(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に、画像を担持する書込光の照射と該一対の電極間への電圧の印加との双方の作用により画像が記録される、いずれも印加電圧に応じて配向状態が変化しない状態、コレステリック液晶相、ネマチック液晶相に順に変化するコレステリック液晶により形成された液晶層が２つのみ積層されてなる電子表示媒体であって、
前記２つの液晶層のうち第１の液晶層は、コレステリック液晶相からネマチック液晶相に転移する閾値電圧が、該２つの液晶層のうち第２の液晶層における配向状態が変化しない状態からコレステリック液晶相に変化する閾値電圧より低く、画像を担持する書込光の照射と、前記一対の電極間への、該第２の液晶層における配向状態が変化しない状態にとどまる電圧の印加とにより該画像が記録されるものであることを特徴とする電子表示媒体。
【請求項２】
前記一対の電極間に、光を吸収して抵抗値が変化する光導電層を積層してなるものであることを特徴とする請求項１記載の電子表示媒体。
【請求項３】
一対の電極間に、画像を担持する書込光の照射と該一対の電極間への電圧の印加との双方の作用により画像が記録される、いずれも印加電圧に応じて配向状態が変化しない状態、コレステリック液晶相、ネマチック液晶相に順に変化するコレステリック液晶により形成された液晶層が２つのみ積層されてなり、前記２つの液晶層のうち第１の液晶層は、コレステリック液晶相からネマチック液晶相に転移する閾値電圧が、該２つの液晶層のうち第２の液晶層における配向状態が変化しない状態からコレステリック液晶相に変化する閾値電圧より低いものである電子表示媒体に、
画像を担持する書込光の照射と該一対の電極間への電圧の印加との双方の作用により該第２の液晶層に画像を記録した後、
前記一対の電極間への、前記第２の液晶層における配向状態が変化しない状態にとどまる電圧の印加により前記第１の液晶層に記録された画像を消去することを特徴とする電子表示媒体書込方法。
【請求項４】
一対の電極間に、画像を担持する書込光の照射と該一対の電極間への電圧の印加との双方の作用により画像が記録される、いずれも印加電圧に応じて配向状態が変化しない状態、コレステリック液晶相、ネマチック液晶相に順に変化するコレステリック液晶により形成された液晶層が２つのみ積層されてなる電子表示媒体であって、前記２つの液晶層のうち第１の液晶層は、コレステリック液晶相からネマチック液晶相に転移する閾値電圧が、該２つの液晶層のうち第２の液晶層における配向状態が変化しない状態からコレステリック液晶相に変化する閾値電圧より低く、画像を担持する書込光の照射と、前記一対の電極間への、前記第２の液晶層における配向状態が変化しない状態にとどまる電圧の印加とにより該画像が記録される電子表示媒体に画像を書き込む画像書込装置であり、
所定の画像書き込み位置に配置された状態の前記電子表示媒体の一対の電極間に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電子表示媒体に画像を担持する書込光を照射する書込光照射手段と、
前記電圧印加手段と前記書込光照射手段とを調整することにより、前記第２の液晶層に画像を書き込むとともに、該電圧印加手段と該書込光照射手段とを調整することにより、前記第２の液晶層における配向状態が変化しない状態で、前記第１の液晶層に画像を書き込む制御手段とを備えたことを特徴とする画像書込装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機、電子新聞、電子書籍などの記録媒体や、バーコードなどの自動認識符号を記録する記録媒体などに利用することができる、画像を繰り返し書込んだり、消去したりすることが可能な電子電子表示媒体、電子電子表示媒体書込方法および画像書込装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一対の電極間に、液晶層と光導電層などを積層した電子電子表示媒体が知られている。
【０００３】
