもち、少なくとも反射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。
【００８７】
高分子マトリックス１１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。
【００８８】
＜書き込み装置＞
本実施形態において書き込み装置（液晶デバイスの駆動装置）２とは、表示媒体１に画像を書き込む装置であり、表示媒体１に電圧を印加する電圧印加部（電源装置）１７を主要構成要素とし、さらにこの動作を制御する制御回路１６が配されてなる。
【００８９】
（電圧印加部）
電圧印加部（電源装置）１７は、所定の電圧を表示媒体１に印加する機能を有し、制御回路１６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。ＡＣ出力ができ、高いスルーレートのものが好ましい。本発明では、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。
【００９０】
電源印加部１７による表示媒体１への電圧の印加は、接触端子１９を介して、電極５−電極６間に為される。
ここで接触端子１９とは、電圧印加部１７および表示媒体１（電極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２とを切り離すことができるように、電極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。
【００９１】
接触端子１９としては、金属（たとえば金、銀、銅、鉄、アルミニウム）、炭素、これらを高分子中に分散させた複合体、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））、炭素、これらを高分子中に分散させた複合体、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。
【００９２】
また、電極５および／または６が画素あるいはライン毎に分画されてセルを構成する態様においては、この接触端子から電極５，６への接続は、画素毎あるいはライン毎に分画されている各電極に適切に為されており、電源印加部１７として、各画素毎に電圧を印加することが可能になっている。
【００９３】
（制御回路）
制御回路１６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１６による具体的な制御内容については、本発明に特徴的な［Ａ］初期化工程（動作）、［Ｂ］選択工程（動作）および［Ｃ］保持工程（動作）の３つの工程（動作）からなるものであり、その詳細については後述することとする。
【００９４】
＜動作＞
図６にて例示した本実施形態の液晶デバイス駆動装置を用いて、本発明の液晶デバイスの駆動方法、および液晶デバイス駆動装置の動作（操作）について、以下に詳細に説明する。
図７は、図６にて例示した本実施形態の液晶デバイス駆動装置（書き込み装置２）の動作について、電極５，６間への印加電圧と液晶の配向状態との関係を、時系列で模式的に表したチャートである。
【００９５】
図７に示されるように、前表示の状態、すなわちバイアス電圧が印加されない状態から、まず、準備期間として、電圧印加部１７によって電極５，６間に交流パルス波形のバイアス電圧Ｖ１を印加する（［Ａ］初期化工程・動作）。
準備期間では、ホメオトロピックへの状態変化のしきい値以上のバイアス電圧Ｖ１を印加することによって、表示層７内のコレステリック液晶１２は全て、図７に示されるようにホメオトロピックとなる。この段階でのホメオトロピックは、既述のローオーダーホメオトロピック（ＬＨ）状態である。
【００９６】
次に、書き込み期間において、実際の書き込みが行われる（［Ｂ］選択工程・動作）。すなわち、電圧Ｖ１以上の電圧であって、高低２種類の書き込み電圧（高電圧がＶ２Ｈ＝図７における破線のパルス、低電圧がＶ２Ｌ＝図７における［Ｂ］の期間の実線のパルス）のいずれかを部位により選択して、電圧印加部１７によって前記両電極間に印加する。本例において、低電圧Ｖ２Ｌとしては、準備期間で印加したバイアス電圧Ｖ１と同じ大きさ・周波数の電圧とした。本発明においては、バイアス電圧Ｖ１と低電圧Ｖ２Ｌとは同じ大きさ・周波数の電圧でなくても構わず、Ｖ１≦Ｖ２Ｌであれば問題ない。
【００９７】
