JP2011002654A - 光書込装置、光書き込み型表示装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】コレステリック液晶層に対する一方の極性の単位パルス波形と他方の極性の単位パルス波形が非対称な交流電圧の印加に起因する画質低下を抑制する、光書込装置、光書き込み型表示装置及びプログラムを提供する。
【解決手段】面積割合が１よりも大きく、かつ面積割合が１のときの光反射率差に対応する面積割合未満の予め定められた範囲内の交流電圧が電極１５及び電極２２間に印加されるように電圧印加部２６を制御する。
【選択図】図５

Description

本発明は、光書込装置、光書き込み型表示装置及びプログラムに関する。

特許文献１には、印加電圧の極性により非対称な電流−電圧特性を有する非線形抵抗素子を、液晶画素を駆動するスイッチング素子として用いるアクディブマトリクス型の液晶表示装置に、走査電極に走査信号を印加し、走査信号の選択期間に信号電極にデータ信号を印加して各画素に表示データの書き込みを行う液晶表意装置の駆動方法が開始されている。この液晶表示装置の駆動方法は、液晶画素に正の電圧を印加するときと、負の電圧を印加するときの走査信号の選択期間は同一にし、一方のデータ信号の幅が走査信号の選択期間よりも小さいことを特徴としている。

また、引用文献２には、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、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が開示されている。この光記録駆動方法は、第１及び第２の電極間に第１のパルスを印加し、その後、第１のパルスと極性が反対で、かつ第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している。

特開平８−５９８８号公報 特開２００４−１２５６９号公報

本発明の課題は、画像の書き込みに寄与する一方の極性の単位パルス波形の面積に対する他方の極性の単位パルス波形の面積の割合が予め定められた範囲内の交流電圧が表示媒体の一対の電極に印加されない場合に比べ、画質低下を抑制する、光書込装置、光書き込み型表示装置及びプログラムを提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の光書込装置は、少なくとも一方が透光性を有する一対の電極間に、印加される電圧の大きさに応じて反射率が変更されることによって画像が書き込まれるコレステリック液晶層、及び照射される照明光の強度に応じて電気抵抗が変化されることによって前記コレステリック液晶層に印加される電圧を変化させる光導電層が設けられた表示媒体の前記一対の電極間に電圧を印加する電圧印加手段と、透光性を有する前記電極側から前記光導電層に前記照明光を照射する照射手段と、前記照明光が前記光導電層に照射されるように前記照明手段を制御すると共に、一方の極性の第１単位パルス波形と前記一方の極性と異なる極性の第２単位パルス波形とが交互に発生する交流電圧であって、前記第１単位パルス波形の面積に対する前記第２単位パルス波形の面積の割合を示す面積割合が１よりも大きく、かつ前記面積割合に対する初期に前記コレステリック液晶層に画像書き込み用の電圧が印加されたときの反射率と前記コレステリック液晶層に画像書き込み用の電圧が複数回印加されたときの反射率との差で表される反射率差の関係を示す光学特性における前記面積割合が１のときの反射率差に対応する面積割合未満の予め定められた範囲内の交流電圧が前記一対の電極間に印加されるように前記電圧印加手段を制御する制御手段と、を含んで構成されている。

また、請求項２に記載の光書込装置は、請求項１に記載の発明において、前記制御手段が、前記面積割合が、前記光導電層の前記照明光が照射されている領域に対応する前記コレステリック液晶層がフォーカルコニック状態からホメオトロピック状態に変化する境界点で前記一対の電極間に印加される電圧の大きさに対する前記光導電層の前記照明光が照射されていない領域に対応する前記コレステリック液晶層が前記境界点で前記一対の電極間に印加される電圧の大きさの割合となる交流電圧が前記一対の電極間に印加されるように前記電圧印加手段を制御するものである。

また、請求項３に記載の光書込装置は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記光導電層を、前記照明光の吸収波長域を有する第１電荷発生層と、前記吸収波長域以外の吸収波長域を有する第２電荷発生層と、前記第１電荷発生層及び前記第２電荷発生層に挟まれる電荷輸送層と、で構成したものである。

また、請求項４に記載の光書込装置は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記光導電層を、前記照明光の吸収波長域を有する電荷発生層で電荷輸送層を挟んで構成し、前記制御手段が、前記交流電圧の画像の書き込みに寄与しない極性の電圧が前記電圧印加手段によって前記一対の電極間に印加されるときに前記光導電層に前記照明光を照射しないように前記照明手段を制御するものである。

一方、上記目的を達成するために、請求項５に記載の光書き込み型表示装置は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の光書込装置と、前記照射手段から書き込み光が照射されることにより画像が書き込まれる前記表示媒体と、を含んで構成されている。

一方、上記目的を達成するために、請求項６に記載のプログラムは、コンピュータを、少なくとも一方が透光性を有する一対の電極間に、印加される電圧の大きさに応じて反射率が変更されることによって画像が書き込まれるコレステリック液晶層、及び照射される照明光の強度に応じて電気抵抗が変化されることによって前記コレステリック液晶層に印加される電圧を変化させる光導電層が設けられた表示媒体の前記光導電層に照明光が照射されるように、透光性を有する前記電極側から前記光導電層に前記照明光を照射する照明手段を制御すると共に、一方の極性の第１単位パルス波形と前記一方の極性と異なる極性の第２単位パルス波形とが交互に発生する交流電圧であって、前記第１単位パルス波形の面積に対する前記第２単位パルス波形の面積の割合を示す面積割合が１よりも大きく、かつ前記面積割合に対する初期に前記コレステリック液晶層に画像書き込み用の電圧が印加されたときの反射率と前記コレステリック液晶層に画像書き込み用の電圧が複数回印加されたときの反射率との差で表される反射率差の関係を示す光学特性における前記面積割合が１のときの反射率差に対応する面積割合未満の予め定められた範囲内の交流電圧が前記一対の電極間に印加されるように、前記一対の電極間に電圧を印加する電圧印加手段を制御する制御手段として機能させるためのプログラム。

請求項１、請求項５及び請求項６に係る発明によれば、画像の書き込みに寄与する一方の極性の単位パルス波形の面積に対する他方の極性の単位パルス波形の面積の割合が予め定められた範囲内の交流電圧が表示媒体の一対の電極に印加されない場合に比べ、画質低下を抑制する、という効果が得られる。