図１は、従来から用いられている電子電子表示媒体を示す図である。
【０００４】
図１に示す電子電子表示媒体は、一対の電極２ａ、２ｂの間に液晶層３と、遮光層４と、光導電層５とが積層されている。この電子表示媒体の電極２ａと電極２ｂとの間に電圧を印加すると、液晶層３、遮光層４、光導電層５それぞれには分圧された電圧が印加される。このとき光導電層５に書き込み光Ｗが照射されると、光導電層５の抵抗値が減少し、それによって液晶層３の分圧が増加し、液晶構成分子の配向状態が変化する。液晶構成分子の配向状態が変化すると、液晶層３の透過率、吸収率、反射率などの光学特性が変化するので、その変化を利用して電子表示媒体として機能させるものである。液晶層３のこの光学変化を読み取るために液晶層３に読取光Ｒが入射されるが、その読取光Ｒが光導電層５へ達すると光導電層５の抵抗値が変化するので、液晶層３と光導電層５との間に遮光層４を設け、読取光Ｒを遮光している。
【０００５】
液晶層３に生じた光学変化をそのまま維持し表示を保存するため、液晶層３には電圧除去後も変化した配向状態が維持されるメモリー性液晶が用いられ、可視波長域を選択反射する性質を持ったコレステリック液晶が好適に利用される。
【０００６】
コレステリック液晶は、螺旋状の分子配向を持ち、螺旋軸が基板法線にほぼ平行となるプレーナ配向（Ｐ配向）では選択反射により呈色し、螺旋軸が基板法線にほぼ垂直となるフォーカルコニック配向（Ｆ配向）では光を透過するので、遮光層の色（例えば、遮光層が黒色なら黒色）に呈色する。
【０００７】
図２は、コレステリック液晶により構成された液晶層の電圧―反射率特性を示す模式図である。
【０００８】
図２において、縦軸は液晶層の反射率、横軸は液晶層の電圧を表している。図の特性曲線は、液晶層を挟持する電極に電圧を印加し、その電圧を開放した後に、液晶層の反射率を測定した場合の特性曲線を示し、実線Ａは、初期配向がＰ配向の場合であり、点線Ｂは、初期配向がＦ配向の場合である。
【０００９】
印加電圧がＶ１以下ではコレステリック液晶は配向状態が変化しないので、初期配向の如何に関わらず反射率に変化のない、いわゆる不感帯をなしている。印加電圧がＶ２以上、Ｖ３以下の範囲ではＦ配向が安定となるため暗表示となる。印加電圧がＶ４以上になるとＰ配向が安定となり明表示となる。
【００１０】
ここで、Ｖ４は、コレステリック液晶相からネマチック液晶相へ転移する閾値電圧に相当する。したがって、液晶層３の電圧が、書込光が低光量であるときにはＶ３以下となり、書込光が高光量であるときにはＶ４以上となるように、電極２ａと電極２ｂとの間に適当な電圧を印加すれば、書込光による電子表示媒体への書き込みが可能となる。
【００１１】
特開２０００−１１１９４２号公報には、このような電子表示媒体において、表示色と閾値電圧とが異なる複数のコレステリック液晶層を1対の電極間に積層して多色表示を行う方法が開示されている。
【００１２】
図３は、液晶層が２層の場合における電圧―反射率特性を示す模式図である。
【００１３】
図３において、縦軸は液晶層の反射率、横軸は、２層の液晶層３ａ、３ｂそれぞれの電圧の和を表している。また、コレステリック液晶で構成された２層の液晶層３ａ、３ｂは、Ｖ２ａ＜Ｖ１ｂ、Ｖ２ｂ＜Ｖ３ａ、Ｖ４ａ＜Ｖ３ｂとなるように閾値電圧が設定されている。
【００１４】
一対の電極間に印加される電圧は２回に分けて印加され、１回目は、書込光の強度に応じて電圧がＶ３ｂからＶ４ｂの範囲内で変化するような電圧が印加されて液晶層３ｂのみに所望の画像が書き込まれる。２回目は、書込光の強度に応じて電圧がＶ１ａからＶ２ａの範囲内で変化するような電圧が印加されて液晶層３ａのみに所望の画像が書き込まれる。電圧がＶ１ａからＶ２ａの範囲では液晶層３ｂの配向に変化が生ずる閾電圧Ｖ１ｂより低いので、２回目の書き込みでは液晶層３ｂは配向が変化しない。