それぞれの部位において、高電圧Ｖ２Ｈ／低電圧Ｖ２Ｌが選択されて、高電圧Ｖ２Ｈが印加された部位はＬＨ状態からＨＨ状態へと変化するとともに、低電圧Ｖ２Ｌが印加された（印加電圧がＶ１から変わらなかった）部位はＬＨ状態のまま維持される。
なお、既述の通り、この書き込み期間は、本発明においては状態変化速度の極めて速いローオーダーホメオトロピック（ＬＨ）状態からハイオーダーホメオトロピック（ＨＨ）状態への変化を採用しているため、従来に比して飛躍的に時間短縮されている。
【００９８】
最後に、保持期間において、実際に像形成に供される液晶の状態に変化させる（［Ｃ］保持工程・動作）。ＬＨ状態およびＨＨ状態は、その後の過渡的な状態においてヒステリシスの関係を有すると推測され、それぞれＨＨ状態とＬＨ状態を元にした別の配向状態が混在する潜像が形成される。ここで、書き込み期間で高電圧Ｖ２Ｈを選択した部位が最終的にプレーナ（Ｐ）に、低電圧Ｖ２Ｌを選択した部位がフォーカルコニック（Ｆ）に、それぞれ状態変化する電圧の大きさおよび印加時間の条件に制御されたバイアス電圧Ｖ３を、保持期間において電圧印加部１７によって電極５，６間に印加する。すると、書き込み期間で選択された電圧の高低に応じて、光を透過するプレーナ（Ｐ）と反射するフォーカルコニック（Ｆ）からなる表示画像が形成される。
【００９９】
低電圧Ｖ２Ｌが選択された部位のローオーダーホメオトロピック（ＬＨ）状態が、保持期間を経てフォーカルコニック（Ｆ）の選択透過状態に状態変化する機構、および、高電圧Ｖ２Ｈが選択された部位のハイオーダーホメオトロピック（ＨＨ）状態が、保持期間を経てプレーナ（Ｐ）の選択反射状態に状態変化する機構については定かではない。しかし、保持期間において印加するバイアス電圧Ｖ３の大きさおよび印加時間の条件を適切に制御することで、かかる状態変化を導き出すことができる。
【０１００】
以上の動作が順次為され、書き込み期間（［Ｂ］選択工程・動作）における高電圧Ｖ２Ｈまたは低電圧Ｖ２Ｌの選択に応じて、表示層の各部位（画素）を反射状態または透過状態とすることができる。このように状態が選択されて、液晶デバイスへの書き込み（駆動）が為される。
【０１０１】
［第２の実施形態］
図８は、本発明の液晶デバイスの駆動方法を適用したシステムの他の例示的一態様である第２の実施形態の概略構成図である。本実施形態のシステムも、第１の実施形態と同様、表示媒体（液晶デバイス）１’と書き込み装置（液晶デバイスの駆動装置）２’とからなる。
【０１０２】
ただし、本実施形態では、表示媒体（液晶デバイス）１’として、光導電層を含む構成の光アドレス型液晶デバイスを用いている点が異なり、それに応じて書き込み装置（液晶デバイスの駆動装置）２’の構成も異なっている。
以下の説明では、主として第１の実施形態と、その構成や作用、効果等が異なる点について説明し、第１の実施形態と同一の機能を有する部材には、図中同一の符号を付することによって、適宜その説明を省略することにする。
【０１０３】
＜表示媒体＞
本発明において表示媒体とは、アドレス光の照射、バイアス信号の印加によって光アドレス動作ができる部材であり、具体的には光アドレス型液晶デバイスである。
本実施形態において、表示媒体１’は、表示面側から順に、基板３、電極５、表示層（選択反射層）７ｂ、表示層（選択反射層）７ａ、ラミネート層８、着色層（遮光層）９、ＯＰＣ層（光導電層）１０、電極６および基板４が積層されてなる物である。すなわち、第１の実施形態における表示媒体１の表示層（選択反射層）７ａと電極６との間に、ラミネート層８、着色層（遮光層）９およびＯＰＣ層（光導電層）１０を介在させた構造となっている。本実施形態に特徴的なこれらの層についてのみ、以下詳細に説明する。
【０１０４】
（ＯＰＣ層）
ＯＰＣ層（光導電層）１０は、内部光電効果をもち、アドレス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。交流（ＡＣ）動作が可能であり、アドレス光に対して対称駆動になることが好ましい。本実施形態では、ＯＰＣ層１０として、図８における上層から順に上側の電荷発生層（上ＣＧＬ）１３、電荷輸送層１４および下側の電荷発生層（下ＣＧＬ）１５が積層された３層構造に形成されてなる。
【０１０５】
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が表示面側の電極５から書き込み面側の電極６の方向に流れる光キャリア量を、電荷発生層１５が書き込み面側の電極６から表示面側の電極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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
