JP2011027784A - 表示媒体および記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示媒体作製により生じた膜厚ムラによる影響に起因する表示媒体に画像を記録するときのばらつきを抑制すること。
【解決手段】本発明の実施形態に係る電子ペーパ２００は、液晶層２５０と透明電極２６０とに挟まれて設けられる中間層２８０であって、液晶層２５０より誘電率の低い中間層２８０が存在する領域と、中間層２８０が存在しない領域とを有することによって、液晶層２５０に発生する電界の強度は、中間層２８０に対応する領域とそれ以外の領域とで異なるものとなる。したがって、透明電極２２０、２６０間に特定の電圧が印加されると、領域によって液晶層２５０の配向状態が異なるものとなり、中間階調の制御が容易になる。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示媒体および記録装置に関する。

階調性を持たせた液晶装置において、強誘電性液晶表示素子の電極表面上に密度の異なる凹凸パターンを有することよりスイッチングのしきい値を制御し、面積的な階調を行うことができる方法が開示されている（例えば、特許文献１）。

特開平６−５１３２７号公報

本発明は、電極に電圧が印加されることにより発生する液晶層の一部における電界と当該一部以外における電界とが異なる強度になるように、電極と液晶層の一部とに挟まれる領域に設けられる中間層を有しない場合に比して、表示媒体作製により生じた膜厚ムラによる影響に起因する表示媒体に画像を記録するときのばらつきを抑制することを目的とする。

本発明の請求項１に係る表示媒体は、電圧が印加される一対の電極と、前記一対の電極に挟まれるように設けられ、前記電極に電圧が印加されることにより発生する電界の強度に応じて配向状態が変化するコレステリック液晶層と、前記電極に電圧が印加されることにより発生する前記コレステリック液晶層の一部における電界と当該一部以外における電界とが異なる強度になるように、前記電極と当該コレステリック液晶層の一部とに挟まれる領域に設けられる中間層とを具備することを特徴とする。

本発明の請求項２に係る表示媒体は、請求項１の構成において、前記中間層が設けられた領域は、複数の領域であり、前記複数の領域のうち、一の領域に設けられた前記中間層を構成する部材は、他の領域に設けられた前記中間層の少なくともいずれかを構成する部材と異なることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る表示媒体は、請求項１または請求項２の構成において、前記中間層が設けられた領域は、複数の領域であり、前記複数の領域のうち、一の領域に設けられた前記中間層の厚さは、他の領域に設けられた前記中間層の少なくともいずれかの厚さと異なることを特徴とする。

本発明の請求項４に係る表示媒体は、請求項１乃至請求項３のいずれかの構成において、前記コレステリック液晶層の一部における厚さは、当該一部以外における厚さとは異なることを特徴とする。

本発明の請求項５に係る表示媒体は、請求項１乃至請求項４のいずれかの構成において、前記電極と前記コレステリック液晶層とに挟まれて設けられ、光が照射されると、前記電極に電圧が印加されることにより発生する前記コレステリック液晶層に発生する電界の強度を変化させる感光層をさらに具備することを特徴とする。

本発明の請求項６に係る記録装置は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された表示媒体の電極に対して電圧を印加する電圧印加手段と、画像を示す画像情報を取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された画像情報に応じて、前記コレステリック液晶層の一部と当該一部以外とにおける配向状態を各々制御するように、前記電圧印加手段によって印加する電圧を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。

本発明の請求項７に係る記録装置は、請求項５に記載された表示媒体の電極に対して電圧を印加する電圧印加手段と、前記表示媒体に対して光を照射する光照射手段と、画像を示す画像情報を取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された画像情報に応じて、前記コレステリック液晶層の一部と当該一部以外とにおける配向状態を各々制御するように、前記電圧印加手段によって印加する電圧、および前記光照射手段による光の照射領域を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。