コレステリック液晶層３ａ、３ｂの選択反射色が、例えば青緑色と赤色の場合には、電子表示媒体は青緑色と赤色の加法混色によって、白、青緑色、黒、赤４色のマルチカラーを表示することができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２０００−１１１９４２号公報に開示された電子表示媒体は、２つの液晶層にそれぞれ画像を固定記録するために用いられる。したがって、２つの液晶層のうちの一方を書き換え可能な可変記録媒体として利用したい場合、例えば、電子表示媒体を定期券として用い、液晶層３ｂを駅名などの固定表示部に、液晶層３ａを改札の通過記録など利用の都度書き換える可変表示部にする場合、電極にＶ１ａからＶ２ａの範囲の電圧を印加して液晶層３ａを明表示から暗表示にすること（記録の消去）はできるが、電極にＶ３ａからＶ４ａの範囲の電圧を印加して暗表示から明表示にする（記録を書き換える）と、固定表示部である液晶層３ｂも暗表示となり記録が消去されてしまう。このように、液晶層３ａは、明表示から暗表示にして記録を消去することができるだけであり、繰り返し書き換えを行なうことができないという不都合がある。
【００１６】
定期券に限らず、固定表示部と可変表示部とを併せ持った電子表示媒体に対する需要は多いが、従来の電子表示媒体ではこれを行うことが困難である。
【００１７】
本発明は、上記事情に鑑み、固定表示部と可変表示部とを併せ持った電子表示媒体、その電子表示媒体に、画像を固定記録したり、他の画像を追記したりすることができる電子表示媒体書込方法およびその書込方法を用いた画像書込装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の電子表示媒体は、一対の電極間に、画像を担持する書込光の照射と該一対の電極間への電圧の印加との双方の作用により画像が記録される、いずれもコレステリック液晶により形成された第１および第２の液晶層が積層されてなる電子表示媒体であって、
上記第１の液晶層は、画像を担持する書込光の照射と、上記一対の電極間への、上記第２の液晶層が光の照射の有無にかかわらず該第２の液晶層に画像が記録されている場合における該画像が記録されたままの状態にとどまる電圧の印加とにより該画像が記録されるものであることを特徴とする。
【００１９】
ここで、上記一対の電極間に、光を吸収して抵抗値が変化する光導電層を積層してなるものであることも好ましい態様である。
【００２０】
上記の目的を達成する本発明の電子表示媒体書込方法は、一対の電極間に、画像を担持する書込光の照射と該一対の電極間への電圧の印加との双方の作用により画像が記録される、いずれもコレステリック液晶により形成された第１および第２の液晶層が積層されてなる電子表示媒体に、
画像を担持する書込光の照射と該一対の電極間への電圧の印加との双方の作用により該第２の液晶層に画像を記録した後、
上記一対の電極間への、上記第２の液晶層が光の照射の有無にかかわらず該第２の液晶層に画像が記録されている場合における該画像が記録されたままの状態にとどまる電圧の印加により上記第１の液晶層に記録された画像を消去することを特徴とする。
【００２１】
上記の目的を達成する本発明の画像書込装置は、一対の電極間に、画像を担持する書込光の照射と該一対の電極間への電圧の印加との双方の作用により画像が記録される、いずれもコレステリック液晶により形成された第１および第２の液晶層が積層されてなる電子表示媒体であって、上記第１の液晶層は、画像を担持する書込光の照射と、上記一対の電極間への、上記第２の液晶層が光の照射の有無にかかわらず該第２の液晶層に画像が記録されている場合における該画像が記録されたままの状態にとどまる電圧の印加とにより該画像が記録される電子表示媒体に画像を書き込む画像書込装置であり、
所定の画像書き込み位置に配置された状態の上記電子表示媒体の一対の電極間に電圧を印加する電圧印加手段と、
上記電子表示媒体に画像を担持する書込光を照射する書込光照射手段と、
上記電圧印加手段と上記書込光照射手段とを調整することにより、上記第２の液晶層に画像を書き込むとともに、該電圧印加手段と該書込光照射手段とを調整することにより、上記第２の液晶層に画像が記録されている場合における該画像が記録されたままの状態で、上記第１の液晶層に画像を書き込む制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