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。
【０１０８】
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たもの、あるいは上記正孔輸送材料や電子輸送材料を高分子化した材料を適当な溶剤に分散ないし溶解させたものを調製し、これを塗布し乾燥させて形成すればよい。
【０１０９】
（着色層）
着色層（遮光層）９とは、書き込み時にアドレス光と入射光を光学分離し、相互干渉による誤動作を防ぐとともに、表示時に表示媒体の非表示面側から入射する外光と表示画像を光学分離し、画質の劣化を防ぐ目的で設けられる層であり、本発明において必須の構成要素ではない。ただし、表示媒体１’の性能向上のためには、設けることが望まれる層である。その目的から、着色層９には、少なくとも電荷発生層の吸収波長域の光、および表示層の反射波長域の光を吸収する機能が要求される。
【０１１０】
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乾式法か、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成膜する湿式塗布法等により形成することができる。
【０１１１】
（ラミネート層）
ラミネート層８は、上下基板３，４それぞれの内面に形成された各機能層を貼り合わせる際に、凹凸吸収および接着の役割を果たす目的で設けられる層であり、本発明において必須の構成要素ではない。ラミネート層８は、熱可塑性、熱硬化性、あるいはこれらの混合型の有機材料からなるものであり、熱や圧力によって表示層７と着色層９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・接着性の高分子材料（たとえばポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリウレタン系、エポキシ系、アクリル系、ゴム系、シリコーン系）を挙げることができる。
【０１１２】
＜書き込み装置＞
本実施形態において書き込み装置（液晶デバイスの駆動装置）２’とは、表示媒体１’に画像を書き込む装置であり、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’にバイアス電圧を印加する電圧印加部（電源装置）１７を主要構成要素とし、さらにこれらの動作を制御する制御回路１６’が配されてなる。すなわち、第１の実施形態における書き込み装置２に対して、光照射部１８が加わっており、また、制御回路１６’が、電圧印加部１７の動作とともに、光照射部１８の動作をも適宜制御する機能を有している。本実施形態に特徴的な光照射部１８についてのみ、以下詳細に説明する。
【０１１３】
（光照射部）
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１６からの入力信号に基づき、表示媒体１’上（詳しくは、ＯＰＣ層１０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。
【０１１４】
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の吸収波長域のエネルギーができるだけ多いことが好ましく、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。
・照射強度：明時に表示層７への印加電圧がＯＰＣ層１０との分圧により目標とする高電圧Ｖ２Ｈ以上となって、表示層７中の液晶をＬＨ状態からＨＨ状態へと状態変化させ、暗時には低電圧Ｖ２Ｌとなって、表示層７中の液晶がＬＨ状態のままとなるような強度。
【０１１５】
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、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＥＬ、レーザ等）を一次元のアレイ状に配置したものや、ポリゴンミラーと組み合せたもの、など走査動作によって任意の二次元発光パターンを形成できるもの