本発明の請求項８に係る記録装置は、請求項７に記載の構成において、前記中間層が設けられた領域は、複数の領域であり、前記複数の領域の各々における面積は、前記制御手段によって光の照射領域を制御するときの最小の単位となる面積より小さいことを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の発明によれば、電極に電圧が印加されることにより発生する液晶層の一部における電界と当該一部以外における電界とが異なる強度になるように、電極と液晶層の一部とに挟まれる領域に設けられる中間層を有しない場合に比して、表示媒体作製により生じた膜厚ムラによる影響に起因する表示媒体に画像を記録するときのばらつきを抑制することができる。
本発明の請求項２に記載の発明によれば、中間層の厚さが他領域の中間層の厚さと異ならない場合に比べ、さらに階調を細かく制御することができる。
本発明の請求項３に記載の発明によれば、中間層を構成する部材が他領域の中間層を構成する部材と異ならない場合に比べ、階調を細かく制御することができる。
本発明の請求項４に記載の発明によれば、液晶層の厚さが中間層に対応する領域とそれ以外の領域とで異ならない場合に比べ、表示媒体作製により生じた膜厚ムラおよび表示媒体に画像を記録するときの外光による影響に起因するばらつきを抑制することができる。
本発明の請求項５に記載の発明によれば、表示媒体に画像を記録するときの外光による影響に起因するばらつきを抑制することができる。
本発明の請求項６に記載の発明によれば、電極に電圧が印加されることにより発生する液晶層の一部における電界と当該一部以外における電界とが異なる強度になるように、電極と液晶層の一部とに挟まれる領域に設けられる中間層を有しない場合に比して、表示媒体作製により生じた膜厚ムラおよび表示媒体に画像を記録するときの外光による影響に起因するばらつきを抑制することができる。
本発明の請求項７に記載の発明によれば、表示媒体に画像を記録するときの外光による影響に起因するばらつきを抑制することができる。
本発明の請求項８に記載の発明によれば、中間層の一の領域に対応する面積が光照射される最小の面積よりも大きい場合に比べ、記録される画像の精細度を向上することができる。

実施形態に係る記録装置の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る電子ペーパの構成を示す断面図である。 実施形態に係る中間層の配置を説明する図である。 実施形態に係る液晶層の反射率特性を示す図である。 実施形態に係る感光層の抵抗特性を示す図である。 変形例２に係る電子ペーパの構成を示す断面図である。 変形例２に係る中間層の配置を説明する図である。 変形例２に係る液晶層の反射率特性を示す図である。 変形例３に係る電子ペーパの構成を示す断面図である。 変形例４に係る電子ペーパの構成を示す断面図である。 変形例５に係る液晶層の反射率特性を示す図である

以下、本発明の一実施形態について説明する。

＜実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係る記録装置１００の構成を示すブロック図である。記録装置１００は、記録装置１００に保持された電子ペーパ２００に対して、画像情報に応じた画像を記録する装置である。記録装置１００は、制御部１１０、操作部１２０、光照射部１３０、電圧印加部１４０および情報取得部１５０を備える。

制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置やメモリなどの記憶手段を備え、記録装置１００の各部の動作を制御する。操作部１２０は、利用者が記録装置１００に対して選択、確認、取り消しなどの指示を行うための操作を行うタッチパネル、キーボードなどの操作手段であって、操作内容を示す情報を制御部１１０に出力する。

光照射部１３０は、電子ペーパ２００に対して画像を記録するときに、光を照射する光源を有している。この光源は、液晶ディスプレイなどを用いた面状の光源であって、電子ペーパ２００に対して光を照射する。この光源は、液晶ディスプレイの各画素を単位とした領域毎に、電子ペーパ２００に対して光を照射し、光を照射する領域は制御部１１０の制御によって定められる。後述するように、電子ペーパ２００は、光照射によって画像を記録するため、電子ペーパ２００における１画素の大きさは、液晶ディスプレイによって制御可能な最小の光照射の面積である１画素の大きさに対応する。

なお、この光源は半導体レーザなどであって、光源から発生した光を、回転するポリゴンミラーなどの反射物に反射させて、電子ペーパ２００の画像を表示する単位である画素に対してスポット上の光を照射するものであってもよいし、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が線状に配置され、画像を記録する解像度に応じた範囲に各ＬＥＤの光を収束するレンズを備えたＬＥＤアレイであってもよい。この場合には、制御部１１０の制御により、照射される光が電子ペーパ２００を走査して照射するように制御される。

電圧印加部１４０は、電極を有し、制御部１１０の制御により、電極を介して電子ペーパ２００に記録電圧を印加する。記録装置１００に電子ペーパ２００が保持されているときに、電圧印加部１４０が記録電圧を発生させると、その記録電圧は、後述する透明電極２２０、２６０間に印加される。また、電圧印加部１４０から印加される記録電圧は、制御部１１０により予め設定された態様で変化するように制御され、この変化は光照射部１３０における記録光の照射と同期するように制御されている。記録電圧の変化の態様については後述する。

情報取得部１５０は、図示しない記憶手段、外部装置から、制御プログラム、画像を示す画像情報など各種情報を取得する。この例においては、有線、無線などによる通信手段を用いて外部装置からの情報取得の機能を実現している。なお、外部装置より、各種情報を取得する手段は、通信手段に限らず、ＵＳＢメモリ、メモリカードなどの半導体メモリ、ＣＤ、ＤＶＤなどの光ディスクなどから取得するインターフェースであってもよい。以上が記録装置１００の構成についての説明である。