請求項２に係る発明によれば、面積割合が、光導電層の照明光が照射されている領域に対応するコレステリック液晶層がフォーカルコニック状態からホメオトロピック状態に変化する境界点で一対の電極間に印加される電圧の大きさに対する光導電層の照明光が照射されていない領域に対応するコレステリック液晶層が境界点で一対の電極間に印加される電圧の大きさの割合となる交流電圧が一対の電極間に印加されない場合に比べ、画質低下を抑制する、という効果が得られる。

請求項３及び請求項４に係る発明によれば、光導電層を、電荷輸送層及び電荷発生層の二層構造とした場合に比べ、光導電層における電荷の水平方向の拡散を抑制することにより高解像度の画質が得られる、という効果が得られる。

実施形態に係る光書き込み型表示装置に含まれる表示媒体の構成の一例を示す断面図である。 図１に示す表示媒体の等価回路を示す回路図である。 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図であり、（Ａ）はプレーナ状態を、（Ｂ）はフォーカルコニック状態を、（Ｃ）はホメオトロピック状態を各々示す。 コレステリック液晶層の電気光学応答特性を説明するためのグラフである。 実施形態に係る光書き込み型表示装置の構成の一例を示す構成図である。 電極間に駆動電圧が印加されているときの露光部における電界を示す波形の一例、及び電極間に駆動電圧が印加されているときの非露光部における電界を示す波形の一例を示す図である。 実施形態に係る電圧印加処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 電極間に印加される交流電圧の正極パルスに対する負極パルスの割合の調整方法の説明に供する図である。 表示媒体に照明光が照射されているときと表示媒体に照明光が照射されていないときのコレステリック液晶層の電気光学応答特性の比較例を示すグラフである。 電極間に駆動電圧が印加されているときの露光部に印加される分圧電圧の正極側波形、及び電極間に駆動電圧が印加されているときの非露光部に印加される分圧電圧の正極側波形の比較例を示す図である。 正極パルスに対する負極パルスの複数の予め定められた割合の各々で電極間に複数周期分の交流電圧を印加したときの正極パルスに対する負極パルスの割合と、露光部での光反射率差との関係の一例を示すグラフである。 正極パルスに対する負極パルスの複数の予め定められた割合の各々で電極間に複数周期分の交流電圧を印加したときの正極パルスに対する負極パルスの割合と露光部での光反射率差との関係、及び正極パルスに対する負極パルスの複数の予め定められた割合の各々で電極間に複数周期分の交流電圧を印加したときの正極パルスに対する負極パルスの割合と非露光部での光反射率差との関係の比較例を示すグラフである。 電極間に印加される交流電圧の正極パルスに対する負極パルスの割合を印加電圧を変化させて調整したときの正極パルスに対する負極パルスの割合と露光部での光反射率差との関係と、電極間に印加される交流電圧の正極パルスに対する負極パルスの割合を電圧の印加時間を変化させて調整したときの正極パルスに対する負極パルスの割合と露光部での光反射率差との関係の比較例を示すグラフである。 表示媒体の他構成例を示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る光書き込み型表示装置に含まれる表示媒体の構成の一例を示す断面図である。同図に示すように、表示媒体１２は、非表示面側（同図の下側）から順に、基板２４、電極２２、光導電層２０、ラミネート層１８、光吸収層１９、コレステリック液晶層１７、電極１５、及び基板１３が積層されて構成されており、画像に応じた書き込み光の照射及び電圧の印加によって画像が書き込まれ、書き込まれた画像を保持するものである。

基板１３及び基板２４は、電極１５、コレステリック液晶層１７、光吸収層１９、ラミネート層１８、光導電層２０、及び電極２２を基板間に保持し、表示媒体１２の構造を維持する目的の部材である。基板１３及び基板２４は、外力に耐える強度を有するシート形状の物体であり、表示面側に設けられた基板１３は少なくとも入射光を、表示面と反対側に設けられた基板２４は、後述する書き込み光及び初期化準備光（以下、これらを区別せずに用いる場合、「照明光」と総称する。）を少なくとも透過する。また、これらの基板１３及び基板２４は、フレキシブル性を有していても良い。なお、本実施形態では、光導電層（電荷発生層及び電荷輸送層）に有機材料を用いるため、フレキシブル基板が得られること、成形が容易なこと、コストの点などから、例えば、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、ポリカーボネートまたはポリエチレンナフタレートなどの光透過性の高分子フィルムで形成された基板を用いると良い。また、表面に、防汚膜、耐磨耗膜、光反射防止膜、またはガスバリア膜などの公知の機能性膜を形成しても良い。

なお、基板１３及び基板２４は、本実施形態では可視光全域にわたって透過性をもつものであるが、表示させる波長域で透過性を有していても良い。

電極１５及び電極２２は、詳細を後述する光書込装置１４から印加された電圧を、表示媒体１２内の各機能層に印加するための部材である。このため、電極１５及び電極２２は導電性を有し、表示面側に設けられた電極１５は少なくとも入射光を、表示面と反対側に設けられた電極２２は、照明光を少なくとも透過する。電極１５及び電極２２の具体例としては、金属（例えば、金またはアルミニウム）、金属酸化物（例えば、酸化インジウム、酸化スズ、または酸化インジウムスズ（ＩＴＯ））、導電性有機高分子（例えば、ポリチオフェン系またはポリアニリン系）などで形成された導電性膜が挙げられる。また、表面に、密着力改善膜、光反射防止膜、またはガスバリア膜などの公知の機能性膜を形成しても良い。なお、本実施形態において、「導電」及び「導電性」とは、例えば、シート抵抗が５００Ω以下のものを示す。

なお、電極１５及び電極２２は、本実施形態では可視光全域にわたって透過性をもつものであるが、表示させる波長域で透過性を有していても良い。

光導電層２０は、電極１５と電極２２とで挟まれる領域に設けられ、内部光電効果をもち、照明光の照射強度に応じてインピーダンス特性が変化することにより、照射された光の強度分布に応じた電気的特性分布を示す層である。本実施形態においては、光導電層２０は、図１に示すように、非表示面側（電極２２側）から順に、電荷発生層（Carrier Generation Layer；ＣＧＬ）２０Ｂ、電荷輸送層（Carrier Transport Layer；ＣＴＬ）２０Ａが順に積層された二層構造とされている。