（１−２）光源をアレイ状に配置したものや導光板と組み合せたもの、などの均一な光源と、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）光源を面状に配置したものなどの自発光型ディスプレイ（たとえばＣＲＴ、ＰＤＰ、ＥＬ、発光ダイオード、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
【０１１６】
（制御回路）
制御回路１６’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１６’による具体的な制御内容については、本発明に特徴的な［Ａ］初期化工程（動作）と、［Ｂ］選択工程（動作）と、［Ｃ］保持工程（動作）との３つの工程（動作）からなるものであり、その詳細については後述することにする。
【０１１７】
（全体構成）
図９は、本発明の液晶デバイスの駆動方法に供し得る書き込み装置（液晶デバイス駆動装置）２’の例を示す斜視図であり、露光装置にレーザを用いた場合である。なお、当該図において、制御回路１６’の図示は省略されている。
【０１１８】
露光光学系は、光源５１として半導体レーザを用い、コリメータレンズ５２、ポリゴンミラー５３、ポリゴンモーター５４、ｆ−θレンズ５５、折り返し用ミラー５６などによって構成され、レーザビーム５７は、ビーム調整ミラー５８を介して同期信号発生器５９に送られ、走査タイミングの同期に用いられる。図では省略されているが、この露光装置の制御装置は、一般の電子写真用レーザ露光装置のそれと同様である。
【０１１９】
表示媒体（液晶デバイス）１’の副走査方向（図９中の矢印方向）への送りは、図示のように表示媒体１’を平面状に固定して、パルスモータによって行い、または、表示媒体１’の基板をフィルムで構成することにより、表示媒体１を柔軟性のあるものとして、円筒状のドラムに固定して、モータによって回転させる、などの方法によることができる。
【０１２０】
図１０は、本発明の液晶デバイスの駆動方法に供し得る書き込み装置（液晶デバイス駆動装置）２’の他の一例を示し、露光装置に発光ダイオードアレイを用いた場合である。露光用の光源が発光ダイオードアレイ６２と自己結像型ロッドレンズアレイ６３によって構成されるほかは、図９を用いて説明した上記例と同様である。
【０１２１】
＜動作＞
図８にて例示した本実施形態の液晶デバイス駆動装置を用いて、本発明の液晶デバイスの駆動方法、および液晶デバイス駆動装置の動作（操作）について、以下に詳細に説明する。
本実施形態の表示媒体１’においては、第１の実施形態の表示媒体１とは異なり、ＯＰＣ層１０等が積層されている分、表示層７に印加される電圧が、電極５，６間に印加した電圧とは大きさが異なってくる。
【０１２２】
図１１は、図８に示される構造の表示媒体（液晶デバイス）１’の等価回路を示す回路図である。Ｃlc，ＣopcおよびＲlc，Ｒopcは、それぞれ表示層７およびＯＰＣ層１０の静電容量および抵抗値である。ＣeおよびＲeは、表示層７およびＯＰＣ層１０以外の構成要素の等価静電容量および等価抵抗値である。
【０１２３】
表示媒体１の電極５−電極６間に外部の書き込み装置２’から印加される電圧をＶとすると、各構成要素には、各構成要素間のインピーダンス比によって決まる分圧Ｖlc，ＶopcおよびＶeが印加される。より具体的には、電圧が印加された直後には各構成要素の容量比で決定される分圧が生じ、時間経過とともに各構成要素の抵抗値比で決定される分圧へと緩和していく。
【０１２４】
ここで、アドレス光の強度に応じてＯＰＣ層１０の抵抗値Ｒopcが変化するため、露光と非露光によって表示層７に印加される実効電圧を制御することができる。露光時にはＯＰＣ層１０の抵抗値Ｒopcが小さくなって表示層７に印加される実効電圧は大きくなり、逆に非露光時にはＯＰＣ層１０の抵抗値Ｒopcが大きくなって表示層７に印加される実効電圧は小さくなる。
【０１２５】
以上のように、本実施形態の表示媒体１’においては、露光時は勿論、非露光時においても、電極５，６間に印加する電圧Ｖと、表示層７に印加される電圧（分圧）Ｖlcとの大きさが異なってくるため、本発明の液晶デバイスの駆動方法を実現させるためには、表示層７に印加される電圧（分圧）Ｖlcに着目する必要がある。これを前提として、以下、第１の実施形態と同様に図７を用いて説明する。
【０１２６】
なお、図８に示す走査型の光アドレス型液晶デバイスにおいては、各工程で電極５，６間に印加するバイアス電圧は一定となる。したがって、二次元一括の露光手段を書き込み装置に用いる例を除き、以下の説明において、各工程で電極５，６間に印加する電圧Ｖ１'、Ｖ２'、Ｖ３'は同一とする。