図２は、本発明の実施形態に係る光記録型の表示媒体である電子ペーパ２００の構成を示す図である。電子ペーパ２００は、予め設定された記録電圧が印加されているときに照射された記録光に応じて記録される画像を表示する光記録型表示媒体であって、フィルム基板２１０、２７０と、透明電極２２０、２６０と、感光層２３０と、着色層２４０と、液晶層２５０と中間層２８０とを有し、電子ペーパ２００のフィルム基板２７０側から見ると、記録した画像が表示されることになる。

フィルム基板２１０、２７０は、電子ペーパ２００の表面の保護、形状の支持などのために設けられた層である。例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）である。フィルム基板２１０は、記録装置１００によって光が照射される側に設けられている。フィルム基板２７０は、記録された画像を使用者が観察する側に設けられている。

透明電極２２０、２６０は、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）を有する層である。透明電極２２０、２６０のそれぞれは、電極２２１、２６１に接続されている。この電極２２１、２６１は、記録装置１００に電子ペーパ２００が保持されているときには、電圧印加部１４０の電極と接続される。その状態で電圧印加部１４０から電極を介して電圧が印加されると、透明電極２２０、２６０間に電位差が生じる。

感光層２３０は、照射される記録光が照射されると、光電荷が発生して導電率を異ならせる導電体を有する感光層であって、例えば、有機光導電体（Organic Photoconductor：ＯＰＣ）を用いる。感光層２３０は、記録光を吸収すると、吸収した部分の抵抗値が低下する。したがって、電圧印加部１４０によって透明電極２２０、２６０間に電圧が印加されているときには、その電圧は透明電極２２０と透明電極２６０との間に挟まれた各層により分圧されるが、感光層２３０の抵抗値が低下すると、他の層の分圧比が増加し、感光層２３０の分圧比が低下する。

着色層２４０は、液晶層２５０が光を透過する場合に観察される層である。この例において、着色層２４０は、液晶層２５０を透過した光を吸収することにより黒色を呈する。なお、感光層２３０で入射光を吸収させる構成とすれば、着色層２４０は用いなくてもよい。この場合は、後述するように画像を記録するときには、外光を遮光しておくことが望ましい。

液晶層２５０は、印加される電圧に応じて光の反射状態を異ならせる素子を含む層である。液晶層２５０は、バインダー樹脂中にマイクロカプセルなどのカプセルに内包されたコレステリック液晶表示素子（以下、液晶という）を分散させたものである。液晶は、螺旋状に配向した棒状分子であり、プレーナ配向状態、フォーカルコニック配向状態、ホメオトロピック配向状態の３種類の配向状態となりうる。このうち、プレーナ配向状態とフォーカルコニック配向状態は、無電界で双安定に存在する。ホメオトロピック配向状態とは、液晶層２５０に螺旋配向が解けるある特定の値以上の強度の電界を印加しているときに現れる配向状態であり、この電圧の印加が停止されると、プレーナ配向状態あるいはフォーカルコニック配向状態となる。プレーナ配向状態においては、液晶の螺旋ピッチに応じた波長の光を干渉反射する特性を有し、この例においては、白色（以下の説明においては「明」という）を呈する。一方、フォーカルコニック配向状態にある場合は光を透過して着色層２４０の色（黒色（以下の説明においては「暗」という））を呈する。

中間層２８０は、透明電極２６０と液晶層２５０の間に形成される層であって、液晶層２５０の誘電率よりも低い誘電率を有する層である。中間層２８０は、フィルム基板２７０と透明電極２６０が積層された基板上の透明電極２６０に形成され、例えば以下のように形成される。

中間層２８０は、フィルム基板２７０に透明電極２６０が形成された後、透明電極２６０上にネガレジストＳＵ８溶液をあらかじめ決められた条件でスピンコート、乾燥、プリベークの後、後述する中間層２８０の領域に応じて光照射し、ポストベーク、現像して形成される。また、別の方法としては、中間層２８０は、フィルム基板２７０に透明電極２６０が形成された後、透明電極２６０上に、インクジェットを用いてエポシキ系樹脂溶液の凸状を、中間層２８０の領域に対応して形成、乾燥し、硬化することにより形成される。

これらのように形成された中間層２８０上に液晶層２５０が形成される。この例においては、液晶層２５０は平坦化される作用により、中間層２８０と接する領域に対応する部分とそれ以外の部分とにおいて層の厚さが異なるものとなる。そして、着色層２４０、感光層２３０、透明電極２２０が形成されたフィルム基板２１０と貼りあわされることによって、電子ペーパ２００が形成される。