電荷発生層２０Ｂは、照射された光を吸収して電荷を発生する機能を有する層である。従って、表示媒体１２に画像を書き込む際に表示媒体１２に照射される書き込み光、及び表示媒体１２の初期化の準備期間に表示媒体１２に照射される初期化準備光としては、電荷発生層２０Ｂが吸収する吸収波長域の光が適用される。電荷発生層２０Ｂとしては、照射された光を吸収して励起子（−電荷と＋電荷の一対のキャリア）を発生し、電荷発生層２０Ｂの内部、または電荷発生層２０Ｂと電荷輸送層２０Ａとの界面で自由キャリアに効率良く分離されるものが良く、具体的には、電荷発生材料（例えば、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、ビスやトリス等のアゾ顔料、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等の縮環芳香族系顔料、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の電荷移動錯体、またはピリリウム塩染料とポリカーボネート樹脂で形成された共昌錯体）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（例えば、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、またはシリコーン樹脂等）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された電荷発生層が挙げられる。

電荷輸送層２０Ａは、電荷発生層２０Ｂで発生した電荷が注入されて、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、電荷輸送層２０Ａは、電荷発生層２０Ｂの数１０倍の厚みを有する。このため、電荷輸送層２０Ａの容量、電荷輸送層２０Ａの暗電流、及び電荷輸送層２０Ａ内部に流れる電流が、光導電層２０全体の明暗インピーダンスを決定付けている。

電荷輸送層２０Ａは、電荷輸送材料を含んで構成され、電荷発生層２０Ｂからの＋電荷の注入が効率良く発生し、注入された正孔がホッピング移動するものが良い。

電荷輸送層２０Ａは、低分子の正孔輸送材料（例えば、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、またはベンジジン系化合物）、または低分子の電子輸送材料（例えば、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、またはベンゾフェノン系化合物）を、高分子バインダー（例えば、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、または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良い。

コレステリック液晶層１７は、光導電層２０より表示面側に、後述するラミネート層１８及び光吸収層１９を介して設けられている。コレステリック液晶層１７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して、印加される電圧によって入射光の反射及び透過状態の何れかの状態を選択する機能を有し、電圧の印加が解除されても、選択した状態が保持される性質のものが用いられる。また、コレステリック液晶層１７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と良い。

本実施形態のコレステリック液晶層１７としては、高分子マトリックス（透明樹脂）１７Ａ及びコレステリック液晶１７Ｂを含んで構成された自己保持型液晶複合体の液晶層が用いられる。なお、本実施形態では、コレステリック液晶層１７は、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とされており、高分子マトリックス１７Ａ中に、コレステリック液晶１７Ｂが分散されて構成されている。

高分子マトリックス１７Ａ及びコレステリック液晶１７Ｂを含んで構成された自己保持型液晶複合体を形成する形態例としては、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（マイクロカプセル化されたものを含む）が挙げられる。

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、予め定められた相状態から重合させて相分離させるＰＩＰＳ（Polymerization Induced Phase Separation）法、ポリビニルアルコールなどの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、予め定められた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される形態例が挙げられるが、特に限定されるものではない。

高分子マトリックス１７Ａは、コレステリック液晶１７Ｂを保持し、表示媒体１２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、例えば、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用いられる。また、高分子マトリックス１７Ａは、外力に耐える強度をもち、少なくとも反射光及び照明光を透過させる材料であると良い。

高分子マトリックス１７Ａの具体例としては、水溶性高分子材料（例えば、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、または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される材料（例えば、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、またはエポキシ樹脂）等が挙げられる。

コレステリック液晶１７Ｂは、入射光のうち特定の色光の反射及び透過状態の何れかの状態を選択する機能を有し、液晶分子が螺旋状に捩れて配向しており、螺旋軸方向から入射した光のうち、螺旋ピッチに依存した特定の光を干渉反射する。この液晶分子は、電場によって配向が変化し、反射状態が変化される。コレステリック液晶１７Ｂは、他の液晶に比べて、印加電圧に対して反射率が高く表示性能が優れており、またメモリ性を有することから、本実施形態の表示媒体１２に有効である。

コレステリック液晶１７Ｂの具体例としては、ネマチック液晶やスメクチック液晶（例えば、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、または縮合多環系）、またはこれらの混合物に、カイラル剤（例えば、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、またはビフェニル系）を添加したもの等が挙げられる。

コレステリック液晶１７Ｂ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、及び赤とする場合には、それぞれ選択反射の中心波長が、例えば、４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下、５００ｎｍ以上６００ｎｍ以下、及び６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下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、捩じれ方向が異なる、または逆の温度依存性を示す複数のカイラル剤を添加する公知の手法を用いても良い。

上記のコレステリック液晶層１７と光導電層２０とで挟まれる領域には、光導電層２０の電荷輸送層２０Ａに接する側から順に、ラミネート層１８及び光吸収層１９が積層されている。ラミネート層１８は、それぞれ上下基板内面に形成した各機能層を貼り合わせる際に、凹凸吸収及び接着の役割を果たす目的で設けられる層である。

ラミネート層１８は、高分子材料からなり、熱や圧力によって貼り合わせる対象となる層（本実施形態ではコレステリック液晶層１７と光導電層２０）を密着及び接着させる材料が選択される。ラミネート層１８の材料としては、例えば、粘着性の高分子材料（例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、またはシリコーン樹脂）が挙げられる。なお、本実施形態では、このラミネート層１８は、絶縁性の層として構成されている。また、本実施形態において、「絶縁性」及び「絶縁」とは、シート抵抗が１０^１０Ω以上のものを目安とする。

光吸収層（遮光層）１９は、照明光と入射光とを光学分離し、相互干渉による誤動作を防ぐとともに、画像表示を行う場合に表示媒体１２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る。ただし、この目的から、光吸収層１９には、少なくとも電荷発生層２０Ｂの吸収波長域の光、及びコレステリック液晶層１７の反射波長域の光を吸収する機能が要求される。

光吸収層１９の具体例としては、無機顔料（例えば、カドミウム系、クロム系、コバルト系、マンガン系、またはカーボン系）、または有機染料や有機顔料（例えば、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、またはアントロン系）を光導電体層１０の電荷発生層１３側の面に直接成膜する乾式法か、あるいはこれらを高分子バインダー（例えば、ポリビニルアルコール樹脂または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されるものが挙げられる。