【０１２７】
図７に示されるように、前表示の状態、すなわちバイアス電圧が印加されない状態から、まず、準備期間として、表示層７に交流パルス波形のバイアス電圧Ｖ１が印加されるように調整された電圧Ｖ１’を電圧印加部１７によって電極５，６間に印加する（［Ａ］初期化工程・動作）。
【０１２８】
準備期間では、ホメオトロピックへの状態変化のしきい値以上のバイアス電圧Ｖ１を印加することによって、表示層７内のコレステリック液晶１２は全て、図７に示されるようにホメオトロピックとなる。この段階でのホメオトロピックは、既述のローオーダーホメオトロピック（ＬＨ）状態である。
【０１２９】
次に、書き込み期間において、実際の書き込みが行われる（［Ｂ］選択工程・動作）。すなわち、電圧印加部１７によって、電極５，６間に電圧Ｖ１’以上の電圧Ｖ２’を印加しつつ、光照射部（露光装置）１８によって、アドレス光Ｐ２を適宜選択的に照射することで、アドレス光Ｐ２が照射されなかった部位に電圧Ｖ１以上の低電圧Ｖ２Ｌが、アドレス光Ｐ２が照射された部位に低電圧Ｖ２Ｌよりも電圧の高い高電圧Ｖ２Ｈが、それぞれ表示層７に印加されるように部位により選択する。
【０１３０】
それぞれの部位において、アドレス光Ｐ２の照射／非照射が選択されて、アドレス光Ｐ２が照射された部位（明部）はＬＨ状態からＨＨ状態へと変化するとともに、照射されなかった部位（暗部）はＬＨ状態のまま維持される。
【０１３１】
なお、既述の通り、この書き込み期間は、本発明においては状態変化速度の極めて速いローオーダーホメオトロピック（ＬＨ）状態からハイオーダーホメオトロピック（ＨＨ）状態への変化を採用しているため、従来に比して飛躍的に時間短縮され、光照射部１８による走査速度を極めて速くすることができる。
【０１３２】
最後に、保持期間において、実際に像形成に供される液晶の状態に変化させる（［Ｃ］保持工程・動作）。ＬＨ状態とＨＨ状態は、その後の過渡的な状態においてヒステリシスの関係を有すると推測され、それぞれＨＨ状態とＬＨ状態を元にした別の配向状態が混在する潜像が形成される。ここで、表示層７のうち、書き込み期間で高電圧Ｖ２Ｈが印加されるように選択した部位（すなわち明部）が最終的にプレーナ（Ｐ）に、低電圧Ｖ２Ｌが印加されるように選択した部位（すなわち暗部）がフォーカルコニック（Ｆ）に、それぞれ状態変化する電圧の大きさおよび印加時間の条件に制御されたバイアス電圧Ｖ３’を、保持期間において電圧印加部１７によって電極５，６間に印加する。すると、書き込み期間で選択されたアドレス光照射の有無に応じて、光を透過するプレーナ（Ｐ）状態と反射するフォーカルコニック（Ｆ）状態とからなる表示画像が形成される。
【０１３３】
低電圧Ｖ２Ｌが選択された部位のローオーダーホメオトロピック（ＬＨ）状態が、保持期間を経てフォーカルコニック（Ｆ）の選択透過状態に変化する原理や、高電圧Ｖ２Ｈが選択された部位のハイオーダーホメオトロピック（ＨＨ）状態が、保持期間を経てプレーナ（Ｐ）の選択反射状態に変化する原理についての考え方は、第１の実施形態において説明したとおりである。
【０１３４】
以上の動作が順次為され、書き込み期間（［Ｂ］選択工程・動作）におけるアドレス光の照射／非照射の選択に応じて、表示層の各部位（画素）を反射状態または透過状態とすることができる。このように液晶の状態が選択されて、液晶デバイスへの書き込み（駆動）が為される。
【０１３５】
ところで、本実施形態で例示した光アドレスが可能な表示媒体（液晶デバイス）１’では、以上説明したように電極５，６間に印加する電圧ではなく、表示層７に印加される電圧（分圧）が各工程で規定される所定の電圧になっていれば問題ない。したがって、二次元一括の露光手段を書き込み装置を用いて書き込みを行う場合には、本実施形態で説明した各期間において、それぞれ以下のように印加電圧やアドレス光の照射の条件を変更することができる。
【０１３６】
＜＜準備期間（［Ａ］初期化工程・動作）＞＞
上記動作の説明における準備期間において、電圧印加と共にアドレス光を併用することができる。
図７を用いて説明すると、表示層７に交流パルス波形のバイアス電圧Ｖ１が印加されるように電圧の大きさおよびアドレス光の光強度を調整して、電圧印加部１７によって電極５，６間に電圧Ｖ１”を印加しつつ、光照射部（露光装置）１８によってアドレス光Ｐ１を全面に照射する。
このように準備期間（［Ａ］初期化工程・動作）においては、電圧印加のみならずアドレス光を照射しても、結果として表示層７に所望のバイアス電圧Ｖ１が印加されるように制御すればよい。