図３は、電子ペーパ２００を表示面から見たときの中間層２８０の配置を説明する図である。Ａ領域２５１は、中間層２８０が存在する領域であって、Ｂ領域２５２は、中間層が存在しない領域である。すなわち、Ａ領域２５１における液晶層２５０は、中間層２８０と着色層２４０とに挟まれ、Ｂ領域２５２における液晶層２５０は、透明電極２６０と着色層２４０とに挟まれている。この例においては、Ａ領域２５１は複数設けられ、この複数のＡ領域２５１とＢ領域２５２との占有割合は、中間層２８０の透過率に応じて決められる。

具体的には、後述するようにＡ領域２５１に対応する液晶層２５０とＢ領域２５２に対応する液晶層２５０とは、配向状態の制御により、それぞれ呈する色が「明、明」、「暗、明」、「暗、暗」の３通りに制御されるが、この例においては、反射率を「明、明」のときの反射率で規格化した規格化反射率が１としたとき、「暗、明」のときの規格化反射率が１／２となるように、占有割合が決められる。したがって、中間層２８０の透過率が１００％であれば、Ａ領域とＢ領域との占有割合は、１：１となり、中間層２８０の透過率が８０％であれば、Ａ領域とＢ領域との占有割合は、概ね１：０．８となる。なお、「暗、明」のときの規格化反射率は１／２でなくてもよく、０より大きく１より小さい範囲であれば、どのような値でもよい。

また、この占有割合は、表示領域全体としてだけでなく、電子ペーパ２００における１画素（図中の破線で囲われた領域Ｐに相当）において満たされるようになっている。上記の条件（１画素中のＡ領域２５１とＢ領域２５２との占有割合が「暗、明」のときの規格化反射率に応じたものになっていること）を満たしていれば、図示のように、Ａ領域２５１は、円形でなくてもよく、角形、楕円形などさまざまな形状をとりうる。また、直線状としてもよいし、格子状にしてもよい。Ａ領域２５１が格子状となる場合は、複数でなくてもよいが、この場合には、Ｂ領域２５２が複数になる。また、Ｂ領域２５２に対応して中間層２８０が設けられていてもよい。

上述のとおり、中間層２８０の誘電率は、液晶層２５０の誘電率よりも低い構成であるから、透明電極２２０、２６０間に電位差が生じたときに、Ａ領域２５１の液晶層２５０に発生する電界は、Ｂ領域２５２の液晶層２５０に発生する電界より弱い電界となる。

図４は、液晶層２５０の反射率特性の一例を示す図である。図の縦軸は、液晶層２５０の反射率であり、横軸は、電極２２１、２６１に電圧が印加された結果、Ｂ領域２５２における液晶層２５０に対して分圧されて印加される電圧（Ａ領域２５１においては、中間層２８０と液晶層２５０との積層に対して分圧される電圧）を示している。以下、液晶層２５０に印加される電圧とは、Ｂ領域２５２における液晶層２５０に対して分圧されて印加される電圧（Ａ領域２５１においては、中間層２８０と液晶層２５０との積層に対して分圧される電圧）のことをいう。

図４（ａ）を用いて、液晶層２５０に印加される電圧に対する各領域における液晶層２５０の反射率の変化について説明する。液晶層２５０に印加される電圧が増加して電圧値ＶＢ１以上になると、Ｂ領域２５２の液晶層２５０は、電圧印加前における配向状態からフォーカルコニック配向状態となる。さらに電圧が増加して電圧値ＶＡ１以上になると、Ａ領域２５１の液晶層２５０も、電圧印加前における配向状態からフォーカルコニック配向状態となる。さらに電圧が増加して電圧値ＶＢ２以上になると、Ｂ領域２５２の液晶層２５０は、ホメオトロピック配向状態となる。さらに電圧が増加して電圧値ＶＡ２以上になると、Ａ領域２５１の液晶層２５０もホメオトロピック配向状態となる。

このように、同じ液晶層２５０であっても配向状態が変化する電圧が領域によって異なるのは、上述したように、透明電極２２０、２６０間に電位差が生じたときに、Ａ領域２５１の液晶層２５０に発生する電界は、Ｂ領域２５２の液晶層２５０に発生する電界より弱い電界となり、結果としてＡ領域２５１の液晶層２５０の方がＢ領域２５２の液晶層２５０に比べて、配向状態を変化させるために大きな電圧の変化を要するためである。