はじめに、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００２３】
第１の実施形態は、本発明の電子表示媒体の実施形態に相当する。
【００２４】
図４は、第１の実施形態の電子表示媒体の断面を示す模式図である。
【００２５】
図４に示す電子表示媒体は、透明な基板１ａ上に形成された透明な電極２ａと、透明な基板１ｂ上に形成された透明な電極２ｂの間にコレステリック液晶により構成された液晶層３ａと液晶層３ｂ、および光を吸収すると抵抗値が変化する光導電層５がそれぞれ積層され、さらに光導電層５と電極２ｂとの間には液晶層を透過した光が光導電層に到達しないように遮光する遮光層４が積層されている。
【００２６】
ここで、本実施形態では、光導電層５を積層し、液晶層３ａ，３ｂに印加される電圧を制御しているが、必ずしも光導電層５を積層する必要はなく、電極３ａ，３ｂを単純マトリックス型にして線順次走査したり、アクティブマトリクス駆動にすることにより液晶層３ａ，３ｂに電圧Ｖを印加し、画像を記録することにしてもよい。
【００２７】
液晶層３は、光学変化した配向状態を電圧除去後も維持できるようにメモリー性があり、可視波長域を選択反射する性質を持ったコレステリック液晶が好適に用いられる。コレステリック液晶は、螺旋状の分子配向を持ち、螺旋軸が基板法線にほぼ平行となるプレーナ配向（Ｐ配向）では選択反射により呈色し、螺旋軸が基板法線にほぼ垂直となるフォーカルコニック配向（Ｆ配向）では光を透過して、遮光層の色（例えば、遮光層が黒色なら黒色）に呈色する。
【００２８】
この電子表示媒体の電極２ａと電極２ｂとの間に電圧Ｖを印加すると、液晶層３、遮光層４、光導電層５それぞれにはその電圧Ｖの分圧が印加される。このとき光導電層５に書込光Ｗが照射されると、光導電層５の抵抗値が減少し、それによって液晶層３の分圧が増加するので、液晶構成分子の配向状態が変化する。液晶構成分子の配向状態が変化すると、液晶層３の透過率、吸収率、反射率など光学特性が変化するので、その変化を利用することにより電子表示媒体として機能させることができる。
液晶層３のこの光学変化を読み取るために液晶層３に読取光Ｒを入射させるが、その読取光Ｒが光導電層５へ到達すると光導電層５の抵抗値が変化して液晶層の挙動が変動し表示に支障をきたすので、読取光Ｒを遮光するため液晶層３と光導電層５との間に遮光層４が設けられている。書き込み時に読取光Ｒを遮光できれば、遮光層４は、この位置に必ずしも必要としない。
【００２９】
電極２ａ、２ｂとしては、Ａｕなどの金属薄膜、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＳｎＯ2、ＺｎＯなど酸化物導電体、ポリピロールなどの導電性高分子など、透光性の導電体が用いられる。
【００３０】
液晶層３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ネマチック液晶組成物に、コレステロール誘導体や２−メチルブチル基などの光学活性化合物等からなるカイラル剤を添加したものを利用できる。液晶組成物自身が光学活性化合物であってもよい。
【００３１】
コレステリック液晶には色素、微粒子などの添加剤を加えてもよい。コレステリック液晶は高分子や無機材料からなるマトリクス中に分散したものや、架橋性高分子や水素結合性ゲル化剤などを用いてゲル化したものや、マイクロカプセル化したものでもよい。また、高分子液晶、中分子液晶、低分子液晶のいずれでもよく、またこれらの混合物でもよい。
【００３２】
コレステリック液晶は、選択反射波長が４００ｎｍから８００ｎｍの可視波長域にあるものに限定されず、選択反射波長が近赤外波長域にあるものであっても散乱−透過型のコレステリック液晶として適用することができる。
【００３３】