【０１３７】
＜＜書き込み期間（［Ｂ］選択工程・動作）＞＞
上記動作の説明における書き込み期間において、アドレス光の照射の有無ではなく、アドレス光自体はずっと照射しておき、その光強度の高低を選択することにより書き込むことができる。
【０１３８】
図７を用いて説明すると、電圧印加部１７によって、電極５，６間に電圧Ｖ１’以上の電圧Ｖ２’を印加しつつ、光照射部（露光装置）１８によって、光強度の異なるアドレス光（Ｐ２ＨおよびＰ２Ｌ）を部位により適宜選択して照射することで、低光強度のアドレス光Ｐ２Ｌが照射された部位に電圧Ｖ１以上の低電圧Ｖ２Ｌが、高光強度のアドレス光Ｐ２Ｈが照射された部位に低電圧Ｖ２Ｌよりも電圧の高い高電圧Ｖ２Ｈが、それぞれ表示層７に印加されるように部位により選択する。
【０１３９】
このように書き込み期間（［Ｂ］選択工程・動作）においては、アドレス光を全ての部位に照射したとしても、その光強度の高低を適宜選択することによって、結果として表示層７に所望の低電圧Ｖ２Ｌおよび高電圧Ｖ２Ｈが選択的に印加されるように制御すればよい。
【０１４０】
＜＜保持期間（［Ｃ］保持工程・動作）＞＞
上記動作の説明における保持期間において、電圧印加と共にアドレス光を併用することができる。
図７を用いて説明すると、表示層７のうち、書き込み期間で高電圧Ｖ２Ｈが印加されるように選択した部位（すなわち明部）が最終的にプレーナ（Ｐ）に、低電圧Ｖ２Ｌが印加されるように選択した部位（すなわち暗部）がフォーカルコニック（Ｆ）に、それぞれ状態変化する条件に制御された電圧の大きさ、電圧の印加時間、およびアドレス光の光強度で、電圧印加部１７によってバイアス電圧Ｖ３”を電極５，６間に印加しつつ、光照射部１８によってアドレス光Ｐ３を全面に照射する。
このように保持期間（［Ｃ］保持工程・動作）においては、電圧印加のみならずアドレス光を照射しても、結果として表示層７に所望のバイアス電圧Ｖ３”が印加されるように制御すればよい。
【０１４１】
以上、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。また、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】
【０１４２】
以下、本発明を、実施例を挙げることで、より具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
本発明に適用し得る液晶デバイスとして、図６に記載の表示媒体１（ただし、さらに遮光層を設けている。）を試作して、本発明および比較例の液晶デバイスの駆動方法ないし液晶デバイス駆動装置を利用して、画像の書き込みを行った。図６および図７を参照しつつ説明する。
【０１４３】
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）７７．５質量％、右旋性カイラル剤（メルク社製，ＣＢ１５）１８．８質量％および右旋性カイラル剤（メルク社製，Ｒ１０１１）３．７質量％を混合して、グリーンを選択反射する材料を調製した。
【０１４４】
片面にＩＴＯ（表面抵抗３０Ω／□）がスパッタされた１．１ｍｍ厚のガラス基板（コーニング社製，７０５９）を２枚用意した。このうちの１枚の外面（ＩＴＯが成膜されていない側の面）に、カーボンブラック顔料を分散させたポリビニルアルコール水溶液をスピンコートして２μｍ厚の遮光層（不図示）を形成した。さらに、ＩＴＯ膜の上に液晶垂直配向膜（日産化学社製，ＳＥ７５１１Ｌ）を乾燥膜厚が１０ｎｍ厚となるようにスピンコート法によって塗布した。図６に記載の表示媒体１で言えば、このガラス基板は基板４、ＩＴＯ膜は電極６となる。
【０１４５】
ＩＴＯが成膜されたガラス基板のもう１枚については、ＩＴＯ膜の上に液晶垂直配向膜（日産化学社製，ＳＥ７５１１Ｌ）を乾燥膜厚が１０ｎｍ厚となるようにスピンコート法によって塗布し、さらにその上に１０μｍ径の球状スペーサ（積水ファインケミカル社製ＳＰ２１０）を湿式散布した。なお、こちらのこのガラス基板は基板３、ＩＴＯ膜は電極５となる。このガラス基板周辺部に光学接着剤（ノーランド社製，ＮＯＡ６５）をディスペンサで描画し、これに上記もう一方のガラス基板（基板４）を、ＩＴＯ膜（電極６）側の面が球状スペーサが散布された面に向かい合うように貼り合わせて、前記光学接着剤を光学的に接着させ空セルとした。