電圧値ＶＡ２以上の電圧値Ｖ１が液晶層２５０に印加された状態において、液晶層２５０は、Ａ領域２５１、Ｂ領域２５２ともにホメオトロピック配向状態となっているが、電圧の印加を停止することにより、液晶層２５０は、Ａ領域２５１、Ｂ領域２５２ともに反射率の高いプレーナ配向状態となり、ともにプレーナ反射色（明）を呈する。

電圧値ＶＢ２以上電圧値ＶＡ２未満の電圧値Ｖ２が液晶層２５０に印加された状態において、液晶層２５０は、Ａ領域２５１はフォーカルコニック配向状態となり、Ｂ領域２５２はホメオトロピック配向状態となる。したがって、電圧の印加を停止することにより、液晶層２５０は、Ａ領域２５１が反射率の低い黒色（暗）を呈し、Ｂ領域２５２がプレーナ反射色（明）を呈する。これにより、１画素単位としてみると、中間の反射率を呈すことになる。

電圧値ＶＡ１以上電圧値ＶＢ２未満の電圧値Ｖ３が液晶層２５０に印加された状態において、液晶層２５０は、Ａ領域２５１、Ｂ領域２５２ともにフォーカルコニック配向状態となる。したがって、液晶層２５０は、Ａ領域２５１、Ｂ領域２５２ともに黒色（暗）を呈する。このように、液晶層２５０は、１画素を単位としてみると、印加する電圧の制御により図４（ｂ）に示す反射率を呈することになる。

以上、本発明における中間層２８０の働きとしては、液晶層２５０の厚みや液晶層２５０に印加される電圧の分圧比を制御することにより、中間層２８０がある領域のコレステリック液晶の配向状態を変化させるしきい値電圧を、中間層２８０がない領域のコレステリック液晶に対しシフトさせ、液晶層２５０面内で異なるしきい値を持つ領域を生成することである。すなわち、一つの凹凸パターンで明と暗とその中間状態の３状態を電圧制御だけで実現する。

一方、強誘電性液晶表示素子の電極表面上に密度の異なる凹凸パターンを有することよりスイッチングのしきい値を制御し、面積的な階調を行うことができる方法が開示されている（例えば、特許文献１）が、この技術は電極表面上の凹凸パターンの密度により強誘電性液晶のスイッチング電圧が変わる事を利用している。この技術では、例えば４階調を行おうとすると画素電極面上で凹凸パターンの密度の異なる領域を４パターン作成する必要がある。すなわち、本発明と異なり一つの凹凸パターンだけでは明と暗の２状態しか実現できず、本発明とは異なる技術である。

図５は、実施形態に係る感光層２３０の抵抗特性を示す図である。図の縦軸は、感光層２３０の抵抗であり、横軸は、感光層２３０に照射される光量である。感光層２３０は、光の照射がない状態で一定の抵抗を有している。感光層２３０に光の照射がされ、光量が第１の光量Ｌ１を超えると、感光層２３０に照射される光量の増加に応じて、感光層２３０の抵抗が減少する。そして、光量が第２の光量Ｌ２を超えると、光量の増加に対して、感光層２３０の抵抗の減少率は低下して、概ね安定した抵抗となる。この例においては、光照射部１３０から照射される光の光量は、第２の光量Ｌ２を超えた光量Ｐ１である。

電圧印加部１４０から透明電極２２０、２６０間に印加される電圧は、感光層２３０においても分圧される。この例においては、感光層２３０に光が照射されたときの液晶層２５０に印加される電圧が電圧値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３になるように、電圧印加部１４０から電圧が印加されている状態（以下、この状態で電圧印加部１４０から印加される電圧を、それぞれ、電圧値ＶＴ１、ＶＴ２、ＶＴ３という）において、感光層２３０に光が照射されていないときには、液晶層２５０に印加される電圧が電圧値ＶＢ１未満の電圧になるように、各層が設計されている。以上が、電子ペーパ２００の構成についての説明である。

次に、記録装置１００が、電子ペーパ２００に画像を記録するときの動作を説明する。記録装置１００は、電子ペーパ２００を保持し、操作部１２０の操作などによって画像の記録指示がされると、制御部１１０は、画像情報を取得し、電子ペーパ２００への画像の記録処理を開始する。この画像情報は、記録する画像を各画素について「明」、「中間色」、「暗」で表した情報である。