なお、本実施形態の表示媒体１２においては、光吸収層１９がラミネート層１８を介して電荷輸送層２０Ａ上に積層された形態例を挙げているが、電荷輸送層２０Ａ上に光吸収層１９が直接積層された構成であっても良い。この場合には、光吸収層１９を、絶縁性の層として構成すると良い。また、ラミネート層１８の材質またはラミネート層１８の形成法によっては光導電層２０にダメージを与えるものがあり、その場合にはラミネート層１８と電荷輸送層２０Ａとで挟まれる領域に絶縁性の隔離層を設けても良い。

次に、本実施形態に係る表示媒体１２の画像の書き込み動作について説明する。

上記のように構成された表示媒体１２において、電極１５及び電極２２間に電圧が印加されると、電極１５と電極２２とで挟まれる領域に積層された各層には、それぞれの層で分圧された分圧電圧が印加される。その状態で光導電層２０に書き込み光が照射されると、その照射された書き込み光に応じて光導電層２０の抵抗分布が変化するため、書き込み光に応じてコレステリック液晶層１７に印加される分圧電圧も変化する。コレステリック液晶層１７に印加される電圧分布が変化すると液晶分子の配向が変化するので、書き込み光に応じた情報がコレステリック液晶層１７に表示される。

具体的には、図２を参照して説明する。図２は、図１に示される構造の表示媒体１２の等価回路を示す回路図である。図２中、Ｃ_ｌｃ，Ｃ_ｏｐｃ及びＲ_ｌｃ，Ｒ_ｏｐｃは、それぞれコレステリック液晶層１７及び光導電層２０の静電容量及び抵抗値である。なお、Ｃ_ｅ及びＲ_ｅは、コレステリック液晶層１７及び光導電層２０以外の構成要素の等価静電容量及び等価抵抗値である。

表示媒体１２の電極１５及び電極２２間に印加される電圧を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電圧Ｖ_ｌｃ，Ｖ_ｏｐｃ及びＶ_ｅが印加される。さらに、書き込み光を照射すると、この書き込み光の強度に応じて光導電層２０の抵抗値Ｒ_ｏｐｃが変化するため、書き込み光による露光または非露光によってコレステリック液晶層１７に印加される分圧電圧が制御される。具体的には、電極１５及び電極２２間に電圧を印加した状態で書き込み光により露光された露光領域は、光導電層２０の抵抗値Ｒ_ｏｐｃが小さくなってコレステリック液晶層１７に印加される分圧電圧は、非露光領域に比べて大きくなる。

ここで、コレステリック液晶１７Ｂの光変調機能について更に詳しく説明する。図３（Ａ）〜（Ｃ）は、コレステリック液晶１７Ｂの分子配向と光学特性の関係を示す模式的な説明図である。コレステリック液晶１７Ｂは、前述したように、螺旋状に捻られた液晶分子の配向状態で光の反射量が制御される。具体的には、コレステリック液晶１７Ｂは、図３（Ａ）に示すように、螺旋軸がセル表面に略垂直になり、入射光に対して特定の波長の光を反射する選択反射現象を起こすプレーナと、図３（Ｂ）に示すように、螺旋軸がセル表面に略平行になり、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と、及び図３（Ｃ）に示すように、螺旋構造がほどけて液晶分子が電界方向を向き、入射光を透過させるホメオトロピックと、の３つの相状態を示す。なお、本実施形態において、「略垂直」とは、コレステリック液晶１７Ｂの相状態がプレーナとされたときの水平面と仮定されたセル表面に対する螺旋軸の角度が９０度を含む予め定められた角度範囲（例えば、８９度よりも大きく、かつ９１度よりも小さい範囲）を意味し、「略平行」とは、コレステリック液晶１７Ｂの相状態がフォーカルコニックとされたときの水平面と仮定されたセル表面に対するコレステリック液晶１７Ｂの螺旋軸の角度が０度を含む予め定められた角度範囲（例えば、−１度よりも大きく、かつ１度よりも小さい範囲）を意味する。

上記の３つの相状態のうち、プレーナ及びフォーカルコニックは、無電圧で双安定に存在する。従って、コレステリック液晶１７Ｂの配向状態は、コレステリック液晶層１７に印加される電圧（分圧電圧Ｖ_ｌｃ）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、印加電圧の増加に伴って、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する。また、フォーカルコニックが初期状態の場合には、印加電圧の増加に伴って、フォーカルコニック、ホメオトロピックの順に変化する。一方、コレステリック液晶層１７に印加した電圧を急峻にゼロにした場合には、プレーナ及び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。なお、本実施形態において、「電圧を急峻にゼロにする」とは、コレステリック液晶１７Ｂの構成材料や表示媒体１２の構成等によっても異なるが、例えば、コレステリック液晶層１７への電圧の印加の解除動作を開始してから０．５ｍｓ後に電圧がゼロになるようにすることを意味している。また、これに限らず、光書き込み型表示装置１０の実機による実験や光書き込み型表示装置１０の設計仕様に基づくコンピュータ・シミュレーション等によって、コレステリック液晶１７Ｂの相状態がホメオトロピックのときに電圧の印加の解除動作を開始してから、コレステリック液晶１７Ｂの相状態がホメオトロピックからプレーナに変化するがフォーカルコニックに変化しない限界時間として予め得られた時間が経過したときに電圧がゼロになるようにすれば良い。

図４は、コレステリック液晶層１７の電気光学応答を説明するためのグラフである。なお、図４において、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おり、横軸は、コレステリック液晶層１７に印加されるパルス電圧である。また、プレーナ、フォーカルコニック及びホメオトロピックの各相状態間には、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、フォーカルコニックとホメオトロピックの相状態変化の閾値電圧を上側閾値電圧Ｖ_ｆｈとし、プレーナとフォーカルコニックの相状態変化の閾値電圧を下閾値電圧Ｖ_ｐｆとしている。

パルス電圧の印加を解除して電圧値を急峻にゼロにしたときのコレステリック液晶層１７は、一例として図４に示すスイッチング挙動を示す。即ち、コレステリック液晶層１７に印加された分圧電圧Ｖ_ｌｃが上側閾値電圧Ｖ_ｆｈ以上の場合には、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る。コレステリック液晶層１７に印加された分圧電圧Ｖ_ｌｃが、下側閾値電圧Ｖ_ｐｆよりも大きく、かつ上側閾値電圧Ｖ_ｆｈ未満である場合には、フォーカルコニックによる透過状態となる。コレステリック液晶層１７に印加された分圧電圧Ｖ_ｌｃが、下側閾値電圧Ｖ_ｐｆ以下の場合には、電圧印加前の状態を継続した状態、即ち、プレーナによる選択反射状態又はフォーカルコニックによる透過状態となる。