選択反射波長は、平均屈折率と螺旋ピッチとの積で与えられるので、螺旋ピッチを適当な大きさに設定することにより所望の波長に制御することができる。液晶層３ａ、３ｂの層厚は、一般に螺旋ピッチの２倍以上とする必要があり、明表示時に所望の反射率が得られるようにするためには、数μｍから数十μｍの範囲に設定する必要がある。
【００３４】
コレステリック液晶相からネマチック液晶相へ転移する閾値電界Ｅｃｎは、
Ｅｃｎ＝（π2／ｐ）・√（Ｋ22／ε0・Δε）で与えられる。
【００３５】
ここでｐは、螺旋のピッチ、Ｋ22は、ツイスト配向弾性係数、ε0は、真空の誘電率であり、Δεは、誘電率異方性である。
【００３６】
したがって、液晶層３ａ、３ｂのＫ22またはΔεを適切な値に設定し、Ｅｃｎが十分に大きな差を持つようにすることによって、液晶層３ａがコレステリック相からネマチック相に転移する閾値電圧を、液晶層３ｂの配向が変化する閾値電圧以下になる、すなわち、Ｖ４ａ＜Ｖ１ｂとなるように設定することができる。
【００３７】
光伝導層５としては、（ａ）無機半導体材料；アモルファス・シリコンや、ＺｎＳｅ、ＣｄＳなどの化合物半導体、（ｂ）有機半導体材料；アントラセン、ポリビニルカルバゾールなど、（ｃ）光照射によって電荷を発生する電荷発生材料と、電界によって電荷移動を生ずる電荷輸送材料との複合体；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、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のようなイオン導電性材料などが用いられる。また、複合体の形態としては積層体、混合物、マイクロカプセルなどがある。なお、光伝導層５の層厚は、１μｍから１００μｍの範囲とすることが好ましい。
【００３８】
遮光層４としては、書込光および読出光を共に吸収するものが用いられる。光導電層４の感度、書込光および読出光の強度にもよるので一概には言えないが、遮光層４の透過光学濃度は少なくとも１以上、より好ましくは２以上であることが望ましい。また、遮光層４の電気抵抗が低いと解像度の低下を引き起こすので、少なくとも１０Ｅ８（Ω・ｃｍ）以上の抵抗率を有することが望ましい。さらに、液晶層３ａ、３ｂに対する印加電圧の分圧を大きくするためには遮光層４の静電容量が大きい程よいので、誘電率が大きく層厚が薄い方がよい。遮光層４の材料としては、カーボンブラック、アニリンブラック、酸化クロムなど有機・無機顔料を、バインダー樹脂中に分散した塗料などが利用される。
【００３９】
本実施形態の電子表示媒体の液晶層３ａ、３ｂに、メモリー性を有するコレステリック液晶を用いる場合には、選択反射を利用した表示モードに限定することはなく、複屈折性、旋光性、吸光係数などの変化を利用した表示モードを用いてもよい。これらの表示モードを利用するために、偏光板、位相差板、カラーフィルタ、反射板などの受動光学部品と併用したり、液晶中に２色性色素を添加してもよい。また、液晶層３ａ、３ｂの選択反射波長は任意に設定することができるので、異なる選択反射波長を用いて、固定表示部と可変表示部との双方にそれぞれ異なる色の表示を行なうこともできる。
【００４０】
図５は、本実施形態の２つの液晶層それぞれの電圧―反射率特性を示す図である。
【００４１】
図５において、縦軸は、液晶層の反射率、横軸は、液晶層それぞれの電圧の和を表している。図の特性曲線は、液晶層を挟持する電極に電圧を印加し、その電圧を開放した後に、液晶層それぞれの反射率を測定した場合の特性曲線を示し、実線は、液晶層３ｂの特性曲線、点線は、液晶層３ａの特性曲線を表している。
【００４２】
液晶層３ｂは、電圧がＶ４ｂ以上になるとネマチック液晶相に転移し明表示となるが、Ｖ１ｂからＶ２ｂの電圧範囲において書込光が照射されると暗表示になる。一方、液晶層３ａは、電圧がＶ４ａ以上になるとネマチック液晶相に転移し明表示となるが、Ｖ１ａからＶ２ａの電圧範囲において書込光が照射されると暗表示になる。また、Ｖ４ａは、Ｖ１ｂより電圧が小さい。