まず、制御部１１０は、電圧印加部１４０を制御して、透明電極２２０、２６０間に電圧値ＶＴ３の電圧を印加（この例においては、５０Ｈｚ、２００ｍｓ）させるとともに、光照射部１３０を制御して、画素全体に対応する感光層２３０へ光を照射させる。そして、電圧印加、光照射を停止させると、電子ペーパ２００の全画素は、明色を呈する。このとき、上述したように、液晶層２５０は、Ａ領域２５１、Ｂ領域２５２ともにプレーナ配向状態となっている。

次に制御部１１０は、電圧印加部１４０を制御して、透明電極２２０、２６０間に電圧値ＶＴ２の電圧を印加（この例においては、５０Ｈｚ、３００ｍｓ）させるとともに、光照射部１３０を制御して、画像情報が示す画像の「中間色」に対応する画素の領域における感光層２３０へ光を照射させる。そして、電圧印加、光照射を停止させると、電子ペーパ２００の「中間色」に対応する画素は、中間色を呈する。このとき、上述したように、光照射がなされた画素の領域における液晶層２５０は、その画素の領域のうち、Ａ領域２５１においてはフォーカルコニック配向状態であり、Ｂ領域２５２においてはプレーナ配向状態となっている。それ以外の画素については、Ａ領域２５１、Ｂ領域２５２ともにプレーナ配向状態が維持されている。

次に制御部１１０は、電圧印加部１４０を制御して、透明電極２２０、２６０間に電圧値ＶＴ１の電圧を印加（この例においては、５０Ｈｚ、３００ｍｓ）させるとともに、光照射部１３０を制御して、画像情報が示す画像の「暗」に対応する画素の領域における感光層２３０へ光を照射させる。そして、電圧印加、光照射を停止させると、電子ペーパ２００の「暗」に対応する画素は、暗色を呈する。このとき、上述したように、光照射がなされた画素の領域における液晶層２５０は、その画素の領域のうち、Ａ領域２５１、Ｂ領域２５２ともにフォーカルコニック配向状態となっている。それ以外の画素については、上述した配向状態を維持している。

なお、この印加電圧の制御態様は一例であって、さまざまな態様が用いられる。例えば、電圧値ＶＴ３の電圧を印加されるときには、「明」に対応する画素の領域における感光層２３０に光照射を行うものであってもよい。このようにする場合には、「中間色」、「暗」に対応する画素の記録を先におこなってもよい。また、「中間色」、「暗」に対応する画素の領域における感光層２３０に光照射を行うときに、電圧値ＶＴ２、ＶＴ１の電圧を印加する前に、電圧値ＶＴ３の電圧を印加するようにしてもよい。

このように、本発明の実施形態に係る電子ペーパ２００は、液晶層２５０と透明電極２６０とに挟まれて設けられる中間層２８０であって、液晶層２５０より誘電率の低い中間層２８０が存在する領域と、中間層２８０が存在しない領域とを有することによって、液晶層２５０に発生する電界の強度は、中間層２８０に対応する領域（Ａ領域２５１）とそれ以外の領域（Ｂ領域２５２）とで異なるものとなる。したがって、透明電極２２０、２６０間に特定の電圧が印加されると、領域によって液晶層２５０の配向状態が異なるものとなり、中間階調の制御が容易になる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以下のように、さまざまな形態で実施可能である。

＜変形例１＞
上述した実施形態において、中間層２８０は、液晶層２５０の誘電率よりも低い誘電率の部材であったが、誘電率の高い部材であってもよい。すなわち、中間層２８０の誘電率を液晶層２５０の誘電率とは異なるものとすれば、Ａ領域２５１とＢ領域２５２とで液晶層２５０に発生する電界の強度を異ならせることになる。

また、中間層２８０を導電体としてもよい。導電体には、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（poly(3, 4-ethylenedioxythiophene)poly(styrenesulfonate)）などの透明導電性ポリマー、光を透過する金属、半導体などを用いればよい。この場合は、液晶層２５０の厚さがＡ領域２５１においてはＢ領域に比べて薄くなり、その結果、Ａ領域２５１における液晶層２５０に発生する電界の強度は、その領域以外と比較して強くなる。

＜変形例２＞
上述した実施形態において、中間層２８０を構成する部材は、領域により異なるようにしてもよい。例えば、変形例１で述べた導電体である中間層２８０（以下、中間層２８０Ａ）と、実施形態における中間層２８０とが混在していてもよい。

図６は、変形例２に係る電子ペーパ２００Ａの構成を示す断面図である。図７は、変形例２に係る電子ペーパ２００Ａを表示面から見たときの中間層２８０、２８０Ａの配置を説明する図である。図８は、変形例２に係る液晶層２５０の反射率特性を示す図である。