例えば、モノクロタイプの光書き込み型表示媒体では、フォーカルコニックを初期状態とすると、コレステリック液晶層１７に印加される分圧電圧が大きな（Ｖ_ｆｈ以上）露光領域では、電圧印加の解除により、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、白画素が表示される。一方、コレステリック液晶層１７に印加される分圧電圧が小さい（Ｖ_ｆｈ未満）非露光領域では、電圧印加の解除により、フォーカルコニックによる透過状態となり、黒画素が表示される。こうして、黒地に白画像が表示される。

図５は本実施形態に係る光書き込み型表示装置の構成の一例を示す構成図である。図５に示すように、本実施形態に係る光書込装置１４には、表示媒体１２が取り付けられており、表示媒体１２及び光書込装置１４で光書き込み型表示装置１０が構成されている。なお、本実施形態では、表示媒体１２と光書込装置１４とが分離されるように構成された形態例について説明するが、表示媒体１２と光書込装置１４とが分離されないように一体化された光書き込み型表示装置としても良い。

光書込装置１４は、表示媒体１２に画像を書き込む装置であり、表示媒体１２に対して書き込み光を露光する機能と表示媒体１２の初期化対象となる領域に初期化準備光を露光する機能とを有する照射手段としての露光装置３２、表示媒体１２の電極１５及び電極２２間に電圧を印加する電圧印加手段としての電圧印加部２６、及び露光装置３２と電圧印加部２６とに電気的に接続され、これらを制御する制御手段としての制御部２８を含んで構成されている。

露光装置３２は表示媒体１２上に、表示媒体１２の光導電層２０の吸収する吸収波長域の光としての書き込み光を表示媒体１２へ照射する２次元状に配置された複数の光源（図示省略）を含んで構成されている。なお、本実施形態では、露光装置３２の光源から照射された書き込み光のコレステリック液晶層１７の照射領域は、コレステリック液晶層１７に表示される画像の各画素に対応する領域以下の大きさとされており、複数の光源の各々からの書き込み光の露光及び非露光が調整されることで、コレステリック液晶層１７に表示する画像の各画素に応じて書き込み光の露光及び非露光が調整される。

なお、露光装置３２を構成する複数の光源としては、制御部２８からの入力信号に基づいて、発光させる光源の位置を特定するアドレスとそれ以外の光源の位置を特定するアドレスとを指定することによって表示媒体１２の光導電層２０へ書き込み光を照射するものであれば、特に制限されるものではない。

露光装置３２を構成する複数の光源の具体例としては、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネルとこのＬＣＤパネルに照明光を照射するバックライトとを含んで構成された露光装置が挙げられる。この他にも、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、またはレーザ等を２次元のアレイ状に配置したものが挙げられる。なお、露光装置３２は、さらに、各種光学素子（例えば、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、または視野角調整シート）を組み込んで構成しても良い。

なお、本実施形態では、１つの露光装置で「書き込み光」による露光と「初期化準備光」による露光とを行う形態例を挙げて説明しているが、これに限らず、表示媒体１２に対して書き込み光を走査露光する露光装置と、表示媒体１２の全面に初期化準備光を一括露光する露光装置と、を別々に設けるようにしても良い。

電圧印加部２６は、制御部２８からの入力信号に基づいて、表示媒体１２の電極１５及び電極２２間に該入力信号に応じた交流電圧を印加するものであり、例えばバイポーラ高電圧アンプ等が用いられる。なお、本実施形態では、パルス状の正極成分（第１単位パルス波形）とパルス状の負極成分（第２単位パルス波形）とが交互にかつ周期的に変化するパルス状電圧を交流電圧としている。

この電圧印加部２６による表示媒体１２への電圧印加は、詳細には、接触端子２５を介して、電極１５及び電極２２間になされる。ここで、接触端子２５とは、電圧印加部２６及び表示媒体１２の電極１５及び電極２２に接触して、両者の導通を行う部材であり、電極１５、電極２２、及び電圧印加部２６との接触抵抗が小さいものが選択される。

接触端子２５としては、金属（例えば、金、銀、銅、アルミ、または鉄）、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（例えば、ポリチオフェン系またはポリアニリン系）などでできた端子で、電極を挟むクリップ形状のものが挙げられる。

制御部２８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２８Ａ、読取専用の記憶媒体であるＲＯＭ（Read Only Memory）２８Ｂ、及びＲＡＭ（Random Access Memory）２８Ｃを含んで構成されている。

ＣＰＵ２８Ａは、光書込装置１４全体の動作を司るものである。記憶媒体としてのＲＯＭ２８Ｂは、光書込装置１４の作動を制御する制御プログラム、後述する画像書込処理プログラム、及び各種パラメータ等を予め記憶する記憶媒体として機能するものである。ＲＡＭ２８Ｃは、各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられる記憶媒体である。ＣＰＵ２８Ａは、ＲＯＭ２８Ｂ及びＲＡＭ２８Ｃの各々に接続されている。従って、ＣＰＵ２８Ａは、ＲＯＭ２８Ｂ及びＲＡＭ２８Ｃへのアクセスを行う。

また、光書込装置１４は、不揮発性の記憶媒体であるＮＶＭ（Non Volatile Memory)２９を備えている。ＮＶＭ２９は、装置の電源スイッチが切られても保持しなければならない各種情報を記憶するものであり、表示媒体１２に表示すべき画像を示す画像情報が記憶されている。ＮＶＭ２９は、制御部２８のＣＰＵ２８Ａに接続されている。従って、ＣＰＵ２８Ａは、ＲＯＭ２８Ｂに格納されたプログラムに従ってＮＶＭ２９から画像情報を読み出し、該画像情報により示される画像が表示媒体１２に表示されるように、電圧印加部２６、露光装置３２を制御する。