この電子表示媒体に画像を書き込むには、まず、電極２ａと電極２ｂの間に書込光強度に応じて電圧がＶ３ｂからＶ４ｂの範囲で変化するような電圧を印加し、画像を担持する書込光を照射することにより液晶層３ｂに所望の画像を書き込む。このとき、液晶層３ａは明表示されているので、必要ならばＶ２ａ以上Ｖ３ａ以下の電圧を印加して暗表示にリセットして画像を消去してもよい。液晶層３ｂに所望の画像が書き込まれている状態にしたまま電子表示媒体に追記する場合には、電極２ａと電極２ｂの間に書込光強度に応じて電圧がＶ３ａからＶ４ａの範囲で変化するような電圧を印加するとともに、追記画像を担持する書き込み光を照射すれば液晶層３ａに追記画像を書き込むことができる。
【００４３】
このように、液晶層３ａをコレステリック液晶相からネマチック液晶相へ転移させる閾値電圧Ｖ４ａは、液晶層３ｂの分子配向が変化する閾値電圧Ｖ１ｂからＶ２ｂの範囲より小さいので、液晶層３ａへ画像を繰り返し書き換えても液晶層３ｂに記録された画像はそのままの状態にとどまっている。したがって、液晶層３ｂを固定表示部とし、液晶層３ａを可変表示部とすれば、固定表示部の画像を消去することなく可変表示部の画像のみを消去したり書き込んだりすることが可能となる。この場合、液晶層３ｂに固定表示を行い、かつ液晶層３ａの可変表示部を暗状態にして画像を消去した後、電子表示媒体の利用者に配布することもできるので、利用者が可変表示部の消去処理を行うことなく、追記操作だけ行うことができる。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する
第２の実施形態は、本発明の電子表示媒体書込方法および画像書込装置の実施形態に相当する。
【００４５】
図６は、第２の実施形態の画像書込装置の構成を示すブロック図である。
【００４６】
図６に示す画像書込装置は、電圧印加手段２０と、電子表示媒体１０に書込光を投影する画像投影装置３０と、電圧印加手段２０および画像投影装置３０を制御するコントローラ４０とにより構成され、画像が書き込まれる電子表示媒体１０が所定の書き込み位置にセットされている。
【００４７】
所定の書き込み位置にセットされた電子表示媒体１０の一対の電極には電圧印加手段２０から所定の電圧が印加され、セットされた電子表示媒体１０の光導電層が積層されている側から画像投影装置３０により書込光が投影される。電圧印加手段２０はコントローラ４０により電子表示媒体１０に印加する電圧やタイミングが制御され、画像投影装置３０はコントローラ４０により書込光の照射タイミングなどが制御される。
【００４８】
電子表示媒体１０は、第１の実施形態で説明したものと同じものが用いられる。電子表示媒体１０の電子表示装置への取り付け、取り外しは自在にできるように構成されているが、必ずしもこれに限定されず、固定式であってもよい。
【００４９】
画像投影装置３０は、電子表示媒体１０の光導電層へ書込光を投影し、その書込光に応じた画像を電子表示媒体１０に記録させるために用いられる。
【００５０】
ここで、書込光は、レーザーなどによるスポットライトを２次元走査するものであっても、ＬＥＤアレイや液晶アレイを用いた線状光像を１次元走査するものであってもよく、また、ＣＲＴやＬＣＤなどの２次元光像を投影するものであってもよい。書込光の投影方法は、電子表示媒体１０の光導電層が積層されている側の面に密着させて投影してもよいし、レンズアレイなどを用いて記録する画像の光像を電子表示媒体１０の光導電層に結像させることにより投影してもよい。
【００５１】
電圧印加手段２０は、２つの液晶層それぞれの、コレステリック液晶相からネマチック液晶相に相転移させるときの閾値電圧と、分子配向を変化させるときの閾値電圧とを電子表示媒体１０の一対の電極間に印加するができるように構成されている。
【００５２】
コントローラ４０は、電圧印加手段２０から電子表示媒体１０に印加する電圧とタイミング、および画像投影装置３０から投影される書込光の照射タイミングなどを調整し、オペレータの指示に基ずく画像を記録する。
【００５３】
図７は、コントローラが指令する書込光の強度と印加電圧との関係を示す模式図である。
【００５４】