電子ペーパ２００Ａは、実施形態における電子ペーパ２００と比べ、中間層２８０のうちの半分が導電体である中間層２８０Ａとなっている。したがって、図７に示すように、実施形態におけるＡ領域２５１の半分が中間層２８０Ａに対応するＣ領域２５３となっている。ここで、Ａ領域２５１、Ｂ領域２５２、Ｃ領域２５３の占有割合は、実施形態と共通した条件、すなわち、中間層２８０、２８０Ａの透過率が１００％であれば、１：１：１となるように定められている。透過率が異なれば、占有割合を変更してもよいことも実施形態と共通する。

上述したように、液晶層２５０に発生する電界の強度は、Ａ領域２５１、Ｂ領域２５２、Ｃ領域２５３により異なるものであり、これによって、各領域における液晶層２５０の反射率特性は、図８に示すものとなる。光照射されているときに、液晶層２５０に印加される電圧が、電圧値Ｖ４（ＶＡ１以上ＶＣ２未満）、Ｖ５（ＶＣ２以上ＶＢ２未満）、Ｖ６（ＶＢ２以上ＶＡ２未満）、Ｖ７（ＶＡ２以上）になるように制御することによって、各領域の反射率が制御される。

具体的には、Ａ領域２５１、Ｂ領域２５２、Ｃ領域２５３は、電圧値Ｖ４に制御されたときには「明、明、明」となり規格化反射率が１、電圧値Ｖ５に制御されたときには「暗、明、明」となり規格化反射率が２／３、電圧値Ｖ６に制御されたときには「暗、暗、明」となり規格化反射率が１／３、電圧値Ｖ７に制御されたときには「暗、暗、暗」となる。このようにして、表現する階調を増やしてもよい。

＜変形例３＞
上述した実施形態においては、中間層２８０の厚さはどの領域であっても異ならせていなかったが、領域により異なるようにしてもよい。例えば、変形例２におけるＣ領域２５３に対応する中間層２８０Ｂの厚さを、Ａ領域２５１に対応する中間層２８０の厚さより厚くしてもよい。

図９は、変形例３に係る電子ペーパ２００Ｂの構成を示す断面図である。中間層２８０Ｂの誘電率と中間層２８０と同じ部材であれば、液晶層２５０に発生する電界の強度は、Ｃ領域２５３において、Ａ領域２５１よりもさらに弱いものとなる。このようにすれば、変形例２のように、表現する階調が増えることになる。なお、変形例２に適用して、厚さが異なるだけでなく、さらに異なる部材としてもよい。

＜変形例４＞
上述した実施形態においては、中間層２８０は、液晶層２５０と透明電極２６０とに挟まれるように設けられていたが、液晶層２５０と着色層２４０とに挟まれるように設けられていてもよい。

図１０は、変形例４に係る電子ペーパ２００Ｃの構成を示す断面図である。このように設けられる中間層２８０Ｃは透過率の低い部材を用いてもよい。また、各領域の占有割合を決めるにあたっては、実施形態における透過率１００％である場合を適用すればよい。このように設けられる中間層２８０Ｃは、液晶層２５０に発生する電界の強度がＡ領域２５１とＢ領域２５２とにおいて異なる強度になるように設けられていれば、どの層間に設けられていてもよい。すなわち、液晶層２５０と透明電極２２０または透明電極２６０とに挟まれた層であればよい。なお、実施形態における中間層２８０と変形例４における中間層２８０Ｃとを双方用いて、複数の層に設けられていてもよい。

＜変形例５＞
上述した実施形態において、Ａ領域２５１とＢ領域２５２の占有割合を決めるにあたっては、Ａ領域２５１、Ｂ領域２５２が「暗、明」のときの規格化反射率が１／２となるようにして決めていたが、規格化反射率が２／３となるようにしてもよい。

図１１は、変形例５に係る液晶層２５０の反射率特性を示す図である。このように、「暗、明」における規格化反射率が２／３とした場合、図１１（ｂ）に示すように、「明、暗」における規格化反射率は１／３となる（中間層２８０の透過率が１００％の場合）。そして、以下のようにして記録電圧を制御すると、表現する階調が増えることになる。

取得する画像情報は、この画像情報は、記録する画像を各画素について「明」、「明中間色（実施形態における「中間色」より明に近い色）」、「暗中間色（実施形態における「中間色」より暗に近い色）」、「暗」で表した情報である。