図６には、電極１５及び電極２２間に駆動電圧が印加されているときの表示媒体１２における照明光が照射されている領域に対応するコレステリック液晶層１７の領域（以下、「露光部」という。）における電界を示す波形の一例、及び電極１５及び電極２２間に駆動電圧が印加されているときの表示媒体１２における照明光が照射されていない領域に対応するコレステリック液晶層１７の領域（以下、「非露光部」という。）における電界を示す波形の一例が示されている。なお、ここで、「駆動電圧」とは、表示媒体１２に画像を書き込む際に電極１５及び電極２２間に印加すべき電圧を意味する。同図に示されるように、電極１５及び電極２２間に駆動電圧が印加されているときの露光部における電界を示す波形は、電極１５及び電極２２間に正電圧（交流電圧の正極成分）が印加されたときに露光部に対応する光導電層２０の電気抵抗が電極１５及び電極２２間に負電圧（交流電圧の負極成分）が印加されたときよりも低下し、低下した分だけ露光部の正極側の電界が増大するため、正極側と負極側で非対称となっている。

これに対し、非露光部では電極１５及び電極２２間に印加される電圧の極性によって光導電層２０の電気抵抗が変化しないため、電極１５及び電極２２間に駆動電圧が印加されているときの非露光部における電界を示す波形は正極側と負極側で対称となっている。

このように、露光部では、正極成分と負極成分が非対称な交流電圧が印加されてしまうため、コレステリック液晶層１７でのイオン不純物の偏在化を招く。これは表示媒体１２に表示される画像の質の低下を招く要因となる。

そこで、本実施形態に係る光書き込み型表示装置１０では、正極成分と負極成分が非対称な交流電圧の印加に起因する画質低下を抑制するために電極１５及び電極２２間に印加される電圧を制御する電圧印加処理が実行される。

次に、本実施形態に係る光書き込み型表示装置１０の作用として、図７を参照しながら、光書き込み型表示装置１０によって実行される電圧印加処理について説明する。なお、図７は、入力された画像情報により示される画像を初期化されている状態の表示媒体１２に書き込む際にＣＰＵ２８Ａによって実行される電圧印加処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。また、本実施形態に係る光書き込み型表示装置１０では、電圧印加処理プログラムがＲＯＭ２８Ｂに予め記憶されているが、これに限らず、画像書込処理プログラムをＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリなどのコンピュータによって読み取られる記録媒体に格納した状態で提供する形態を適用してもよいし、有線又は無線による通信手段を介して配信する形態を適用しても良い。また、本実施形態において上記の「初期化」とは、表示媒体１２の初期化対象となる領域のコレステリック液晶層１７に含まれるコレステリック液晶１７Ｂの相状態をフォーカルコニックにすることを意味する。

同図のステップ１００では、コレステリック液晶層１７に印加される実効電圧波形が正負両極間で対称となるように、表示媒体１２への画像の書き込みに寄与する正極成分の単位パルス波形の面積に対する負極成分の単位パルス波形の面積の割合が後述する予め定められた範囲内の交流電圧の電極１５及び電極２２間への印加を指示する指示信号を電圧印加部２６に出力し、本電圧印加処理プログラムを終了する。

上記ステップ１００の処理により、電圧印加部２６は、ＣＰＵ２８Ａに入力された画像情報により示される画像が表示媒体１２に書き込まれるように、第１単位パルス波形としての正極成分の単位パルス波形の面積（以下、「正極パルス」という。）に対する第２単位パルス波形としての負極成分の単位パルス波形の面積（以下、「負極パルス」という。）の割合（以下、「面積割合」とも言う。）が予め定められた範囲内の交流電圧を電極１５及び電極２２間に印加する。

なお、本実施形態では、一例として図８に示すように、負極パルスを「負極パルス＝電圧Ｖ１×時間ｔ１」で表し、正極パルスを「正極パルス＝電圧Ｖ２×時間ｔ２」で表した場合、時間ｔ１及び時間ｔ２を固定して、電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２を変えることによって電極１５及び電極２２間に印加される交流電圧の面積割合を調整している。

次に、上記の「予め定められた範囲」について説明する。

図９は、表示媒体１２に照明光が照射されているときと表示媒体１２に照明光が照射されていないときのコレステリック液晶層１７の電気光学応答特性の比較例を示すグラフである。同図において、縦軸はコレステリック液晶層１７の光反射率を、横軸は電極１５及び電極２２間に印加される電圧を各々示している。同図において、実線のグラフは、表示媒体１２に照明光が照射されているときのコレステリック液晶層１７の挙動を示しており、点線のグラフは、表示媒体１２に照明光が照射されていないときのコレステリック液晶層１７の挙動を示している。

同図に示すように、表示媒体１２に照明光が照射されていないときにコレステリック液晶層１７の相状態がフォーカルコニックからホメオトロピックに変化する上側閾値電圧（以下、「非露光時閾値電圧Ｖ_ｔｈｄ」という。）は、表示媒体１２に照明光が照射されているときにコレステリック液晶層１７の相状態がフォーカルコニックからホメオトロピックに変化する上側閾値電圧（以下、「露光時閾値電圧Ｖ_ｔｈｐ」という。）よりも大きい。従って、露光時閾値電圧Ｖ_ｔｈｐよりも大きく、かつ非露光時閾値電圧Ｖ_ｔｈｄよりも小さい電圧（以下、「駆動電圧」という。）が電極１５及び電極２２間に印加されている状態で、例えば、表示媒体１２に書き込み光が照射されれば、表示媒体１２に書き込み光に応じた画像が書き込まれる。

図１０は、電極１５及び電極２２間に駆動電圧が印加されているときの露光部に印加される分圧電圧の正極側波形、及び電極１５及び電極２２間に駆動電圧が印加されているときの非露光部に印加される分圧電圧の正極側波形の比較例を示す図である。

同図に示すように、非露光部に印加される分圧電圧よりも露光部に印加される分圧電圧の方が大きく、非露光部に印加される分圧電圧に対する露光部に印加される分圧電圧の割合は、露光時閾値電圧Ｖ_ｔｈｐに対する非露光時閾値電圧Ｖ_ｔｈｄの割合とほぼ一致する。

図１１は、正極パルスに対する負極パルスの複数の予め定められた割合の各々で電極１５及び電極２２間に複数周期分の交流電圧を印加したときの面積割合と、露光部での光反射率差（Δ光反射率）との関係の一例を示すグラフである。なお、上記の「光反射率差」とは、初期にコレステリック液晶層１７に書き込み用の電圧が印加されたとき（例えば、コレステリック液晶層１７に初めて書き込み用の電圧が印加されたとき）のコレステリック液晶層１７の光反射率（イニシャル光反射率）と電極１５及び電極２２間に複数周期分の交流電圧を印加したときのコレステリック液晶層１７の光反射率との差の絶対値を示す値であり、この値は「０」に近いほど良い。上記複数周期とは、連続で１００回駆動したときのことを言う。