得られた空セルに、上記得られたグリーンのコレステリック液晶を毛管注入して、ＩＴＯ膜間（電極５，６間）に表示層７を形成して、表示媒体１を得た。
【０１４６】
（［Ａ］初期化工程の条件決定）
得られた表示媒体１に、パーソナルコンピュータでＧＰＩＢ制御する任意波形発生器（バイオ―メーション社製,２７１４Ａ）を制御部（制御回路１６）、高圧電源装置（松定プレシジョン社製，ＨＥＯＰＴー１Ｂ６０）を電圧印加部１７とする書き込み装置２に接続した。
【０１４７】
書き込み装置２から表示媒体１に１ｋＨｚの矩形波を２００ｍｓ印加し、その後印加した電圧を解除した際の表示媒体１の反射率を、積分球型分光測色計（コニカミノルタ社製，ＣＭ２０２２）で測定した。プレーナ状態およびフォーカルコニック状態をそれぞれ初期状態とする正規化反射率の変化（スタティック駆動特性）を図１２に示す。ここで正規化反射率とは、視感反射率Ｙの最大値を１、最小値を０として規格化したものである。
【０１４８】
なお、この図１２のグラフにおいては、初期状態がプレーナ状態である場合およびフォーカルコニック状態である場合のいずれも、印加電圧がある程度高くなると、正規化反射率が１に近い値となっている。これは、印加電圧解除後にプレーナに変化した状態であり、印加電圧解除前にはホメオトロピック状態となっている。
【０１４９】
図１２のグラフに示されように、フォーカルコニック状態を初期状態とする場合の方がホメオトロピック状態に変化するしきい値が高く、初期状態によらず、Ｖｆｈ，９０に相当する４４Ｖ以上の電圧を印加すればホメオトロピック状態に遷移することがわかる。
以上の実験結果から、ＬＨ（ローオーダーホメオトロピック）状態を選択する初期化工程（準備期間）におけるバイアス電圧Ｖ１を、マージンを考慮して５０Ｖとした。
【０１５０】
（［Ｂ］選択工程および［Ｃ］保持工程の条件決定）
［Ｂ］選択工程（書き込み期間）および［Ｃ］保持工程（保持期間）の駆動条件は、相互に影響するため、両者のパラメータを変化させて直交実験を行い、最適条件を選択した。グラフが煩雑にならないよう、以下の説明においては、［Ｂ］選択工程および［Ｃ］保持工程それぞれ、他の一方の工程を最適条件とした場合の結果のみについて例示する。
【０１５１】
図１３は、［Ａ］初期化工程における電圧（初期化電圧Ｖ１）＝５０Ｖ、［Ｃ］保持工程における電圧（保持電圧）Ｖ３＝２２．５Ｖとした場合の、選択工程における駆動条件（電圧、印加時間）が、最終的な表示媒体１の視感反射率Ｙに及ぼす影響を示すグラフである。
【０１５２】
ここで、縦軸の「視感反射率Ｙ」は、選択工程前後の各工程の条件を上記のようにした場合に、表示媒体１の表面に最終的に表示される画像について既述の装置によって測定した値であり、フォーカルコニック状態が３前後（画素としてはＯＦＦ状態）、プレーナ状態が１６〜１７前後（画素としてはＯＮ状態）の値となる。
【０１５３】
したがって、選択工程開始時の選択期間電圧５０Ｖのままでは、印加時間を長くしても液晶はローオーダーホメオトロピック（ＬＨ）状態のままであり、選択工程における電圧（選択期間電圧）およびその印加時間（選択期間電圧印加時間）を大きくしてゆくと、液晶がハイオーダーホメオトロピック（ＨＨ）状態に変化し、ＯＮ画素状態となる条件がある。図１３のグラフは、当該条件を見つけるためのグラフとも言い得る。
【０１５４】
選択期間電圧印加時間が短くなるに伴って、ＯＮ画素を選択する電圧Ｖ２Ｈは高くなる。図１３のグラフの結果より、実験条件のうち最も短時間である選択工程電圧印加時間が０．１ｍｓの場合であっても、ＯＮ画素を選択できることがわかる。本実施例では、動作電圧範囲を考慮して、選択工程電圧印加時間を０．２ｍｓとし、選択工程においてＨＨ状態を選択する駆動電圧（高電圧）Ｖ２Ｈを１３０Ｖ、ＬＨ状態を選択する駆動電圧（低電圧）Ｖ２Ｌを５０Ｖとした。
【０１５５】
一方、図１４は、初期化電圧Ｖ１＝５０Ｖ、選択期間電圧を上記の通り高電圧Ｖ２Ｈ＝１３０Ｖ・低電圧Ｖ２Ｌ＝５０Ｖ、その印加時間を０．２ｍｓとした場合の、保持工程の電圧（保持電圧）が最終的な表示媒体１のコントラスト比（画像の明部と暗部の視感反射率比）に及ぼす影響を示すグラフである。なお、保持期間の電圧印加時間は１００ｍｓ、周波数を１ｋＨｚとしている。保持電圧に対するコントラスト比は極値を有し、本実施例では、最大コントラスト５．３を示す２２．５Ｖを保持電圧Ｖ３とした。
以上の実験で決定した最適駆動条件を下記表１および図１５に示す。
【０１５６】
【表１】
2007298818.tif 000003
【０１５７】