「明」、「明中間色」、「暗」に係る画像の記録は実施形態における「中間色」を「明中間色」と置き換えるだけでその他は共通であるため説明を省略する。実施形態における処理の後、制御部１１０は、電圧印加部１４０を制御して、透明電極２２０、２６０間に電圧値ＶＴ８（液晶層２５０に印加される電圧が電圧値Ｖ８となる）の電圧を印加（この例においては、５０Ｈｚ、３００ｍｓ）させるとともに、光照射部１３０を制御して、画像情報が示す画像の「暗中間色」に対応する画素の領域における感光層２３０へ光を照射させる。そして、電圧印加、光照射を停止させると、電子ペーパ２００の「暗中間色」に対応する画素は、規格化反射率１／３の暗い灰色を呈する。このとき、光照射がなされた画素の領域における液晶層２５０は、その画素の領域のうち、Ｂ領域２５２においてはフォーカルコニック配向状態であり、Ａ領域２５１においては「明」の記録のときに制御されたプレーナ配向状態が維持されている。このようにしても、表現する階調が増えることになる。

＜変形例６＞
上述した実施形態においては、感光層２３０に画像情報に応じて光照射を行うことで、電子ペーパ２００に画像を記録していたが、光照射を用いない構成であってもよい。この場合には、感光層２３０を用いる必要はない。そして、液晶層２５０に印加される電圧が画素ごとに異なるものとするように、透明電極２２０、２６０を構成（例えば、画素ごとに分離）し、画素ごとに異なる電圧を印加するように電圧印加部１４０を構成すればよい。このとき、各画素を順に選択して電圧が印加されるようにする回路を、電子ペーパ２００に設けてもよい。

そして、明色を呈する画素については、液晶層２５０に印加される電圧が電圧値Ｖ１とした後、電圧印加を停止し、中間色を呈する画素については電圧値Ｖ２、暗色を呈する画素については電圧値Ｖ３として、その後に電圧印加を停止すればよい。

１００…記録装置、１１０…制御部、１２０…操作部、１３０…光照射部、１４０…電圧印加部、１５０…情報取得部、２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ…電子ペーパ、２１０，２７０…フィルム基板、２２０，２６０…透明電極、２２１，２６１…電極、２３０…感光層、２４０…着色層、２５０…液晶層、２８０、２８０Ａ、２８０Ｂ、２８０Ｃ…中間層

Claims (8)

1. 電圧が印加される一対の電極と、
   前記一対の電極に挟まれるように設けられ、前記電極に電圧が印加されることにより発生する電界の強度に応じて配向状態が変化するコレステリック液晶層と、
   前記電極に電圧が印加されることにより発生する前記コレステリック液晶層の一部における電界と当該一部以外における電界とが異なる強度になるように、前記電極と当該コレステリック液晶層の一部とに挟まれる領域に設けられる中間層と
   を具備することを特徴とする表示媒体。
2. 前記中間層が設けられた領域は、複数の領域であり、
   前記複数の領域のうち、一の領域に設けられた前記中間層を構成する部材は、他の領域に設けられた前記中間層の少なくともいずれかを構成する部材と異なる
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示媒体。
3. 前記中間層が設けられた領域は、複数の領域であり、
   前記複数の領域のうち、一の領域に設けられた前記中間層の厚さは、他の領域に設けられた前記中間層の少なくともいずれかの厚さと異なる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示媒体。
4. 前記コレステリック液晶層の一部における厚さは、当該一部以外における厚さとは異なる
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表示媒体。
5. 前記電極と前記コレステリック液晶層とに挟まれて設けられ、光が照射されると、前記電極に電圧が印加されることにより発生する前記コレステリック液晶層における電界の強度を変化させる感光層
   をさらに具備する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の表示媒体。
6. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された表示媒体の電極に対して電圧を印加する電圧印加手段と、
   画像を示す画像情報を取得する取得手段と、
   前記取得手段によって取得された画像情報に応じて、前記コレステリック液晶層の一部と当該一部以外とにおける配向状態を各々制御するように、前記電圧印加手段によって印加する電圧を制御する制御手段と
   を具備することを特徴とする記録装置。
7. 請求項５に記載された表示媒体の電極に対して電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記表示媒体に対して光を照射する光照射手段と、
   画像を示す画像情報を取得する取得手段と、
   前記取得手段によって取得された画像情報に応じて、前記コレステリック液晶層の一部と当該一部以外とにおける配向状態を各々制御するように、前記電圧印加手段によって印加する電圧、および前記光照射手段による光の照射領域を制御する制御手段と
   を具備することを特徴とする記録装置。
8. 前記中間層が設けられた領域は、複数の領域であり、
   前記複数の領域の各々における面積は、前記制御手段によって光の照射領域を制御するときの最小の単位となる面積より小さい
   ことを特徴とする請求項７に記載の記録装置。

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