図７において、縦軸は液晶層の反射率、横軸は一対の電極に印加される電圧をあらわし、図中の点線は、電子表示媒体の液晶層３ａの電圧―反射率特性、図中の実線は、電子表示媒体の液晶層３ｂの電圧―反射率特性をあらわしている。また、点線、実線ともに、Ａは、書込光を照射しないため光が透過して暗状態の場合、Ｂは、書込光を照射したため光が反射して明状態の場合をそれぞれあらわしており、ＶａもしくはＶｂが印加されると書込光の強度に応じて液晶層の電圧―反射率特性がシフトし、書込光の強度に応じた反射率分布が得られる。
【００５５】
したがって、液晶層３ｂの画像を書き換えるときは、電圧印加手段から電極に電圧Ｖｂを印加するとともに、画像投影手段から書込光を照射すると書込光の強度に応じた画像が液晶層３ｂに記録される。また、液晶層３ａの画像を書き換えるときは、電圧印加手段から電極に電圧Ｖａを印加するとともに、画像投影手段から書込光を照射すると書込光の強度に応じた画像が液晶層３ａに記録される。このとき、電圧Ｖａは液晶層３ｂの分子配向を変化させる電圧より小さいので、液晶層３ｂに記録されている画像はそのままの状態に維持される。また、書込光を照射せずに電圧Ｖａより少し大きい電圧を印加することにより液晶層３ｂに記録されている画像はそのままの状態を維持しながら、液晶層３ａに記録された画像を消去することもできる。
【００５６】
図８は、本実施形態の画像書込装置を用いた電子表示媒体書込方法のフローチャートである。
【００５７】
図８において、オペレータは、画像書込装置に電子表示媒体をセットし、その一対の電極を電圧印加手段の出力端子に接続し、コントローラに表示されているガイドに従って、液晶層３ｂへの画像記録を指示する。コントローラは、オペレータの指示に応じたタイミングで画像投影装置に投影すべき画像と光強度を指令し、画像投影装置は、指令された所定の強度の書込光を電子表示媒体に投影する（Ｓ−１）。
【００５８】
次に、電圧印加手段は、コントローラにより指令されたタイミングで電圧Ｖｂを所定の時間電子表示媒体に印加する（Ｓ−２）。
【００５９】
コントローラは、指令された時間だけ書込光が投影されると画像投影装置からの投影を終了させる（Ｓ−３）。
【００６０】
さらに、オペレータが、液晶層３ａへの画像記録を指示すると、コントローラはオペレータの指示に応じたタイミングで画像投影装置に投影すべき画像と光強度を指令し、画像投影装置は、指令された所定の強度の書込光を電子表示媒体に投影開始する（Ｓ−４）。
【００６１】
そして、電圧印加手段は、コントローラにより指令されたタイミングで電圧Ｖａを所定の時間電子表示媒体に印加する（Ｓ−５）。
【００６２】
ここで、オペレータからの、液晶層３ａへのさらなる書き換え指示が有ったか否かが判断され（Ｓ−６）、画像記録の書き換え指示がある場合は、（Ｓ−４）と（Ｓ−５）が繰り返され、オペレータの書き換え指示がない場合は、画像記録を終了する（Ｓ−７）。
【００６３】
【実施例】
次に、本発明の電子表示媒体の実施例について説明する。
【００６４】
図９は、本発明の電子表示媒体の実施例を示す断面図である。
【００６５】
図９に示す電子表示媒体は、基板１ａ上に形成された電極２ａと、基板１ｂ上に形成された電極２ｂの間に液晶層３ａと液晶層３ｂ、および電荷発生層５ａ、電荷輸送層５ｂ、電荷発生層５ｃからなる光導電層５がそれぞれ積層され、さらに光導電層５と電極２ｂとの間には遮光層４が積層されている。
【００６６】
基板１ｂおよび電極２ｂに市販のＩＴＯ蒸着ＰＥＴ樹脂フィルムを用い、その上に第１電荷発生層５ａ、電荷輸送層５ｂ、第２電荷発生層５ｃの３層構造よりなる光導電層５を形成した。まず、フタロシアニン顔料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厚の第１電荷発生層５ａを形成し、つぎにジアミン系電荷輸送材料とポリカーボネート樹脂の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５ｂを形成し、最後に再度、フタロシアニン顔料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厚の第２電荷発生層５ｃを形成して光導電層５を得た。つぎにカーボンブラック顔料を分散したアクリル樹脂溶液をスピンコートして遮光層４を得た。