同図に示すように、電極１５及び電極２２間に印加される交流電圧の面積割合が「１」よりも大きく、かつ「４．３」未満の範囲では、光反射率差が良好とみなせる範囲に収まっているが、それ以外では、光反射率差が良好とみなせる範囲を超えている。

なお、本実施形態では、上記の「良好とみなせる範囲」を、０以上であり、かつ正極パルスに対する負極パルスの割合が１のときの露光部の光反射率差（例えば、１．６）未満の範囲としている。

図１２は、正極パルスに対する負極パルスの複数の予め定められた割合の各々で電極１５及び電極２２間に複数周期分の交流電圧を印加したときの面積割合と露光部での光反射率差との関係、及び正極パルスに対する負極パルスの複数の予め定められた割合の各々で電極１５及び電極２２間に複数周期分の交流電圧を印加したときの面積割合と非露光部での光反射率差との関係の比較例を示すグラフである。なお、下記の表１には図１２に示すグラフを構成するデータが示されている。

同図に示すように、非露光部において、電極１５及び電極２２間に印加される交流電圧の面積割合が「３．３」未満の領域では、光反射率差が良好とみなせる範囲に収まっているが、それ以外では、光反射率差が良好とみなせる範囲を超えている。これに対し、露光部は、前述したように、正極パルスに対する負極パルスの割合が「１」よりも大きく、かつ「４．３」未満の範囲で、光反射率差が良好とみなせる範囲に収まっている。

従って、表示媒体１２に画像を書き込む場合には、露光部であっても非露光部であっても正極パルスに対する負極パルスの割合を光反射率差が良好とみなせる範囲に収まるようにすればよいので、交流電圧の正極パルスに対する負極パルスの割合が「１」よりも大きく、かつ「３．３」未満の範囲内の交流電圧が電極１５及び電極２２間に印加されるように電圧印加部２６を制御する。すなわち、上記の表１に示すように、第１周期目にコレステリック液晶層１７に書き込み用の電圧が印加されたときの光反射率と第１００周期目にコレステリック液晶層１７に書き込み用の電圧が印加されたときの光反射率との差の絶対値を示す値（光反射率差）の露光部と非露光部との差異を１．６％以下にする交流電圧が電極１５及び電極２２間に印加されるように電圧印加部２６を制御する。

なお、図１２に示すように、露光部での電極１５及び電極２２間に印加される交流電圧の面積割合、及び非露光部での電極１５及び電極２２間に印加される交流電圧の面積割合が「２」以上「３」以下の範囲で露光部の光反射率差と非露光部の光反射率差との差が最も縮まるため、表示媒体１２に画像を書き込む場合には、面積割合が「２」以上「３」以下の範囲内の交流電圧が電極１５及び電極２２間に印加されるように電圧印加部２６を制御するとより良い。

また、図１２に示すように、露光部での電極１５及び電極２２間に印加される交流電圧の面積割合、及び非露光部での電極１５及び電極２２間に印加される交流電圧の面積割合が「２」（＝非露光時閾値電圧Ｖ_ｔｈｄ／露光時閾値電圧Ｖ_ｔｈｐ）のときに、露光部の光反射率差と非露光部の光反射率差との差が最も縮まり、かつ露光部の光反射率差及び非露光部の光反射率差の平均値が他の割合での露光部の光反射率差及び非露光部の光反射率差の平均値よりも「０」に近くなるため、表示媒体１２に画像を書き込む場合には、面積割合が「２」となる交流電圧が電極１５及び電極２２間に印加されるように電圧印加部２６を制御するとより良い。すなわち、上記の表１に示すように、第１周期目にコレステリック液晶層１７に書き込み用の電圧が印加されたときの光反射率と第１００周期目にコレステリック液晶層１７に書き込み用の電圧が印加されたときの光反射率との差の絶対値を示す値（光反射率差）の露光部と非露光部との差異を０．１％以下にする交流電圧が電極１５及び電極２２間に印加されるように電圧印加部２６を制御する。

よって、上記の「予め定められた範囲」とは、１よりも大きく、かつ面積割合に対する光反射率差の関係を示す光学特性における面積割合が１のときの光反射率差に対応する面積割合未満の範囲を意味する。

このように、表示媒体１２に画像を書き込む場合には、面積割合が、１よりも大きく、かつ面積割合が１の交流電圧が印加されることにより露光部の光反射率差（例えば、正極パルスに対する負極パルスの割合が１のときの露光部の光反射率差「１．６」）に相当する光反射率差を非露光部が示すときの値（例えば、３．３）を超えない予め定められた範囲（例えば、「１」よりも大きく、かつ「３．３」未満の範囲）内の交流電圧が電極１５及び電極２２間に印加されるように電圧印加部２６を制御する。これによって、コレステリック液晶層１７に印加される実効電圧波形が正負両極間で対称となる。

なお、上記実施形態では、電極１５及び電極２２間に印加される交流電圧の面積割合を、電極１５及び電極２２間に対する電圧の印加時間を固定して、印加電圧を変えることによって調整するようにしているが、電極１５及び電極２２間に対する電圧の印加時間を固定して、電極１５及び電極２２間に対する印加電圧を変えることによって電極１５及び電極２２間に印加される交流電圧の面積割合を調整する場合であっても、電極１５及び電極２２間に対する印加電圧を固定して、電極１５及び電極２２間に対する電圧の印加時間を変えることによって電極１５及び電極２２間に印加される交流電圧の面積割合を調整する場合であっても、一例として図１３に示すように、光反射率差に対してほぼ同等に寄与するため、電極１５及び電極２２間に印加される交流電圧の面積割合を、電極１５及び電極２２間に対する印加電圧を固定して電極１５及び電極２２間に対する電圧の印加時間を変えることによって調整するようにしても良い。