以上の条件で表示媒体１を駆動させたところ、各画素が綺麗にＯＮ・ＯＦＦ制御された。この実施例の結果から、画像のＯＮ・ＯＦＦを制御する選択工程が短時間で済むため、スキャンライン数が多い表示媒体を構成した場合であっても、画像の書換え速度を極めて高速にできることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】本発明において利用した液晶の状態変化を説明するための説明図である。
【図２】コレステリック液晶からなる液晶層に印加する電圧を変化させた場合のサイン波の測定電圧とインピーダンス測定から求められる誘電率との関係を表すグラフである。
【図３】液晶のオーダーパラメータＳを説明するための説明図である。
【図４】従来の液晶デバイスの駆動方法により走査系の露光装置で書き込む際の書き込み時間を説明するための説明図である。
【図５】本発明の液晶デバイスの駆動方法により走査系の露光装置で書き込む際の書き込み時間を説明するための説明図である。
【図６】本発明の液晶デバイスの駆動方法を適用したシステムの例示的一態様を示す概略構成図である。
【図７】印加電圧と液晶の配向状態との関係を時系列で模式的に表したチャートである。
【図８】本発明の液晶デバイスの駆動方法を適用したシステムの他の例示的一態様を示す概略構成図である。
【図９】本発明の液晶デバイスの駆動方法に供し得る、本発明の液晶デバイス駆動装置の例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の液晶デバイスの駆動方法に供し得る、本発明の液晶デバイス駆動装置の他の一例を示す斜視図である。
【図１１】図８に示される構造の表示媒体（液晶デバイス）の等価回路を示す回路図である。
【図１２】図８に示される構造の実施例の表示媒体において、プレーナ状態およびフォーカルコニック状態をそれぞれ初期状態とする正規化反射率の変化を示すグラフである。
【図１３】図８に示される構造の実施例の表示媒体において、初期化電圧および選択期間電圧を所定の値とした場合の、保持電圧が最終的な表示媒体のコントラスト比に及ぼす影響を示すグラフである。
【図１４】図８に示される構造の実施例の表示媒体において、初期化電圧および保持電圧を所定の値とした場合の、選択工程における駆動条件が、最終的な表示媒体の視感反射率Ｙに及ぼす影響を示すグラフである。
【図１５】図８に示される構造の実施例の表示媒体において、実施例で求めた各工程における駆動条件を時系列で模式的に表したチャートである。
【図１６】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、（Ｂ）はフォーカルコニック、（Ｃ）ホメオトロピックの各状態におけるものである。
【図１７】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１８】一般的な液晶デバイスの駆動方法により走査系の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。
【符号の説明】
【０１５９】
１，１’：表示媒体（液晶デバイス）、  ２，２’：書き込み装置（液晶デバイス駆動装置）、  ３，４：基板、  ５，６：電極、  ７：表示層（液晶層）、  ８：ラミネート層、  ９：着色層、  １０：ＯＰＣ層（光導電層）、  １１：高分子マトリックス（透明樹脂）、  １２：コレステリック液晶、  １３，１５：電荷発生層（ＣＧＬ）、  １４：電荷輸送層（ＣＴＬ）、  １６，１６’：制御回路、  １７：電圧印加部（電源装置）、  １８：光照射部（露光装置）、  １９：接触端子、  ５１：光源、  ５２：コリメータレンズ、  ５３：ポリゴンミラー、  ５４：ポリゴンモーター、  ５５：ｆ−θレンズ、  ５６：折り返し用ミラー、  ５７：レーザビーム、  ５８：ビーム調整ミラー、  ５９：同期信号発生器、  ６２：発光ダイオードアレイ、  ６３：自己結像型ロッドレンズアレイ
【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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【図１７】
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【図１８】
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