【００６７】
つぎに市販のＩＴＯ蒸着ＰＥＴ樹脂フィルムを基板１ａおよび電極２ａとして、この上に閾値電圧が異なる２種類のコレステリック液晶マイクロカプセル塗料を準備して、これを３０μｍ厚に順次塗布して液晶層３ａ、３ｂとした。この基板の４辺に接着剤を塗布しラミネーターを通して、上述した基板１ｂと貼り合わせて電子表示媒体を作製した。
【００６８】
液晶層３ａ用のコレステリック液晶として、ネマチック液晶ＭＬＣ−６２９４（メルク社製、Δε＝２．４）にカイラル剤Ｒ８１１（メルク社製）１６％と、カイラル剤Ｒ１０１１（メルク社製）４％とを添加して、青緑色の選択反射を有するコレステリック液晶を得た。一方、液晶層３ｂとして、ネマチック液晶ＭＬＣ−６２３７−０００（メルク社、Δε＝３０．８）にカイラル剤Ｒ８１１（メルク社製）１１．２％と、カイラル剤Ｒ１０１１（メルク社製）２．８％とを添加して、赤色の選択反射を有するコレステリック液晶を得た。
【００６９】
これらのコレステリック液晶に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・乳化して約１０μｍ径のＯ／Ｗエマルジョンを調製した。これを６０℃で３時間加熱し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マイクロカプセル塗料とした。
【００７０】
作製した電子表示媒体の光伝導層５に、波長６５０ｎｍのＬＥＤ光源でマスクパターンＡを投影し、電極２ａと２ｂとの間に電圧２５０Ｖを印加して液晶層３ｂにマスクパターンＡを書き込んだ。次にマスクパターンＢを投影して電極２ａと２ｂとの間に電圧３０Ｖを印加して液晶層３ａにマスクパターンＢを書き込んだ。その結果、マスクパターンＡが記録された電子表示媒体にマスクパターンＢを鮮明に追記することができた。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、画像を固定記録させる固定表示部と、画像を可変記録させる可変表示部との両方の機能が併存する電子表示媒体を提供することができる。また、その電子表示媒体に、画像を固定記録したり、その固定記録された画像はそのままにして他の画像を追記したり消去したりすることができる電子表示媒体書込方法およびその書込方法を用いた電子表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来から用いられている電子電子表示媒体を示す図である。
【図２】コレステリック液晶により構成された液晶層の電圧―反射率特性を示す模式図である。
【図３】液晶層が２層の場合における電圧―反射率特性を示す模式図である。
【図４】第１の実施形態の電子表示媒体の断面を示す模式図である。
【図５】本実施形態の２つの液晶層それぞれの電圧―反射率特性を示す図である。
【図６】第２の実施形態の電子表示装置の構成を示すブロック図である。
【図７】コントローラが指令する書込光の強度と印加電圧との関係を示す模式図である。
【図８】本実施形態の画像書込装置を用いた電子表示媒体書込方法のフローチャートである。
【図９】本発明の電子表示媒体の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ    基板
２ａ，２ｂ    電極
３ａ，３ｂ    液晶層
４    遮光層
５    光電導層
５ａ，５ｃ  電荷発生層
５ｂ  電荷輸送層
１０  電子表示媒体
２０  電圧印加手段
３０  画像投影装置
４０  コントローラ
Ｗ    書込光
Ｒ    読取光
【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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