また、上記実施形態では、二層構造の光導電層２０を適用した表示媒体１２を例に挙げたが、これに限らず、表示面側から順に、電荷発生層（上ＣＧＬ）、電荷輸送層、電荷発生層（下ＣＧＬ）が順に積層された所謂デュアルＣＧＬ構造の光導電層を適用した表示媒体としても良い。図１５には、デュアルＣＧＬ構造の光導電層を適用した表示媒体の構成を示す断面図が示されている。同図に示されるように、表示媒体１２Ｂは、表示媒体１２に比べて、光導電層２０に代えて光導電層２０’を適用している点が異なっている。光導電層２０’は、光導電層２０に比べて、電荷発生層２０Ｃが更に設けられている点が異なっている。電荷発生層２０Ｃは、ラミネート層１８と電荷輸送層２０Ａとで挟まれる領域に配置される。電荷発生層２０Ｃは、電荷発生層２０Ｂのように、照射された光を吸収して電荷を発生させる機能を有する層であるが、初期化準備光及び書き込み光の吸収波長域以外の吸収波長域を有する。なお、同図の電荷発生層２０Ｂ及び電荷発生層２０Ｃを共に初期化準備光及び書き込み光の吸収波長域を有するものとしても良い。この場合、ＣＰＵ２８Ａが、交流電圧の画像の書き込みに寄与しない極性の電圧（上記実施形態では、交流電圧の負極成分）が電圧印加部２６によって電極１５及び電極２２間に印加されるときに光導電層２０’に照明光を照射しないように露光装置３２を制御する。

メカニズムは必ずしも明らかではないが、電荷発生層２０Ｃの存在によって、電荷が一時的にトラップされることで、電荷の水平方向の拡散を抑制し、より解像度の高い画質を提供できるものと推測される。

また、上記実施形態では、表示媒体１２への画像の書き込みに寄与する交流電圧の極性成分を正極成分としたが、これに限らず、負極成分であっても良い。この場合、電極１５及び電極２２間に印加される交流電圧の負極パルスに対する正極パルスの割合が、露光時閾値電圧Ｖ_ｔｈｐに対する非露光時閾値電圧Ｖ_ｔｈｄの割合を含む予め定められた範囲に収まるように電圧印加部２６を制御する。

また、上記実施形態では、表示媒体１２が固定された状態で光源３０Ａを移動させることにより表示媒体１２と光源３０Ａとを相対移動させる構成としたが、光源部３０Ａを固定した状態で表示媒体１２を移動させたり、両者を移動させたりする構成であっても良い。

１０ 光書き込み型表示装置
１２ 表示媒体
１４ 光書込装置
１７ コレステリック液晶層
２０，２０’ 光導電層
２０Ａ 電荷輸送層
２０Ｂ，２０Ｃ 電荷発生層
１５，２２ 電極
２６ 電圧印加部
２８ 制御部
３２ 露光装置

Claims (6)

1. 少なくとも一方が透光性を有する一対の電極間に、印加される電圧の大きさに応じて反射率が変更されることによって画像が書き込まれるコレステリック液晶層、及び照射される照明光の強度に応じて電気抵抗が変化されることによって前記コレステリック液晶層に印加される電圧を変化させる光導電層が設けられた表示媒体の前記一対の電極間に電圧を印加する電圧印加手段と、
   透光性を有する前記電極側から前記光導電層に前記照明光を照射する照射手段と、
   前記照明光が前記光導電層に照射されるように前記照明手段を制御すると共に、一方の極性の第１単位パルス波形と前記一方の極性と異なる極性の第２単位パルス波形とが交互に発生する交流電圧であって、前記第１単位パルス波形の面積に対する前記第２単位パルス波形の面積の割合を示す面積割合が１よりも大きく、かつ前記面積割合に対する初期に前記コレステリック液晶層に画像書き込み用の電圧が印加されたときの反射率と前記コレステリック液晶層に画像書き込み用の電圧が複数回印加されたときの反射率との差で表される反射率差の関係を示す光学特性における前記面積割合が１のときの反射率差に対応する面積割合未満の予め定められた範囲内の交流電圧が前記一対の電極間に印加されるように前記電圧印加手段を制御する制御手段と、
   を含む光書込装置。
2. 前記制御手段は、前記面積割合が、前記光導電層の前記照明光が照射されている領域に対応する前記コレステリック液晶層がフォーカルコニック状態からホメオトロピック状態に変化する境界点で前記一対の電極間に印加される電圧の大きさに対する前記光導電層の前記照明光が照射されていない領域に対応する前記コレステリック液晶層が前記境界点で前記一対の電極間に印加される電圧の大きさの割合となる交流電圧が前記一対の電極間に印加されるように前記電圧印加手段を制御する請求項１記載の光書込装置。
3. 前記光導電層を、前記照明光の吸収波長域を有する第１電荷発生層と、前記吸収波長域以外の吸収波長域を有する第２電荷発生層と、前記第１電荷発生層及び前記第２電荷発生層に挟まれる電荷輸送層と、で構成した請求項１または請求項２記載の光書込装置。
4. 前記光導電層を、前記照明光の吸収波長域を有する電荷発生層で電荷輸送層を挟んで構成し、
   前記制御手段は、前記交流電圧の画像の書き込みに寄与しない極性の電圧が前記電圧印加手段によって前記一対の電極間に印加されるときに前記光導電層に前記照明光を照射しないように前記照明手段を制御する請求項１または請求項２記載の光書込装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の光書込装置と、
   前記照射手段から書き込み光が照射されることにより画像が書き込まれる前記表示媒体と、
   を含む光書き込み型表示装置。
6. コンピュータを、
   少なくとも一方が透光性を有する一対の電極間に、印加される電圧の大きさに応じて反射率が変更されることによって画像が書き込まれるコレステリック液晶層、及び照射される照明光の強度に応じて電気抵抗が変化されることによって前記コレステリック液晶層に印加される電圧を変化させる光導電層が設けられた表示媒体の前記光導電層に照明光が照射されるように、透光性を有する前記電極側から前記光導電層に前記照明光を照射する照明手段を制御すると共に、一方の極性の第１単位パルス波形と前記一方の極性と異なる極性の第２単位パルス波形とが交互に発生する交流電圧であって、前記第１単位パルス波形の面積に対する前記第２単位パルス波形の面積の割合を示す面積割合が１よりも大きく、かつ前記面積割合に対する初期に前記コレステリック液晶層に画像書き込み用の電圧が印加されたときの反射率と前記コレステリック液晶層に画像書き込み用の電圧が複数回印加されたときの反射率との差で表される反射率差の関係を示す光学特性における前記面積割合が１のときの反射率差に対応する面積割合未満の予め定められた範囲内の交流電圧が前記一対の電極間に印加されるように、前記一対の電極間に電圧を印加する電圧印加手段を制御する制御手段として機能させるためのプログラム。

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